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申请/专利权人：浙江大学

摘要：本发明涉及半导体模块封装技术，旨在提供一种双面一体化直接液冷碳化硅功率模块封装结构及制备方法。该封装结构包括由上至下布置的上散热器、绝缘电介质层和下散热器；其中，两个散热器均包括陶瓷底板和金属流道，且以各自陶瓷底板相对地平行布置；绝缘电介质层位于两个散热器之间，包括金属材质的上引线框架和下引线框架以及位于两引线框架之间的裸芯片和金属嵌体，并填充了塑封料；上下引线框架分别与两个散热器的陶瓷底板固定连接，形成双面一体化封装结构。本发明充分利用裸芯片的上下表面散热能力，显著缩短封装散热路径，减小模块封装厚度，能够大幅提升芯片通流能力以及可靠性；避免现有模块内部键合线连接方式带来的寄生参数过大问题。

主权项：1.一种双面一体化直接液冷碳化硅功率模块封装结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）采用线切割或激光刻蚀方法，在金属基板上直接加工若干条连通的开口槽，形成金属流道；（2）制作两片薄板状的陶瓷底板，然后在其一侧表面生长金属种子层；两片陶瓷底板上的金属种子层的图案，分别与上引线框架或下引线框架的金属图案形状相同；（3）采用烧结或焊接工艺，将陶瓷底板的非金属种子层侧与金属流道的开口槽侧固定连接，两者结合形成密闭的冷却液通道；以此方式，分别得到上散热器和下散热器；（4）在裸芯片上表面的非引脚焊盘区域加工陶瓷填充层、在引脚焊盘区域加工金属加厚层；然后根据设计方案，以焊接工艺将裸芯片和金属嵌体的下表面固定在下引线框架上；（5）以注塑、层压或灌封的方式，将塑封料填充在裸芯片和金属嵌体表面、各元器件之间，以及下引线框架的金属图案间隙中；采用塑料减薄工艺，显露出金属嵌体和裸芯片的非引脚焊盘区域、引脚焊盘区域；在减薄后的表面生长一层与上引线框架金属图案相同的金属种子层，采用烧结或焊接工艺将上引线框架与该金属种子层进行连接；然后以注塑、层压或灌封的方式，将塑封料填充在上引线框架的金属图案间隙和引脚焊盘区域的隔离间隙中；进一步打磨、校正，确保上引线框架和下引线框架的外侧表面相互平行、没有毛刺；（6）采用烧结或焊接工艺，将上散热器和下散热器的金属种子层分别与上引线框架和下引线框架的外侧表面固定连接，得到双面一体化直接液冷碳化硅功率模块封装结构；所述双面一体化直接液冷碳化硅功率模块封装结构，包括由上至下布置的上散热器、绝缘电介质层和下散热器；其中，上散热器和下散热器具有相同的结构形式，均包括陶瓷底板和金属流道，且上散热器和下散热器以各自陶瓷底板相对地平行布置；在金属流道的内表面设置若干条连通的开口槽，开口槽与陶瓷底板紧密结合形成冷却液通道；在两个散热器的侧端各设有至少一组凸出的进液接口和出液接口，分别与各自冷却液通道的两端相接；绝缘电介质层位于两个散热器之间，包括金属材质的上引线框架和下引线框架，以及位于两引线框架之间的裸芯片和金属嵌体；在两引线框架、裸芯片、金属嵌体之间，以及引线框架的金属图案之间填充了塑封料；裸芯片上部引脚焊盘区域和金属嵌体上部与上引线框架电连接，裸芯片和金属嵌体的下部与下引线框架电连接；上引线框架与上散热器的陶瓷底板固定连接，下引线框架与下散热器的陶瓷底板固定连接，从而形成双面一体化的封装结构；在该封装结构的侧端，两个引线框架各设有至少一个凸出部分用作接线端子。

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