一种新型芯片封装模块的制作方法

本实用新型涉及半导体芯片散热技术领域，具体涉及一种新型芯片封装模块。

背景技术：

半导体功率芯片是一种功率半导体开关，其基本工作方式是功率开关循环，半导体功率芯片和多种不同材料层通过叠加封装成封装模块。然而，由于多层不同材料的材料性质不一样，各层材料的导热系数、比热容、泊松比以及热膨胀系数也不一样；当各层材料发生温度变化时，各层材料之间将产生热应力，如果缓冲层上下两端材料层的热应力超过允许值会诱发封装模块失效。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提出一种新型芯片封装模块，减小了缓冲层上下两端材料层的热应力梯度，避免了封装模块发生失效的现象。

本实用新型提供了一种新型芯片封装模块，包括散热板、铜基板、缓冲层、第一铜层、陶瓷基层、第二铜层和芯片；所述铜基板通过导热硅脂粘接在所述散热板上，所述缓冲层与铜基板的背散热板的端面连接，所述第一铜层与缓冲层的背铜基板的端面连接，所述陶瓷基层与第一铜层的背缓冲层的端面连接，所述第二铜层与陶瓷基层的背第一铜层的端面连接，所述芯片与第二铜层的背陶瓷基层的端面连接；所述缓冲层包括WCu60层、WCu40层和WCu20层，WCu60层、WCu40层和WCu20层的厚度均为0.1mm，且WCu60层、WCu40层和WCu0层沿铜基板向芯片依次叠装连接，WCu60层与铜基板连接，Wcu20层与第一铜层连接。

优选地，所述陶瓷基层包括自陶瓷基层依次叠装第三铜层、陶瓷层和第四铜层，第三铜层与第一铜层连接，第四铜层与第二铜层连接。

优选地，所述散热板的背铜基板的端面设有多个等间距布置的散热翅片。

优选地，所述散热板的背铜基板的端面设有蛇形管，蛇形管的每个折弯空间内均对应配设有一个散热翅片。

优选地，所述蛇形管的两端设有进水连接口和出水连接口。

优选地，所述蛇形管采用铜质材料。

优选地，所述散热翅片采用铝质材料。

优选地，所述散热板采用铝质材料。

本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型通过将缓冲层分为沿铜基板向芯片依次叠装的WCu60层、WCu40层和WCu20层，WCu60层、WCu40层和WCu20层各层的热膨胀系数符合由铜基板向陶瓷基层方向依次减小的变化趋势，从而通过缓冲层起到了对缓冲层上下两端材料层的热应力缓冲过渡的作用，减小了缓冲层上下两端材料层的热应力梯度，避免了封装模块发生失效的现象。

附图说明

图1为本实施例的结构示意图；

图2为图1的仰视图；

附图标记：

1-散热板，11-散热翅片，12-蛇形管，121-进水连接口，122-出水连接口，2-铜基板，3-缓冲层，31-WCu60层，32-WCu40层，33-WCu20层，4-第一铜层，5-陶瓷基层，51-第三铜层，52-陶瓷层，53-第四铜层，6-第二铜层，7-芯片。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1和图2所示，本实施例提供的一种新型芯片封装模块，包括散热板1、铜基板2、缓冲层3、第一铜层4、陶瓷基层5、第二铜层6和芯片7；铜基板2通过导热硅脂粘接在散热板1上，缓冲层3与铜基板2的背散热板的端面连接，第一铜层4与缓冲层3的背铜基板的端面连接，陶瓷基层5与第一铜层4的背缓冲层的端面连接，第二铜层6与陶瓷基层5的背第一铜层的端面连接，芯片7与第二铜层6的背陶瓷基层的端面连接。散热板1的背铜基板的端面设有多个等间距布置的散热翅片11，提高了散热板1的散热效率。具体地，散热板1采用铝质材料。

缓冲层3包括WCu60层31、WCu40层32和WCu20层33，WCu60层31、WCu40层32和WCu20层33的厚度均为0.1mm，且WCu60层31、WCu40层32和WCu0层33沿铜基板2向芯片7依次叠装连接，WCu60层31与铜基板2连接，Wcu20层33与第一铜层4连接。其中，WCu60层表示所用材料含有40％的钨和60％的铜，WCu40层表示所用材料含有60％的钨和40％的铜，WCu20层表示所用材料含有80％的钨和20％的铜。钨铜合金是钨和铜组成的合金具有钨的低膨胀性、耐磨性和抗腐蚀性及具备铜的高导电和导热性。

陶瓷基层5包括自陶瓷基层依次叠装第三铜层51、陶瓷层52和第四铜层53，第三铜层51与第一铜层4连接，第四铜层53与第二铜层6连接。第三铜层51、陶瓷层52和第四铜层53的设计便于实现散热板1与芯片7之间的绝缘。

此外，散热板1的背铜基板的端面设有多个等间距布置的散热翅片11，提高了散热板1的散热效率。散热板1的背铜基板的端面设有蛇形管12，蛇形管12的每个折弯空间内均对应配设有一个散热翅片11。蛇形管12的两端设有进水连接口121和出水连接口122。蛇形管12和散热翅片11的配合使用，使得散热板1实现了风冷和液冷的混合冷却方式，提高了散热板1的冷却效率。具体地，蛇形管12采用铜质材料，散热翅片11采用铝质材料。

综上，本芯片封装模块通过将缓冲层3分为沿铜基板2向芯片7依次叠装的WCu60层31、WCu40层32和WCu20层33，WCu60层31、WCu40层32和WCu20层33各层的热膨胀系数符合由铜基板2向陶瓷基层5方向依次减小的变化趋势，从而通过缓冲层3起到了对缓冲层3上下两端材料层的热应力缓冲过渡的作用，减小了缓冲层3上下两端材料层的热应力梯度，避免了封装模块发生失效的现象。

需要说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。