[發明專利]一種多層基板低電感功率模塊

在審

• 申請號: 201910036104.0
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN109921612A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 華慶;鄭家興;王士鑫;冷嚴;任俊峰
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H01L25/16
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

本公開提供了一種多層基板低電感功率模塊，包括基板，所述基板包括第一基板層，與第一基板層電連接的第三基板層，用于基板散熱的第五基板層，以及設置于第一基板層和第三基板層之間并配置為使第一基板層和第三基板層電氣隔離的第二基板層，設置于第三基板層和第五基板層之間并配置為使第三基板層和第五基板層電氣隔離的第四基板層，其中，所述第一基板層被配置為載送沿第一方向流動的開關電流，所述第三基板層被配置為載送沿第二方向流動的開關電流，且所述第一方向和第二方向相反。本公開通過多層基板設置，改變開關電流方向，減小其相互之間的影響，進而減小功率模塊的寄生電感。

技術領域

本公開涉及一種功率模塊，具體涉及一種多層基板低電感功率模塊。

背景技術

功率模塊可用于各種功率變換領域。這些領域包括：譬如DC-DC變換、DC-AC變換以及AC-AC變換。隨著功率模塊集成度及功率額定值的增加，由電路配置所導致的寄生電感，可引起瞬態電壓過沖，振蕩，損耗增加，并導致電磁干擾問題，降低系統效率及可靠性。因此，使功率模塊的寄生電感最小化非常重要。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本公開提供了一種多層基板低電感功率模塊，本公開通過多層基板設置，改變開關電流方向，減小其相互之間的影響，進而減小功率模塊的寄生電感。

為了實現上述目的，本公開的技術方案如下：

一種多層基板低電感功率模塊，包括基板，所述基板包括第一基板層，與第一基板層電連接的第三基板層，用于基板散熱的第五基板層，以及設置于第一基板層和第三基板層之間并配置為使第一基板層和第三基板層電氣隔離的第二基板層，設置于第三基板層和第五基板層之間并配置為使第三基板層和第五基板層電氣隔離的第四基板層，其中，所述第一基板層被配置為載送沿第一方向流動的開關電流，所述第三基板層被配置為載送沿第二方向流動的開關電流，且所述第一方向和第二方向相反。

進一步的，所述功率模塊包括功率電路，所述功率電路包括第一電極與第一電源端子相連的各高側功率半導體器件，以及第二電極與第二電源端子相連的各低側功率半導體器件，其中所述各高側功率半導體器件的第二電極分別與對應的各低側功率半導體器件的第一電極連接，并在連接點處分別形成各自的輸出端子。

進一步的，所述第一電源端子與第一基板層電連接，所述各高側功率半導體器件以及各低側功率半導體器件設置于第一基板層上，所述第二電源端子與第三基板層電連接。

進一步的，所述功率電路還包括高側二極管和低側二極管，所述高側二極管與所述高側功率半導體器件反向并聯連接，所述低側二極管與所述低側功率半導體器件反向并聯連接。

進一步的，所述高側功率半導體器件和低側功率半導體器件可以為IGBT或MOSFET。

進一步的，所述各高側功率半導體器件的第三電極分別通過各高側柵極驅動電路與相應的各高側柵極驅動端子相連，所述各高側柵極驅動電路被配置為載送沿第三方向的驅動電流。

進一步的，所述各低側功率半導體器件的第三電極分別通過各低側柵極驅動電路與相應的各低側柵極驅動端子相連，所述各低側柵極驅動電路被配置為載送沿第四方向的驅動電流。

進一步的，所述第三方向與第四方向相同，并與所述第一方向和第二方向相垂直。

進一步的，所述第一基板層上設有若干導電圖案及引線，所述導電圖案及引線被配置為使所述高側功率半導體器件、低側功率半導體器件、高側二極管和低側二極管連接成相應電路。

進一步的，所述第一基板層上還設有各柵極驅動電路的導電圖案，所述柵極驅動電路的導電圖案通過引線分別與各高側功率半導體器件的第三電極以及各低側功率半導體器件的第三電極相連。

與現有技術相比，本公開的有益效果是：