[发明专利]一种多芯片并联功率模块

说明书

本发明公开了一种多芯片并联功率模块。该多芯片并联功率模块中的上功率模块包括覆铜陶瓷基板单元、信号汇集区域单元和芯片并联单元；下功率模块与上功率模块的结构相同；覆铜陶瓷基板单元包括栅极覆铜陶瓷基板、辅助源极覆铜陶瓷基板、漏极覆铜陶瓷基板和源极覆铜陶瓷基板；信号汇集区域单元包括栅极信号汇集区域、辅助源极信号汇集区域和源极信号汇集区域；漏极信号汇集区域设在上功率模块的漏极覆铜陶瓷基板的覆铜上；芯片并联单元中的MOSFET芯片并联组包括n个并联且沿周向排布的MOSFET芯片；MOSFET芯片的栅极、源极、辅助源极和漏极分别与相应的信号汇集区域连接。本发明解决了并联芯片间的电流分配不均衡的问题。

技术领域

本发明涉及模块封装领域，特别是涉及一种多芯片并联功率模块。

背景技术

碳化硅材料具有禁带宽度高、临界电场大和热导率高的优点，从而使碳化硅器件可以满足高频、高温和高功率密度的需求。在各种碳化硅器件中，由于碳化硅MOSFET具有开关速度快、通态电阻低的优点，有望在电动汽车充电器、光伏逆变器和高压断路器等领域替代硅MOSFET和IGBT。但是，目前碳化硅MOSFET的生产工艺不如硅基器件成熟。芯片尺寸越大，产量越低，价格也越高。为了在电流等级和芯片成本之间进行权衡，单颗碳化硅MOSFET芯片的电流等级较低。对于大电流应用场合，装备研发人员不得不采用多器件或多芯片模块并联作为一种替代的解决方案。目前的焊接功率模块内部均是采取多芯片并联从而实现更大电流等级，但是随着并联芯片数量的增多，杂散电感分布不均匀，从而使得功率模块内并联芯片间电流分配不均衡。

发明内容

基于此，有必要提供一种多芯片并联功率模块，以解决功率模块内杂散电感分布不均匀导致并联芯片间的电流分配不均衡的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种多芯片并联功率模块，包括：上功率模块、下功率模块和漏极信号汇集区域；

所述上功率模块包括覆铜陶瓷基板单元、信号汇集区域单元和芯片并联单元；所述下功率模块与所述上功率模块的结构相同；

所述覆铜陶瓷基板单元包括栅极覆铜陶瓷基板、辅助源极覆铜陶瓷基板、漏极覆铜陶瓷基板和源极覆铜陶瓷基板；所述栅极覆铜陶瓷基板、所述辅助源极覆铜陶瓷基板和所述漏极覆铜陶瓷基板均为半环形结构，所述源极覆铜陶瓷基板为圆形结构；所述栅极覆铜陶瓷基板、所述辅助源极覆铜陶瓷基板和所述漏极覆铜陶瓷基板同心且沿径向由外到内依次间隔排布；所述源极覆铜陶瓷基板位于所述漏极覆铜陶瓷基板半包围的区域内且与所述漏极覆铜陶瓷基板间隔；

所述信号汇集区域单元包括栅极信号汇集区域、辅助源极信号汇集区域以及源极信号汇集区域；所述栅极信号汇集区域设在所述栅极覆铜陶瓷基板的覆铜上；所述辅助源极信号汇集区域设在所述辅助源极覆铜陶瓷基板的覆铜上；所述源极信号汇集区域设在所述上源极覆铜陶瓷基板的覆铜上；所述信号汇集区域单元用于连接栅极驱动信号端子、辅助源极驱动信号端子和源极功率信号端子；

所述漏极信号汇集区域设在所述上功率模块的漏极覆铜陶瓷基板的覆铜上；所述漏极信号汇集区域用于连接漏极功率信号端子；

所述芯片并联单元包括位于所述漏极覆铜陶瓷基板上的MOSFET芯片并联组；所述MOSFET芯片并联组包括n个并联且沿周向排布的MOSFET芯片；所述MOSFET芯片并联组的栅极与所述栅极覆铜陶瓷基板连接；所述MOSFET芯片并联组的源极与所述源极覆铜陶瓷基板连接；所述MOSFET芯片并联组的辅助源极与所述辅助源极覆铜陶瓷基板连接；所述MOSFET芯片并联组的漏极设在所述漏极覆铜陶瓷基板的覆铜上；

所述下功率模块中的漏极覆铜陶瓷基板与所述上功率模块中的源极信号汇集区域连接。

可选的，所述漏极信号汇集区域单元包括第一信号汇集子区域和第二信号汇集子区域；