[发明专利]一种SiC功率器件的封装结构

说明书

本申请涉及半导体技术领域，特别涉及一种SiC功率器件的封装结构，包括SiC芯片、导电层、陶瓷基板和散热器；SiC芯片的两面对称设有导电层、陶瓷基板和散热器，导电层、陶瓷基板和散热器沿远离SiC芯片的方向依次排列；陶瓷基板包括中间基板和金属覆层，中间基板的两面均覆设有金属覆层；中间基板上设有通孔，通孔的两端均设有石墨烯垫片，石墨烯垫片与金属覆层连接。本申请通过在SiC芯片的两面均设置有陶瓷基板和散热器，同时在陶瓷基板的中间基板设置有通孔并且通孔两端设有石墨烯垫片，可以增加中间基板与金属覆层之间的散热路径，以进一步提高封装结构的散热效率，保证SiC芯片能够正常工作，有效地解决了现有技术存在散热效率低的技术问题。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，特别涉及一种SiC功率器件的封装结构。

背景技术

随着各类新能源电能的不断发展，对变流器的性能需求将不断提高。为了进一步改进变流器，作为新一代宽禁带半导体材料，SiC开始在开关器件领域得到越来越多的重视。SiC器件有着开关频率高、损耗低、耐压高等特点，随着研发进展的不断完成，将会逐渐替代Si器件，成为新一代开关器件的主要材料。

尽管SiC芯片的性能优越，有着更好的温度特性，受限于技术等方面的问题，目前SiC器件的封装仍采用适用于Si器件的封装，无法完全发挥其高温工作特性。同时模块将面临着长时间工作的带来的可靠性问题。其中之一，就是在持续热应力作用下，模块封装内不同材料的热膨胀系数不匹配导致从芯片到环境的热传导路径老化失效。该问题将会影响模块散热，使得模块工作时承受更高的温度而加速老化。而且较之于Si芯片，SiC芯片有着更大的热导率与杨氏模量，且本身就是为了适用于更高温度的工作环境中。这些问题将导致SiC器件在工作工程中更容易出现因热应力产生的老化等现象，可靠性问题更加严峻。

总而言之，现有的SiC器件的封装结构存在散热效率低、散热效果差的缺陷，容易影响到SiC芯片的正常工作。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种SiC功率器件的封装结构，有效地解决现有技术存在散热效率低的技术问题，以进一步提高封装结构的散热效率，保证SiC芯片能够正常工作。

为达到上述目的，本申请提供以下技术方案：

一种SiC功率器件的封装结构，包括SiC芯片、导电层、陶瓷基板和散热器；所述SiC芯片的两面对称设有所述导电层、所述陶瓷基板和所述散热器，所述导电层、所述陶瓷基板和所述散热器沿远离所述SiC芯片的方向依次排列；所述陶瓷基板包括中间基板和金属覆层，所述中间基板的两面均覆设有所述金属覆层；所述中间基板上设有通孔，所述通孔的两端均设有石墨烯垫片，所述石墨烯垫片与所述金属覆层连接。

优选地，在上述的封装结构中，还包括缓冲层，所述导电层通过所述缓冲层与所述陶瓷基板连接。

优选地，在上述的封装结构中，还包括纳米银层或纳米银铜层，所述缓冲层通过所述纳米银层或纳米银铜层与所述陶瓷基板连接。

优选地，在上述的封装结构中，还包括石墨烯薄膜，所述缓冲层通过所述石墨烯薄膜与所述导电层连接。

优选地，在上述的封装结构中，所述缓冲层具体为钼垫片或钼银复合垫片。

优选地，在上述的封装结构中，所述导电层具体为纳米银材料或纳米银铜材料。

优选地，在上述的封装结构中，所述金属覆层具体为覆铜层或覆铝层。

优选地，在上述的封装结构中，所述SiC芯片同一面上的所述陶瓷基板的数量为两个，两个所述陶瓷基板叠合连接。

优选地，在上述的封装结构中，所述散热器设有散热翅片。

优选地，在上述的封装结构中，所述散热翅片插设于冷却液中。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：