[发明专利]一种高压功率半导体芯片的封装结构和封装方法

说明书

本发明提供一种高压功率半导体芯片的封装结构与封装方法，高压功率半导体芯片的封装结构包括基板；位于部分集电极导电层上且与集电极导电层电学连接的高压功率半导体芯片，高压功率半导体芯片的发射极与发射极导电层电学连接；集电极引出端子，位于集电极导电层上且与集电极导电层电学连接；发射极引出端子，位于发射极导电层上且与发射极导电层电学连接；集电极引出端子包括第一段区，发射极引出端子包括与第一段区相对设置的第二段区，第一段区朝向发射极引出端子凹进，和/或，第二段区朝向集电极引出端子凹进；第一绝缘填充层，第一段区与第二段区之间，该封装结构具有较小的寄生电感，因此适用于高压功率半导体芯片封装。

技术领域

本发明涉及电力半导体器件封装领域，具体涉及一种高压功率半导体芯片的封装结构和封装方法。

背景技术

为满足可再生能源的大规模开发和利用，传统电网正向以电力电子技术广泛应用为代表的智能电网方向发展，电力电子装置在国家电网公司坚强智能电网建设、FACTS高压输电、新能源接入等各个领域都发挥着不可替代的作用，这无疑对高压、大容量、高频、耐高温的电力电子器件提出了更高的需求。目前电力系统的大功率电力电子装置绝大多数都是采用硅基电力电子器件来实现电能的控制和转换，由于硅基电力电子器件受制于材料本身在耐压和工作温度等物理特性的限制，因此要想从根本上提高大功率电力电子装备的可靠性和稳定性，降低系统的总体损耗，提高能源的控制转换效率，需要研究开发更高耐压、更低功耗和耐高温的新型电力电子器件。碳化硅(Silicon Carbide，SiC)基器件是目前为止技术最成熟、应用最广泛的第三代半导体电力电子器件之一，可以打破传统硅基器件的物理极限，具有电压等级高、通流能力大、损耗小、散热快等优点，可广泛应用于固态变压器、固态断路器等新型电力电子装备以及传统的FACTS和直流输电装备，将对电力系统的经济安全运行等方面产生重要影响，实现电网技术的革新。

传统的硅基功率半导体芯片的应用开关频率小于40kHZ，碳化硅基功率半导体芯片的应用开关频率大于100kHz，即碳化硅基功率半导体芯片的应用开关频率远大于传统硅基功率半导体芯片。目前针对于高压碳化硅基器件的封装结构较少，高压碳化硅基器件需要低的寄生电感(小于10nH)，用于传统硅基功率半导体芯片的封装结构的寄生电感极高。而过高的寄生电感在器件开关过程中会产生很高的电压尖峰，从而影响开关频率，因此传统硅基功率半导体芯片的封装结构不适用于高压功率半导体芯片封装。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的功率半导体芯片的封装结构的寄生电感高的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高压功率半导体芯片的封装结构，包括：

基板，所述基板表面设置有分立的发射极导电层和集电极导电层；

位于部分所述集电极导电层上且与集电极导电层电学连接的高压功率半导体芯片，所述高压功率半导体芯片与所述基板相背的一面具有发射极，所述发射极与所述发射极导电层电学连接；

集电极引出端子，所述集电极引出端子位于所述集电极导电层上且与所述集电极导电层电学连接；

发射极引出端子，所述发射极引出端子位于所述发射极导电层上且与所述发射极导电层电学连接；

所述集电极引出端子包括第一段区，所述发射极引出端子包括与第一段区相对设置的第二段区，第一段区朝向所述发射极引出端子凹进，和/或，所述第二段区朝向所述集电极引出端子凹进；

第一绝缘填充层，第一绝缘填充层位于所述第一段区与所述第二段区之间。

可选的，所述集电极导电层与所述发射极导电层相对设置，所述高压功率半导体芯片位于所述集电极引出端子和所述发射极引出端子之间。

可选的，所述高压功率半导体芯片的封装结构还包括：

底板；所述基板位于部分底板上；