一种功率半导体器件绝缘封装结构及绝缘封装方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115910935A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211330318.7(51)Int.Cl.(22)申请日2022.10.27H01L23/10(2006.01)H01L23/14(2006.01)(71)申请人北京智慧能源研究院H01L23/18(2006.01)地址102209北京市昌平区未来科技城滨H01L21/50(2006.01)河大道18号申请人国网江西省电力有限公司国网江西省电力有限公司吉安供电分公司(72)发明人周扬王磊代安琪唐新灵林仲康王亮杜玉杰支妍力曾萍(74)专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司11250专利代理师何浩云权利要求书3页说明书8页附图3页(54)发明名称一种功率半导体器件绝缘封装结构及绝缘封装方法(57)摘要本发明提供一种功率半导体器件绝缘封装结构及绝缘封装方法，功率半导体器件绝缘封装结构包括：导电底板；位于导电底板一侧的绝缘层；位于绝缘层背离导电底板的一侧表面的导电层；位于导电底板的一侧表面的壳体，壳体与导电底板形成容置空间，功率半导体器件、绝缘层以及导电层均位于容置空间内；填充容置空间的绝缘填充介质，绝缘层与绝缘填充介质的接触区域的介电常数与绝缘填充介质的介电常数的差值为0～1，介电常数的差异较小能够改善电场分布，从而避免了由于接触位置的电场集中而发生局部放电，降低了绝缘层被击穿的风险，提高了功率半导体器件绝缘封装结构的绝缘性。CN115910935ACN115910935A权利要求书1/3页1.一种功率半导体器件绝缘封装结构，其特征在于，包括：导电底板；位于所述导电底板一侧的绝缘层；位于所述绝缘层背离所述导电底板的一侧表面的导电层；位于所述导电底板的一侧表面的壳体，所述壳体与所述导电底板形成容置空间，功率半导体器件、绝缘层以及导电层均位于所述容置空间内；填充所述容置空间的绝缘填充介质，所述绝缘层与所述绝缘填充介质的接触区域的介电常数与所述绝缘填充介质的介电常数的差值为0～1。2.根据权利要求1所述的功率半导体器件绝缘封装结构，其特征在于，所述绝缘层的中心区域的介电常数大于所述绝缘层与所述绝缘填充介质的接触区域的介电常数。3.根据权利要求2所述的功率半导体器件绝缘封装结构，其特征在于，所述绝缘层包括高分子基体以及分散在所述高分子基体中的掺杂材料，所述高分子基体的介电常数与所述绝缘填充介质的介电常数的差值为0～1，所述掺杂材料的介电常数大于所述绝缘填充介质的介电常数，所述绝缘层与所述绝缘填充介质的接触区域的所述掺杂材料的掺杂浓度为0，所述绝缘层的中心区域的所述掺杂材料的掺杂浓度大于0。4.根据权利要求3所述的功率半导体器件绝缘封装结构，其特征在于，所述绝缘层的侧面和中心轴均垂直于所述导电层和所述导电底板，由所述侧面至所述中心轴所述绝缘层的介电常数递增；优选的，由所述侧面至所述中心轴，所述掺杂材料的掺杂浓度递增，所述绝缘层的高分子基体的材料相同。5.根据权利要求3或4所述的功率半导体器件绝缘封装结构，其特征在于，所述导电层包括第一引出区、第二引出区以及位于所述第一引出区和第二引出区之间的镂空区，所述绝缘层背离所述导电底板的部分表面暴露在所述镂空区；所述绝缘层包括依次层叠设置的若干绝缘子层，且沿着由所述导电层至所述导电底板的方向若干所述绝缘子层的介电常数递增；优选的，若干所述绝缘子层的高分子基体的材料相同，由所述导电层至所述导电底板的方向所述掺杂材料的掺杂浓度递增。6.根据权利要求3‑5任一项所述的功率半导体器件绝缘封装结构，其特征在于，所述绝缘填充介质的材料为硅凝胶，所述高分子基体的材料包括环氧树脂、聚苯硫醚、聚醚醚酮或聚苯砜；所述掺杂材料包括纳米氧化锌、纳米二氧化钛或碳纤维。7.根据权利要求1所述的功率半导体器件绝缘封装结构，其特征在于，所述绝缘层中各个位置的介电常数相同；优选的，所述绝缘层的材料为高分子材料，所述高分子材料的介电常数与所述绝缘填充介质的介电常数的差值为0～1；优选的，所述绝缘填充介质的材料为硅凝胶，所述高分子材料包括环氧树脂、聚苯硫醚、聚醚醚酮或者聚苯砜。8.根据权利要求1所述的功率半导体器件绝缘封装结构，其特征在于，所述绝缘层呈网格状分布，且相邻网格的介电常数不同。9.根据权利要求1‑8任一项所述的功率半导体器件绝缘封装结构，其特征在于，所述绝2CN115910935A权利要求书2/3页缘层的内部设置有驻极体。10.根据权利要求1‑9任一项所述的功率半导体器件绝缘封装结构，其特征在于，所述导电底板与所述壳体的连接处还设置有所述绝缘层。11.根据权利要求1‑10任一项所述的功率半导体器件绝缘封装结构，其特征在于，所述绝缘层的厚度为0.2mm‑3mm。12.根据权利要求1‑