[发明专利]一种直插式的高集成度功率模块的封装结构

说明书

本发明公开了一种直插式的高集成度功率模块的封装结构，第一金属陶瓷绝缘导电基板与第二金属陶瓷绝缘导电基板之间设置有第一电容、第一半导体芯片、第二半导体芯片、第一铜片、第二铜片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、驱动芯片、自举二极管、第二电容及第三电容；第一电容、第一半导体芯片、第二半导体芯片、第一铜片及第二铜片依次设置于第一金属陶瓷绝缘导电基板的一侧，自举二极管、第二电容、驱动芯片及第三电容设置于第一金属陶瓷绝缘导电基板的另一侧，第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻依次设置于第一金属陶瓷绝缘导电基板的中部，该封装结构具有寄生电感低、封装热阻小及集成度较高特点。

技术领域

本发明属于封装技术领域，涉及一种直插式的高集成度功率模块的封装结构。

背景技术

以氮化镓和碳化硅为代表的宽禁带功率半导体相比于硅功率半导体具有高耐温，高耐压和高电子迁移率的优势，极大地促进了电力电子变换器朝着高工作温度，高功率密度和高工作频率的方向发展。但是现有封装技术会带来较大的寄生参数和热学参数，限制了宽禁带功率半导体的优异特性，因此，提出一种低寄生参数、低热阻和高集成度的功率模块封装方法对于充分发挥宽禁带功率半导体的优异特性十分重要。本发明提出的功率模块封装方法适用于所有涉及电能变换的应用场合。

目前，较为先进的功率半导体封装方式为双面散热式封装结构，虽然这种方式消除了传统功率模块的键合线互连方式，使得模块由传统的单面散热改进为双面散热，但是在实际应用中发现如下缺点：

1)双面散热式封装现有的封装大都只对热学参数进行了优化，即将半导体芯片嵌在两块金属绝缘陶瓷导电基板内，没有对电学参数例如功率回路寄生电感、驱动回路寄生电感进行优化，较大的寄生电感会限制功率模块在高频，大电流场景下的应用，同时带来电磁干扰、驱动可靠性等问题。

2)双面散热式封装集成度较低。在使用现有双面散热式封装的功率模块时，需要外加多路隔离电源来分别对每一个半导体芯片的驱动进行供电，这不仅会增加电力电子变换器系统的体积，降低电力电子变换器的功率密度，还会增加电力电子变换器的总体成本。

3)双面散热式封装的功率端子和信号端子分布在多个侧面，只能水平贴装在电力电子变换器母板中，安装使用步骤比较繁琐，也不利于在模块双面散热工具的安装。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种直插式的高集成度功率模块的封装结构，该封装结构具有寄生电感低、封装热阻小及集成度较高特点。

为达到上述目的，本发明所述的直插式的高集成度功率模块的封装结构包括第一金属陶瓷绝缘导电基板及第二金属陶瓷绝缘导电基板；

第一金属陶瓷绝缘导电基板与第二金属陶瓷绝缘导电基板之间设置有第一电容、第一半导体芯片、第二半导体芯片、第一铜片、第二铜片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、驱动芯片、自举二极管、第二电容及第三电容；

第一电容、第一半导体芯片、第二半导体芯片、第一铜片及第二铜片依次设置于第一金属陶瓷绝缘导电基板的一侧，自举二极管、第二电容、驱动芯片及第三电容设置于第一金属陶瓷绝缘导电基板的另一侧，第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻依次设置于第一金属陶瓷绝缘导电基板的中部。

还包括第一金属功率端子、第二金属功率端子、第三金属功率端子、第一金属信号端子、第二金属信号端子、第三金属信号端子、第四金属信号端子及第五金属信号端子；