一种压接型SiC混合模块封装结构制造技术

本发明专利技术提供一种压接型SiC混合模块封装结构，设置有若干个SBD子模块，SBD子模块内部设置有采用SiC制成的第一芯片。碳化硅器件的击穿电压是硅器件的10倍，电流密度是其4倍，工作频率是其10倍，开关损耗可以降低20％‑70％，因此通过由碳化硅制成的SBD子模块，其自身反向恢复电流小，关断过程快，开关损耗小。同时，通过碳化硅制成的芯片，芯片尺寸得到了降低，从而提高了SBD子模块的功率密度。

【技术实现步骤摘要】
一种压接型SiC混合模块封装结构
本专利技术涉及压接型IGBT
，具体涉及一种压接型SiC混合模块封装结构。
技术介绍
压接式封装与传统的焊接型功率模块相比，压接式模块的结构便于IGBT或者MOSFET芯片和二极管的并联和反并联，根据需要，易于大电流功率模块的制造；同时，压接模块所用芯片不需要焊接和键合工艺，全部用压力连接方式引出发射极、集电极和栅极。电极引出牢固，提高了抗冲击震动和耐疲劳的能力。现有技术中的IGBT压接模块，其自身对于电流的关断速度较慢。因此需要提供一种对电流关断速度较快的IGBT压接模块。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的IGBT压接模块自身关断速度较慢的缺陷。为此，本专利技术提供一种压接型SiC混合模块封装结构，包括：绝缘壳体，其内设置有容纳腔，容纳腔的两端分别设置有集电极和发射极；若干个SBD子模块，设置在所述容纳腔内，所述SBD子模块内部设置有采用SiC制成的第一芯片；若干个IGBT子模块，设置在所述容纳器内并与所述SBD子模块并排设置，其内设置有采用Si制成的第二芯片，其上设置有栅极；IGBT栅极PCB，设置在每个所述IGBT子模块的下方，与每个所述IGBT子模块的栅极电连接，通过所述PCB板控制若干个所述IGBT子模块的开通或关断。沿高度方向，所述SBD子模块包括：第一顶部钼片；所述第一芯片，设置在所述第一顶部钼片下部；第一底部钼片，设置在所述第一芯片下部；塑料框架，设置有沿高度方向延伸的第一容纳腔，所述第一顶部钼片、所述第一芯片和所述第一底部钼片压紧设置在所述第一容纳腔中。所述第一顶部钼片与所述第一芯片之间通过焊接的方式连接在一起。沿高度方向，所述IGBT子模块包括：第二顶部钼片；所述第二芯片，设置在所述第一顶部钼片下部；第二底部钼片，设置在所述第一芯片下部；塑料框架，设置有沿高度方向延伸的第二容纳腔，所述第二顶部钼片、所述第二芯片和所述第二底部钼片压紧设置在所述第一容纳腔中。所述IGBT模块还包括弹簧探针，一端连接所述第二芯片的栅极，另一端连接所述IGBT栅极PCB。所述SBD子模块与所述IGBT子模块内分别设置有导电银片，所述导电银片设置在所述第一底部钼片或所述第二底部钼片下方，用以支撑所述第一底部钼片或所述第二底部钼片。所述发射极设置有朝上延伸的支撑凸台，所述第一容纳腔和所述第二容纳腔分别插入所述支撑凸台上。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的压接型SiC混合模块封装结构，设置有若干个SBD子模块，SBD子模块内部设置有采用SiC制成的第一芯片。碳化硅器件的击穿电压是硅器件的10倍，电流密度是其4倍，工作频率是其10倍，开关损耗可以降低20％-70％，因此通过由碳化硅制成的SBD子模块，其自身反向恢复电流小，关断过程快，开关损耗小。同时，通过碳化硅制成的芯片，芯片尺寸得到了降低，从而提高了SBD子模块的功率密度。2.本专利技术提供的压接型SiC混合模块封装结构，所述第一顶部钼片与所述第一芯片之间通过焊接的方式连接在一起。采用焊接的方式，可以有效提高第一顶部钼片与第一芯片之间整体的机械强度，减小了SBD子模组在装配过程中对第一芯片造成的损伤。3.本专利技术提供的压接型SiC混合模块封装结构，在SBD子模组中，第一芯片的上下两端分别设置有第一顶部钼片和第一底部钼片，钼片自身的传热效率较高，可以提高第一芯片的散热效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的所述压接型SiC混合模块封装结构的剖视图；图2为图1所示的SBD子模块的结构示意图；图3为图1所示的IGBT子模块的结构示意图；图4为本专利技术提供的所述压接型SiC混合模块封装结构中SBD子模块与IGBT子模块在绝缘壳体内部的示意图；图5为本专利技术提供的所述IGBT栅极PCB的结构示意图。附图标记说明：1-绝缘壳体；2-法兰；3-SBD子模块，31-第一顶部钼片，32-第一芯片，33-第一底部钼片，34-第一容纳腔；4-IGBT子模块，41-第二顶部钼片，42-第二芯片，43-第二底部钼片，44-第二容纳腔，45-弹簧探针；5-IGBT栅极PCB；6-塑料框架；7-导电银片；9-集电极；10-发射极，101-支撑凸台。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。实施例如图1所示，本实施例提供一种压接型SiC(碳化硅)混合模块封装结构，包括：采用陶瓷材料制成的绝缘壳体1，其内设置有容纳腔，容纳腔的两端分别设置有集电极9和发射极10，具体地，所述集电极9和所述发射极10分别通过法兰2连接在绝缘壳体1上。若干个SBD子模块3和若干个IGBT子模块4同时设置在所述容纳腔内，所述SBD子模块3内部设置有采用SiC制成的第一芯片32；IGBT子模块4设置在所述容纳器内并与所述SBD子模块3并排设置，IGBT子模块4内设置有采用Si(硅)制成的第二芯片42。同时，若干个IGBT子模块4设置在所述容纳器内并与所述SBD子模块3并排设置，其内设置有采用Si(硅)制成的第二芯片42，其上设置有栅极；IGBT栅极PCB，设置在每个所述IGBT子模块4的下方，与每个所述IGBT子模块4的栅极电连接，通过所述IGBT栅极PCB控制若干个所述IGBT子模块4的开通或关断。碳化硅器件的击穿电压是硅器件的10倍，电流密度是其4倍，工作频率是其10倍，开关损耗可以降低20％-70％，所制备的装置体积小，重量轻，效率高。本实施例中，如图2所示，所述SBD子模块3沿高度方向，包括：第一顶部钼片31；所述第一芯片32，设置在所述第一顶部钼片31下部；第一底部钼片33，设置在所述第一芯片32下部；塑料框架6，设置有沿高度方向延伸的第一容纳腔34，所述第一顶部钼片31、所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压接型SiC混合模块封装结构，其特征在于，包括：绝缘壳体(1)，其内设置有容纳腔，容纳腔的两端分别设置有集电极(9)和发射极(10)；若干个SBD子模块(3)，设置在所述容纳腔内，所述SBD子模块(3)内部设置有采用SiC制成的第一芯片(32)；若干个IGBT子模块(4)，设置在所述容纳器内并与所述SBD子模块(3)并排设置，其内设置有采用Si制成的第二芯片(42)，其上设置有栅极；IGBT栅极PCB(5)，设置在每个所述IGBT子模块(4)的下方，与每个所述IGBT子模块(4)的栅极电连接，通过所述PCB板控制若干个所述IGBT子模块(4)的开通或关断。

【技术特征摘要】
1.一种压接型SiC混合模块封装结构，其特征在于，包括：绝缘壳体(1)，其内设置有容纳腔，容纳腔的两端分别设置有集电极(9)和发射极(10)；若干个SBD子模块(3)，设置在所述容纳腔内，所述SBD子模块(3)内部设置有采用SiC制成的第一芯片(32)；若干个IGBT子模块(4)，设置在所述容纳器内并与所述SBD子模块(3)并排设置，其内设置有采用Si制成的第二芯片(42)，其上设置有栅极；IGBT栅极PCB(5)，设置在每个所述IGBT子模块(4)的下方，与每个所述IGBT子模块(4)的栅极电连接，通过所述PCB板控制若干个所述IGBT子模块(4)的开通或关断。2.根据权利要求1所述的压接型SiC混合模块封装结构，其特征在于，沿高度方向，所述SBD子模块(3)包括：第一顶部钼片(31)；所述第一芯片(32)，设置在所述第一顶部钼片(31)下部；第一底部钼片(33)，设置在所述第一芯片(32)下部；塑料框架(6)，设置有沿高度方向延伸的第一容纳腔(34)，所述第一顶部钼片(31)、所述第一芯片(32)和所述第一底部钼片(33)压紧设置在所述第一容纳腔(34)中。3.根据权利要求2所述的压接型SiC混合模块封装结构，其特征在于，所述第一顶部钼片(31)与所述第一芯片(32...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜玉杰，崔梅婷，李金元，李尧圣，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11