[发明专利]一种高功率密度半导体器件的散热底板及其装配方法

说明书

本发明属于半导体器件技术领域，涉及一种高功率密度半导体器件的散热底板及其装配方法。该散热底板包括：相互独立的Pin‑fin板和焊接底板，且两者通过紧固件可拆卸连接，所述Pin‑fin板和焊接底板之间设置有缓冲层。本发明通过将Pin‑fin板和焊接底板设计成相互独立的结构，焊接时焊接板直接与加热板接触，消除了由于加工过程中Pin‑fin针的形变引起的接触面不平现象，提高焊接质量；在焊接时只需要保证焊接板的弧度，对于Pin‑fin板的弧度要求不高，与原有一体化Pin‑Fin板相比，降低了制作工艺的难度；此外，在模块封装时与现有焊接工艺过程兼容，无需增加额外的工装，不会额外增加工艺制作成本。

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，涉及半导体器件的散热底板，尤其涉及一种高功率密度半导体器件的散热底板及其装配方法。

背景技术

随着IGBT模块功率密度的不断提升，散热底板作为单面散热型IGBT模块的主要散热通道，底板的散热能力至关重要。Pin-fin底板作为目前研究热门之一，它直接与冷却液接触，可大大提高IGBT模块的散热能力。

目前市面上最主流的Pin-fin底板为一体化底板，参见图1，即Pin-fin针与焊接板为一体结构，这种底板的主要缺点在于：1)结构上，由于焊接板与Pin-fin针是一体的，后期应用过程中考虑焊接质量对Pin-fin针的一致性要求很高，在后期加工时很难保证；2)加工工艺上，目前现有Pin-fin底板的加工复杂、难度大，对Pin-fin针的一致性要求很高，导致Pin-fin一体化底板的成本大大提高；3)焊接应用上，由于焊接板背面是Pin-fin针，焊接时Pin-fin针与加热板间的接触面积小，传热性能低，影响焊接质量。

因此，急需一种新的底板结构，兼顾封装工艺的可靠性、高效性及良好的散热特性，以解决高功率密度IGBT模块封装工艺及应用过程中的一系列问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种高功率密度半导体器件的散热底板及其装配方法，兼顾高功率密度IGBT模块封装工艺的可靠性、高效性及良好的散热特性。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种高功率密度半导体器件的散热底板，包括：相互独立的Pin-fin板和焊接底板，且两者通过紧固件可拆卸连接，所述Pin-fin板和焊接底板之间设置有缓冲层。

进一步，所述缓冲层采用导热材料制成。

进一步，所述Pin-fin板的上表面设置有用于安装焊接底板的放置区。

进一步，所述焊接底板与缓冲层的总厚度与所述放置区的深度相同。

进一步，所述Pin-fin板的下表面均匀分布有多个Pin-fin针。

进一步，多个所述Pin-fin针与Pin-fin板呈一体式结构。

进一步，所述Pin-fin板和焊接底板通过螺钉连接，所述Pin-fin板、焊接底板和缓冲层上分别设置有与所述螺钉相适配的安装孔。

进一步，所述焊接底板呈矩形。

进一步，所述螺钉的数量为四个，且四个螺钉均匀分布于矩形焊接底板的四个拐角处。

另一方面，本发明提供了基于如上所述的散热底板的装配方法，具体包括以下步骤：

将子模组、焊片及焊接底板由上至下依次放置完成待焊组件与焊接底板的装配；

将装配后的焊接底板放置在预设的托盘上，将所述托盘放置在加热板上进行焊接；

完成焊接后，将焊接板与Pin-fin板通过紧固件安装。