[发明专利]一种三维集成高压碳化硅模块封装结构

摘要

发明公开了一种三维集成高压碳化硅模块封装结构，其包括自上而下的源极基板、芯片子模块、上驱动端子、上驱动基板、陶瓷外壳、可集成水冷散热器的金属基板、进水口、出水口、芯片子模块、下驱动端子、下驱动基板、漏极基板，其中芯片子模块由驱动连接基板、功率源极金属块、驱动栅极金属柱、驱动源极金属柱、碳化硅裸片、绝缘结构等组成。采用三维集成结构让回路不收二维布局的局限，寄生参数大幅降低；采用集成水冷散热器的中间基板能保证每层芯片都是双面散热结构，提高模块的散热效率；采用外接解耦电容组，减小电压振荡的同时也不会影响模块内部的可靠性；采用金属平板作为引出端子，能够与现有的电网输变电系统相兼容。

主权项

1.一种三维集成高压碳化硅模块封装结构，其特征在于，包括源极基板(1)、外壳(3)、金属基板(8)、漏极基板(5)和驱动层，金属基板(8)设置于外壳(3)内，源极基板(1)和漏极基板(5)分别与外壳(3)的两端密封连接；驱动层包括第一驱动层和第二驱动层，第一驱动层和第二驱动层结构相同，均包括驱动基板和芯片子模块，驱动基板和芯片子模块构成半桥结构，驱动基板上设置有驱动端子，驱动端子贯穿外壳(3)并伸出于外壳(3)：芯片子模块包括驱动连接基板(20)、功率源极金属块(21)、驱动栅极金属柱(22)、驱动栅极金属柱(23)、碳化硅裸片(24)和绝缘结构(25)，驱动栅极金属柱(22)的一端和驱动栅极金属柱(23)的一端分别与碳化硅裸片(24)上的栅极(24‑1)和源极(24‑2)烧结，功率源极金属块(21)的一端与碳化硅裸片(24)上的源极(24‑2)烧结，驱动连接基板(20)与驱动栅极金属柱(22)的另一端和驱动栅极金属柱(23)的另一端均烧结，碳化硅裸片(24)的四周设置绝缘结构(25)；驱动连接基板(20)与驱动基板烧结，功率源极金属块(21)的另一端贯穿驱动基板；第一驱动层和第二驱动层均设置于外壳(3)内，第一驱动层设置于源极基板(1)与金属基板(8)之间，第一驱动层的功率源极金属块(21)的另一端与源极基板(1)烧结，第一驱动层的碳化硅裸片(24)的漏极(24‑3)与金属基板(8)烧结；第二驱动层设置于漏极基板(5)与金属基板(8)之间，第二驱动层的功率源极金属块(21)的另一端与金属基板(8)烧结，第二驱动层的碳化硅裸片(24)的漏极(24‑3)与漏极基板(5)烧结。