[发明专利]电子器件模块及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子器件模块，该电子器件模块具有：至少一个多层陶瓷电路支承体，以及带有至少一个冷却体的冷却装置。此外，本发明也涉及一种用于制造这种电子器件模块的方法。

背景技术

已公开了具有多个多层电路支承体的电子器件模块。这些电子器件模块例如通过LTCC(低温共烧陶瓷)来制造，该LTCC是用于制造由多个单个层构成的陶瓷电路支承体的有效技术。对此，用于电穿通接触(Durchkontaktierung)的、陶瓷的未烧结的生片通过冲裁而设置有开口，这些开口填充有导电膏，并且这些片在其表面上以丝网印刷方法设置有平的线路结构。最后，可以将多个这种单个层彼此层压并且在比较低的温度的情况下烧结。该工艺提供了多层的埋设的布局结构，这些布局结构可以用于无源电路元件的集成。此外，通过这样的方式可以提供布局结构，该布局结构具有非常良好的高频特性、被气密封地密封并且具有良好的耐热性。由于这些特性，LTCC技术适于应用于不利的环境中，例如适于传感器，应用于高频技术中例如在移动无线电中和在雷达领域中，以及应用于传动控制和马达控制的功率电子设备中，例如在车辆电子设备中。然而，在热学上要求苛刻的应用通常受到材料的比较差的导热性限制，该材料典型地具有2W/m K的导热性。单纯将LTCC衬底安装在冷却体上并不足以冷却有源半导体器件，这些半导体器件通常作为表面安装的部件是这种LTCC模块的一部分。尤其是，如在J.Schulz-Harder等人所著的“Microchannel water cooled power modules”(第1页至第6页，PCIM 2000Nuernberg)中所描述的那样将LTCC衬底焊接或者粘合到冷却体上并不充分。

LTCC陶瓷在标准工艺中与银金属化物兼容。因此，对于LTCC衬底的常用解决方案是集成热通孔。这些热通孔是垂直的穿通接触部，它们用含银的导电膏来填充并且主要用于散热。通过这样的方式可以达到20W/m K的平均导热性。与含银的膜结合，在垂直方向上或者在水平方向上能够实现90W/m K和150W/m K的值。这在M.A.Zampino等人所著的“LTCC substrates with internal cooling channel and heat exchanger”(Proc.Internat.Symp.on Microelectronics 2003，Internat.Microelectronics and Packaging Society(IMAPS)，2003年11月18日-20日，Boston，USA)中公开。

另一解决方案是在LTCC电路板的凹处中将具有高损耗热的半导体IC(集成电路)例如功率放大器直接安装在散热器上。

此外，还公开了一些解决方案，其中这些解决方案基于填充流体的通道的集成。在此，通过具有高热容的流体例如水的对流来进行冷却，如在根据J.Schulz-Harder等人所著的“Micro channel water cooled power modules”的上述现有技术中以及此外在M.A.Zampino等人所著的“Embedded heat pipes with MCM-C Technology”(Proc.NEPCON West 1998 Conference Vol.2，Reed Exhibition：Norwalk，CT USA 1998，第777-785页，Vol.2(Conf.Anaheim，USA，1998年3月1日-5日))所描述的那样。

基于上述内容的解决方案针对热传递并不利用冷却流体的热容，而是利用相变的潜热。这在根据M.A.Zampino等人所著的“LTCC substrates with internal cooling channel and heat exchanger”的上述现有技术中以及在W.K.Jones等人所著的“Thermal management in low temperature cofire ceramic(LTCC)using high density thermal vias and micro heat pipes/spreaders”(Proc.Internat.Symp.on Microelectronics 2002，Internat.Microelectronics and Packaging Society(IMAPS)，2002年3月10日-13日，Reno，USA)中进行了描述。在那里所阐述的“热管”根据现有技术例如用于冷却紧凑型计算机譬如膝上型计算机中的处理器。