[发明专利]一种电子模组和电子模组制备方法

说明书

本发明提供一种电子件冷却技术领域的一种电子模组和电子模组制备方法，电子模组结构包括电子模块，散热器和连接层，所述连接层连接电子模块和散热器，连接层包括烧结银层一，多孔铜膜以及烧结银层二，多孔铜膜置于所述烧结银层一和烧结银层二之间，所述烧结银层二连接电子模块。本发明使用的多孔铜膜是基于现有多孔铜膜改造而成的多孔铜‑银低温烧结膜，该多孔铜膜的空隙填充有低温烧结银浆。本技术方案以改造后的多孔铜模作为骨架，提升散热器连接界面的力学性能，保证散热效率的同时显著降低封装成本。

技术领域

本发明涉及计算机电子模组冷却技术，尤其涉及含散热器的电子模组和制备方法。

背景技术

SiC功率模块、IGBT器件、分离器件等电子模块需要通过热界面连接材料和散热器连接散热。作为该类器件的主要散热通道，热界面连接材料的导热率和界面热阻将直接影响其散热效率。目前，例如SiC功率模块与散热器的界面连接材料主要采用传统导热硅脂或软钎焊材料。由于SiC功率模块与散热器之间的连接面积非常大，采用导热硅脂或软钎焊材料在高低温冲击老化时其连接界面将发生热界面的快速失效，传统连接材料已不能满足高可靠性的需求。

为了提高SiC功率模组的散热效率，热界面连接材料一般应具备以下材料和工艺特性：(1)高熔点(至少高于400℃)，以降低连接材料在极端环境下的热机械退化，改善功率模块可靠性；(2)良好的导热、导电特性；(3)低的杨氏模量，以缓解功率器件的热应力；(5)环境友好型无铅化焊料。

低温银烧结技术可有效失效SiC功率模组的可靠高效散热。然而，SiC功率模块与散热器的烧结时散热器翘曲严重，为弥补翘曲变形需要较厚的低温烧结浆料(诸如300微米)来补偿。SiC功率模块与散热器的庞大连接面积将显著增加封装成本，另外，随着烧结银层厚度的增加，在服役过程中烧结银连接层易于发生脆性断裂。

发明内容

本发明针对现有技术中的缺点，提供一种新的连接方式和结构，以多孔铜模作为骨架，提升散热器连接界面的力学性能，保证散热效率的同时显著降低封装成本。

为了解决上述技术问题，提供了一种电子模组，包括电子模块，散热器和连接层，所述连接层连接电子模块和散热器，连接层包括烧结银层一，多孔铜膜以及烧结银层二，多孔铜膜置于所述烧结银层一和烧结银层二之间，所述烧结银层二连接电子模块。

可选的，所述多孔铜膜的空隙填充有低温烧结银浆。

可选的，所述多孔铜膜的空隙大小0.5-100微米，多孔铜膜厚度为20-200微米。

可选的，所述电子模块两侧面均通过所述连接层连接有散热器。

可选的，电子模块包括SiC功率模块、IGBT器件、分离器件或单面模块。

本发明基于上述电子模组还公开一种电子模组的制备方法，包括步骤：

在多孔铜膜两面涂抹低温烧结银浆，并通过超声振动使低温烧结银浆均匀填充至所述多孔铜膜的空隙中，得到多孔铜-银低温烧结银膜；

在散热器的一面预制烧结银层，再涂覆低温烧结银浆，将多孔铜-银低温烧结银膜覆盖在低温烧结银浆上，得到散热器组件；

在电子模块表面涂覆低温烧结银浆，将预制有低温烧结银浆的电子模块与散热器组件拼合，在密闭腔体内加压烧结。

可选的，多孔铜-银低温烧结银膜的制备方法包括：

在多孔铜块状铜膜均匀涂覆低温烧结银浆，在频率25-130kHz、功率为100-1000W超声环境中，超声震动5-10分钟后，在保护气氛、50-180℃温度的密闭腔体，预热5-10分钟，冷却获得多孔铜-银低温烧结银膜。