[發明專利]一種三電平電路碳化硅功率模塊

在審

• 申請號: 202011578636.6
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112701111A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 陳材;王志偉;郭心悅;黃志召;劉新民;康勇
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01L25/07
• 分類號: H01L25/07;H01L23/535;H05K7/06
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種三電平電路碳化硅功率模塊，其特征在于，所述功率模塊包括：底層直接覆銅陶瓷DBC基板、焊接在底層DBC基板上的碳化硅功率芯片、驅動電阻、功率端子和驅動端子，碳化硅功率芯片和驅動電阻構成三電平全橋電路，包括第一三電平有源中點鉗位ANPC型半橋功率電路、第二三電平ANPC型半橋功率電路；碳化硅功率芯片之間通過金屬鍵合線連接。

2.如權利要求1所述的功率模塊，其特征在于，所述DBC基板包括：

導熱層，用來將所述碳化硅功率芯片的熱量導出所述功率模塊；

絕緣層和電路層，絕緣層位于導熱層和電路層之間，電路層通過焊接方式與所述碳化硅功率芯片的相應端口連接。

3.如權利要求2所述的功率模塊，其特征在于，所述電路層包括第一芯片區、第二芯片區、第三芯片區、第四芯片區、第五芯片區、第一柵極控制區、第二柵極控制區、第三柵極控制區、第四柵極控制區、第五柵極控制區、第六柵極控制區、負極功率端子區；所述第一芯片區、第二芯片區、第三芯片區、第四芯片區依次排布組成矩形區域，所述第五芯片區位于矩形區域中央，所述第一柵極控制區、第二柵極控制區、第三柵極控制區、第四柵極控制區、第五柵極控制區、第六柵極控制區依次呈犬牙交錯排列在第一芯片區至第五芯片區周圍，所述負極功率端子區位于矩形區域的邊緣。

4.如權利要求3所述的功率模塊，其特征在于，第一芯片區和第二芯片區相鄰緊密放置，第五芯片區布置在DBC基板的中央。

5.如權利要求3所述的功率模塊，其特征在于，第一至第六柵極控制區平行放置在第一至第五芯片區兩側，且與并聯的碳化硅功率芯片平行放置。

6.如權利要求1所述的功率模塊，其特征在于，并聯的碳化硅功率芯片放置方向與其連接鍵合線方向垂直。

7.如權利要求1所述的功率模塊，其特征在于，所述第一三電平ANPC型半橋功率電路和所述第二三電平ANPC型半橋功率電路關于功率模塊中線呈對稱分布；所述第一三電平ANPC型半橋功率電路和所述第二三電平ANPC型半橋功率電路可單獨作為半橋電路使用或者并聯起來作為三電平ANPC全橋電路使用。