[發(fā)明專利]一種雙向開關(guān)功率模塊及其制備方法

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• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113097154A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王來利;孫立杰;侯震鵬;趙成;裴云慶;楊旭;甘永梅;張虹
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: H01L23/14
• 分類號: H01L23/14;H01L23/31;H01L25/07;H01L29/16;H01L29/78;H02M1/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種雙向開關(guān)功率模塊，其特征在于，包括覆銅基板DBC，覆銅基板DBC的一側(cè)表面依次設(shè)置有驅(qū)動端子(12)、碳化硅MOSFET芯片(8)和功率端子(13)，碳化硅MOSFET芯片(8)包括多個且間隔設(shè)置，多個碳化硅MOSFET芯片(8)之間兩兩一組并聯(lián)連接形成兩個不同方向的電力電子開關(guān)，每個碳化硅MOSFET芯片(8)的柵極和源極分別經(jīng)驅(qū)動電阻(7)與驅(qū)動端子(12)連接，多個碳化硅MOSFET芯片(8)設(shè)置在同一片銅基板上，源極分別與功率端子(13)連接，形成共漏極連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向開關(guān)功率模塊，其特征在于，覆銅基板DBC包括陶瓷(6)，陶瓷(6)的一側(cè)設(shè)置有下銅層(4)，另一側(cè)對應(yīng)設(shè)置有上銅層(5)，驅(qū)動端子(12)、碳化硅MOSFET芯片(8)和功率端子(13)分別設(shè)置在上銅層(5)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙向開關(guān)功率模塊，其特征在于，上銅層(5)上設(shè)置有漏極導(dǎo)電銅基板(2)，漏極導(dǎo)電銅基板(2)的兩側(cè)分別設(shè)置有驅(qū)動側(cè)導(dǎo)電銅基板(1)和源極導(dǎo)電銅基板(3)，碳化硅MOSFET芯片(8)設(shè)置在漏極導(dǎo)電銅基板(2)上，通過鍵合線(14)分別與驅(qū)動側(cè)導(dǎo)電銅基板(1)和源極導(dǎo)電銅基板(3)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙向開關(guān)功率模塊，其特征在于，驅(qū)動電阻(7)與驅(qū)動端子(12)設(shè)置在驅(qū)動側(cè)導(dǎo)電銅基板(1)上。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙向開關(guān)功率模塊，其特征在于，功率端子(13)設(shè)置在源極導(dǎo)電銅基板(3)上。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙向開關(guān)功率模塊，其特征在于，碳化硅MOSFET芯片(8)與驅(qū)動側(cè)導(dǎo)電銅基板(1)和源極導(dǎo)電銅基板(3)之間分別通過鍵合線(14)連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向開關(guān)功率模塊，其特征在于，碳化硅MOSFET芯片(8)包括4個。

8.一種制備權(quán)利要求1所述雙向開關(guān)功率模塊的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、對覆銅基板DBC進(jìn)行清潔，在覆銅基板DBC上對應(yīng)碳化硅MOSFET芯片和驅(qū)動電阻的位置處采用鋼網(wǎng)印刷方式印制一層納米銀焊膏，將碳化硅MOSFET芯片和驅(qū)動電阻貼附于納米銀焊膏層上；

S2、將步驟S1印刷好納米銀焊膏的覆銅基板DBC放入真空燒結(jié)爐中進(jìn)行回流焊接；

S3、將步驟S2燒結(jié)完成的覆銅基板DBC取出，在覆銅基板DBC上對應(yīng)功率端子和驅(qū)動端子的位置處印刷納米銀焊膏，采用加熱方式分別焊接功率端子和驅(qū)動端子；

S4、對步驟S3焊接完成的覆銅基板DBC上的碳化硅MOSFET芯片到電極區(qū)域進(jìn)行引線鍵合；

S5、使用環(huán)氧樹脂對步驟S4完成引線鍵合的覆銅基板DBC進(jìn)行塑封，制備得到雙向開關(guān)功率模塊。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，步驟S2中，真空燒結(jié)的溫度為25～300℃，時間為1～2h。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，步驟S3中，加熱溫度為25～300℃。