[发明专利]电子模块及制造其的方法

说明书

根据一个示例性方面，提供了一种电子模块，其中电子模块包括含有至少一个电子部件的电子芯片，含有布置在电子芯片上的主表面并与至少一个电子部件导热连接的间隔元件，以及至少部分地围绕电子芯片和间隔元件的模塑材料，其中间隔元件包括侧表面，其与模塑材料接触并包括表面结构。

分案说明

本申请是于2014年8月11日提交的申请号为201410392670.2、名称为“电子模块及制造其的方法”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及电子模块。而且，本发明涉及制造电子模块的方法。

背景技术

在本领域中，多个电子模块是已知的，其包括提供一些电子功能的电子或半导体芯片。电子芯片可以布置或放置在衬底上，并且可以通过围绕该电子芯片的模塑材料被容纳或封装。

特别是，由于通过模塑材料的容纳，由电子芯片产生的热量的耗散可以是目的。这对于以下情况尤其如此：电子模块形成功率模块或是功率模块的一部分，即被适配并意为处理相当高的功率的模块，例如功率大小比在信息技术领域中使用的电子模块高几个数量级。

这样的功率模块被使用在电池或电动机中，例如在电动汽车领域中的电池或电动机。这些电池和电动机在充放电过程期间的操作中通常严重受力或受压，导致高及快速的热量生成，其对于电池和电动机的功能可以是破坏性的。因而，所产生的热量的驱散是构建或设计这样的功率模块时需要考虑的一个重要问题。例如，可以使用高导热性的材料用于芯片的衬底安装或当制造引线框架时。此外，热传导材料可以用作电子模块的顶层或外层，以便于提供到环境的较大的接触面积或界面，其可以用作对于模块或封装件的热沉。

为了提高热耗散，热沉可以被设置在功率模块的两个主表面上。该热沉被热耦合到半导体芯片，其中一个热沉可被用于冷却芯片的一侧，而另一热沉与另一侧处于热接触。热沉继而可以通过空气对流或液体冷却而与外侧或环境热耦合。

具体地，半导体芯片的前侧或前表面必须被冷却。通常对于常规的电子模块或封装件，半导体芯片的前侧除了连接到模塑材料还通过键合线或接线柱(clip)被热接触，由于模塑材料的热传导率和键合或接线柱的材料热传导率的巨大差异导致热量的局部释放。

图3示出了常规的功率模块300的截面图，包括具有半导体芯片(未示出)布置在其上的印刷电路板(PCB)或直接铜键合衬底(DCB)301。在PCB 301和/或芯片上，间隔元件或间隔件302经由焊料层303被焊接。间隔元件302的另一侧被连接到DCB 305(例如通过另外的焊料层304被焊接)，即陶瓷板被在陶瓷板的每一个主表面上的相应的铜层所覆盖。然后，功率模块被模塑材料306容纳，该模塑材料306至少在间隔元件302的侧面部分接触间隔元件302并可以进一步覆盖DCB和/或衬底的至少部分。模塑材料或部件使得半导体芯片被保护以免于外界影响并且另一方面可有助于均匀化模块或封装件的机械应力。

除了经由间隔元件和DCB的在电子芯片的前侧的热耗散，为了增加电子模块的热耗散，电子芯片的背侧也可以被连接到热沉，该热沉形成在衬底的背侧。

虽然所描述的电子模块可以表现出良好的热耗散，可能仍有潜在的空间来提供改进的电子模块。

发明内容

因此，可能有必要提供电子模块及制造其的方法，其中电子模块提供长时间的良好的热耗散，例如许多的温度循环，并且实现了电子模块的低故障率。

根据一个示例性方面，提供了一种电子模块，其中，电子模块包括电子芯片、间隔元件和模塑材料，该电子芯片包括至少一个电子部件，该间隔元件包括布置在电子芯片上并与至少一个电子部件导热连接的主表面，该模塑材料至少部分地围绕电子芯片和间隔元件，其中该间隔元件包括侧表面，该侧表面与模塑材料接触并且包括表面结构。