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公开(公告)号：CN114121910A
公开(公告)日：2022-03-01
申请号：CN202010888707.6
申请日：2020-08-28
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明属于功率半导体器件技术领域，具体公开了一种对称布局的全桥型功率模块，其中功率芯片构成全桥电路拓扑的四个桥臂；构成两个上桥臂的功率芯片背面均焊接在绝缘基板的正极金属层上，正面通过键合线与绝缘基板的相应金属层连接；构成两个下桥臂的功率芯片背面焊接在绝缘基板的两块交流极金属层上，正面通过键合线与绝缘基板相应金属层连接，其开关管驱动电路采用开尔文连接。该功率模块在将开关管芯片去掉仅保留二极管芯片后，可实现全桥整流电路拓扑。本发明通过对铜层、功率器件和端子的布局设计，实现了两个半桥支路之间的对称以及同一半桥支路的两个换流回路之间的对称，且实现了较小的寄生电感值，降低关断过压和开关振荡。
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公开(公告)号：CN114076862A
公开(公告)日：2022-02-22
申请号：CN202010849500.8
申请日：2020-08-21
Applicant: 华中科技大学
IPC: G01R31/00
Abstract: 本发明公开了一种维也纳整流器半桥模块的上换流回路动态测试装置，包括：双层PCB线路板，以及设置在双层PCB线路板上的分流器、解耦单元和模块接口；分流器用于测量流过被测模块中开关管的电流；模块接口用于为被测模块提供连接接口；动态测试装置仅使用小容值的表贴式电容作为最后一级解耦电容，通过外接通用直流母线电容板的方式，实现了多级解耦；同时由于母线电容板的使用，降低了不同模块动态测试的制板和器件成本。本发明可以减小测试板面积，降低测试成本，为功率模块提供较小的换流回路，提高其测试效果。
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公开(公告)号：CN112701111A
公开(公告)日：2021-04-23
申请号：CN202011578636.6
申请日：2020-12-28
Applicant: 华中科技大学
IPC: H01L25/07 , H01L23/535 , H05K7/06
Abstract: 本发明公开了一种三电平电路碳化硅功率模块，属于电力电子技术领域。该功率模块包括：底层直接覆铜陶瓷DBC基板；焊接在底层DBC基板上的碳化硅功率芯片、驱动电阻、功率端子、驱动端子，碳化硅功率芯片和驱动电阻构成三电平全桥电路；碳化硅功率芯片之间通过金属键合线连接；底层直接覆铜陶瓷DBC基板焊接在底板上。本发明提供的功率模块通过合理的DBC铜层布局，对换流回路进行优化，实现并联芯片回路的均衡，并且大大降低了回路的寄生电感，减小了模块的体积，提高了模块的功率密度。
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公开(公告)号：CN114121910B
公开(公告)日：2025-04-29
申请号：CN202010888707.6
申请日：2020-08-28
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明属于功率半导体器件技术领域，具体公开了一种对称布局的全桥型功率模块，其中功率芯片构成全桥电路拓扑的四个桥臂；构成两个上桥臂的功率芯片背面均焊接在绝缘基板的正极金属层上，正面通过键合线与绝缘基板的相应金属层连接；构成两个下桥臂的功率芯片背面焊接在绝缘基板的两块交流极金属层上，正面通过键合线与绝缘基板相应金属层连接，其开关管驱动电路采用开尔文连接。该功率模块在将开关管芯片去掉仅保留二极管芯片后，可实现全桥整流电路拓扑。本发明通过对铜层、功率器件和端子的布局设计，实现了两个半桥支路之间的对称以及同一半桥支路的两个换流回路之间的对称，且实现了较小的寄生电感值，降低关断过压和开关振荡。
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公开(公告)号：CN114093856B
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202010876277.6
申请日：2020-08-25
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种多芯片并联的半桥型MOSFET模块，包括：绝缘基板，贴装在绝缘基板上的功率单元、驱动电阻、热敏电阻，键合线，灌封胶，外壳及端子。芯片组成功率单元的上桥臂和下桥臂，每个桥臂包含至少两个MOSFET芯片，反并联二极管由MOSFET的体二极管充当，组成每个桥臂的MOSFET芯片在绝缘基板上纵向排列；模块采用对称设计，使得换流回路对称的同时减小寄生电感，从而降低各芯片在开关过程中的动态电流差异和关断过程中的电压尖峰；绝缘基板上层结构中正极金属层呈U字型，输出极金属层从左至右呈工字型，负极金属层分为两部分且关于输出极金属层上下对称，如此布局使得对称性好且更便于芯片与铜层间的键合连接。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114152850B
公开(公告)日：2023-03-21
申请号：CN202010835430.0
申请日：2020-08-19
Applicant: 华中科技大学
IPC: G01R31/26 , G01R31/327 , G01R1/04 , G01R15/14 , G01R15/16
Abstract: 本发明属于功率模块测试技术领域，公开了一种用于功率模块开关性能测试的动态测试装置，包括：PCB板，位于PCB板上且依次排列的电解电容单元、薄膜电容单元和解耦电容单元；电解电容单元用于储能并为被测模块提供能量；解耦电容单元用于为被测模块提供用于减小换流路径上寄生电感值的动态换流路径，实现对母线寄生电感的动态解耦，使得被测模块能在更快的开关速度下进行测试；薄膜电容单元用于降低电解电容单元和解耦电容单元之间的振荡，进一步增加开关速度。本发明采用三级电容组的结构，能够在满足直流稳压要求的同时降低被测模块换流回路的寄生电感值，从而在动态测试中实现更快的开关速度，得到更高开关速度下的参数。
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公开(公告)号：CN114121909A
公开(公告)日：2022-03-01
申请号：CN202010883663.8
申请日：2020-08-27
Applicant: 华中科技大学
IPC: H01L25/07 , H01L25/00 , H01L23/367 , H01L23/64
Abstract: 本发明公开了一种多芯片并联的高温功率模块的封装结构及封装方法，属于功率半导体器件领域。该封装结构及封装方法可以应用在硅功率模块以及碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体高温应用的功率模块中；封装结构包括：散热基板，一体化基板，附着于一体化基板上的功率单元、驱动电阻、热敏电阻、解耦电容、键合线、灌封胶、外壳及端子；该封装方法在封装材料上采用耐高温和高导热材料，使得整个封装结构实现高温环境下的应用。本发明的各种封装材料方案，可以使得模块在高温工作条件下保持良好的散热性能和机械性能，模块长期工作温度达到200℃。
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公开(公告)号：CN114093856A
公开(公告)日：2022-02-25
申请号：CN202010876277.6
申请日：2020-08-25
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种多芯片并联的半桥型MOSFET模块，包括：绝缘基板，贴装在绝缘基板上的功率单元、驱动电阻、热敏电阻，键合线，灌封胶，外壳及端子。芯片组成功率单元的上桥臂和下桥臂，每个桥臂包含至少两个MOSFET芯片，反并联二极管由MOSFET的体二极管充当，组成每个桥臂的MOSFET芯片在绝缘基板上纵向排列；模块采用对称设计，使得换流回路对称的同时减小寄生电感，从而降低各芯片在开关过程中的动态电流差异和关断过程中的电压尖峰；绝缘基板上层结构中正极金属层呈U字型，输出极金属层从左至右呈工字型，负极金属层分为两部分且关于输出金属层上下对称，如此布局使得对称性好且更便于芯片与铜层间的键合连接。
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公开(公告)号：CN113497014A
公开(公告)日：2021-10-12
申请号：CN202010204449.5
申请日：2020-03-21
Applicant: 华中科技大学
IPC: H01L25/16 , H01L21/98 , H01L23/367 , H01L21/50 , H01L21/56
Abstract: 本发明公开了一种多芯片并联的功率模块的封装结构及封装方法，可以应用在硅功率模块以及碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体功率模块中；封装结构包括：散热基板，绝缘基板，附着于绝缘基板上的功率芯片、驱动电阻、热敏电阻，叠层绝缘块和解耦电容，键合线，灌封胶，外壳及端子；该结构通过解耦电容，为各并联的功率芯片提供了相同长度的动态换流回路，且将端子电感动态解耦，从而降低了并联的功率芯片在开关过程中的动态电流差异和关断过程中的电压尖峰；功率开关管芯片的驱动信号线采用Kelvin连接方式，增强了驱动的稳定性。本发明提供的封装方法可以为上述封装结构提供可靠的加工方法，使得该封装结构得以实现，且成本低、加工质量好。
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公开(公告)号：CN105914185B
公开(公告)日：2018-07-31
申请号：CN201610454443.7
申请日：2016-06-21
Applicant: 华中科技大学
CPC classification number: H01L2224/4903
Abstract: 本发明公开了种碳化硅功率器件的封装结构及封装方法,其封装结构包括直接覆铜陶瓷基板、碳化硅功率器件、PCB板、引线以及外壳,形成由碳化硅功率器件构成的半桥电路结构;本发明提供的这种封装结构及封装方法,有效地减少了功率回路的面积,在开关管换流过程中构成了电流流向相反的导体,利用互感抵消减小换流回路的寄生电感,有效地减小了开关过程中的过电压和振荡;驱动信号引线利用Kelvin连接方式,并且与功率引线垂直,起到有效地降低驱动回路和功率回路之间的耦合的作用,增强了驱动的稳定性;DBC板和PCB板全面焊接,增强了封装可靠性;功率端子和信号端子直接包含在PCB板中,减少额外端子带来的接触电阻和寄生电感,且兼具降低成本的效果。
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