[發(fā)明專利]車用功率模塊及應(yīng)用車用功率模塊的車輛

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211412224.4
• 申請(qǐng)日: 2022-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN115692401A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉志強(qiáng);鐘華;趙慧超;文彥東;劉佳男;劉璇;王忠禹;潘彥全;陶冶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)第一汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L25/18
• 分類號(hào): H01L25/18;H01L23/367;H01L23/495;H02M1/00
• 代理公司: 北京翔宇專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11960
• 代理人: 白海佳

本發(fā)明涉及芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種車用功率模塊及應(yīng)用車用功率模塊的車輛，該車用功率模塊包括至少兩個(gè)半橋電路組件，每個(gè)所述半橋電路組件包括兩組相同結(jié)構(gòu)的電路結(jié)構(gòu)，每組所述電路結(jié)構(gòu)包括并排設(shè)置的I GBT芯片模組和二極管芯片模組；所述半橋電路組件之間的布設(shè)方向分別與兩組電路結(jié)構(gòu)的布設(shè)方向以及I GBT芯片和二極管芯片的布設(shè)方向垂直，所述兩組電路結(jié)構(gòu)的布設(shè)方向與所述I GBT芯片和二極管芯片的布設(shè)方向垂直。車用功率模塊內(nèi)部功率芯片疊層立體設(shè)計(jì)，布設(shè)合理，實(shí)現(xiàn)小型化封裝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種車用功率模塊及應(yīng)用車用功率模塊的車輛。

背景技術(shù)

功率模塊是電動(dòng)汽車用電驅(qū)系統(tǒng)中的核心關(guān)鍵部件，負(fù)責(zé)電動(dòng)汽車中大功率電能轉(zhuǎn)換，它對(duì)電驅(qū)系統(tǒng)乃至整車的性能、效率、成本、安全可靠性都有決定性影響。

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大；MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。IGBT模塊是由IGBT(絕緣柵雙極型晶體管芯片)與FWD(續(xù)流二極管芯片)通過(guò)特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品。

專利文獻(xiàn)CN208861980U公開了一種功率模塊組件、功率半導(dǎo)體模塊和車輛，絕緣層；設(shè)置在所述絕緣層上的第一金屬層；由多個(gè)IGBT芯片并聯(lián)連接而成的第一IGBT芯片組，所述第一IGBT芯片組包括多個(gè)第一IGBT芯片單元，每個(gè)第一IGBT芯片單元包括一個(gè)或多個(gè)IGBT芯片；由多個(gè)FRD芯片并聯(lián)連接而成的第一FRD芯片組，所述第一FRD芯片組包括多個(gè)第一FRD芯片單元，每個(gè)第一FRD芯片單元包括一個(gè)或多個(gè)FRD芯片，其中，所述第一IGBT芯片組和所述第一FRD芯片組反向并聯(lián)，所述多個(gè)第一IGBT芯片單元和所述多個(gè)第一FRD芯片單元在所述第一金屬層上交替相間排列，它采用通過(guò)功率芯片錯(cuò)位布局，現(xiàn)有的功率模塊多采用平面布設(shè)的方式，使得車用功率模塊的面積較大。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明提供一種車用功率模塊及應(yīng)用車用功率模塊的車輛，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中的功率模塊布設(shè)不合理導(dǎo)致其面積較大的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種車用功率模塊，車用功率模塊包括：

至少兩個(gè)半橋電路組件，每個(gè)所述半橋電路組件包括兩組相同結(jié)構(gòu)的電路結(jié)構(gòu)，每組所述電路結(jié)構(gòu)包括并排設(shè)置的IGBT芯片模組和二極管芯片模組；

所述半橋電路組件之間的布設(shè)方向分別與兩組電路結(jié)構(gòu)的布設(shè)方向以及IGBT芯片和二極管芯片的布設(shè)方向垂直，所述兩組電路結(jié)構(gòu)的布設(shè)方向與所述IGBT芯片和二極管芯片的布設(shè)方向垂直。

進(jìn)一步地，所述半橋電路組件之間通過(guò)第一過(guò)渡導(dǎo)電體連接。

進(jìn)一步地，車用功率模塊還包括設(shè)置在電路結(jié)構(gòu)上的第一散熱基板和設(shè)置在所述電路結(jié)構(gòu)下第二散熱基板；

所述電路結(jié)構(gòu)與所述第一散熱基板之間還設(shè)置有第一絕緣襯板，所述電路結(jié)構(gòu)與所述第二散熱基板之間還設(shè)置有第二絕緣襯板；

所述第一散熱基板和所述第一絕緣襯板之間通過(guò)第一釬焊層連接，所述第二散熱基板和所述第二絕緣襯板之間通過(guò)第二釬焊層連接。

進(jìn)一步地，所述第一絕緣襯板和所述第二絕緣襯板的結(jié)構(gòu)相同，均包括絕緣層和設(shè)置在所述絕緣層外的金屬層，所述金屬層為銅層。

進(jìn)一步地，所述IGBT芯片模組包括IGBT芯片本體和設(shè)置在所述IGBT芯片本體上下表面的第三釬焊層；