[发明专利]一种多芯片并联的功率模块的封装结构及封装方法

权利要求书

1.一种多芯片并联的功率模块的封装结构，其特征在于，包括：绝缘基板，附着于所述绝缘基板上的功率单元，附着于所述绝缘基板上的叠层绝缘块以及与所述叠层绝缘块并联连接的解耦电容；

所述功率单元为半桥电路结构，包括：上桥臂开关管、上桥臂二极管、下桥臂开关管和下桥臂开关管，所述上桥臂开关管由N个上桥臂开关管芯片并联构成，上桥臂二极管由M个上桥臂SBD芯片并联构成，下桥臂开关管由N个下桥臂开关管芯片并联构成，下桥臂二极管由M个下桥臂SBD芯片构成；其中，N为大于等于2的正数，M为大于等于0的整数；

所述绝缘基板包括：依次设置的上表面层、中间层和下表面层，所述上表面层和所述下表面层的材料均为金属导电材料，所述中间层的材料为绝缘材料；上表面金属层包括正极金属层、负极金属层和输出极金属层，上桥臂开关管芯片和上桥臂SBD芯片在正极金属层上由左到右交错排成一行；下桥臂开关管芯片和下桥臂SBD芯片在输出极金属层上由左到右交错排成一行；

所述叠层绝缘块包括：依次设置的上表面层、中间层和下表面层，所述上表面层和所述下表面层的材料为金属导电材料，且所述中间层的材料为绝缘材料；所述上表面层用于焊接所述解耦电容，所述下表面层包括第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘焊接至所述绝缘基板的正极金属层，所述第二焊盘焊接至所述绝缘基板的负极金属层，且所述第一焊盘与所述上表面层之间通过过孔连接，所述第二焊盘与所述上表面层之间通过过孔连接；

通过P个所述叠层绝缘块在交错排布的功率芯片之间分布式放置实现了焊接于叠层绝缘块上的所述解耦电容的分布式放置，P为大于等于2的正数。

2.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括：热敏电阻、驱动电阻、散热基板和外壳；

所述热敏电阻贴装焊接在所述绝缘基板的上表面金属层相应位置，用于测量模块内部的温度；

所述驱动电阻贴装焊接在所述绝缘基板的上表面金属层相应位置，用于提供模块内部集成的驱动电阻，保证并联的开关所加的驱动信号的一致性；

所述绝缘基板焊接在散热基板上，且所述散热基板与所述外壳固定连接，在所述外壳与所述绝缘基板上表面之间的空间灌注有绝缘保护凝胶；所述散热基板在实际工作中与散热器连接用于散热。

3.如权利要求1或2所述的封装结构，其特征在于，在单个所述叠层绝缘块上焊接有相互串联的第一解耦电容和第二解耦电容；

与所述第一解耦电容和第二解耦电容相对应的所述叠层绝缘块的上表面层分为第一焊接面、第二焊接面、第三焊接面；

所述第一解耦电容的电极分别焊接至所述第一焊接面和所述第二焊接面；所述第二解耦电容的电极分别焊接至所述第二焊接面和所述第三焊接面；且所述第一焊接面通过过孔与所述第一焊盘连接，所述第三焊接面通过过孔与所述第二焊盘连接。

4.如权利要求1-3任一项所述的封装结构，其特征在于，解耦电容为等效串联电阻和等效串联电感较低的多层陶瓷电容，且解耦电容的总容值为单桥臂开关管的总寄生输出电容C_OSS的50倍以上。

5.如权利要求1-4任一项所述的封装结构，其特征在于，所述绝缘基板的正极金属层依次通过叠层绝缘块的下表面金属层的第一焊盘和过孔、上表面金属层的解耦电容焊接面和解耦电容、过孔和下表面金属层的第二焊盘与绝缘基板的负极金属层实现连接，将端子电感动态解耦，为各并联的功率芯片提供相同长度的动态换流通路，降低了开关管关断过程中的电压尖峰和并联功率芯片在开关过程中的动态电流差异。

6.如权利要求1-5任一项所述的封装结构，其特征在于，所述叠层绝缘块中的过孔的大小及数量由解耦电容在动态过程中流过的电流决定，过孔的孔径越大，能够通过的电流越大。

7.如权利要求6所述的封装结构，其特征在于，过孔直径为0.2mm，单块叠层绝缘块中过孔总数为50个，可通过125A的连续电流。