功率器件的制作方法

本发明涉及功率器件，具体而言，涉及一种功率器件。

背景技术：

1、目前，风光等新能源接入电网规模和比例将不断提升，为满足可再生能源的大规模开发和利用，电力电子装置在坚强智能电网建设、新能源接入等领域都发挥着不可替代的作用。碳化硅（sic）器件具有耐电压等级高、通流能力强、工作频率高、开关损耗低等优势，适合高温、高压、高频、大功率等应用场合。碳化硅器件在新能源中得到广泛应用可能会带来新型电力系统装备的变革和技术进步。

2、由于单颗碳化硅芯片额定电流有限，在实际应用过程中需要设计多芯片并联封装，即以模块形式进行使用，一方面可以提高电流等级，另一方面可以减小系统整体的寄生参数和设计成本。当采用并联应用时，并联的碳化硅芯片或器件受芯片参数、封装参数的影响，叠加碳化硅开关速度快的特点，可能导致并联的芯片或器件间存在不均衡电流，增加快关过程中的失效风险。

3、在相关技术中，多采用串联栅极电阻的形式控制碳化硅器件的开关特性，进而有效缓解开关瞬态下的模块均流问题。目前栅极电阻的工艺耐温较低，一般在250℃以下，而目前流行的互连工艺最高温度超过该温度，因此增加了栅极电阻失效的风险以及整个器件的封装成本。

技术实现思路

1、本发明提供一种功率器件，以解决相关技术中的电阻元件的互连工艺失效风险较大的问题。

2、本发明提供了一种功率器件，功率器件包括：衬板，设置有导电层；芯片，设置在导电层上；控制组件，包括安装基板以及设置在安装基板上的电阻元件；其中，导电层上设置有安装位，安装基板在其厚度方向上的其中一个表面与安装位连接，电阻元件位于安装基板在其厚度方向上的另一个表面上。

3、进一步地，安装基板包括基板本体以及设置在基板本体上的第一金属层，基板本体与安装位连接，电阻元件设置在第一金属层上。

4、进一步地，安装基板还包括第二金属层，第一金属层和第二金属层分别位于基板本体的两侧，基板本体通过第二金属层与安装位连接。

5、进一步地，基板本体为陶瓷基板。

6、进一步地，基板本体通过焊接或烧结或粘接的方式与安装位连接。

7、进一步地，第二金属层通过焊接的方式与安装位连接。

8、进一步地，第一金属层和第二金属层均为铜。

9、进一步地，电阻元件包括栅极电阻。

10、进一步地，功率器件包括多个芯片，相邻两个芯片通过一个控制组件分隔。

11、进一步地，导电层包括第一导电层和第二导电层，第一导电层和第二导电层均为轴对称结构，第一导电层和第二导电层的对称轴均沿第一方向延伸，第一导电层和第二导电层上均设置有多个芯片和多个控制组件，第一导电层上的多个芯片和多个控制组件均在对称轴的两侧对称排布，第二导电层上的多个芯片和多个控制组件均在对称轴的两侧对称排布。

12、进一步地，第一导电层包括第一子导电层和两个第二子导电层，第一子导电层与第二子导电层间隔设置，第一子导电层的轴线与对称轴同轴，两个第二子导电层在垂直于第一方向的第二方向上分别位于第一子导电层的两侧，两个第二子导电层上均设置有芯片和控制组件，两个第二子导电层上的芯片的上表面与第一子导电层导电连接，第一子导电层与第二导电层导电连接。

13、进一步地，第一子导电层包括相垂直的第一段和第二段，第一段的轴线与对称轴同轴，第一段的一端与第二段的中部连接，第二段设置在第一段与第二导电层之间，两个第二子导电层在第二方向上分别位于第一段的两侧，两个第二子导电层上的芯片的上表面与第一段导电连接，第二段与第二导电层导电连接。

14、进一步地，第二导电层包括第三子导电层和第四子导电层，第三子导电层在第一方向上朝向第一子导电层的一端具有缺口，第四子导电层伸入缺口内，第四子导电层的轴线与对称轴同轴，第三子导电层在第二方向上位于缺口两侧的位置上均设置有芯片和控制组件，第一子导电层与第三子导电层导电连接，第三子导电层上的芯片的上表面与第四子导电层导电连接。

15、进一步地，第三子导电层包括第三段、第四段以及第五段，第三段和第五段位于第四段的同一侧，第三段和第五段分别与第四段的两端连接，第三段的侧壁、第四段的侧壁以及第五段的侧壁共同围成缺口，第四段设置在第三段远离第一导电层的一端。

16、进一步地，功率器件还包括第一互连片和第二互连片，芯片的上表面通过第一互连片与第一导电层和/或第二导电层导电连接，第一导电层通过第二互连片与第二导电层导电连接。

17、进一步地，功率器件还包括功率端子，功率端子为板状结构，功率端子包括顺次连接的端子脚板段、第一板段、第二板段以及引出板段，端子脚板段和第二板段分别与第一板段呈夹角设置，端子脚板段和第二板段的延伸方向相反，引出板段设置在第二板段的远离第一板段的一端。

18、应用本发明的技术方案，该功率器件包括衬板、芯片以及控制组件。芯片设置在衬板的导电层上。通过将控制组件设置为安装基板以及设置在安装基板上的电阻元件，通过安装基板将电阻元件安装在导电层上（导电层上设置有安装位，安装基板在其厚度方向上的其中一个表面与安装位连接，电阻元件位于安装基板在其厚度方向上的另一个表面上），能够实现控制组件的小型化分立设计，在将控制组件自身组装加工好之后，再将控制组件固定到衬板的安装位上。相比于相关技术中直接将电阻元件连接到衬板上的方式，能够降低或消除电阻元件的互连工艺失效风险，以及电阻失效给整体失效所带来的连锁反应。

1.一种功率器件，其特征在于，所述功率器件包括：

2.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述安装基板（51）包括基板本体（511）以及设置在所述基板本体（511）上的第一金属层（512），所述基板本体（511）与所述安装位连接，所述电阻元件（52）设置在所述第一金属层（512）上。

3.根据权利要求2所述的功率器件，其特征在于，所述安装基板（51）还包括第二金属层（513），所述第一金属层（512）和所述第二金属层（513）分别位于所述基板本体（511）的两侧，所述基板本体（511）通过所述第二金属层（513）与所述安装位连接。

4.根据权利要求2所述的功率器件，其特征在于，所述基板本体（511）为陶瓷基板。

5.根据权利要求2所述的功率器件，其特征在于，所述基板本体（511）通过焊接或烧结或粘接的方式与所述安装位连接。

6.根据权利要求3所述的功率器件，其特征在于，所述第二金属层（513）通过焊接的方式与所述安装位连接。

7.根据权利要求3所述的功率器件，其特征在于，所述第一金属层（512）和所述第二金属层（513）均为铜。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的功率器件，其特征在于，所述电阻元件（52）包括栅极电阻。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的功率器件，其特征在于，所述功率器件包括多个所述芯片（20），相邻两个所述芯片（20）通过一个所述控制组件（50）分隔。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的功率器件，其特征在于，所述导电层（16）包括第一导电层（11）和第二导电层（12），所述第一导电层（11）和所述第二导电层（12）均为轴对称结构，所述第一导电层（11）和所述第二导电层（12）的对称轴均沿第一方向延伸，所述第一导电层（11）和所述第二导电层（12）上均设置有多个所述芯片（20）和多个所述控制组件（50），所述第一导电层（11）上的多个所述芯片（20）和多个所述控制组件（50）均在所述对称轴的两侧对称排布，所述第二导电层（12）上的多个所述芯片（20）和多个所述控制组件（50）均在所述对称轴的两侧对称排布。

11.根据权利要求10所述的功率器件，其特征在于，所述第一导电层（11）包括第一子导电层（111）和两个第二子导电层（112），所述第一子导电层（111）与所述第二子导电层（112）间隔设置，所述第一子导电层（111）的轴线与所述对称轴同轴，两个所述第二子导电层（112）在垂直于所述第一方向的第二方向上分别位于所述第一子导电层（111）的两侧，两个所述第二子导电层（112）上均设置有所述芯片（20）和所述控制组件（50），两个所述第二子导电层（112）上的所述芯片（20）的上表面与所述第一子导电层（111）导电连接，所述第一子导电层（111）与所述第二导电层（12）导电连接。

12.根据权利要求11所述的功率器件，其特征在于，所述第一子导电层（111）包括相垂直的第一段（1111）和第二段（1112），所述第一段（1111）的轴线与所述对称轴同轴，所述第一段（1111）的一端与所述第二段（1112）的中部连接，所述第二段（1112）设置在所述第一段（1111）与所述第二导电层（12）之间，两个所述第二子导电层（112）在所述第二方向上分别位于所述第一段（1111）的两侧，两个所述第二子导电层（112）上的所述芯片（20）的上表面与所述第一段（1111）导电连接，所述第二段（1112）与所述第二导电层（12）导电连接。

13.根据权利要求11所述的功率器件，其特征在于，所述第二导电层（12）包括第三子导电层（121）和第四子导电层（122），所述第三子导电层（121）在所述第一方向上朝向所述第一子导电层（111）的一端具有缺口（1211），所述第四子导电层（122）伸入所述缺口（1211）内，所述第四子导电层（122）的轴线与所述对称轴同轴，所述第三子导电层（121）在所述第二方向上位于所述缺口（1211）两侧的位置上均设置有所述芯片（20）和所述控制组件（50），所述第一子导电层（111）与所述第三子导电层（121）导电连接，所述第三子导电层（121）上的芯片（20）的上表面与所述第四子导电层（122）导电连接。

14.根据权利要求13所述的功率器件，其特征在于，所述第三子导电层（121）包括第三段（1212）、第四段（1213）以及第五段（1214），所述第三段（1212）和所述第五段（1214）位于所述第四段（1213）的同一侧，所述第三段（1212）和所述第五段（1214）分别与所述第四段（1213）的两端连接，所述第三段（1212）的侧壁、所述第四段（1213）的侧壁以及所述第五段（1214）的侧壁共同围成所述缺口（1211），所述第四段（1213）设置在所述第三段（1212）远离所述第一导电层（11）的一端。

15.根据权利要求10所述的功率器件，其特征在于，所述功率器件还包括第一互连片（30）和第二互连片（40），所述芯片（20）的上表面通过所述第一互连片（30）与所述第一导电层（11）和/或所述第二导电层（12）导电连接，所述第一导电层（11）通过所述第二互连片（40）与所述第二导电层（12）导电连接。

16.根据权利要求10所述的功率器件，其特征在于，所述功率器件还包括功率端子（60），所述功率端子（60）为板状结构，所述功率端子（60）包括顺次连接的端子脚板段（61）、第一板段（62）、第二板段（63）以及引出板段（64），所述端子脚板段（61）和所述第二板段（63）分别与所述第一板段（62）呈夹角设置，所述端子脚板段（61）和所述第二板段（63）的延伸方向相反，所述引出板段（64）设置在所述第二板段（63）的远离所述第一板段（62）的一端。