本實(shí)用新型涉及的是一種預(yù)涂覆相變材料的功率半導(dǎo)體模塊，屬于功率半導(dǎo)體模塊技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前常規(guī)的功率模塊在出廠時(shí)，功率模塊的基板底部不涂覆任何導(dǎo)熱材料，而是在功率模塊安裝到散熱器上時(shí)，在功率模塊的底面涂覆導(dǎo)熱硅脂。功率模塊運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)熱硅脂將功率模塊的熱量傳導(dǎo)至散熱器。然而導(dǎo)熱硅脂的導(dǎo)熱性能并不優(yōu)良，目前市場(chǎng)上常用的導(dǎo)熱硅脂導(dǎo)熱能力相對(duì)來(lái)說(shuō)較差，由其材料特性決定了導(dǎo)熱硅脂的熱阻占了整個(gè)模塊熱阻的50%左右。因此目前市場(chǎng)需要一種導(dǎo)熱性能更加優(yōu)良的熱界面材料，提升模塊的整體散熱能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，能提高功率模塊的散熱性能，提高功率模塊使用壽命的、預(yù)涂覆相變材料的功率半導(dǎo)體模塊及其制備方法。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)完成的，一種功率半導(dǎo)體模塊，它包括一功率半導(dǎo)體模塊，所述功率半導(dǎo)體模塊的底部散熱界面上涂覆有受熱融化的導(dǎo)熱相變材料，另在功率半導(dǎo)體模塊的散熱界面上固定安裝有散熱器，且所述導(dǎo)熱相變材料介于散熱界面與散熱器之間的空間中。

作為優(yōu)選：所述功率半導(dǎo)體模塊底面帶有銅散熱底板；所述的散熱界面所涂覆的導(dǎo)熱相變材料，其厚度范圍為0.05mm——0.20mm之間。

作為優(yōu)選：所述的導(dǎo)熱相變材料使用鋼網(wǎng)印刷技術(shù)進(jìn)行印制，所述的鋼網(wǎng)上單孔形狀為圓形、矩形、六邊形或者其它規(guī)則的易于陣列排布的形狀。

一種如上所述功率半導(dǎo)體模塊的制備方法，所述的制備方法包括如下步驟：

a）在完成常規(guī)功率半導(dǎo)體模塊的制作以后，使用鋼網(wǎng)印刷技術(shù)，在功率半導(dǎo)體模塊底面的熱接觸面、即散熱界面涂覆導(dǎo)熱相變材料；

b）導(dǎo)熱相變材料涂覆完成以后使用烘箱烘烤，烘烤溫度在80—100℃，烘烤完成后在常溫條件下放置1-2個(gè)小時(shí)，使涂覆在熱接觸面表面的相變材料固化到固體的狀態(tài)；

c）導(dǎo)熱相變材料在固化到固體之后，依然保持印制時(shí)的形狀。

作為優(yōu)選：所述的功率半導(dǎo)體模塊在安裝到散熱器上，由于導(dǎo)熱相變材料為固態(tài)，功率半導(dǎo)體的散熱界面與散熱器之間存在空隙，未被散熱界面材料所填滿，散熱界面材料指的是涂覆在功率半導(dǎo)體模塊散熱界面的導(dǎo)熱相變材料；內(nèi)部的半導(dǎo)體器件發(fā)熱之后，熱量傳導(dǎo)至涂覆在散熱界面上的導(dǎo)熱相變材料，導(dǎo)熱相變材料融化之后即可填滿功率半導(dǎo)體模塊熱接觸面與散熱器之間的空隙，形成良好的導(dǎo)熱效果。

本實(shí)用新型所述的功率半導(dǎo)體模塊在系統(tǒng)初始啟動(dòng)時(shí)，由于相變材料還屬于固態(tài)，相比較于有軟接觸材料的系統(tǒng)，涂覆了相變材料的功率半導(dǎo)體模塊從芯片到散熱器之間的熱阻比有軟接觸材料的功率半導(dǎo)體模塊會(huì)高10%-15%。系統(tǒng)運(yùn)行開(kāi)始發(fā)熱，當(dāng)模塊底板的溫度上升到45℃以上時(shí)，導(dǎo)熱相變材料開(kāi)始相變過(guò)程，逐漸由原先的固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)，相變材料液化以后會(huì)開(kāi)始轉(zhuǎn)變成最優(yōu)化的厚度。初始狀態(tài)時(shí)，由于散熱器的溫度還在45℃到50℃之間，因此稍高的熱阻并不會(huì)造成功率半導(dǎo)體模塊的過(guò)溫?fù)p壞。

功率半導(dǎo)體模塊安裝到系統(tǒng)上以后，在系統(tǒng)的老化測(cè)試時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)被加熱，這樣就給相變材料的液化提供了足夠的時(shí)間。導(dǎo)熱相變材料在45℃開(kāi)始液化，在很短的時(shí)間內(nèi)填補(bǔ)功率半導(dǎo)體模塊以及散熱器之間的空隙。相變材料液化以后模塊的安裝螺絲不需要重新加固。

當(dāng)系統(tǒng)停機(jī)以后，功率半導(dǎo)體模塊溫度下降至45℃以下時(shí)，相變材料重新凝固到固態(tài)，系統(tǒng)再次運(yùn)行底板重新加熱以后相變材料又會(huì)再次融化，填滿功率半導(dǎo)體模塊以及散熱器之間的空隙。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型所述功率半導(dǎo)體模塊安裝到散熱器以后的系統(tǒng)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型所述帶有銅散熱底板的功率半導(dǎo)體模塊示意圖。

圖3是本實(shí)用新型所述不帶銅散熱底板的功率半導(dǎo)體模塊示意圖。

圖4是本實(shí)用新型所述功率半導(dǎo)體模塊散熱界面示意圖。

圖5是本實(shí)用新型所述矩形陣列排布的印刷鋼網(wǎng)圖形圖。

圖6是本實(shí)用新型所述圓形陣列排布的印刷鋼網(wǎng)圖形圖。

圖7是本實(shí)用新型所述六邊形陣列排布的印刷鋼網(wǎng)圖形圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的介紹：圖1-7所示，本實(shí)用新型所述的一種功率半導(dǎo)體模塊，所述功率半導(dǎo)體模塊1的底部散熱界面5上涂覆有受熱融化的導(dǎo)熱相變材料2，另在功率半導(dǎo)體模塊1的散熱界面5上固定安裝有散熱器3，且所述導(dǎo)熱相變材料2介于散熱界面5與散熱器3之間的空間中。

所述的功率半導(dǎo)體模塊可以是包含銅散熱基板4的中到大功率模塊，如圖2所示，也可以是不包含銅散熱基板的小功率半導(dǎo)體模塊，如圖3所示。

所述功率半導(dǎo)體模塊1底面帶有銅散熱底板；所述的散熱界面5所涂覆的導(dǎo)熱相變材料2，其厚度范圍為0.05mm——0.20mm之間。

所述的導(dǎo)熱相變材料2使用鋼網(wǎng)印刷技術(shù)進(jìn)行印制，所述的鋼網(wǎng)上單孔形狀為圓形、矩形、六邊形或者其它規(guī)則的易于陣列排布的形狀，見(jiàn)圖5-7所示。

一種如上所述功率半導(dǎo)體模塊的制備方法，所述的制備方法包括如下步驟：

a）在完成常規(guī)功率半導(dǎo)體模塊的制作以后，使用鋼網(wǎng)印刷技術(shù)，在功率半導(dǎo)體模塊1底面的熱接觸面5、即散熱界面涂覆導(dǎo)熱相變材料2；

b）導(dǎo)熱相變材料2涂覆完成以后使用烘箱烘烤，烘烤溫度在80—100℃，烘烤完成后在常溫條件下放置1-2個(gè)小時(shí)，使涂覆在熱接觸面表面的導(dǎo)熱相變材料2固化到固體的狀態(tài)；

c）導(dǎo)熱相變材料2在固化到固體之后，依然保持印制時(shí)的形狀。

本實(shí)用新型所述的功率半導(dǎo)體模塊1在安裝到散熱器3上，由于導(dǎo)熱相變材料2為固態(tài)，功率半導(dǎo)體1的散熱界面5與散熱器3之間存在空隙，未被散熱界面材料所填滿，散熱界面材料指的是涂覆在功率半導(dǎo)體模塊1散熱界面5的導(dǎo)熱相變材料2；內(nèi)部的半導(dǎo)體器件發(fā)熱之后，熱量傳導(dǎo)至涂覆在散熱界面上的導(dǎo)熱相變材料2，導(dǎo)熱相變材料融化之后即可填滿功率半導(dǎo)體模塊熱接觸面5與散熱器3之間的空隙，形成良好的導(dǎo)熱效果。