[發明專利]一種碳化硅維也納整流器半橋模塊的封裝結構

有效

• 申請號: 202010874358.2
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN111916438B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 彭力;花偉杰;陳材;黃志召;劉新民;康勇
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01L25/16
• 分類號: H01L25/16;H01L29/78;H01L29/872;H01L29/16;H01L23/498;H02M7/00;H02M7/12;H02M7/219
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 祝丹晴;李智

1.一種碳化硅維也納整流器半橋模塊的封裝結構，其特征在于，包括絕緣基板和功率單元；

所述功率單元附著于所述絕緣基板上，包括二極管整流上橋臂、二極管整流下橋臂和雙向開關橋臂；其中，所述雙向開關橋臂包括共源極反向串聯的第一碳化硅MOSFET芯片和第二碳化硅MOSFET芯片；

所述絕緣基板的上表面銅層包括正極金屬層、負極金屬層、輸入金屬層、輸出金屬層、雙向開關功率共源極金屬層、驅動金屬層和熱敏電阻金屬層；

所述二極管整流上橋臂位于所述正極金屬層，所述二極管整流下橋臂和第一碳化硅MOSFET芯片位于所述輸入金屬層，所述第二碳化硅MOSFET芯片位于所述輸出金屬層。

2.如權利要求1所述的封裝結構，其特征在于，所述驅動金屬層包括第一驅動柵極第一金屬層、第一驅動柵極第二金屬層、雙向開關驅動共源極金屬層、第二驅動柵極第一金屬層和第二驅動柵極第二金屬層。

3.如權利要求2所述的封裝結構，其特征在于，所述第一碳化硅MOSFET芯片的漏極通過焊接直接與所述輸入金屬層相連，柵極通過引線鍵合至所述第一驅動柵極第二金屬層，源極通過均勻分布于其上表面的粗鋁鍵合線連接至所述雙向開關功率共源極金屬層的同時，還通過細鋁鍵合線連接至所述雙向開關驅動共源極金屬層；

所述第二碳化硅MOSFET芯片的漏極通過焊接直接與所述輸出金屬層相連，柵極通過引線鍵合至所述第二驅動柵極第二金屬層，源極通過均勻分布于其上表面的粗鋁鍵合線連接至所述雙向開關功率共源極金屬層的同時，還通過細鋁鍵合線連接至所述雙向開關驅動共源極金屬層。

4.如權利要求1所述的封裝結構，其特征在于，所述二極管整流上橋臂和二極管整流下橋臂均由碳化硅SBD芯片構成。

5.如權利要求4所述的封裝結構，其特征在于，所述二極管整流上橋臂的碳化硅SBD芯片的陰極通過焊接直接與所述正極金屬層連接，陽極通過均勻分布于碳化硅SBD芯片上表面的鋁鍵合線與所述輸入金屬層相連；

所述二極管整流下橋臂的碳化硅SBD芯片的陰極通過焊接直接與所述輸入金屬層相連，陽極通過均勻分布于碳化硅SBD芯片上表面的鋁鍵合線與所述負極金屬層相連。

6.如權利要求1所述的封裝結構，其特征在于，所述絕緣基板為三層結構，包括依次設置的上表面層、中間層和下表面層，所述上表面層和所述下表面層均為金屬導電材料，所述中間層為絕緣材料。

7.如權利要求6所述的封裝結構，其特征在于，還包括熱敏電阻、驅動電阻、端子和外殼。

8.如權利要求7所述的封裝結構，其特征在于，所述熱敏電阻金屬層包括熱敏電阻第一金屬層和熱敏電阻第二金屬層；

所述熱敏電阻跨接在所述熱敏電阻第一金屬層和熱敏電阻第二金屬層上，用于測量碳化硅維也納整流器半橋模塊內部的溫度。

9.如權利要求7所述的封裝結構，其特征在于，所述驅動金屬層和驅動電阻均關于所述雙向開關功率共源極金屬層的水平軸線對稱。

10.如權利要求7-9任一項所述的封裝結構，其特征在于，在所述外殼與絕緣基板的上表面層之間的空間灌注有絕緣保護凝膠。