[发明专利]一种高频大功率封装模组及其制作方法

说明书

本发明公开了一种高频大功率封装模组及其制作方法，包括至少一个功率变换桥臂、至少一个高频电容、多层线路板、绝缘导热板以及塑封体，半导体功率器件的正面与多层线路板的第一表面电连接，半导体功率器件的背面与绝缘导热板的下表面热连接或电热连接，高频电容与多层线路板的第一表面或多层线路板的第二表面或绝缘导热板的下表面电连接，高频电容的至少一个电极通过内层电连接层与至少一个半导体功率器件的至少一个电极电连接。本发明保障散热能力的同时，大幅减小了回路电感，使得大功率高频得以实现，充分发挥了第三代半导体的优势，并为其性能的更新换代提供了应用基础。

技术领域

本发明属于半导体封装技术领域，尤其涉及一种高频大功率封装模组及其制作方法。

背景技术

随着第三代半导体GaN/SiC的逐步成熟，其应用也越来越广泛。相对传统硅器件，其等效内阻大幅度下降，使得单一半导体功率器件的适用功率大幅度增加。同时，第三代半导体，也具备更优秀的开关特性，其开关损耗大为下降，更易工作在高频之下。但由于现有封装技术的不足，上述两个优势，较难同时得到。

如图1所示，由于其半导体功率器件Q1、Q2的面积小，热密度很高，需要厚铜陶瓷基板实现绝缘导热，而厚铜导致陶瓷基板的布线精度较差，不能实现小间距SMD作业。因此，通常是将半导体功率器件背面焊接到陶瓷板上进行散热，半导体功率器件正面通过wirebond打线，将半导体功率器件上的高精度电性排布引出。由于wirebond的存在，回路电感大幅度增加，限制了开关速度的提升，也就限制了频率的提升。

因此，如何在保障散热能力的同时，大幅减小回路电感，使得大功率高频得以实现，以充分发挥第三代半导体的优势是一个亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种高频大功率封装模组，保障散热能力的同时，大幅减小了回路电感，使得大功率高频得以实现，充分发挥了第三代半导体的优势，并为其性能的更新换代提供了应用基础。

本发明的另一目的还在于提供一种能够实现上述高频大功率封装模组的制作方法。

本发明所述的高频大功率封装模组中的高频大功率是指：应用该模组的变换器的功率超过10KW，且工作频率高于100KHZ；或应用该模组的变换器的工作频率高于300KHZ，且功率超过1KW；其中，应用该模组的变换器以功率超过10KW，工作频率超过300KHZ为佳。当然，这只是优选应用场景，并非本发明之限制。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种高频大功率封装模组，包括：印制电路板、绝缘导热板、塑封体、至少一个功率变换桥臂及至少一个高频电容；

所述功率变换桥臂包括至少两个串联连接的半导体功率器件；

所述高频电容与功率变换桥臂并联，形成高频回路；

所述绝缘导热板上设置至少一个功率变换桥臂；

所述塑封体填充印制电路板与绝缘导热板之间的间隙区域；

所述半导体功率器件的正面与印制电路板电连接，所述半导体功率器件的背面与绝缘导热板的下表面热连接或电热连接；

所述印制电路板在其投影方向上，至少与其所属的高频回路的半导体功率器件部分重叠。

优选的，所述半导体功率器件的正面电极通过金属连接部件与绝缘导热板电连接。

优选的，所述金属连接部件包括键合引线。

优选的，还包括一垂直连接件，所述垂直连接件电连接绝缘导热板与印制电路板。

优选的，所述垂直连接件包括电化学金属孔。

优选的，所述金属连接部件包括金属导接桥。