1.级联增强型GaN HEMT功率模块封装结构,包括封装外壳、金属引线框架和引脚,其特征是,封装外壳内还包括:第一级联增强型GaN HEMT器件(351)、第二级联增强型GaN HEMT器件(352)、第三级联增强型GaN HEMT器件(353)、第四级联增强型GaN HEMT器件(354)、全桥栅驱动电路(350);全桥栅驱动电路(350)的第一输入端通过第十九绑定线连接第五引脚(J25),全桥栅驱动电路(350)的第二输入端通过第二十绑定线连接第六引脚(J26);全桥栅驱动电路(350)的第一开关信号G0输出通过第一绑定线连接到第一内引脚键合区(J06)的左端,第一内引脚键合区(J06)的右端通过第二绑定线连接到第一级联增强型GaN HEMT器件(351)的栅端输入点;全桥栅驱动电路(350)的第二开关信号G1输出通过第三绑定线连接到第二内引脚键合区(J07)的左端,第二内引脚键合区(J07)的右端通过第四绑定线连接到第二级联增强型GaN HEMT器件(352)的栅端输入点;全桥栅驱动电路(350)的第三开关信号G2输出通过第五绑定线连接到第三内引脚键合区(J08)的左端,第三内引脚键合区(J08)的右端通过第六绑定线连接到第三级联增强型GaN HEMT器件(353)的栅端输入点;全桥栅驱动电路(350)的第四开关信号G3输出通过第七绑定线连接到第四内引脚键合区(J09)的左端,第四内引脚键合区(J09)的右端通过第八绑定线连接到第四级联增强型GaN HEMT器件(354)的栅端输入点;
第一级联增强型GaN HEMT器件(351)的漏极(D0)通过第九绑定线连接到第三引脚(J23),第一级联增强型GaN HEMT器件(351)的源极(S0)连接到第一引脚(J21);第二级联增强型GaN HEMT器件(352)的漏极(D1)通过第十一绑定线连接到第一引脚(J21),第二级联增强型GaN HEMT器件(352)的源极(S1)通过第十二绑定线连接到第四引脚(J24);第三级联增强型GaN HEMT器件(353)的漏极(D2)通过第十四绑定线连接到第三引脚(J23),第三级联增强型GaN HEMT器件(353)的源极(S2)通过第十六绑定线连接到第二引脚(J22);第四级联增强型GaN HEMT器件(354)的漏极(D3)通过第十七绑定线连接到第二引脚(J22),第四级联增强型GaN HEMT器件(354)的源极(S3)连接到第四引脚(J24);第一引脚(J21)的输出为第一桥臂输出SW0,第二引脚(J22)的输出为第二桥臂输出SW1,第三引脚(J23)的输出为高压母线VSS,第四引脚(J24)的输出为低压母线GND,第五引脚(J25)的输入为第一驱动信号PWH,第六引脚(J26)的输入为第二驱动信号PWL。
2.根据权利要求1所述的级联增强型GaN HEMT功率模块封装结构,其特征是:所述第一级联增强型GaN HEMT器件(351)、第二级联增强型GaN HEMT器件(352)、第三级联增强型GaN HEMT器件(353)和第四级联增强型GaN HEMT器件(354)的结构和实现方式完全相同。
3.根据权利要求2所述的级联增强型GaN HEMT功率模块封装结构,其特征是,所述第一绑定线、第三绑定线、第五绑定线和第七绑定线的长度严格相等;所述第二绑定线、第四绑定线、第六绑定线和第八绑定线的长度严格相等;所述第一内引脚键合区(J06)、第二内引脚键合区(J07)、第三内引脚键合区(J08)和第四内引脚键合区(J09)的几何尺寸严格相等。
4.根据权利要求2所述的级联增强型GaN HEMT功率模块封装结构,其特征是:每一个级联增强型GaN HEMT器件包括:高压耗尽型晶体管、低压增强型晶体管、电压调整电路、基岛、第一导电基板、第二导电基板、第三导电基板,第一导电基板、第二导电基板和第三导电基板的背面分别采用绝缘胶粘接在基岛的正面;低压增强型晶体管的栅极连接到第一导电基板的正面,第一导电基板的正面连接到所属级联增强型GaN HEMT器件的栅极;低压增强型晶体管的漏极连接到第三导电基板的正面,第三导电基板的正面还连接到电压调整电路的上端和高压耗尽型晶体管的源极;高压耗尽型晶体管的栅极连接到在基岛的正面、电压调整电路的下端和所属级联增强型GaN HEMT器件的源极;高压耗尽型晶体管的漏极连接到第二导电基板的正面,第二导电基板的正面连接到所属级联增强型GaN HEMT器件的漏极;低压增强型晶体管的源极通过绑定线连接到基岛的正面。
5.根据权利要求4所述的级联增强型GaN HEMT功率模块封装结构,其特征是:所述低压增强型晶体管采用VDMOS器件,采用倒装焊之后,其栅极通过导电焊料直接焊接在第一导电基板正面,漏极通过导电焊料直接焊接在第三导电基板正面。
6.根据权利要求4所述的级联增强型GaN HEMT功率模块封装结构,其特征是:所述高压耗尽型晶体管为平面器件,采用倒装方法,其栅极直接通过导电焊料焊接在第一基岛的正面,其源极通过导电焊料焊接在第三导电基板正面,其漏极通过导电焊料焊接在第二导电基板正面。
7.权利要求4所述级联增强型GaN HEMT功率模块封装结构的封装方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一,设计制作金属引线框架,每个单元有五处基岛用来放置栅驱动芯片和功率器件;
步骤二,在第一、第二、第三和第四基岛正面对应位置涂绝缘胶,每个基岛的涂胶位置分别对应其第一、第二及第三导电基板的位置;
步骤三,将第一、第二及第三导电基板的反面通过绝缘胶固定在基岛正面,直至第一、第二、第三、第四基岛全部完成导电基板粘贴;
步骤四,在所有导电基板的正面上需要连接器件电极的位置涂导电焊料,第一导电焊料对应高压耗尽型晶体管的漏极,第二导电焊料对应低压增强型晶体管的栅极,第三导电焊料对应低压增强型晶体管的漏极,第四导电焊料对应高压耗尽型晶体管的源极,第六导电焊料对应电压调整电路的上端;每个基岛相同操作;
步骤五,在第一、第二、第三、第四基岛正面对应位置涂导电焊料,第五导电焊料对应高压耗尽型晶体管的栅极,第七导电焊料对应电压调整电路的下端;同时在第五基岛正面涂焊料层;
步骤六,将高压耗尽型晶体管、低压增强型晶体管及电压调整电路的对应电极通过导电焊料与导电基板正面进行电连接,将全桥栅驱动电路芯片背面贴在第五基岛的正面;
步骤七,烘烤工艺,将上一步骤完成的器件放入烘箱,充入氮气作为保护气体,确保烘箱内的氧气含量保持在100ppm以下;烘烤完成后,待烘箱内的温度降低至室温,拿出器件;
步骤八,压焊工艺,烘烤完成后送入压焊机物料轨道,依照调试好的图像识别和布线方案进行打线,压焊完成之后进行检测;
步骤九,对步骤八检测合格的封装体框架进行封装体注塑固定。
8.根据权利要求7所述的封装方法,其特征在于:步骤二所使用的绝缘胶和步骤四所使用的导电焊料的厚度均为20μm‑40μm,步骤五所使用导电焊料的厚度为100μm‑110μm,并且两种材料的耐温特性必须相当。