[發明專利]一種平行電極組合、功率模塊及功率模組

在審

• 申請號: 201710764066.1
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107403783A
• 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: H01L23/49
• 分類號: H01L23/49;H01L25/16
• 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

本發明涉及一種平行電極組合、功率模塊及功率模組。

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和功率模組的雜散電感往往比較大，究其原因，其電極帶來的雜散電感占了較大部分，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平行電極組合、功率模塊及功率模組。

技術方案：本發明所述的平行電極組合，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，第一功率模塊電極的連接部與第二功率模塊電極的連接部平行正對。

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來固定。

進一步，所述第一功率模塊電極連接部與第二功率模塊電極連接部長度不同。

進一步，所述第一功率模塊電極連接部的連接孔中具有用于卡合螺帽或者螺栓頭部的連接孔，或者第二功率模塊電極連接部的連接孔中具有用于卡合螺帽或者螺栓頭部的連接孔。這樣可將螺帽或者螺栓頭部嵌在連接孔內部，即使周圍的絕緣材料軟化，螺栓也不會松開。而如果螺帽或者螺栓頭部扣在連接孔上方，一旦周圍的絕緣材料軟化，螺栓就容易松開。

采用本發明所述的平行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。這種單面散熱的功率模塊能夠有效降低雜散電感。

采用本發明所述的平行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。這種雙面散熱的功率模塊能夠有效降低雜散電感，并且中間基板設在底部基板上更有利于降低雜散電感。

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，上半橋芯片與輸出電極銅層之間設有第一連接塊，下半橋芯片與負電極銅層之間設有第二連接塊，中間基板與輸出電極銅層之間還設有連接柱；工作時，工作電流從第一功率模塊電極連接部流入，通過正電極銅層流入上半橋芯片，再通過第一連接塊流至輸出電極銅層，最后由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，通過負電極銅層流入第二連接塊，再流至下半橋芯片，接著流至中間基板，再通過連接柱流入輸出電極銅層，最后由輸出電極連接部流出。

采用本發明所述的平行電極組合的功率模組，包括具有電容電極組合的電容和具有功率模塊電極組合的功率模塊，電容電極組合包括平行正對的第一電容電極和第二電容電極，第一電容電極和第二電容電極分別連接電容芯組的正負極，功率模塊電極組合為所述平行電極組合，第一功率模塊電極連接部和第二功率模塊電極連接部能夠插入第一電容電極與第二電容電極之間的縫隙中。

進一步，所述第一電容電極部分凸起，第二電容電極也部分凸起，第一電容電極的凸起與第二電容電極的凸起共同形成容納腔，且功率模塊電極組合的連接部能夠插入容納腔中。