[發明專利]一種驅動回路低寄生電感的功率模塊

在審

• 申請號: 202011282835.2
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112510000A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 郝鳳斌;金曉行;劉杰;牛利剛
• 申請（專利權）人: 揚州國揚電子有限公司
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L23/488;H01L23/495;H01L25/07
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

本發明公開了一種驅動回路低寄生電感的功率模塊，包括底板和設置于底板上的器件單元，所述器件單元包括絕緣基板、正電極、負電極、信號電極G、信號電極E和設于絕緣基板頂部的銅層，絕緣基板頂部的銅層包括分離的正極銅層、負極銅層、G極銅層和E極銅層，正電極與正極銅層連接，負電極與負極銅層連接，所述信號電極G與G極銅層連接采用第一疊層銅排，信號電極E與E極銅層或負極銅層連接采用第二疊層銅排，第一疊層銅排疊和第二疊層銅排上下疊層設置。該功率模塊信號電極與銅層之間采用疊層銅排，提高了連接的可靠性，減小了驅動回路寄生電感以及電阻，使得功率模塊開關響應速度更快。

技術領域

本發明涉及電力電子功率模塊，尤其涉及一種驅動回路低寄生電感的功率模塊。

背景技術

電力電子技術在當今快速發展的工業領域占有非常重要的地位，電力電子功率模塊作為電力電子技術的代表，已廣泛應用于電動汽車，光伏發電，風力發電，工業變頻等行業。隨著工業的崛起，電力電子功率模塊有著更加廣闊的市場前景。

為了追求更高的轉換效率，將對功率模塊的工作頻率提出更高的要求，因此耐壓更高、開關損耗更低的碳化硅(SiC)功率模塊引來更多的關注，但是傳統的電力電子功率模塊驅動回路寄生電感偏大，而且各并聯支路驅動回路的寄生電感存在較大差異，造成并聯芯片的動態均流性變差，甚至造成個別支路的芯片過載，進而影響整個系統。

而且功率模塊為實現較大的輸出功率，往往需要多個芯片多個絕緣基板進行并聯，如圖1是現有技術中的一種功率模塊，包含正電極、負電極、信號電極、絕緣基板、芯片、絕緣基板，現有方案在不同絕緣基板之間驅動回路部分均采用了細鋁線鍵合的方式進行連接，在大功率模塊中，需要多個芯片多個絕緣基板進行并聯，芯片之間距離較遠，并聯芯片驅動回路需要通過細長的鋁線連接，細鋁線的使用引入了額外的電感和電阻，造成并聯芯片之間驅動信號的不一致，導致并聯芯片之間開通和關斷響應速度差異較大，容易造成芯片電流不均衡引發過流過熱失效。且長鋁線鍵合結構強度低，易失效。

發明內容

發明目的：針對以上缺點，本發明提供一種可靠性高、減小驅動回路寄生電感的功率模塊。

技術方案：為解決上述問題，本發明采用一種驅動回路低寄生電感的功率模塊，包括底板和設置于底板上的器件單元，所述器件單元包括絕緣基板、正電極、負電極、信號電極G、信號電極E和設于絕緣基板頂部的銅層，絕緣基板頂部的銅層包括分離的正極銅層、負極銅層、G極銅層和E極銅層，正電極與正極銅層連接，負電極與負極銅層連接，信號電極G與G極銅層連接，信號電極E與E極銅層或負極銅層連接，所述信號電極G與G極銅層連接采用第一疊層銅排，信號電極E與E極銅層或負極銅層連接采用第二疊層銅排；所述第一疊層銅排包括第一引出部、第一主體部、第一焊腳，所述第一引出部為信號電極G接線端，第一焊腳通過第一主體部與第一引出部連接，所述第一焊腳與G極銅層連接；所述第二疊層銅排包括第二引出部、第二主體部、第二焊腳，所述第二引出部為信號電極E接線端，第二焊腳通過第二主體部與第二引出部連接，所述第二焊腳與E極銅層或負極銅層連接；第一主體部與第二主體部上下疊層設置。

有益效果：本發明相對于現有技術，其顯著優點是該功率模塊信號電極與銅層之間采用疊層銅排，提高了連接的可靠性，節省器件空間位置，減小了驅動回路寄生電感以及電阻，使得功率模塊開關響應速度更快。

進一步的，所述第一主體部靠近第一引出部一端或第二主體部靠近第二引出部一端設置上下貫穿的調節槽，所述調節槽用于調節第一主體部與第二主體部在電路中的有效疊層面積。

進一步的，所述第一引出部相對于絕緣基板的高度高于第一主體部相對于絕緣基板的高度，第一主體部相對于絕緣基板的高度高于第一焊腳相對于絕緣基板的高度；所述第二引出部相對于絕緣基板的高度高于第二主體部相對于絕緣基板的高度，第二主體部相對于絕緣基板的高度高于第二焊腳相對于絕緣基板的高度。