功率模块的制作方法

本发明的实施方案涉及功率模块。更具体地，本发明涉及一种功率模块，其能够在半导体芯片和间隔件通过焊接工艺接合至各个基板时防止焊料的溢出情况和焊料的移动，从而能够通过焊接工艺提高组件之间的接合质量。

背景技术：

1、作为混合动力车辆和电动车辆的核心部件之一，功率转换器(例如，逆变器)是环保型车辆的主要组件，并且已经开发了许多用于功率转换器的技术。此外，开发作为功率转换器的核心组件并且成本最高的功率模块是环保型车辆领域的关键技术。

2、为了实现双面冷却功率模块的电路构造，双面冷却功率模块需要上部基板与下部基板之间的电连接。此时，间隔件(spacer)用于将上部基板电连接至下部基板。此外，间隔件主要用于执行电连接而非散热并且通常用于功率模块。

3、这样的间隔件和芯片通过焊接工艺连接至各个基板。然而，在焊接工艺的过程中，当发生焊料在竖直方向上的溢出时，存在基板与间隔件之间或芯片与间隔件之间发生电气短路缺陷的问题，或者存在形成基板的绝缘层由于蚀刻而暴露的问题。

4、此外，当功率模块处于高温工作条件或恶劣条件时，热应力主要集中在绝缘层暴露的部分，从而存在破坏基板的绝缘层的风险。

5、前述内容仅仅旨在帮助理解本发明的背景，而不旨在意味着本发明落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。

技术实现思路

1、因此，本发明考虑到相关技术中发生的上述问题，并且本发明的目的是提供一种功率模块，其能够在半导体芯片和间隔件通过焊接工艺接合至各个基板时防止焊料的溢出情况和焊料的移动，从而能够提高组件之间通过焊接工艺的接合质量。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种功率模块，其包括：芯片；上部基板和下部基板，所述上部基板和所述下部基板分别布置在所述芯片的上方和下方；以及引导凹槽部分，其由多个凹槽形成，所述多个凹槽在所述芯片的连接部分周围凹陷地形成于上部基板和下部基板，所述引导凹槽部分配置为在芯片通过焊接工艺接合至上部基板和下部基板时引导熔融的焊料。

3、此外，所述引导凹槽部分的多个凹槽可以彼此间隔开预定的距离，以使所述多个凹槽的分离距离等于或大于最小分离距离。

4、此外，所述引导凹槽部分可以形成为使得多个凹槽在最大形成比率内形成在芯片的每一侧的周围。

5、此外，所述引导凹槽部分可以形成为使得多个凹槽中的每个凹槽的直径等于或小于最大直径。

6、此外，所述引导凹槽部分可以形成为使得多个凹槽布置为彼此间隔开，以环绕芯片的各个顶点和各个顶点周围的边缘的一部分。

7、此外，当由于彼此不同的各个芯片彼此相邻布置而使各个芯片的各个引导凹槽部分重叠时，引导凹槽部分的重叠部分可以由于所述引导凹槽部分具有布置为一排的多个凹槽而形成为一排。

8、此外，所述上部基板和所述下部基板可以各自由上部金属层、下部金属层以及插入在所述上部金属层与所述下部金属层之间的绝缘体组成，当芯片接合至上部基板的下部金属层和下部基板的上部金属层时，所述引导凹槽部分可以形成于上部基板的下部金属层和下部基板的上部金属层。

9、此外，所述引导凹槽部分可以形成为使得多个凹槽中的每个凹槽的深度小于接合至芯片的上部金属层或下部金属层的厚度。

10、此外，所述引导凹槽部分可以具有多个凹槽，所述多个凹槽中的每个凹槽形成为圆形形状，以使熔融的焊料在焊接工艺的过程中填充在引导凹槽部分中。

11、在如上所述配置的功率模块中，当芯片和间隔件通过焊接工艺接合至各个基板时，防止了焊料的溢出情况和焊料的移动，从而提高组件之间通过焊接工艺的接合质量。

12、在一些实施方案中，所述功率模块可以进一步包括间隔件，所述间隔件布置为与所述芯片间隔开。所述间隔件可以进一步包括在上部基板和基板中。所述间隔件可以通过焊接工艺接合至上部基板和下部基板。

13、在一些实施方案中，所述功率模块可以进一步包括引线框架，所述引线框架布置为与所述芯片间隔开。所述引线框架可以电连接至上部基板和下部基板中的任何一个。

14、在一些实施方案中，所述功率模块可以进一步包括与上部基板接触的上部冷却部分。

15、在一些实施方案中，所述功率模块可以进一步包括与下部基板接触的下部冷却部分。

16、在另一实施方案中，提供包括如本文所公开的装置的车辆。

1.一种功率模块，其包括：

2.根据权利要求1所述的功率模块，其中，所述引导凹槽部分的多个凹槽彼此间隔开预定的距离，以使所述多个凹槽的分离距离等于或大于最小分离距离。

3.根据权利要求1所述的功率模块，其中，所述引导凹槽部分形成为使得多个凹槽在最大形成比率内形成在芯片的每一侧的周围。

4.根据权利要求1所述的功率模块，其中，所述引导凹槽部分形成为使得多个凹槽中的每个凹槽的直径等于或小于最大直径。

5.根据权利要求1所述的功率模块，其中，所述引导凹槽部分形成为使得多个凹槽布置为彼此间隔开，以环绕芯片的各个顶点和各个顶点周围的边缘的一部分。

6.根据权利要求1所述的功率模块，其中，当由于彼此不同的各个芯片彼此相邻布置而使各个芯片的各个引导凹槽部分重叠时，由于所述引导凹槽部分具有布置为一排的多个凹槽，引导凹槽部分的重叠部分形成为一排。

7.根据权利要求1所述的功率模块，其中，所述上部基板和所述下部基板各自由上部金属层、下部金属层以及插入在所述上部金属层与所述下部金属层之间的绝缘体组成，当芯片接合至上部基板的下部金属层和下部基板的上部金属层时，所述引导凹槽部分形成于所述上部基板的下部金属层和所述下部基板的上部金属层。

8.根据权利要求7所述的功率模块，其中，所述引导凹槽部分形成为使得多个凹槽中的每个凹槽的深度小于接合至芯片的上部金属层或下部金属层的厚度。

9.根据权利要求1所述的功率模块，其中，所述引导凹槽部分具有多个凹槽，所述多个凹槽中的每个凹槽形成为圆形形状，以使熔融的焊料在焊接工艺的过程中填充在引导凹槽部分中。

10.根据权利要求1所述的功率模块，其进一步包括间隔件，所述间隔件布置为与所述芯片间隔开。

11.根据权利要求10所述的功率模块，其中，所述间隔件进一步包括在上部基板和下部基板中。

12.根据权利要求10所述的功率模块，其中，所述间隔件通过焊接工艺接合至上部基板和下部基板。

13.根据权利要求1所述的功率模块，其进一步包括引线框架，所述引线框架布置为与所述芯片间隔开。

14.根据权利要求13所述的功率模块，其中，所述引线框架电连接至上部基板和下部基板中的任何一个。

15.根据权利要求1所述的功率模块，其进一步包括与上部基板接触的上部冷却部分。

16.根据权利要求1所述的功率模块，其进一步包括与下部基板接触的下部冷却部分。

17.一种车辆，其包括根据权利要求1所述的功率模块。