[發明專利]一種交叉排列電極組合及功率模塊

在審

• 申請號: 201710764006.X
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107403780A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 徐文輝;王玉林;滕鶴松
• 申請（專利權）人: 揚州國揚電子有限公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L23/492;H01L25/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 饒欣

技術領域

本發明涉及一種交叉排列電極組合及功率模塊。

背景技術

全球能源危機與氣候變暖的威脅讓人們在追求經濟發展的同時越來越重視節能減排、低碳發展。隨著綠色環保在國際上的確立與推進，功率半導體的發展、應用前景更加廣闊。

現有電力電子功率模塊的雜散電感往往比較大，究其原因，其電極帶來了很大的雜散電感，這會造成過沖電壓較大、損耗增加，而且也限制了在高開關頻率場合的應用。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種能夠大大降低雜散電感的交叉排列電極組合及功率模塊。

技術方案：本發明所述的交叉排列電極組合，包括第一功率模塊電極和第二功率模塊電極，第一功率模塊電極的焊接部和第二功率模塊電極的焊接部分別用于連接功率模塊內部的電源銅層，第一功率模塊電極焊接部引出第一功率模塊電極連接部，第二功率模塊電極焊接部引出第二功率模塊電極連接部，第一功率模塊電極連接部與第二功率模塊電極連接部平行且交叉排列。

進一步，所述第一功率模塊電極連接部和第二功率模塊電極連接部上均設有連接孔。這樣能夠通過固定裝置穿過連接孔實現功率模塊電極連接部的固定。

進一步，所述第一功率模塊電極焊接部和第二功率模塊電極焊接部上均設有多個圓孔。這樣能夠增加注塑塑料與端子的接觸面積，增加牢固程度。

采用本發明所述的交叉排列電極組合的功率模塊，包括上半橋基板和下半橋基板，上半橋基板上設有上半橋IGBT芯片和上半橋二極管芯片，下半橋基板上設有下半橋IGBT芯片和下半橋二極管芯片，第一功率模塊電極和第二功率模塊電極分別作為正負電極，此外還包括輸出電極；上半橋IGBT芯片開通后的工作電流路徑為：工作電流從第一功率模塊電極連接部流入，通過綁定線流入上半橋基板，流經上半橋IGBT芯片后通過綁定線流出至輸出電極；上半橋IGBT芯片關斷后的續流電流路徑為：續流電流從第二功率模塊電極連接部流入，通過綁定線流入下半橋基板，流經下半橋二極管芯片后通過綁定線流出至輸出電極；下半橋IGBT芯片開通后的工作電流路徑為：工作電流從第二功率模塊電極連接部流入，通過綁定線流入下半橋基板，流經下半橋IGBT芯片后通過綁定線流出至輸出電極；下半橋IGBT芯片關斷后的續流電流路徑為：續流電流從第一功率模塊電極連接部流入，通過綁定線流入上半橋基板，流經上半橋二極管芯片后通過綁定線流出至輸出電極。

采用本發明所述的交叉排列電極組合的功率模塊，包括底部基板和頂部基板，底部基板上設有上半橋芯片和中間基板，中間基板上設有下半橋芯片，第一功率模塊電極和第二功率模塊電極分別作為正負電極，此外還包括輸出電極；工作時，工作電流從第一功率模塊電極連接部流入底部基板，流經上半橋芯片后流至頂部基板，再通過輸出電極連接部流出；續流時，續流電流從第二功率模塊電極連接部流入，通過頂部基板流至下半橋芯片，接著流入中間基板，再流至頂部基板，通過輸出電極連接部流出。

進一步，所述底部基板上表面設有正電極銅層，頂部基板下表面設有分離的負電極銅層和輸出電極銅層。

進一步，所述上半橋芯片與輸出電極銅層之間設有第一連接塊。

進一步，所述下半橋芯片與負電極銅層之間設有第二連接塊。

進一步，所述中間基板與輸出電極銅層之間設有連接柱。

有益效果：本發明公開了一種交叉排列電極組合及功率模塊，與現有技術相比，具有如下的有益效果：本發明的第一功率模塊電極連接部與第二功率模塊電極連接部平行交叉排布，使得相鄰的第一功率模塊電極連接部與第二功率模塊電極連接部的電流流向相反，在連接部間隙以外的區域、部分連接部之間的區域磁感應強度方向相反，可以互相抵消，能夠大大降低雜散電感，這在本領域無疑是一個巨大的進步。

附圖說明

圖1為本發明實施例1的功率模組的結構圖；

圖2為本發明實施例1的功率模組的局部放大圖；

圖3為本發明實施例1的電容電極連接部的結構圖；

圖4為本發明實施例1的功率模塊的結構圖；

圖5為本發明實施例1的第一功率模塊電極連接部的結構圖；

圖6為本發明實施例1的功率模塊采用單面散熱結構的示意圖；

圖6(a)為功率模塊采用單面散熱結構的示意圖；

圖6(b)為上半橋電流路徑圖；

圖6(c)為下半橋電流路徑圖；

圖7為本發明實施例1的功率模塊采用雙面散熱結構的示意圖；

圖8為現有技術的功率模塊的結構圖；