[發(fā)明專(zhuān)利]多路分支布局布線的功率模塊及功率模組

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811308748.2
• 申請(qǐng)日: 2018-11-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109360820A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周衛(wèi)國(guó)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市慧成功率電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L25/07
• 分類(lèi)號(hào): H01L25/07;H01L23/492;H01L23/498
• 代理公司: 深圳眾鼎專(zhuān)利商標(biāo)代理事務(wù)所(普通合伙) 44325
• 代理人: 譚果林

本發(fā)明一方面提供了一種功率模塊，其包括第一橋臂功率芯片組和第二橋臂功率芯片組，所述第二橋臂功率芯片組分成多組，分別設(shè)置于所述輸出導(dǎo)電層的輸出支臂上；所述輸出支臂與所述第二輸入導(dǎo)電層的輸入通道區(qū)穿插布置。所述第一橋臂功率芯片組分成多組，分別設(shè)置于所述第一輸入導(dǎo)電層上輸入支臂上，與輸出導(dǎo)電層上的輸出通道部穿插布置。本發(fā)明提供的功率模塊，其對(duì)功率單元上的電路銅層進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其輸出導(dǎo)電層和所述第一輸入導(dǎo)電層或第二輸入導(dǎo)電層形成相互穿插握手結(jié)構(gòu)，如此，可進(jìn)一步縮短其電流從第一輸入導(dǎo)電層或第二輸入導(dǎo)電層和輸出導(dǎo)電層上走過(guò)的電流通路，有效降低其寄生電感。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種功率模塊領(lǐng)域。

背景技術(shù)

功率模塊是功率電子電力器件如MOS管(金屬氧化物半導(dǎo)體)、IGBT(絕 緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管)，F(xiàn)RD(快恢復(fù)二極管)按一定的功能組合封裝成的電力 開(kāi)關(guān)模塊，其主要用于電動(dòng)汽車(chē)，光伏發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電，工業(yè)變頻等各種場(chǎng)合 下的功率轉(zhuǎn)換。

然而隨著模塊中的功率開(kāi)關(guān)被重復(fù)地切換，由其結(jié)構(gòu)配置所產(chǎn)生的電感會(huì) 降低功率模塊的可靠性。傳統(tǒng)的功率模塊由于續(xù)流回路面積較大，導(dǎo)致模塊的 續(xù)流回路電感很大，使模塊的開(kāi)關(guān)損耗大，可靠性低。

如圖1、圖2所示，功率模塊主要包括底板和布置在底板上的功率單元(其 中，其功率模塊根據(jù)需要控制路數(shù)的數(shù)量，可以包括多個(gè)功率單元，比如如果 用于三相電路中作為控制模塊，則可以包括3個(gè)功率單元，如圖中所示，分別 標(biāo)記為1U\1V\1W)，功率單元上布局形成有電路銅層，并在電路銅層上通過(guò)功 率芯片，實(shí)現(xiàn)橋路式的開(kāi)關(guān)控制，該功率單元通過(guò)包括上下兩個(gè)MOS(中文全 稱(chēng)：金氧半場(chǎng)效晶體管；英文全稱(chēng)：Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)管或者IGBT(英文全稱(chēng)：Insulated GateBipolar Transistor，中文全稱(chēng)： 絕緣柵雙極型晶體管)的功率電子器件串聯(lián)而成，兩個(gè)MOS管或者IGBT之間 的電極作為輸出電極；功率單元上連接有第一輸入電極、第二輸入電極和輸出 電極(可統(tǒng)稱(chēng)為功率電極或功率引腳)；通常第一輸入電極和第二輸入電極分別作為正負(fù)電極，分別用于連接(還包括用于固定和引出各功率電極或者引腳的 絕緣框架，圖中未示出)外接電源的正極和負(fù)極。

其中作為較優(yōu)的方式，目前部分技術(shù)中提到將兩個(gè)輸入電極(第一輸入電 極和第二輸入電極)如圖2中所示設(shè)置為上下層疊布置，以通過(guò)該種布置方式 降低其寄生電感。但該種方式仍有可以改進(jìn)的空間。

目前，現(xiàn)有上述功率單元的電路銅層在進(jìn)行布局時(shí)，輸出導(dǎo)電層上設(shè)置的 若干功率芯片并聯(lián)作為一個(gè)橋臂；第一輸入導(dǎo)電層或者第二輸入導(dǎo)電層上設(shè)置 若干功率芯片并聯(lián)作為一個(gè)橋臂；然而隨著模塊中的功率開(kāi)關(guān)被重復(fù)地切換， 由其結(jié)構(gòu)配置所產(chǎn)生的電感會(huì)降低功率模塊的可靠性。傳統(tǒng)的功率模塊由于續(xù) 流回路面積較大，導(dǎo)致模塊的續(xù)流回路電感很大，使模塊的開(kāi)關(guān)損耗大，可靠 性低。其往往將上述輸出導(dǎo)電層和第一輸入導(dǎo)電層或者第二輸入導(dǎo)電層上的橋 臂分成上下對(duì)稱(chēng)布置或者左右對(duì)稱(chēng)布置。該種布局方式一定程度上仍會(huì)使得其 流過(guò)的電流通路較長(zhǎng)，因此產(chǎn)生的寄生電感仍然較大。如何進(jìn)一步進(jìn)行合理的 電路銅層布局，進(jìn)一步優(yōu)化功率單元上的寄生電感(或雜散電感)，是目前需要 進(jìn)一步解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)中功率模塊的布局布線電感仍然較大，需要對(duì)其進(jìn)一步合 理布局，優(yōu)化器寄生電感的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種多路分支布局布線的功率 模塊及功率模組。

本發(fā)明一方面提供了一種多路分支布局布線的功率模塊，包括底板及設(shè)置 于底板上的功率單元、輸出電極和兩個(gè)輸入電極；所述兩個(gè)輸入電極包括第一 輸入電極、第二輸入電極；

所述功率單元包括基板、電路銅層和功率芯片組，所述電路銅層形成在所 述基板上，所述功率芯片組布置于所述電路銅層上；所述電路銅層包括第一輸 入導(dǎo)電層、第二輸入導(dǎo)電層和輸出導(dǎo)電層；所述功率芯片組包括第一橋臂功率 芯片組和第二橋臂功率芯片組；