[發(fā)明專利]一種多芯片并聯(lián)功率模塊

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110270648.0
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN112864142A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙斌;孫鵬;余秋萍;趙志斌
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號: H01L25/07
• 分類號: H01L25/07;H01L23/498
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

本發(fā)明公開了一種多芯片并聯(lián)功率模塊。該多芯片并聯(lián)功率模塊中的上功率模塊包括覆銅陶瓷基板單元、信號匯集區(qū)域單元和芯片并聯(lián)單元；下功率模塊與上功率模塊的結(jié)構(gòu)相同；覆銅陶瓷基板單元包括柵極覆銅陶瓷基板、輔助源極覆銅陶瓷基板、漏極覆銅陶瓷基板和源極覆銅陶瓷基板；信號匯集區(qū)域單元包括柵極信號匯集區(qū)域、輔助源極信號匯集區(qū)域和源極信號匯集區(qū)域；漏極信號匯集區(qū)域設(shè)在上功率模塊的漏極覆銅陶瓷基板的覆銅上；芯片并聯(lián)單元中的MOSFET芯片并聯(lián)組包括n個并聯(lián)且沿周向排布的MOSFET芯片；MOSFET芯片的柵極、源極、輔助源極和漏極分別與相應(yīng)的信號匯集區(qū)域連接。本發(fā)明解決了并聯(lián)芯片間的電流分配不均衡的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模塊封裝領(lǐng)域，特別是涉及一種多芯片并聯(lián)功率模塊。

背景技術(shù)

碳化硅材料具有禁帶寬度高、臨界電場大和熱導(dǎo)率高的優(yōu)點，從而使碳化硅器件可以滿足高頻、高溫和高功率密度的需求。在各種碳化硅器件中，由于碳化硅MOSFET具有開關(guān)速度快、通態(tài)電阻低的優(yōu)點，有望在電動汽車充電器、光伏逆變器和高壓斷路器等領(lǐng)域替代硅MOSFET和IGBT。但是，目前碳化硅MOSFET的生產(chǎn)工藝不如硅基器件成熟。芯片尺寸越大，產(chǎn)量越低，價格也越高。為了在電流等級和芯片成本之間進(jìn)行權(quán)衡，單顆碳化硅MOSFET芯片的電流等級較低。對于大電流應(yīng)用場合，裝備研發(fā)人員不得不采用多器件或多芯片模塊并聯(lián)作為一種替代的解決方案。目前的焊接功率模塊內(nèi)部均是采取多芯片并聯(lián)從而實現(xiàn)更大電流等級，但是隨著并聯(lián)芯片數(shù)量的增多，雜散電感分布不均勻，從而使得功率模塊內(nèi)并聯(lián)芯片間電流分配不均衡。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種多芯片并聯(lián)功率模塊，以解決功率模塊內(nèi)雜散電感分布不均勻?qū)е虏⒙?lián)芯片間的電流分配不均衡的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種多芯片并聯(lián)功率模塊，包括：上功率模塊、下功率模塊和漏極信號匯集區(qū)域；

所述上功率模塊包括覆銅陶瓷基板單元、信號匯集區(qū)域單元和芯片并聯(lián)單元；所述下功率模塊與所述上功率模塊的結(jié)構(gòu)相同；

所述覆銅陶瓷基板單元包括柵極覆銅陶瓷基板、輔助源極覆銅陶瓷基板、漏極覆銅陶瓷基板和源極覆銅陶瓷基板；所述柵極覆銅陶瓷基板、所述輔助源極覆銅陶瓷基板和所述漏極覆銅陶瓷基板均為半環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述源極覆銅陶瓷基板為圓形結(jié)構(gòu)；所述柵極覆銅陶瓷基板、所述輔助源極覆銅陶瓷基板和所述漏極覆銅陶瓷基板同心且沿徑向由外到內(nèi)依次間隔排布；所述源極覆銅陶瓷基板位于所述漏極覆銅陶瓷基板半包圍的區(qū)域內(nèi)且與所述漏極覆銅陶瓷基板間隔；

所述信號匯集區(qū)域單元包括柵極信號匯集區(qū)域、輔助源極信號匯集區(qū)域以及源極信號匯集區(qū)域；所述柵極信號匯集區(qū)域設(shè)在所述柵極覆銅陶瓷基板的覆銅上；所述輔助源極信號匯集區(qū)域設(shè)在所述輔助源極覆銅陶瓷基板的覆銅上；所述源極信號匯集區(qū)域設(shè)在所述上源極覆銅陶瓷基板的覆銅上；所述信號匯集區(qū)域單元用于連接?xùn)艠O驅(qū)動信號端子、輔助源極驅(qū)動信號端子和源極功率信號端子；

所述漏極信號匯集區(qū)域設(shè)在所述上功率模塊的漏極覆銅陶瓷基板的覆銅上；所述漏極信號匯集區(qū)域用于連接漏極功率信號端子；

所述芯片并聯(lián)單元包括位于所述漏極覆銅陶瓷基板上的MOSFET芯片并聯(lián)組；所述MOSFET芯片并聯(lián)組包括n個并聯(lián)且沿周向排布的MOSFET芯片；所述MOSFET芯片并聯(lián)組的柵極與所述柵極覆銅陶瓷基板連接；所述MOSFET芯片并聯(lián)組的源極與所述源極覆銅陶瓷基板連接；所述MOSFET芯片并聯(lián)組的輔助源極與所述輔助源極覆銅陶瓷基板連接；所述MOSFET芯片并聯(lián)組的漏極設(shè)在所述漏極覆銅陶瓷基板的覆銅上；

所述下功率模塊中的漏極覆銅陶瓷基板與所述上功率模塊中的源極信號匯集區(qū)域連接。

可選的，所述漏極信號匯集區(qū)域單元包括第一信號匯集子區(qū)域和第二信號匯集子區(qū)域；