【技术实现步骤摘要】
本申请总体上涉及半导体，并且更具体地涉及功率器件封装模块及功率器件封装方法。
技术介绍
1、第三代半导体材料碳化硅(sic)和氮化镓(gan)具有禁带宽度大、电子迁移率高、击穿场强高、导热性能好等材料优势，且具有很强的自发和压电极化效应，因而相较于传统的硅基材料而言更适合于制造高频、高压和耐高温的高功率密度的功率器件，尤其是在高效电能转化领域优势明显。
2、然而，目前的功率器件的封装技术和材料设计仍然基于传统硅基功率器件的技术，其无法适应于功率器件的高度集成化、多功能化以及高功率化的发展方向，并且导致基于第三代半导体材料碳化硅(sic)和氮化镓(gan)的功率器件的性能在内部连接、散热和保护等方面受到限制而无法完全发挥其材料优势。
技术实现思路
1、为了解决或至少缓解以上问题中的一个或多个，提供了以下技术方案。
2、按照本申请的第一方面，提供一种功率器件封装模块，所述功率器件封装模块包括：衬底，其包括第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；柔性膜，其位于所述衬底的第一侧且具有多个通孔；一个或多个功率器件，每个功率器件位于所述柔性膜的背向所述衬底的第一侧的表面并且包括朝向所述柔性膜的设置有多个栅极电极的正面和与所述正面相对的背面，所述多个栅极电极分散地布置于所述功率器件，使得所述多个栅极电极中的每个栅极电极接收到控制信号的延迟时间相等；以及散热部件，其至少位于所述衬底的第二侧并用于耗散所述一个或多个功率器件产生的热量。
3、根据本申请一实施例所述的功率器
4、根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的功率器件封装模块，其中所述功率器件的正面还设置有源极电极，以及所述功率器件的背面设置有漏极电极。
5、根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的功率器件封装模块，其中所述源极电极经由所述柔性膜的所述多个通孔连接至所述衬底的第一侧，所述多个栅极电极连接至所述柔性膜的背向所述衬底的第一侧的表面。
6、根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的功率器件封装模块，其中所述柔性膜的背向所述衬底的第一侧的表面的与所述源极电极和所述多个栅极电极接触的位置以及面向所述衬底的第一侧的表面的与所述源极电极接触的位置沉积有金属材料。
7、根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的功率器件封装模块，其中所述功率器件封装模块还包括：金属层，其设置于所述每个功率器件的所述背面并延伸至所述衬底的第一侧，以用于将所述每个功率器件固定至所述衬底的第一侧并且传导所述每个功率器件产生的热量。
8、根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的功率器件封装模块，其中所述散热部件还位于所述金属层的远离所述功率器件的一侧，在所述金属层的远离所述功率器件的一侧与所述散热部件之间设置绝缘材料。
9、根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的功率器件封装模块，其中所述功率器件封装模块还包括：温度传感器，其集成在所述功率器件内部或设置在所述衬底的第一侧的靠近所述功率器件的位置，所述温度传感器配置成测量所述功率器件的温度并且生成指示所测量的温度的信号。
10、根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的功率器件封装模块，其中所述功率器件封装模块还包括：电流传感器，其集成在所述功率器件内部，所述电流传感器配置成测量流经所述功率器件的电流并且生成指示所测量的电流的信号。
11、根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的功率器件封装模块，其中所述多个栅极电极配置成基于所述功率器件的几何形状而分散地布置于所述功率器件，使得最小化所述控制信号能够控制所述多个栅极电极中的每个栅极电极而相对于所述功率器件传输的最大距离。
12、根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的功率器件封装模块，其中所述功率器件封装模块还包括：驱动保护部件，其连接至所述柔性膜的背向所述衬底的第一侧的表面并且用于驱动和保护所述一个或多个功率器件。
13、根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的功率器件封装模块，其中所述驱动保护部件包括以下中的一个或多个：无源组件、栅极驱动器、逻辑保护电路。
14、按照本申请的第二方面，提供一种电机驱动系统，所述电机驱动系统包括根据本申请的第一方面所述的功率器件封装模块。
15、按照本申请的第三方面，提供一种功率器件，所述功率器件包括：多个栅极，所述多个栅极电极分散地布置于所述功率器件，使得所述多个栅极电极中的每个栅极电极接收到控制信号的延迟时间相等。
16、根据本申请一实施例所述的功率器件，其中所述功率器件还包括源极电极和漏极电极，所述源极电极和所述多个栅极电极布置于所述功率器件的一侧以及所述漏极电极布置于所述功率器件的另一侧。
17、根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的功率器件，其中所述多个栅极电极配置成基于所述功率器件的几何形状而分散地布置于所述功率器件，使得最小化所述控制信号能够控制所述多个栅极电极中的每个栅极电极而相对于所述功率器件传输的最大距离。
18、按照本申请的第四方面，提供一种功率器件封装方法，所述功率器件封装方法包括：设置衬底，所述衬底包括第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；在所述衬底的第一侧设置具有多个通孔的柔性膜；在所述柔性膜的背向所述衬底的第一侧的表面设置一个或多个功率器件，每个功率器件包括朝向所述柔性膜的设置有多个栅极电极的正面和与所述正面相对的背面，所述多个栅极电极分散地布置于所述功率器件，使得所述多个栅极电极中的每个栅极电极接收到控制信号的延迟时间相等；以及至少在所述衬底的第二侧设置散热部件以用于耗散所述一个或多个功率器件产生的热量。
19、根据本申请的一个或多个实施例的功率器件封装方案能够提供适应于功率器件的高度集成化、多功能化以及高功率化的改进的封装结构，诸如通过柔性膜的多个通孔替代传统的引线键合方式来优化封装模块的内部连接同时实现功率器件的正面散热以提高散热效率，通过分散地布置多个栅极电极来实现功率器件中电流的均匀分布并且降低功率器件的开关延迟。此外，根据本申请的一个或多个实施例的功率器件封装方案应用于基于第三代半导体材料碳化硅(sic)和氮化镓(gan)的功率器件时能够使其充分发挥材料优势。
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1.一种功率器件封装模块，其特征在于，所述功率器件封装模块包括：
2.根据权利要求1所述的功率器件封装模块，其中所述柔性膜实现为聚酰亚胺材料，
3.根据权利要求1所述的功率器件封装模块，其中所述功率器件封装模块还包括：
4.根据权利要求1所述的功率器件封装模块，其中所述功率器件封装模块还包括：
5.根据权利要求1所述的功率器件封装模块，其中所述功率器件封装模块还包括：
6.根据权利要求1所述的功率器件封装模块，其中所述多个栅极电极配置成基于所述功率器件的几何形状而分散地布置于所述功率器件，使得最小化所述控制信号能够控制所述多个栅极电极中的每个栅极电极而相对于所述功率器件传输的最大距离，
7.一种电机驱动系统，其特征在于，所述电机驱动系统包括根据权利要求1至6中任一项所述的功率器件封装模块。
8.一种功率器件，其特征在于，所述功率器件包括：
9.根据权利要求8所述的功率器件，其中所述功率器件还包括源极电极和漏极电极，所述源极电极和所述多个栅极电极布置于所述功率器件的一侧以及所述漏极电极布
10.一种功率器件封装方法，其特征在于，所述功率器件封装方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种功率器件封装模块，其特征在于，所述功率器件封装模块包括：
2.根据权利要求1所述的功率器件封装模块，其中所述柔性膜实现为聚酰亚胺材料，
3.根据权利要求1所述的功率器件封装模块，其中所述功率器件封装模块还包括：
4.根据权利要求1所述的功率器件封装模块，其中所述功率器件封装模块还包括：
5.根据权利要求1所述的功率器件封装模块，其中所述功率器件封装模块还包括：
6.根据权利要求1所述的功率器件封装模块，其中所述多个栅极电极配置成基于所述功率器件的几何形状而分散地布置于所述功率器...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙宏耀，姚亮，李道会，赵子豪，
申请(专利权)人：蔚来动力科技合肥有限公司，
类型：发明
国别省市：
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