电子器件模块及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种电子器件模块，其包括至少一个多层的陶瓷电路支承体（２，３）和带有至少一个冷却体（４）的至少一个冷却装置，其中在陶瓷电路支承体（２，３）和冷却装置（４）之间至少局部地设置有复合层（５，６），该复合层被构建为用于在主要工艺中与陶瓷电路支承体（２，３）反应性地连接，并且被构建为用于与冷却装置（４）连接。本发明专利技术还涉及一种用于制造这种电子器件模块的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电子器件模块，其具有至少一个多层的电路支承体和 带有冷却体的冷却装置。此外，本专利技术还涉及一种用于制造这种电子器件模块的方法。
技术介绍
已公开了带有多个多层电路支承体的电子器件模块。这些电子器件模块例如通过LTCC (低温共烧陶瓷)来制成，LTCC是一种用于由多个单 个层制造陶瓷电路支承体的高效率的技术。为此，用于通过冲裁进行电穿 通接触的、未烧结的陶瓷生片设置有开口，其中开口被填充以导电膏，并 且这些膜在其表面上以丝网印刷方法设置有平坦的线路结构。多个这种单 个的层最后可以彼此层压并且在较低的温度情况下烧结。该工艺提供了掩 埋的多层布局结构(Layout-Strukturen )，这些布局结构可以用于集成无 源的电路元件。此外，由此可以实现具有非常好的高频特性、气密地密封 并且具有良好的耐热性的布局结构。借助这些特性，LTCC技术适于应用 在不利的环境(例如适于传感器)中，适于应用在高频技术(例如移动无 线电和雷达领域)中，以及适于应用在功率电子设备(例如车辆电子设备、 传动控制装置和发动机控制装置)中。然而，在热的方面要求高的应用通 常由于材料的较差的导热能力而受到限制，其中材料典型地具有2W/mK 的导热能力。为了冷却有源半导体器件(作为表面安装部件，这些半导体 器件通常是这种LTCC模块的部分)，简单地将LTCC衬底安装在冷却体 上并不足够。特别地，将LTCC衬底焊接或者粘合到冷却体上，如在J. Schulz-Harder等人所著的"Micro channel water cooled power modules", l至6页，PCIM 2000 Nuernberg中所描述的那样，并不足够。LTCC陶瓷在标准工艺中与银金属化物兼容。因此，针对LTCC衬 底的一个常见解决方案是集成热通孔。通孔是垂直的穿通接触部，它们被 以^^艮的导电膏填充，并且主要用于散热。通过这种方式，可以实现20 W/mK的平均导热能力。与含4艮的膜结合，能够在垂直或者水平方向上实现卯W/m K和150 W/m K的值。这由M. A. Zampino等人所著的 "LTCC substrates with internal cooling channel and heat exchanger", Proc.Internat.Symp.onMicroelectronics2003, Internat. Microelectronics and Packaging Society (IMAPS), 18. — 20.11.2003， Boston, USA公开。另一解决方案是，将具有高损耗热的半导体IC(集成电路)，例如功 率放大器，在LTCC电路板的凹进部分中直接安^4散热器上。此外，公开了如下解决方案这些解决方案基于流体填充的通道的集 成。在此，冷却通过具有高热容的流体(例如水)的对流来进行，如在上 面提及的、才艮据J. Schulz-Harder等人所著的"Micro channel water cooled power modules"的现有技术中以及此外在M. A. Zampino等人所著的 "Embedded heat pipes with MCM-C Technology", Proc. NEPCON West 1998 Conference Vol. 2, Reed Exhibition: Norwalk, CT USA 1998， 777 一 785页,第2巻，(Conf. Anaheim, USA, 1. _ 5.03.1998 )中所描述的那样。构造于其上的解决方案为了热传递并未利用冷却流体的热容，而是利 用了相变的潜热。这在上面提及的根据M. A. Zampino等人所著的"LTCC substrates with internal cooling channel and heat exchanger"的现有技术 中以及在 W. K. Jones 等人所著的"Thermal management in low temperature cofire ceramic (LTCC) using high density thermal vias and micro heat pipes/spreaders", Proc. Internat. Symp. on Microelectronics 2002, Internat. Microelectronics and Packaging Society (IMAPS)， 10.— 13.03.2002， Reno, USA中所描述的那样。在那里所阐述的"热管(heat pipe)"根据现有技术例如用于冷却紧凑型计算机例如膝上电脑的处理器。除了这些适于LTCC的方法，所谓的直接铜接合(Direct Copper Bond)工艺适于高度烧结的氧化铝陶瓷并且得到广泛应用，以便将烧结 的氧化铝构成的电路支承体在大约1100。C的情况下直接与铜构成的冷却 膜连接。这在J. Schulz-Harder等人所著的"Micro channel water cooled power modules"和J. Schulz-Harder等人所著的"DBC substrate with integrated flat heat pipe", EMPC 2005， The 15th European Microelectronics and Packaging Conference & Exhibition, 12.-15.06.2005， Bruegge, Belgien中进行了描述。
技术实现思路
本专利技术的任务是，实现一种电子器件模块和一种用于制造这种电子器 件模块的方法，其中高导热能力的衬底可以筒单地和省事地与多层的电路 支^^体稳定连接，并且可以改进散热。该任务通过具有根据权利要求1的特征的电子器件模块和具有根据权利要求12的特征的方法来解决。根据本专利技术的电子器件模块包括至少一个多层的陶瓷电路支承体和 带有至少一个冷却体的冷却装置。在陶瓷电路支承体和冷却装置之间至少 局部地i殳置有至少一个复合层，所述复合层被构建为用于在主要工艺中与 陶瓷电路支承体的反应性连接，特别是用于LTCC反应性连接，并且用 于与冷却装置的连接。通过该复合层以及特别是其构型，可以实现器件模 块的部件之间的稳定连接。此外，可以省事地产生复合层，因为该复合层 反应性地与陶资电路支承体连接。电路支承体与该复合层的连接由此特别 是可以在将陶瓷电路支承体与冷却装置连接到 一起的实际过程中自动生 成。复合层通过其在主要工艺期间的材料构建可以反应性地与电路支承体 稳定连接。主要工艺理解为如下的工艺该工艺主要为了在器件模块的部 件之间建立其他连接而实施。特别地，该复合结构可以在LTCC工艺中 自动地反应性地产生。在此，不必再执行独立的后继的方法步骤，如通过 非反应性连接(如在焊接或者粘合中)的情况那样。由此，反应性连接理 解为产生双重作用的所有工艺，一方面是通过该工艺的主要作用而另一方 面是复合层与电路支承体的连接。在一个优选的LTCC工艺中，双重作 用在于， 一方面可以连接电路支承体的单个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子器件模块，其包括至少一个多层的陶瓷电路支承体（２，３）和带有至少一个冷却体（４）的至少一个冷却装置，　其特征在于，　在陶瓷电路支承体（２，３）和冷却装置（４）之间至少局部地设置有复合层（５，６），该复合层被构建为用于在主 要工艺期间与陶瓷电路支承体（２，３）反应性地连接，并且被构建为用于与冷却装置（４）连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德马茨，露特门纳，斯特芬沃尔特，
申请(专利权)人：奥斯兰姆有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]