高压碳化硅芯片的封装结构及其制备方法技术

本发明专利技术公开了高压碳化硅芯片的封装结构及其制备方法，该封装结构包括：陶瓷管壳、陶瓷盖板、芯片模块和绝缘填充物，陶瓷盖板盖设在陶瓷管壳的上端，芯片模块包括底座、基板、碳化硅芯片、键合线、第一电极端子和第二电极端子，底座盖设在陶瓷管壳的下端，基板上设有第一金属层和第二金属层，碳化硅芯片设在第一金属层上，碳化硅芯片的正面电极与第二金属层通过键合线相连，第一电极端子的一端与第一金属层相连，第二电极端子的一端与第二金属层相连，绝缘填充物包覆芯片模块，绝缘填充物包括有机绝缘材料和无机绝缘材料中的至少之一，有机绝缘材料包括苯并环丁烯、帕利灵和聚酰亚胺中的至少之一，无机绝缘材料包括陶瓷、氧化硼和二氧化硅中的至少之一。化硅中的至少之一。化硅中的至少之一。

【技术实现步骤摘要】
高压碳化硅芯片的封装结构及其制备方法


[0001]本专利技术属于电力电子
，具体涉及一种高压碳化硅芯片的封装结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]作为电力电子技术的核心，功率半导体芯片负责对电能进行变换和控制，进而实现逆变、整流等功能。当前，电力电子技术具有节能、高效、绿色、轻型化、智能化等发展趋势，功率半导体芯片实现高效率电能转换的重要性愈发凸显。
[0003]化合物半导体材料碳化硅具有高载流子漂移速率、高禁带宽度、高热导率等优异的物理性能。基于碳化硅制造的功率半导体芯片，不仅具备电能转换效率高的特点，还具备击穿场强大以及能简化散热装置等优势。随着衬底及外延技术的不断进步，碳化硅终将大规模应用于高频、高压、大功率电力电子器件的制备。对于高压碳化硅功率芯片，其电压等级已逐步发展至10kV、15kV，甚至更高的22kV、25kV，在智能电网领域具有很大的潜在应用价值。例如，10kV以上高压碳化硅功率芯片若应用于智能电网柔性直流输电换流阀等装置，可以实现配电系统中组件串联数量的减少，进而降低系统设计复杂度，结合高效率电能转换等优点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压碳化硅芯片的封装结构，其特征在于，包括：陶瓷管壳，所述陶瓷管壳上下敞口；陶瓷盖板，所述陶瓷盖板盖设在所述陶瓷管壳的上端敞口，并且所述陶瓷盖板上设有开口；芯片模块，所述芯片模块包括：底座，所述底座盖设在所述陶瓷管壳的下端以封闭所述陶瓷管壳的下端敞口，并且所述陶瓷盖板、所述陶瓷管壳和所述底座共同限定出腔体；基板，所述基板设在所述底座上且位于所述腔体内，并且所述基板上远离所述底座的一侧表面设有第一金属层和第二金属层，所述第一金属层和所述第二金属层间隔布置；碳化硅芯片和键合线，所述碳化硅芯片设在所述第一金属层上，并且所述碳化硅芯片的正面电极与所述第二金属层通过所述键合线相连；第一电极端子和第二电极端子，所述第一电极端子的一端与所述第一金属层相连，所述第二电极端子的一端与所述第二金属层相连，所述第一电极端子的另一端和所述第二电极端子的另一端经所述开口伸出所述陶瓷盖板；绝缘填充物，所述绝缘填充物填充在所述腔体内且包覆所述芯片模块，所述绝缘填充物包括有机绝缘材料和无机绝缘材料中的至少之一，其中，所述有机绝缘材料包括苯并环丁烯、帕利灵和聚酰亚胺中的至少之一，所述无机绝缘材料包括陶瓷、氧化硼和二氧化硅中的至少之一。2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述绝缘填充物包括绝缘薄膜和绝缘体，所述绝缘薄膜包覆所述碳化硅芯片、所述键合线、所述第一电极端子和所述第二电极端子，所述绝缘体包覆在所述绝缘薄膜上。3.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述绝缘填充物包括有机绝缘薄膜和无机绝缘体或所述绝缘填充物包括无机绝缘薄膜和有机绝缘体。4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述陶瓷管壳、所述陶瓷盖板和所述基板的材料分别独立地包括氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷或氧化锆陶瓷。5.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第一金属层和所述第二金属层的材料分别独立地包括铜、铝、钨铜合金或钼铜合金。6.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述底座的材料包括铝碳化硅复合材料或铝金刚石复合材料；任选地，所述底座、基板、第一电极端子和第二电极端子中的至少之一表面沉积有金属可焊层，所述金属可焊层包括银可...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚鹏，李现兵，杨同同，岳瑞峰，王燕，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：