一种全碳化硅双面散热模块的封装结构及其封装方法技术

本发明专利技术属于功率半导体模块的封装集成技术领域，公开了一种大功率全碳化硅模块的封装结构及封装方法。所述封装结构包括：底层直接覆铜陶瓷(DBC)基板、贴装在底层DBC基板上的碳化硅功率芯片(MOSFET)、驱动电阻、垫片、顶层DBC基板、连接端子。所述的封装结构主功率输入端子采用双端出线，功率引线存在电流流向相反的结构，利用互感抵消了部分功率回路上的寄生电感，并联芯片换流回路寄生电感更加均衡；上下面均可装配散热器，为功率芯片提供上下平行的两个散热路径，减小了芯片热阻；驱动回路采用Kelvin结构，减小了共源电感对驱动信号的影响，增强了驱动信号稳定性。所述的封装方法，为该封装结构提供了可靠的加工方法，使得该封装结构得以实现。结构得以实现。结构得以实现。

【技术实现步骤摘要】
一种全碳化硅双面散热模块的封装结构及其封装方法


[0001]本专利技术属于功率半导体模块的封装集成
，更具体地，涉及一种全碳化硅双面散热模块的封装结构及其封装方法。

技术介绍

[0002]电力电子系统的迅速迭代发展对电力电子器件的性能有了更高的要求，传统的Si器件性能已经基本达到其物理极限，因此迫切需要发展新型半导体材料器件作为替代品。为了进一步提高其开关特性和导通特性，宽禁带半导体(WBG)逐渐进入人们的视野。在相同的条件下，宽禁带半导体材料器件拥有比传统Si器件更高的击穿电压、更高的导通电流、更高的工作温度、更高的开关速度以及更低的开关损耗。
[0003]然而现有的碳化硅分立器件(TO247封装)每个引脚的电感值约4nH，商业大功率碳化硅模块内部的换流回路电感值普遍在15nH以上。较大的寄生电感使得开关器件在开关过程承受较大的电压过冲，并且在暂态过程伴随着电压震荡。除此之外，现有的单个碳化硅芯片通流能力有限，因此在大功率场合一般会采用多芯片并联的方式扩流。然而各个并联芯片的驱动回路寄生电感值存在差异，这将导致在开通/关断过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全碳化硅双面散热的封装结构，其特征在于，包括底层DBC基板、碳化硅功率芯片、驱动电阻、垫片、顶层DBC基板、第一散热器和第二散热器；所述碳化硅功率芯片和驱动电阻直接贴装于所述底层DBC基板，所述垫片直接焊接于所述顶层DBC基板；所述碳化硅功率芯片、驱动电阻和垫片均位于所述顶层DBC基板和底层DBC基板之间；所述第一散热器和第二散热器分别装配于所述顶层DBC基板和底层DBC基板的外侧。2.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括：连接端子；所述连接端子包括主功率输入端子、主功率输出AC端子和驱动回路端子。3.如权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述主功率输入端子包括两组功率出线端，且所述两组功率出线端关于所述碳化硅功率芯片对称地设置。4.如权利要求3所述的封装结构，其特征在于，所述两组功率出线端关于所述碳化硅功率芯片对称地设置包括：当所述碳化硅功率芯片为并联的多个芯片时，所述主功率输入端子包括第一功率出线端和第二功率出线端；其中，所述第一功率出线端到每个芯片的距离之和等于所述第二功率出线端到每个芯片的距离之和。5.如权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述碳化硅功率芯片包括两组碳化硅MOSFET芯片构成半桥电路，各组碳化硅MOSFET芯片之间相互并联分别构成所述半桥电路的上桥臂和下桥臂；所述驱动电阻包括上桥臂驱动电阻和下桥臂驱动电阻；所述驱动回路端子包括上桥臂源极驱动端子、下桥臂源极驱动端子、上桥臂栅极驱动端子和下桥臂栅极驱动端子；所述上桥臂的碳化硅MOSFET芯片的源极通过上桥臂源极键合线引出到底层DBC的相应铜块上，并与所述上桥臂源极驱动端子相连；所述上桥臂的碳化硅MOSFET芯片的栅极通过上桥臂栅极键合线连接到底层DBC的相应铜块上，并与所述上桥...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈材，鄢义洋，黄志召，刘新民，康勇，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：