一种用于新能源汽车的宽禁带半导体碳化硅功率器件封装结构制造技术

本发明专利技术公开了一种用于新能源汽车的宽禁带半导体碳化硅功率器件封装结构，包括碳化硅功率器件、金属正电极、金属负电极、封装基板、封装外壳及外部引脚，上、下表面分别覆盖有金属正电极及金属负电极的碳化硅功率器件通过封装基板设置封装外壳内，金属负电极通过导热金属层与封装基板连接，导热金属层包括由粘结层连接的第一导热金属层和第二导热金属层，粘结层上设有多个导热孔，封装基板通过粘合层粘结有散热器，封装外壳包括壳体及上盖板，壳体的下端设有插口，壳体内壁上开有锯齿形凹槽；本发明专利技术的该封装结构简单，紧凑，有效增强器件的使用寿命，稳定性提高，降低成本，简化工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种用于新能源汽车的宽禁带半导体碳化硅功率器件封装结构
本专利技术属于半导体器件封装领域，具体涉及一种用于新能源汽车的宽禁带半导体碳化硅功率器件封装结构。
技术介绍
当前，在日益严峻的环境问题和能源消耗的压力之下，绿色能源领域正成为世界各国的发展目标，由此也带动了整个功率半导体行业的发展；功率半导体器件是进行功率处理的半导体器件，它包括功率二极管、功率开关器件与功率集成电路，器件功率和器件功率密度会伴随着电子器件性能提升而增加，使得电子器件在性能提升的同时面临着散热方面的严重挑战，碳化硅作为一种新兴的第三代半导体材料，具有优良的物理和电学特性，对于碳化硅高温器件和集成电路来说，其工作温度高，稳定工作的温度范围大，在高温条件下具有相当的优越性；商业化公司提供的碳化硅器件的结温一般不超过175℃，更近一步的提高工作温度需要大力发展其高温封装结构和材料，基于碳化硅材料的功率器件能正常工作在高于500℃，但是，今天为硅器件设计的封装技术有很大温度限制，发展这种高性能封装，必须从封装结构及其材料入手进行研究，以满足碳化硅器件在高温下工作的需求，分离功率器件在工业界具有很广的商用可选封装，封装的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于新能源汽车的宽禁带半导体碳化硅功率器件封装结构，其特征在于：包括碳化硅功率器件（1）、金属正电极（2）、金属负电极（3）、封装基板（4）、封装外壳及外部引脚，所述碳化硅功率器件（1）设置于所述金属正电极（2）及金属负电极（3）之间，上、下表面分别覆盖有所述金属正电极（2）及金属负电极（3）的碳化硅功率器件（1）通过所述封装基板（4）设置所述封装外壳内，其中：所述金属负电极（3）通过导热金属层与所述封装基板（4）连接，所述导热金属层包括由粘结层（6）连接的第一导热金属层（7）和第二导热金属层（8），所述粘结层（6）上设有多个导热孔（9），所述封装基板（4）通过粘合层（10）粘结有散热...

【技术特征摘要】
1.一种用于新能源汽车的宽禁带半导体碳化硅功率器件封装结构，其特征在于：包括碳化硅功率器件（1）、金属正电极（2）、金属负电极（3）、封装基板（4）、封装外壳及外部引脚，所述碳化硅功率器件（1）设置于所述金属正电极（2）及金属负电极（3）之间，上、下表面分别覆盖有所述金属正电极（2）及金属负电极（3）的碳化硅功率器件（1）通过所述封装基板（4）设置所述封装外壳内，其中：所述金属负电极（3）通过导热金属层与所述封装基板（4）连接，所述导热金属层包括由粘结层（6）连接的第一导热金属层（7）和第二导热金属层（8），所述粘结层（6）上设有多个导热孔（9），所述封装基板（4）通过粘合层（10）粘结有散热器（11）；所述封装外壳包括壳体及上盖板，所述壳体的下端设有插口，所述壳体内壁上开有锯齿形凹槽；所述散热器（11）与所述壳体相适配，所述散热器（11）一端穿过所述壳体上的插口伸出壳体（11）外；所述封装外壳上涂覆一层防护层，所述的防护层按质量份数计包括以下组分：所述的防护层由涂覆在封装外壳上的防护涂料形成，所述防护涂料按质量份数计包括以下组分：聚氯乙烯：15-18份，苯乙烯系弹性体：10-13份，聚苯醚树脂粉：20-30份，水25-30份，聚烯烃弹性体：10-40份，石墨烯/聚吡咯聚合物5-10份，耐火填料5-10份，玻璃鳞片：1-3份，固化剂5-10份，硅烷偶联剂：4-6份，分散剂1-2份，改性蛭石粉末：1-3份，硅油：4-7份，增塑剂：3-5份，阻燃剂：20-30份，协同阻燃剂：1-3份，润滑剂：4-7份；所述防护层的制备具体如下：（1）在封装外壳表面用细砂纸轻微打毛，清洗后用清水冲洗1-3次，自然晾干；（2）向高速分散机的搅拌罐中100-150r/min低速条件下加入聚氯乙烯、水、聚烯烃弹性体、苯乙烯系弹性体及聚苯醚树脂粉，搅拌20-30min，然后在加入石墨烯/聚吡咯聚合物、玻璃鳞片、分散剂、改性蛭石粉末继续搅拌，待搅拌均匀后加入耐火填料、润滑剂及增塑剂，提升转速至300-400r/min，搅拌10-20min，然后调节转速至300-330r/min，搅拌10-15min，然后加入固化剂、硅烷偶联剂、硅油、阻燃剂及协同阻燃剂制得防腐层的涂料；（3）将制备的涂料用网筛再次过滤，将制备得到的涂料采用口径在1.0-1.2mm的喷枪进行喷涂在封装外壳外表面，雾化压力控制在100-220kPa，温度为15～25℃，相对湿度≤50%，干燥固化得到防护层。2.根据权利要求1所述的用于新能源汽车的宽禁带半导体碳化硅功率器件封装结构，其特征在于，防护涂料中：所述苯乙烯系弹性体为丁二烯-苯乙烯共聚物SBS或氢化丁二烯-苯乙烯共聚物SEBS；所述的聚烯烃弹性体为采用乙烯或丁烯；所述的固化剂为甲基三丁胴肟基硅烷；所述的分散机为EFKA5010；所述的阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁无机阻燃剂的混合物；所述的增塑剂为聚壬二酸酐或聚氨酯；所述的耐火填料为白炭黑、云母、碳酸钙、硅灰石、高岭土、滑石粉、玻璃粉或蒙脱土中得一种；所述的协同阻燃剂为硼酸锌或红磷。3.根据权利要求1所述的用于新能源汽车的宽禁带半导体碳化硅功率器件封装结构，其特征在于：所述封装基板的四周为锯齿形结构，所述封装基板与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，
申请(专利权)人：江苏芯澄半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32