公开(公告)号：CN116230659A

公开(公告)日：2023-06-06

申请号：CN202211726949.0

申请日：2022-12-30

Applicant: 重庆大学

Inventor： 蒋华平 ,  魏镜枫 ,  冉立 ,  廖瑞金

IPC: H01L23/367 ,  H01L23/373

Abstract: 本发明涉及一种基于衬底凹槽设计的高过载能力功率模块，它包括芯片外延层以及设置在外延层下方的芯片衬底，在所述衬底的底面等间距且均匀分布的蚀刻有凹槽阵列，同时对挖槽后的衬底底面通过金属化处理沉积多层金属层；在每个凹槽内填充有高比热容的金属材料，通过金属材料快速吸收功率模块短时过载时所产生的热量，增强功率模块的过载能力，并通过焊料焊接陶瓷覆铜基板于每个凹槽的开口处，实现芯片与外部电路的电气连接。本发明在芯片衬底内填充金属材料，提高芯片瞬时热容，由于所填充的部位在芯片内部，因此能够极快地响应功率模块过载时产生的大量热量。

公开(公告)号：CN115863279A

公开(公告)日：2023-03-28

申请号：CN202211730406.6

申请日：2022-12-30

Applicant: 重庆大学

Inventor： 蒋华平 ,  魏镜枫 ,  冉立 ,  廖瑞金

IPC: H01L23/367 ,  H01L23/373

Abstract: 本发明涉及一种基于芯片顶部金属块设计的高过载能力功率模块，它包括从下到上依次设置的基板、第二焊料层、陶瓷覆铜板下铜层、陶瓷覆铜板陶瓷层、陶瓷覆铜板上铜层、第一焊料层和芯片；在芯片的上方通过第三焊料层焊接有提升热容以增强功率模块过载能力的金属块，同时金属块通过第一焊料层焊接于陶瓷覆铜板上铜层上，在芯片的两侧设置有用于填充绝缘材料的空隙，在金属块内填充有高比热容的金属材料，通过金属材料快速吸收芯片短时过载时所产生的热量，增强功率模块的过载能力。本发明提高了功率模块的过载能力，实现方法简单仅需真空焊接即可，由于所增加的结构在接近芯片的上方因此其温度响应速度较快且没有给功率模块增加额外的热阻。