【技术实现步骤摘要】
本技术涉及碳化硅半导体领域，尤其涉及一种采用柔性连接片的低电感碳化硅模块。
技术介绍
1、碳化硅(sic)芯片更高的开关频率及功率密度对封装技术提出挑战，传统的基于铝线键合技术实现电气连接的单面散热封装结构无法完全适用于sic模块，因此，采用如专利202210542672.x中连接片结构的sic功率模块及采用端子直接互联结构的sic功率模块被提出，这些新结构能有效满足高密度的电流传输，均流能力、短暂过流及抗电涌能力强，降低功率模块的寄生电感。
2、但是，上述两种结构使用刚性连接片的功率模块在实际制作时会不可避免的面临如下问题：
3、1)一片连接片同时连接多颗芯片及基板，其中，芯片是通过焊接或烧结的方式与基板相连。由于芯片与基板之间的连接层会经历融化再凝固、有机溶剂挥发等过程，因此，该连接层的厚度不是完全可控的，再考虑到芯片厚度本身存在一定公差，最终导致各芯片的上表面并不在一个平面。此时，当刚性连接片连接多个高度不一致的点时，容易发生连接不良及后期可靠性不佳的问题；
4、2)刚性连接片要连接不同高度、不同位置的多个点，客观上对连接片的加工精度、芯片的贴装位置精度提出很高要求，在实际生产中，通常需要制作专用的精密模具来制作高精度连接片或高精度直接互联端子，并通过高精度夹具定位连接片或直接互联端子，成本高且制作难度困难。
技术实现思路
1、技术目的：为解决上述问题，本技术提供一种采用柔性连接片的低电感碳化硅模块。在保留连接片结构优势的基础上，降低制造难
2、技术方案：本专利技术的低电感碳化硅模块，包括第一陶瓷覆铜板、陶瓷片、第二陶瓷覆铜板、多件sic芯片、金属缓冲块、柔性连接片、电流输入端子、电流输出端子和信号端子；
3、所述第二陶瓷覆铜板由多块相互独立的铜层构成，包括第一独立铜层、第二独立铜层和第三独立铜层；
4、所述陶瓷片设于第二陶瓷覆铜板与第一陶瓷覆铜板之间，所述第一陶瓷覆铜板与散热底板相连；
5、所述每件sic芯片的漏极与第二陶瓷覆铜板连接，源极与金属缓冲块连接；
6、所述金属缓冲块设于第二陶瓷覆铜板上，所述柔性连接片与第二陶瓷覆铜板平行设置且通过金属缓冲块支撑；
7、所述信号端子与第二陶瓷覆铜板相连，用于传输信号电流；所述电流输入端子与第一独立铜层连接，电流输出端子与第三独立铜层连接，实现电流的传输。
8、进一步，所述电流输入端子与第二陶瓷覆铜板连接方式为钎焊，或银烧结，或超声焊接。
9、进一步，包括多组sic芯片，每组四件、均匀线性排列。
10、进一步，所述柔性连接片的厚度为0.1mm～0.3mm。
11、进一步，所述柔性连接片选用铜箔，或银箔，或金箔。
12、进一步，所述金属缓冲块包括金属缓冲块ⅰ和金属缓冲块ⅱ，所述金属缓冲块的上表面与下表面的面积相等，高度为1mm～3mm；其中，与sic芯片的源极相连的金属缓冲块ⅰ的上表面面积为源极面积的70％～90％，与第二陶瓷覆铜板相连的金属缓冲块ⅱ的上表面面积为3mm2～9mm2。
13、进一步，所述金属缓冲块的材质选用铜，或钼铜合金，或钨铜合金，或银，或金。
14、进一步，所述柔性连接片上设有直径为0.1mm～0.3mm的小孔，所述小孔设于金属缓冲块与柔性连接片的连接处。
15、本技术与现有技术相比，其显著效果如下：
16、1、与现有sic功率模块普遍使用的常规铝线或铝带键合的方式相比，本技术的金属缓冲块与芯片的接触面比铝线或者铝带大，且柔性连接片横截面积大，可提升连接器件的过流能力及导热能力；金属缓冲块加柔性连接片的方式，一方面取代了产生寄生电感最多的键合线，另一方面，柔性连接片与第二陶瓷覆铜板形成平行面，可以增加柔性连接片与第一陶瓷覆铜板之间的互感，从而降低碳化硅模块的寄生电感，提升了碳化硅模块的电流输出能力以及使用寿命；
17、2、与现有使用刚性连接片代替键合的sic功率模块相比，本技术的柔性连接片对加工精度要求较低，制作简单，物料成本降低；柔性连接片的面积可设计较大余量，给贴装留足了余量，因此，对芯片、柔性连接片的位置精度要求降低的同时，连接片的制作难度、成本也得以降低；由于柔性连接片自身可通过适度变形有效包容芯片的厚度公差、连接层的厚度差异，使得连接片与多点的同时连接更易高质量实现，提升了碳化硅模块可靠性；
18、3、与sic芯片直接相连的金属缓冲块结构简单，易于加工，因此相比于刚性连接片，可以选择硬度更高的钼、钼铜、钨铜等作为原材料，而钼铜、钨铜的热膨胀系数(cte-coefficient of thermal expansion)与sic更接近，从而减小了热失配带来的热应力，提升碳化硅模块可靠性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种采用柔性连接片的低电感碳化硅模块，其特征在于，包括第一陶瓷覆铜板(1)、陶瓷片(2)、第二陶瓷覆铜板(3)、多件SiC芯片(4)、金属缓冲块(5)、柔性连接片(6)、电流输入端子(71)、电流输出端子(72)和信号端子(8)；
2.根据权利要求1所述采用柔性连接片的低电感碳化硅模块，其特征在于，所述电流输入端子(71)与第二陶瓷覆铜板(3)连接方式为钎焊，或银烧结，或超声焊接。
3.根据权利要求1所述采用柔性连接片的低电感碳化硅模块，其特征在于，包括多组SiC芯片(4)，每组四件、均匀线性排列。
4.根据权利要求1所述采用柔性连接片的低电感碳化硅模块，其特征在于，所述柔性连接片(6)的厚度为0.1mm～0.3mm。
5.根据权利要求1所述采用柔性连接片的低电感碳化硅模块，其特征在于，所述柔性连接片(6)选用铜箔，或银箔，或金箔。
6.根据权利要求1所述采用柔性连接片的低电感碳化硅模块，其特征在于，所述金属缓冲块(5)包括金属缓冲块Ⅰ和金属缓冲块Ⅱ，所述金属缓冲块的上表面与下表面的面积相等，高度为1mm～3mm；其
7.根据权利要求1所述采用柔性连接片的低电感碳化硅模块，其特征在于，所述金属缓冲块(5)的材质选用铜，或钼铜合金，或钨铜合金，或银，或金。
8.如权利要求1-7任一项所述采用柔性连接片的低电感碳化硅模块，其特征在于，所述柔性连接片(6)上设有直径为0.1mm～0.3mm的小孔，所述小孔设于金属缓冲块(5)与柔性连接片(6)的连接处。
...【技术特征摘要】
1.一种采用柔性连接片的低电感碳化硅模块，其特征在于，包括第一陶瓷覆铜板(1)、陶瓷片(2)、第二陶瓷覆铜板(3)、多件sic芯片(4)、金属缓冲块(5)、柔性连接片(6)、电流输入端子(71)、电流输出端子(72)和信号端子(8)；
2.根据权利要求1所述采用柔性连接片的低电感碳化硅模块，其特征在于，所述电流输入端子(71)与第二陶瓷覆铜板(3)连接方式为钎焊，或银烧结，或超声焊接。
3.根据权利要求1所述采用柔性连接片的低电感碳化硅模块，其特征在于，包括多组sic芯片(4)，每组四件、均匀线性排列。
4.根据权利要求1所述采用柔性连接片的低电感碳化硅模块，其特征在于，所述柔性连接片(6)的厚度为0.1mm～0.3mm。
5.根据权利要求1所述采用柔性连接片的低电感碳化硅模块，其特征在于，所述柔性连...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹君临，李聪成，
申请(专利权)人：扬州国扬电子有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。