[发明专利]一种智能功率模块及其制备方法

说明书

本发明涉及一种智能功率模块及其制备方法，所述智能功率模块包括包括在所述金属基底的第一、第二表面分别形成多个第一凹槽以及多个第二凹槽，并形成多个贯穿所述金属基底的穿孔，在每个所述第一、第二凹槽中均设置一功率元件，在所述穿孔内形成导电通孔，接着在所述金属基底的第二表面上形成第一散热型绝缘介电层以及第一布线层，在所述金属基底的第一表面上形成第一、第二、第三、第四隔热层，在所述第四热阻绝缘层上沉积形成第二布线层，在所述第二布线层上形成导电柱，并在所述第二布线层上设置多个控制元件，使得所述控制元件与所述功率元件电连接，所述导电柱高于所述控制元件，一模塑层暴露所述导电柱的顶面。

技术领域

本发明涉及半导体封装领域，特别是涉及一种智能功率模块及其制备方法。

背景技术

随着电子技术的发展，功率半导体技术已经成为现代电力电子技术的核心。以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为代表的功率器件，在众多工业控制领域得到越来越广泛的应用。IGBT作为一种典型的双极性MOS复合型功率器件，集MOSFET与GTR(大功率晶体管)的优点于一身，既具有输入阻抗高，开关速度快，热稳定性好和驱动电路简单的长处，又具有通态电压低，耐压高和承受电流大的优点。智能功率模块以IGBT为基础，内部集成了逻辑、控制、检测和保护电路，与普通IGBT相比，在系统性能和可靠性上均有很大的提高，同时由于IPM通态损耗和开关损耗都比较低，使散热器的尺寸减小，故整个系统的体积减小了很多，适应了功率器件的发展方向，从而应用领域越来越广。然而在现有的智能功率模块的使用过程中，散热问题一直是丞待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种智能功率模块及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种智能功率模块的制备方法，包括以下步骤：

1)提供一金属基底，所述金属基底具有对应的第一表面和第二表面；

2)接着在所述金属基底的第一表面形成多个第一凹槽，并在所述金属基底的第二表面形成多个第二凹槽，并形成多个贯穿所述金属基底的穿孔；

3)接着在每个所述第一凹槽和每个所述第二凹槽中均设置一功率元件，所述功率元件具有焊垫；

4)接着在所述第一、第二凹槽和所述功率元件之间的间隙中填充无机导热绝缘材料；

5)接着在所述穿孔的内壁形成绝缘介质层，接着在所述穿孔内沉积金属导电材料以形成导电通孔，接着在所述金属基底的第二表面上形成第一散热型绝缘介电层，所述第一散热型绝缘介电层暴露所述导电通孔以及所述功率元件的焊垫，接着在所述第一散热型绝缘介电层上形成第一布线层，所述第一布线层与所述导电通孔以及所述第二凹槽中的所述功率元件电连接；

6)接着在所述金属基底的第一表面上形成第一隔热层，接着在所述第一隔热层上形成第二隔热层，接着在所述第二隔热层上设置第三隔热层，接着在所述第三隔热层上设置第四隔热层，其中，所述第一、第二、第三以及第四隔热层中各自的导热系数依次降低；

7)接着通过刻蚀以暴露所述导电通孔以及所述功率元件的焊垫的凹孔，接着在每个所述凹孔中沉积导电金属材料以形成导电结构，接着在所述第四热阻绝缘层上沉积形成第二布线层，所述第二布线层与所述导电结构电连接；

8)接着在所述第二布线层上形成导电柱，并在所述第二布线层上设置多个控制元件，使得所述控制元件与所述功率元件电连接，所述导电柱高于所述控制元件；

9)接着形成一模塑层，并减薄所述模塑层以暴露所述导电柱的顶面。

作为优选，在所述步骤1)中，所述金属基底的材质为铝或铜；在所述步骤2)中，形成所述第一凹槽、所述第二凹槽以及所述穿孔的方法为激光烧蚀、切割或湿法刻蚀。