[發(fā)明專利]具有帶集成信號(hào)板的升高的功率平面的功率模塊及實(shí)現(xiàn)該模塊的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202180072730.0
• 申請(qǐng)日: 2021-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN116391311A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 扎克·科爾;斯蒂文·埃里克森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沃孚半導(dǎo)體公司
• 主分類號(hào): H02K5/00
• 分類號(hào): H02K5/00
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 梁麗超

本發(fā)明涉及一種功率模塊，該功率模塊包括至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底；以及多個(gè)功率器件，該多個(gè)功率器件布置在該至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底上并連接到該至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底。該功率模塊還包括電連接到該多個(gè)功率器件的至少一個(gè)升高的信號(hào)元件和/或電連接到該至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底并且電連接到該多個(gè)功率器件的至少一個(gè)升高的功率平面。

背景技術(shù)

如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，已知各種形式的功率模塊。功率模塊為功率部件(通常為功率半導(dǎo)體器件)提供物理封裝。這些功率半導(dǎo)體通常被釬焊或燒結(jié)在功率電子襯底上。功率模塊通常承載功率半導(dǎo)體，提供電接觸和熱接觸，并且包括電絕緣。

當(dāng)前的電氣化趨勢(shì)對(duì)功率模塊提出了越來越高的要求，這些功率模塊包括功率半導(dǎo)體器件、功率電子器件和/或與功率模塊相關(guān)聯(lián)的類似物。例如，提高效率，改進(jìn)操作，以及增加功率密度。這些需求從系統(tǒng)級(jí)向下延伸到部件級(jí)。然而，用于實(shí)現(xiàn)功率模塊內(nèi)的部件的面積是有限的，這相應(yīng)地限制了效率的提高、操作的改進(jìn)以及功率密度的增加。

因此，需要一種被配置為具有改進(jìn)的效率、改進(jìn)的操作、更高的功率密度等的功率模塊。

發(fā)明內(nèi)容

一個(gè)一般方面包括一種功率模塊，該功率模塊可包括：至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底；多個(gè)功率器件，該多個(gè)功率器件布置在該至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底上并連接到該至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底；并且該功率模塊可以包括以下至少一者：至少一個(gè)升高的信號(hào)元件，該至少一個(gè)升高的信號(hào)元件電連接到該多個(gè)功率器件并且布置在該至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底上方；以及至少一個(gè)升高的功率平面，該至少一個(gè)升高的功率平面電連接到該至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底，電連接到該多個(gè)功率器件，并且布置成與該至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底豎直偏移。

一個(gè)一般方面包括一種配置功率模塊的方法，該方法可包括：提供至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底；將多個(gè)功率器件布置在該至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底上并將該多個(gè)功率器件連接到該至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底；以及將至少一個(gè)升高的功率平面電連接到該至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底，并且將該至少一個(gè)升高的功率平面電連接到該多個(gè)功率器件，其中該至少一個(gè)升高的功率平面被布置為與該至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底豎直偏移。

一個(gè)一般方面包括一種功率模塊，該功率模塊可包括：至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底；多個(gè)功率器件，該多個(gè)功率器件布置在該至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底上并連接到該至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底；至少一個(gè)升高的信號(hào)元件，該至少一個(gè)升高的信號(hào)元件電連接到該多個(gè)功率器件；以及至少一個(gè)升高的功率平面，該至少一個(gè)升高的功率平面電連接到該至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底并且電連接到該多個(gè)功率器件，其中該至少一個(gè)升高的功率平面被布置為與該至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底豎直偏移；并且其中該至少一個(gè)升高的信號(hào)元件被布置為與該至少一個(gè)升高的功率平面豎直偏移。

一個(gè)一般方面包括一種功率模塊，該功率模塊可包括：至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底；多個(gè)功率器件，該多個(gè)功率器件布置在該至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底上并連接到該至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底；以及至少一個(gè)升高的功率平面，該至少一個(gè)升高的功率平面電連接到該至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底，電連接到該多個(gè)功率器件，并且布置成與該至少一個(gè)導(dǎo)電功率襯底豎直偏移。

通過考慮下面的具體實(shí)施方式、附圖和權(quán)利要求，本公開的附加特征、優(yōu)點(diǎn)和方面可以被闡述或變得明顯。此外，應(yīng)當(dāng)理解，本公開的上述發(fā)明內(nèi)容和下面的具體實(shí)施方式都是示例性的，并且旨在提供進(jìn)一步的解釋而不限制所要求保護(hù)的本公開的范圍。

附圖說明

包括附圖以提供對(duì)本公開的進(jìn)一步理解并且并入本說明書并構(gòu)成本說明書的一部分的附圖示出了本公開的各方面，并且與具體實(shí)施方式一起用于解釋本公開的原理。除了基本理解本公開及其可能實(shí)施的各種方式所必需的之外，并未嘗試更詳細(xì)地示出本公開的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。在附圖中：

圖1A示意性地示出了根據(jù)本公開的各方面的功率模塊的基于半橋的拓?fù)洹?/p>

圖1B示出了圖1A的功率模塊內(nèi)部的DC鏈路電容器和開關(guān)位置之間的電流回路。

圖2示出了根據(jù)本公開的各方面的各種互連件和相關(guān)聯(lián)的阻抗。