一种低电感塑封模块制造技术

本发明专利技术公开了一种低电感塑封模块，涉及电力电子功率模块技术领域。该模块包括底板、固定在底板上的塑封体，以及构成塑封体的芯片组、功率电极和信号电极；功率电极包含正负电极组合体，正负电极组合体中的正电极和负电极叠层设置，并通过耐高温绝缘层相对固定；信号电极包含GS电极组合体，GS电极组合体中的门极（G极）电极和源极（S极）电极叠层设置，并通过耐高温绝缘层相对固定。本发明专利技术的正负电极和GS电极分别叠层设置，可以减小模块的电感，同时功率电极和信号电极采用不同的材质，可以增强功率电极的过流能力也不会影响信号电极的强度。率电极的过流能力也不会影响信号电极的强度。率电极的过流能力也不会影响信号电极的强度。

【技术实现步骤摘要】
一种低电感塑封模块


[0001]本专利技术涉及电力电子功率模块
，特别是涉及一种低电感塑封模块。

技术介绍

[0002]近几十年来，以新发展起来的第三代宽禁带功率半导体材料碳化硅(SiC)为基础的功率半导体器件，凭借其优异的性能备受人们关注。与第一代半导体材料和第二代半导体材料相比，SiC的禁带宽度更宽，耐高温特性更强，开关频率更高，损耗更低，稳定性更好，被广泛应用于替代硅基材料或硅基材料难以适应的应用场合。
[0003]封装是芯片应用的重要一环，由于SiC模块的封装难度高，一般需要结合其特性，采用塑封、铜带绑定、银烧结、直接烧结等架构，为适应SiC模块高温、高频的应用特性，目前塑封形式已经成为SiC模块的主流封装。
[0004]图1所示为目前市面上常见的塑封模块封装形式。其中功率电极和信号电极初始制作在同一框架上，然后焊接到绝缘基板上，最后切筋成型并折弯形成最后的形状。
[0005]虽然框架的方式能够提升生产效率，但对电极的设计具有一定约束性，不能进一步降低模块的寄生电感，且会限制模块的性能发挥。

技术实现思路

[0006]为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种低电感塑封模块，包括底板、固定在底板上的塑封体，以及构成塑封体的芯片组、功率电极和信号电极；
[0007]功率电极包含正负电极组合体，正负电极组合体中的正电极和负电极叠层设置，并通过耐高温绝缘层相对固定；
[0008]信号电极包含GS电极组合体，GS电极组合体中的门极(G极)电极和源极(S极)电极叠层设置，并通过耐高温绝缘层相对固定。
[0009]技术效果：改变了传统的框架式结构，减少了对电极的约束性，进一步降低了模块的电感，不易限制模块的性能发挥；将正负电极叠层布置，极大程度上降低模块的功率回路电感，同时GS电极叠层布置，降低了模块的信号回路电感；另外本专利技术还可以将功率电极和信号电极设置成不同的材质和厚度，分别满足功率电极的过流要求和信号电极的硬度要求。
[0010]本专利技术进一步限定的技术方案是：
[0011]进一步的，耐高温绝缘层为耐高温绝缘材料，包括耐高温树脂或耐高温塑料，耐高温绝缘层的形变温度至少为220℃。
[0012]前所述的一种低电感塑封模块，耐高温塑料为PPA或PPS。
[0013]前所述的一种低电感塑封模块，底板上设有绝缘基板，正负电极组合体和GS电极组合体均先通过焊接固定至绝缘基板上，再整体注塑成型。
[0014]前所述的一种低电感塑封模块，正负电极组合体和GS电极组合体焊接至绝缘基板上时，采用的焊接方式为超声焊、激光焊接或焊料焊接中的一种或多种。
[0015]前所述的一种低电感塑封模块，功率电极中的正负电极材料与信号电极中的GS电极材料不同，其中，正负电极的材料为纯铜，GS电极材料为合金铜。
[0016]前所述的一种低电感塑封模块，功率电极中的正负电极厚度大于信号电极中的GS电极厚度。
[0017]前所述的一种低电感塑封模块，功率电极中的正负电极硬度小于信号电极中的GS电极硬度。
[0018]本专利技术的有益效果是：
[0019](1)本专利技术中，正负电极可以叠层布置，可以极大降低模块的功率回路电感；GS电极可以叠层布置，且可以极大降低模块的信号回路电感；
[0020](2)本专利技术中，功率电极和信号电极可以设置为不同厚度和不同材质，功率电极可以采用较厚的纯铜设计，满足过流要求；信号电极可以采用较薄的合金铜设计，满足硬度要求；
[0021](3)本专利技术中，通过耐高温绝缘材料将正电极和负电极叠层封装，同时通过耐高温绝缘材料将门极(G极)电极和源极(S极)电极叠层，能够减少对电极的约束性，进一步降低了模块的电感，不易限制模块的性能发挥；
[0022](4)本专利技术中，改变了传统的框架式结构，减少了对电极的约束性，进一步降低了模块的电感，不易限制模块的性能发挥；将正负电极叠层布置，极大程度上降低模块的功率回路电感，同时GS电极叠层布置，降低了模块的信号回路电感；另外本专利技术还可以将功率电极和信号电极设置成不同的材质和厚度，分别满足功率电极的过流要求和信号电极的硬度要求。
附图说明
[0023]图1为现有技术中塑封模块内部示意图；
[0024]图2为本专利技术中塑封模块内部示意图；
[0025]图3为本专利技术中塑封模块正负电极组合体示意图；
[0026]图4为本专利技术中塑封模块正负电极组合体剖面图；
[0027]图5为本专利技术中塑封模块GS电极组合体示意图；
[0028]图6为本专利技术中塑封模块GS电极组合体剖面图。
[0029]其中：1、正电极；2、负电极；3、绝缘基板；4、芯片组；5、底板；6、G电极；7、S电极；8、输出电极；9、正负电极绝缘层；10、GS电极绝缘层；11、正负电极组合体；12、GS电极组合体。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。
[0031]需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一元件，它可以直接在另一元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一元件，它可以是直接连接到一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及
类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0032]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0033]现有塑封模块如图1所示，其功率电极和信号电极在注塑前借助引线框架的形式，一起焊接到绝缘基板上。由于引线框架的工艺限制，功率电极和信号电极均处在同一平面，正电极和负电极、G电极和S电极无法形成叠层布置形式，且必须使用同一种材质。
[0034]这样既会增大模块的电感，又会降低功率电极的过流能力。
[0035]本实施例提供的一种低电感塑封模块来解决上述问题，结构如图2至图6所示，包括长方形板状的底板5，底板5上封装塑封体，塑封体包括封装的芯片组4、功率电极和信号电极。功率电极和信号电极均通过耐高温绝缘层封装成型，耐高温绝缘层包括正负电极绝缘层9和GS电极绝缘层10。
[0036]功率电极包含正负电极组合体，正负电极组合体中的正电极1和负电极2叠层设置，并通过耐高温绝缘层相对固定；信号电极包含GS电极组合体，GS电极组合体中的门极电极和源极电极(即G电极6和S电极7)叠层设置，并通过耐高温绝缘层相对固定。
[0037]在本专利技术中，正负电极可以叠层布置，可以极大降低模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低电感塑封模块，其特征在于：包括底板(5)、固定在底板(5)上的塑封体，以及构成塑封体的芯片组(4)、功率电极和信号电极；所述功率电极包含正负电极组合体，所述正负电极组合体中的正电极(1)和负电极(2)叠层设置，并通过耐高温绝缘层相对固定；所述信号电极包含GS电极组合体，所述GS电极组合体中的门极和源极叠层设置，并通过耐高温绝缘层相对固定。2.根据权利要求1所述的一种低电感塑封模块，其特征在于：所述耐高温绝缘层为耐高温绝缘材料，包括耐高温树脂或耐高温塑料，所述耐高温绝缘层的形变温度至少为220℃。3.根据权利要求2所述的一种低电感塑封模块，其特征在于：所述耐高温塑料为PPA或PPS。4.根据权利要求1所述的一种低电感塑封模块，其特征在于：所述底板(5)上设有绝缘基板(3)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨阳，刘杰，郝凤斌，李聪成，潘婷，
申请(专利权)人：扬州国扬电子有限公司，
类型：发明
国别省市：