本實用新型涉及的是一種預涂覆相變材料的功率半導體模塊，屬于功率半導體模塊技術領域。

背景技術：

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

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的不足，而提供一種結構簡單，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、預涂覆相變材料的功率半導體模塊及其制備方法。

本實用新型的目的是通過如下技術方案來完成的，一種功率半導體模塊，它包括一功率半導體模塊，所述功率半導體模塊的底部散熱界面上涂覆有受熱融化的導熱相變材料，另在功率半導體模塊的散熱界面上固定安裝有散熱器，且所述導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：所述功率半導體模塊底面帶有銅散熱底板；所述的散熱界面所涂覆的導熱相變材料，其厚度范圍為0.05mm——0.20mm之間。

作為優(yōu)選：所述的導熱相變材料使用鋼網印刷技術進行印制，所述的鋼網上單孔形狀為圓形、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)功率半導體模塊的制作以后，使用鋼網印刷技術，在功率半導體模塊底面的熱接觸面、即散熱界面涂覆導熱相變材料；

b）導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個小時，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）導熱相變材料在固化到固體之后，依然保持印制時的形狀。

作為優(yōu)選：所述的功率半導體模塊在安裝到散熱器上，由于導熱相變材料為固態(tài)，功率半導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體模塊散熱界面的導熱相變材料；內部的半導體器件發(fā)熱之后，熱量傳導至涂覆在散熱界面上的導熱相變材料，導熱相變材料融化之后即可填滿功率半導體模塊熱接觸面與散熱器之間的空隙，形成良好的導熱效果。

本實用新型所述的功率半導體模塊在系統(tǒng)初始啟動時，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體模塊會高10%-15%。系統(tǒng)運行開始發(fā)熱，當模塊底板的溫度上升到45℃以上時，導熱相變材料開始相變過程，逐漸由原先的固態(tài)轉變成液態(tài)，相變材料液化以后會開始轉變成最優(yōu)化的厚度。初始狀態(tài)時，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造成功率半導體模塊的過溫損壞。

功率半導體模塊安裝到系統(tǒng)上以后，在系統(tǒng)的老化測試時，整個系統(tǒng)會被加熱，這樣就給相變材料的液化提供了足夠的時間。導熱相變材料在45℃開始液化，在很短的時間內填補功率半導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。

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

附圖說明

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

圖2是本實用新型所述帶有銅散熱底板的功率半導體模塊示意圖。

圖3是本實用新型所述不帶銅散熱底板的功率半導體模塊示意圖。

圖4是本實用新型所述功率半導體模塊散熱界面示意圖。

圖5是本實用新型所述矩形陣列排布的印刷鋼網圖形圖。

圖6是本實用新型所述圓形陣列排布的印刷鋼網圖形圖。

圖7是本實用新型所述六邊形陣列排布的印刷鋼網圖形圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型作詳細的介紹：圖1-7所示，本實用新型所述的一種功率半導體模塊，所述功率半導體模塊1的底部散熱界面5上涂覆有受熱融化的導熱相變材料2，另在功率半導體模塊1的散熱界面5上固定安裝有散熱器3，且所述導熱相變材料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體模塊，如圖3所示。

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

所述的導熱相變材料2使用鋼網印刷技術進行印制，所述的鋼網上單孔形狀為圓形、矩形、六邊形或者其它規(guī)則的易于陣列排布的形狀，見圖5-7所示。

一種如上所述功率半導體模塊的制備方法，所述的制備方法包括如下步驟：

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

b）導熱相變材料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個小時，使涂覆在熱接觸面表面的導熱相變材料2固化到固體的狀態(tài)；

c）導熱相變材料2在固化到固體之后，依然保持印制時的形狀。

本實用新型所述的功率半導體模塊1在安裝到散熱器3上，由于導熱相變材料2為固態(tài)，功率半導體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體模塊1散熱界面5的導熱相變材料2；內部的半導體器件發(fā)熱之后，熱量傳導至涂覆在散熱界面上的導熱相變材料2，導熱相變材料融化之后即可填滿功率半導體模塊熱接觸面5與散熱器3之間的空隙，形成良好的導熱效果。