[发明专利]功率转换器模块

说明书

本申请公开了功率转换器模块。一种功率转换器模块(100)包括功率晶体管以及具有第一表面(140)和与第一表面(140)相对的第二表面(144)的衬底(136)。热焊盘(138)位于衬底(136)的第二表面(144)上，并且热焊盘(138)被配置为热耦合到散热器(132)。功率转换器模块(100)还包括安装在衬底(136)的第一表面(140)上的控制模块(148)。控制模块(148)包括耦合到功率晶体管的控制IC芯片(104)。第一控制IC芯片(108)控制功率转换器模块(100)的第一开关电平，并且第二控制IC芯片(104)控制功率转换器模块(100)的第二开关电平。屏蔽面(152)覆盖衬底(138)。第一屏蔽面(156)位于热焊盘(138)和第一控制IC芯片(108)之间，并且第二屏蔽面(160)位于热焊盘(138)和第二控制IC芯片(112)之间。

技术领域

本公开涉及功率转换器模块。

背景技术

在电气工程中，功率转换是将电能从一种形式转换为另一种形式的过程。功率转换器模块是包括能够转换电能的功率转换器的电气设备。一些功率转换器将直流(DC)转换为交流(AC)。这种功率转换器有时被称为DC-AC功率转换器，或更简单地称为功率逆变器。一些功率转换器将AC转换成DC，这种功率转换器被称为AC-DC功率转换器。还有其他的功率转换器，即DC-DC功率转换器，其将DC源从一个电压电平转换到另一个电压电平。

氮化镓(GaN)具有相对较高的电子迁移率和饱和速度，使得能够将GaN用于高功率和高温微波应用。基于GaN的高功率/高频设备包括微波射频功率放大器(例如用于高速无线数据传输的那些放大器)和用于电网的高压开关器件。更具体地，GaN可用于制造GaN场效应晶体管(FET)。与金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)相比，GaN FET在GaN FET导通时具有较低的漏源电阻(R_DS(ON))。此外，GaN FET具有比MOSFET更低的输入电容，因此GaNFET具有更快的开/关切换速率。

发明内容

第一示例涉及一种功率转换器模块。该功率转换器模块包括功率晶体管以及具有第一表面和与第一表面相对的第二表面的衬底。热焊盘位于衬底的第二表面上，并且热焊盘被配置为热耦合到散热器。功率转换器模块还包括安装在衬底的第一表面上的控制模块。控制模块包括被配置为提供到系统总线的连接的互连件。控制模块还包括耦合到功率晶体管的控制IC芯片。控制IC芯片的第一控制IC芯片控制功率转换器模块的第一开关电平，并且控制IC芯片的第二控制IC芯片控制功率转换器模块的第二开关电平。功率转换器模块还包括覆盖衬底的第一表面的屏蔽面。这些屏蔽面提供位于热焊盘与IC芯片的第一控制IC芯片之间的第一屏蔽面以及位于热焊盘与控制IC芯片的第二控制IC芯片之间的屏蔽面的第二屏蔽面。

第二示例涉及一种用于制造功率转换器模块的方法。该方法包括在具有用于控制模块的区域的衬底的第一表面上图案化直接键合铜(DBC)层，其中衬底在与衬底的第一表面相对的衬底的第二表面上具有热焊盘，用于将功率转换器模块热耦合到散热器。该方法还包括将功率晶体管安装在衬底上。该方法还包括安装控制IC芯片，使得屏蔽面位于控制IC芯片和衬底的第二表面上的热焊盘之间。相应地，屏蔽面的第一屏蔽面位于控制IC芯片的第一控制IC芯片下方，并且屏蔽面的第二屏蔽面位于控制IC芯片的第二控制IC芯片下方。

附图说明

图1示出了具有屏蔽面的功率转换器模块的一个示例的横截面图。

图2示出了具有屏蔽面的功率转换器模块的另一示例的横截面图。

图3示出了具有屏蔽面的功率转换器模块的示例的三维(3D)视图。

图4示出了具有屏蔽面的功率转换器模块的又一示例的横截面图。

图5A示出了用于功率转换器模块的图案化的直接键合铜(DBC)层的示例。

图5B示出了用于功率转换器模块的互连件的示例。