[发明专利]一种全碳化硅双面散热模块的封装结构及其封装方法

权利要求书

1.一种全碳化硅双面散热的封装结构，其特征在于，包括底层DBC基板、碳化硅功率芯片、驱动电阻、垫片、顶层DBC基板、第一散热器和第二散热器；

所述碳化硅功率芯片和驱动电阻直接贴装于所述底层DBC基板，所述垫片直接焊接于所述顶层DBC基板；

所述碳化硅功率芯片、驱动电阻和垫片均位于所述顶层DBC基板和底层DBC基板之间；

所述第一散热器和第二散热器分别装配于所述顶层DBC基板和底层DBC基板的外侧。

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：

连接端子；所述连接端子包括主功率输入端子、主功率输出AC端子和驱动回路端子。

3.如权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述主功率输入端子包括两组功率出线端，且所述两组功率出线端关于所述碳化硅功率芯片对称地设置。

4.如权利要求3所述的封装结构，其特征在于，所述两组功率出线端关于所述碳化硅功率芯片对称地设置包括：

当所述碳化硅功率芯片为并联的多个芯片时，所述主功率输入端子包括第一功率出线端和第二功率出线端；其中，所述第一功率出线端到每个芯片的距离之和等于所述第二功率出线端到每个芯片的距离之和。

5.如权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述碳化硅功率芯片包括两组碳化硅MOSFET芯片构成半桥电路，各组碳化硅MOSFET芯片之间相互并联分别构成所述半桥电路的上桥臂和下桥臂；

所述驱动电阻包括上桥臂驱动电阻和下桥臂驱动电阻；

所述驱动回路端子包括上桥臂源极驱动端子、下桥臂源极驱动端子、上桥臂栅极驱动端子和下桥臂栅极驱动端子；

所述上桥臂的碳化硅MOSFET芯片的源极通过上桥臂源极键合线引出到底层DBC的相应铜块上，并与所述上桥臂源极驱动端子相连；所述上桥臂的碳化硅MOSFET芯片的栅极通过上桥臂栅极键合线连接到底层DBC的相应铜块上，并与所述上桥臂驱动电阻相连；

所述下桥臂的碳化硅MOSFET芯片的源极通过下桥臂源极键合线引出到底层DBC的相应铜块上，并与所述下桥臂源极驱动端子相连；所述下桥臂的碳化硅MOSFET芯片的栅极通过下桥臂栅极键合线连接到底层DBC的相应铜块上，并与所述下桥臂驱动电阻相连。

6.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述顶层DBC基板和底层DBC基板均分为三层结构，上、下层均为金属铜，中间层为氮化铝陶瓷。

7.如权利要求6所述的封装结构，其特征在于，所述顶层DBC基板和底层DBC基板均采用无氧铜材料，且表面进行镀镍处理。

8.一种如权利要求1所述封装结构的封装方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据所述封装结构制备所述顶层DBC基板和底层DBC基板，并刻蚀出相应的连接面结构；

在所述底层DBC基板对应的焊接位置均匀涂上焊料一，在所述焊料一上放置所述碳化硅功率芯片，使用夹具进行固定并采用真空回流焊的方法加热烧结；然后采用引线键合工艺将所述碳化硅功率芯片的电极与底层DBC基板的相应铜块进行电连接；

在所述顶层DBC基板对应的焊接位置均匀涂上焊料二，在所述焊料二上放置所述垫片，使用夹具进行固定并采用真空回流焊的方法加热烧结；

在所述碳化硅功率芯片的上表面均匀涂上焊料三，在所述焊料三上放置所述顶层DBC基板，再将所述垫片与碳化硅功率芯片的表面对齐，使用夹具固定并采用真空回流焊的方法加热烧结；

采用焊料四，将所述第一散热器和第二散热器分别焊接于顶层DBC基板、底层DBC基板的外侧，然后将绝缘凝胶注入外壳中，并冷凝至所述绝缘凝胶固化。

9.如权利要求8所述的封装方法，其特征在于，所述焊料一、焊料二和焊料三是纳米银材料。

10.如权利要求8或9所述的封装方法，其特征在于，所述焊料四采用Sn63Pb37材料。