[发明专利]高速、高效SiC功率模块

权利要求书

1.一种功率转换器模块，包括：

·活性金属钎焊(AMB)衬底，包括：氮化铝基层、所述氮化铝基层的第一表面上的第一导电层以及所述氮化铝基层的与所述第一表面相对的第二表面上的第二导电层；

·功率转换器电路，位于所述活性金属钎焊衬底上并且包括经由所述第一导电层彼此耦接的多个碳化硅开关部件，使得栅极控制路径具有20mm的最大长度，其中，所述功率转换器电路被配置为提供大于650V的输出电压，提供大于900W的输出功率，并且以大于40kHz的开关频率进行操作；以及

·外壳，包括所述活性金属钎焊衬底，其中，所述外壳的覆盖区不大于20.46cm²。

2.根据权利要求1所述的功率转换器模块，其中，所述第一导电层直接位于所述氮化铝基层的所述第一表面上，并且所述第二导电层直接位于所述氮化铝基层的所述第二表面上。

3.根据权利要求1所述的功率转换器模块，其中，所述第一导电层被蚀刻成在所述多个碳化硅开关部件之间形成期望的连接图案。

4.根据权利要求3所述的功率转换器模块，其中，所述多个碳化硅开关部件经由一个或多个焊线耦接到所述第一导电层。

5.根据权利要求4所述的功率转换器模块，其中，所述第一导电层被蚀刻成并且所述一个或多个焊线的路径被规定成，使得功率切换路径具有50mm的最大长度。

6.根据权利要求1所述的功率转换器模块，其中，所述功率转换器电路是被配置为接收直流(DC)输入电压并且提供提升的直流输出电压的升压转换器。

7.根据权利要求6所述的功率转换器模块，其中，所述功率转换器电路包括：与碳化硅肖特基二极管串联耦接的碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。

8.根据权利要求1所述的功率转换器模块，其中，所述功率转换器电路具有的开关损耗介于5mJ/A与100mJ/A之间。

9.根据权利要求1所述的功率转换器模块，其中，所述活性金属钎焊衬底具有的热导率大于30W/m-K。

10.根据权利要求1所述的功率转换器模块，其中，所述功率转换器电路为以下各项中的一项：降压转换器、半桥转换器、全桥转换器、单相逆变器和三相逆变器。

11.根据权利要求1所述的功率转换器模块，其中，所述功率转换器电路被配置为提供最高达1200V的输出电压和最高达30kW的输出功率。

12.一种用于制造功率转换器模块的方法，包括：

·提供活性金属钎焊(AMB)衬底，所述活性金属钎焊衬底包括：氮化铝基层、所述氮化铝基层的第一表面上的第一导电层以及所述氮化铝基层的与所述第一表面相对的第二表面上的第二导电层；

·在所述活性金属钎焊衬底上提供功率转换器电路，所述功率转换器电路包括经由所述第一导电层和一个或多个焊线彼此耦接的多个碳化硅开关部件，使得功率切换路径具有50mm的最大长度，其中，所述功率转换器电路被配置为提供大于650V的输出电压，提供大于900W的输出功率，并且以大于40kHz的开关频率进行操作；以及

·在外壳内安装所述活性金属钎焊衬底，其中，所述外壳的覆盖区的面积不大于20.46cm²。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一导电层直接位于所述氮化铝基层的所述第一表面上，并且所述第二导电层直接位于所述氮化铝基层的所述第二表面上。

14.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：蚀刻所述第一导电层，以在所述多个碳化硅开关部件之间形成期望的连接图案。