一种半桥模块电路封装的内部结构的制作方法

本发明涉及半导体封装领域，具体涉及一种新的半桥模块电路封装的内部结构。

背景技术：

1、碳化硅（silicon carbide，sic）功率器件作为一种宽禁带器件，具有耐高压、高温，导通电阻低，开关速度快，损耗低等优点。目前大部分商用sic器件仍采用传统硅基元器件的封装方式，比如在实际电路应用中，大功率器件广泛应用的半桥封装形式，即将两个开关管封装成一个整体模块。如me3、me2型半桥模块等。传统封装技术成熟，成本低，而且可兼容和替代原有si基器件。但是传统封装结构的杂散电感大，在极高的di/dt下会产生更大的电压过冲以及振荡，引起器件电压应力、损耗的增加以及电磁干扰问题。

2、如图1所示，me2（34型半桥）模块首先通过焊锡将芯片背部焊接在基板上，再通过金属键合线引出到侧面电极，最后进行塑封或者灌胶。其结构包括散热基板、陶瓷覆铜板、芯片、键合线、外壳及电极端子等部分。该封装虽具备一定的散热能力和电气性能，但也具有如下问题：

3、1、芯片的栅极和开尔文极从两颗芯片连线的延长线方向引出到侧面，加在芯片控制极的g-ks信号的连线距离过长，导致在电路应用中存在杂散电感过大；

4、2、控制极g-ks信号回路长短不同，也阻碍了开关频率的进一步提升，否则容易导致信号畸变；

5、3、外形尺寸过大不利于设备小型化，需要改进封装结构，提高功率密度。

技术实现思路

1、针对现有技术中的不足之处，本发明旨在提供一种杂散电感在10nh以下，驱动电路电感量相近，可用更高的开关频率，emi更小，同时外形尺寸更小的封装结构，旨在提高产品可靠性，节约封装成本，真正发挥碳化硅器件的高性能。

2、为实现上述目的，本案提供如下技术方案：

3、一种半桥模块电路封装的内部结构，包括底板和陶瓷基板，所述陶瓷基板的上表面通过蚀刻铜箔形成电路；

4、芯片直接焊接在所述陶瓷基板的铜箔上，包括die1芯片和die2芯片，以及续流二极管sbd1芯片和sbd2芯片；

5、相对于die1芯片到die2芯片的中心连线，引脚则是设置在陶瓷基板的上下两侧边，包括漏极引脚、漏源共用电极引脚、源极引脚以及与之平行的g1引脚、ks1引脚、g2引脚、ks2引脚；

6、其中，所述die1芯片的电极分别连接到漏极引脚、漏源共用电极引脚、g1引脚、ks1引脚，形成上桥电路；所述die2芯片的电极分别连接到漏源共用电极引脚、源极引脚、g2引脚、ks2引脚，形成下桥电路。

7、进一步地，所述die1芯片的源极s1通过打线工艺与所述漏源共用电极引脚连接，所述die2芯片的漏极d2通过先固晶后焊接的工艺连接漏源共用电极引脚，实现上桥电路与下桥电路的连通。

8、进一步地，所述die1芯片的栅极g1和开尔文极ks1从其正面引出第一引线和第二引线，分别连接到g1引脚和ks1引脚；die2芯片的栅极g2和开尔文极ks2同样从其正面引出第一引线和第二引线，分别连接到g2引脚、ks2引脚；所述第一引线和第二引线与所述die1芯片和die2芯片的中心连线方向垂直。

9、进一步地，所述续续流二极管sbd1芯片和sbd2芯片分别位于所述die1芯片和die2芯片的正上方，并与之打线的方向平行，保持一致。

10、与市面上体积常见的半桥模块me2型相比，本发明的有益效果是：

11、1、本产品封装结构通过将控制信号电极端子(g1、ks1、g2、ks2)平行设置在两个主功率芯片die1和die2连线的垂直方向，这样从主功率芯片到模块引脚的引线距离更短，模块回路寄生电感降低到仅有10nh以下，远低于me2型的20nh的杂散电感。

12、2、同时g1&ks1和g2&ks2参数相同，这使得在更高的频率场景下信号也能保持一致，减小了信号畸变，大大地降低电磁辐射。

13、3、本产品封装结构还通过优化电极端子布局和主功率芯片连接方式有效缩小了体积，体积是现有me2(34mm)型半桥模块的一半，这使得本产品功率密度更大。

14、4、本产品封装结构还适用于下一代半导体氧化镓和金刚石芯片的封装，具有广阔的市场前景。

1.一种半桥模块电路封装的内部结构，其特征在于，包括底板（a）和陶瓷基板（b），所述陶瓷基板（b）的上表面通过蚀刻铜箔（c）形成电路；

2.根据权利要求1所述的半桥模块电路封装的内部结构，其特征在于，所述die1芯片（8）的源极s1通过打线工艺与所述漏源共用电极引脚（2）连接，所述die2芯片（9）的漏极d2通过先固晶后焊接的工艺连接漏源共用电极引脚（2），实现上桥电路与下桥电路的连通。

3.根据权利要求1所述的半桥模块电路封装的内部结构，其特征在于，所述die1芯片（8）的栅极g1和开尔文极ks1分别从其正面引出第一引线（12）和第二引线（13），分别连接到g1引脚（4）和ks1引脚（5）；die2芯片（9）的栅极g2和开尔文极ks2同样分别从其正面引出第一引线（12）和第二引线（13），分别连接到g2引脚（6）、ks2引脚（7）；所述第一引线（12）和第二引线（13）与所述die1芯片（8）和die2芯片（9）的中心连线方向垂直。

4.根据权利要求2所述的半桥模块电路封装的内部结构，其特征在于，所述续流二极管sbd1芯片（10）和sbd2芯片（11）分别位于所述die1芯片（8）和die2芯片（9）的正上方，并与die1芯片（8）和die2芯片（9）打线的方向一致。