[發明專利]一種高頻大功率碳化硅MOSFET模塊

在審

• 申請號: 201410033879.X
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103794578A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 劉志宏
• 申請（專利權）人: 嘉興斯達微電子有限公司
• 主分類號: H01L23/36
• 分類號: H01L23/36;H01L23/492;H01L23/04
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 翁霽明

1.一種高頻大功率碳化硅MOSFET模塊，它包括散熱基板、殼體，封裝于殼體內的電路結構，殼體包括外殼和蓋于外殼上的外蓋，電路結構包括功率端子、信號端子、絕緣陶瓷基板、碳化硅mosfet芯片、碳化硅SBD芯片；?其特征在于所述絕緣陶瓷基板（9）通過高溫回流焊接到散熱基板（1）上，在絕緣陶瓷基板（9）上焊接有碳化硅mosfet芯片（10）和碳化硅SBD芯片（12、13），碳化硅mosfet芯片（10）、碳化硅SBD芯片（12、13）與絕緣陶瓷基板（9）上刻蝕的電路結構連接起來，并通過鋁線將碳化硅mosfet芯片（10）、碳化硅SBD芯片（12、13）相互之間連接起來，至少三個功率端子（6）焊接在絕緣陶瓷基板（9）的對應位置上。

2.根據權利要求1所述的高頻大功率碳化硅MOSFET模塊，其特征在于殼體包括外殼（2）和蓋于外殼上的外蓋（3），所述外殼（2）通過密封膠與散熱基板（1）的外側部分粘結在一起，殼體內部灌有硅凝膠，所述外蓋（3）和外殼（2）之間通過螺絲緊固在一起。

3.根據權利要求1或2所述的高頻大功率碳化硅MOSFET模塊，其特征在于所述殼體內部封裝的電路結構包含半橋電路結構，包括抑制mosfet體二極管形式和利用mosfet體二極管兩種形式；所述半橋電路結構有三個功率端子（6）引出殼體外部，所述碳化硅mosfet芯片（10）上串聯一片碳化硅SBD芯片（12），另在兩者旁邊反并聯一片碳化硅SBD芯片（13），所述碳化硅mosfet芯片和碳化硅SBD芯片的柵極均串接一片以改善各并聯芯片之間動態均流的貼片電阻。

4.根據權利要求3所述的高頻大功率碳化硅MOSFET模塊，其特征在于所述碳化硅mosfet芯片（10）和碳化硅SBD芯片（12、13）的上表面之間采用鋁線鍵合，碳化硅mosfet芯片（10）和碳化硅SBD芯片（12、13）對絕緣陶瓷基板（9）的焊接采用PbSnAg或SnAu高溫焊料；所述絕緣陶瓷基板（9）采用SnAgCu或SnAg焊料與散熱基板（1）焊接；所述絕緣陶瓷基板（9）上灌有玻璃化溫度超過200度的硅凝膠，灌封的硅凝膠高度以將所有鍵合鋁線浸沒為準。

5.根據權利要求3所述的高頻大功率碳化硅MOSFET模塊，其特征在于所述功率端子（6）在模塊外蓋以上部分折成90度，外蓋（3）對應功率端子折彎后的安裝孔處嵌有安裝螺母；所述功率端子（6）頂部與殼體內的散熱基板（1）底部距離，即模塊的總高在15-18mm。

6.根據權利要求3所述的高頻大功率碳化硅MOSFET模塊，其特征在于所述殼體內焊接有兩塊或四塊絕緣陶瓷基板（9），所述絕緣陶瓷基板（9）為三層結構，上下層均為高導無氧銅，中間層為Al2O3或AlN或Si3N4陶瓷層，該陶瓷層在將功率芯片產生的熱量傳到模塊底部散熱基板（1）的同時，提供模塊內部的電氣部件對散熱基板（1）的絕緣，該絕緣陶瓷基板（9）上刻蝕有可提供功率芯片之間互聯的電路。

7.根據權利要求6所述的高頻大功率碳化硅MOSFET模塊，其特征在于所述殼體的外殼（2）上設置有用于安裝信號端子的嵌孔，同時在外殼（2）的四側設置有用于和外蓋通過螺絲緊固的螺母孔（14）。