[發明專利]一種高頻大功率封裝模組及其制作方法

在審

• 申請號: 202210822506.5
• 申請日: 2022-07-13
• 公開（公告）號: CN115621217A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 曾劍鴻
• 申請（專利權）人: 上海沛塬電子有限公司;上海曉本技術服務有限公司
• 主分類號: H01L23/34
• 分類號: H01L23/34;H01L21/48;H01L23/367;H01L23/495;H01L23/498
• 代理公司: 廣州京諾知識產權代理有限公司 44407
• 代理人: 于睿虬

本發明公開了一種高頻大功率封裝模組及其制作方法，包括至少一個功率變換橋臂、至少一個高頻電容、多層線路板、絕緣導熱板以及塑封體，半導體功率器件的正面與多層線路板的第一表面電連接，半導體功率器件的背面與絕緣導熱板的下表面熱連接或電熱連接，高頻電容與多層線路板的第一表面或多層線路板的第二表面或絕緣導熱板的下表面電連接，高頻電容的至少一個電極通過內層電連接層與至少一個半導體功率器件的至少一個電極電連接。本發明保障散熱能力的同時，大幅減小了回路電感，使得大功率高頻得以實現，充分發揮了第三代半導體的優勢，并為其性能的更新換代提供了應用基礎。

技術領域

本發明屬于半導體封裝技術領域，尤其涉及一種高頻大功率封裝模組及其制作方法。

背景技術

隨著第三代半導體GaN/SiC的逐步成熟，其應用也越來越廣泛。相對傳統硅器件，其等效內阻大幅度下降，使得單一半導體功率器件的適用功率大幅度增加。同時，第三代半導體，也具備更優秀的開關特性，其開關損耗大為下降，更易工作在高頻之下。但由于現有封裝技術的不足，上述兩個優勢，較難同時得到。

如圖1所示，由于其半導體功率器件Q1、Q2的面積小，熱密度很高，需要厚銅陶瓷基板實現絕緣導熱，而厚銅導致陶瓷基板的布線精度較差，不能實現小間距SMD作業。因此，通常是將半導體功率器件背面焊接到陶瓷板上進行散熱，半導體功率器件正面通過wirebond打線，將半導體功率器件上的高精度電性排布引出。由于wirebond的存在，回路電感大幅度增加，限制了開關速度的提升，也就限制了頻率的提升。

因此，如何在保障散熱能力的同時，大幅減小回路電感，使得大功率高頻得以實現，以充分發揮第三代半導體的優勢是一個亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一在于提供一種高頻大功率封裝模組，保障散熱能力的同時，大幅減小了回路電感，使得大功率高頻得以實現，充分發揮了第三代半導體的優勢，并為其性能的更新換代提供了應用基礎。

本發明的另一目的還在于提供一種能夠實現上述高頻大功率封裝模組的制作方法。

本發明所述的高頻大功率封裝模組中的高頻大功率是指：應用該模組的變換器的功率超過10KW，且工作頻率高于100KHZ；或應用該模組的變換器的工作頻率高于300KHZ，且功率超過1KW；其中，應用該模組的變換器以功率超過10KW，工作頻率超過300KHZ為佳。當然，這只是優選應用場景，并非本發明之限制。

為實現上述目的，本發明第一方面提供了一種高頻大功率封裝模組，包括：印制電路板、絕緣導熱板、塑封體、至少一個功率變換橋臂及至少一個高頻電容；

所述功率變換橋臂包括至少兩個串聯連接的半導體功率器件；

所述高頻電容與功率變換橋臂并聯，形成高頻回路；

所述絕緣導熱板上設置至少一個功率變換橋臂；

所述塑封體填充印制電路板與絕緣導熱板之間的間隙區域；

所述半導體功率器件的正面與印制電路板電連接，所述半導體功率器件的背面與絕緣導熱板的下表面熱連接或電熱連接；

所述印制電路板在其投影方向上，至少與其所屬的高頻回路的半導體功率器件部分重疊。

優選的，所述半導體功率器件的正面電極通過金屬連接部件與絕緣導熱板電連接。

優選的，所述金屬連接部件包括鍵合引線。

優選的，還包括一垂直連接件，所述垂直連接件電連接絕緣導熱板與印制電路板。

優選的，所述垂直連接件包括電化學金屬孔。

優選的，所述金屬連接部件包括金屬導接橋。