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申请/专利权人：深圳陕煤高新技术研究院有限公司;重庆大学

摘要：本发明涉及一种混合碳化硅三电平功率模块，属于功率半导体器件技术领域。该功率模块包括DBC、碳化硅MOSFET芯片、硅IGBT芯片、硅二极管芯片、碳化硅二极管芯片、测温铂电阻、散热基板、铜框架及封装壳体，其中DBC包括氮化硅陶瓷层及上覆金属层、下覆金属层；该功率模块还包括功率端子、碳化硅MOSFET芯片端子、硅IGBT芯片端子和二极管芯片端子等。功率模块为半桥结构，上下桥臂各由一个硅IGBT芯片开关单元和一个碳化硅MOSFET芯片开关单元构成。本发明利用P‑cellN‑cell概念重构NPC型三电平模块芯片布局并使用铜框架进行芯片互连，降低了功率模块换流回路的寄生电感和芯片的结温与温差。

主权项：1.混合碳化硅三电平功率模块，其特征在于：包括DBC；所述DBC包括DBC上层铜、DBC氮化硅陶瓷和DBC下层铜；还包括设置在所述DBC上层铜上的碳化硅MOSFET芯片、硅IGBT芯片、硅二极管芯片、碳化硅二极管芯片、测温铂电阻和铜框架；还包括功率端子直流正极DC+、功率端子直流负极DC-、直流中点端子、交流输出端子、信号端子、碳化硅MOSFET芯片的输出端子、硅IGBT芯片的输出端子、碳化硅二极管芯片的输出端子和铂电阻的输出端子；上述端子均焊接在所述DBC上层铜上；该功率模块为半桥结构，开关单元M1和开关单元M4由四个所述碳化硅MOSFET芯片并联组成，开关单元T2和开关单元T3由两个所述硅IGBT芯片并联组成，开关单元T2的并联二极管单元D2由两个硅二极管并联组成，开关单元T3的并联二极管单元D3由两个硅二极管并联组成，钳位二极管单元D5和钳位二极管单元D6分别由四个所述碳化硅二极管芯片并联组成，开关单元M1、开关单元M4、开关单元T2、开关单元T3、钳位二极管D5、D6的端子分别引出；所述DBC的第一侧边并行引出功率端子直流正极DC+、直流中点端子和功率端子直流负极DC-，其中功率端子直流正极DC+由7个pin针引出，直流中点端子由8个pin针引出，功率端子直流负极DC-由7个pin针引出；交流输出端子位于与第一侧边相对的第二侧边，在第二侧边中部由16个pin针引出；上述芯片之间的互连均采用铜框架的电气连接方式连接；所述铜框架包括开关单元M1的碳化硅MOSFET芯片栅极铜框架、开关单元M1的碳化硅MOSFET芯片源极铜框架、开关单元T2的硅IGBT芯片发射极与二极管单元D2的硅二极管芯片阳极的并联铜框架、开关单元T2的硅IGBT芯片栅极铜框架、开关单元T3的硅IGBT芯片发射极与二极管单元D3的硅二极管芯片阳极的并联铜框架、开关单元T3的硅IGBT芯片栅极铜框架、开关单元M4的碳化硅MOSFET芯片栅极铜框架、开关单元M4的碳化硅MOSFET芯片源极铜框架、钳位二极管单元D5的碳化硅二极管芯片阳极铜框架和钳位二极管单元D6的碳化硅二极管芯片阳极铜框架；所述开关单元M1与钳位二极管单元D5组成P-cell，所述开关单元M4与钳位二极管单元D6组成N-cell，开关单元T2与开关单元T3的并联二极管单元D3组成P-cell，开关单元T3与开关单元T2的并联二极管单元D2组成N-cell。

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