[发明专利]功率模块及其制造方法

说明书

本公开涉及一种功率模块及其制造方法。该功率模块包括开关元件组、塑封外壳以及连接件，其中，开关元件组包括至少一开关元件对；塑封外壳用于封装所述开关元件组；连接件包括信号端子，电性耦接至开关元件组的信号端，并从塑封外壳扇出；以及功率端子，电性耦接至开关元件组的功率端，并从塑封外壳扇出，功率端子包括正极功率端子、负极功率端子以及输出功率端子，其中，正极功率端子和负极功率端子分别为至少部分层叠的第一金属层和第二金属层，并且第一金属层与第二金属层之间设置有绝缘层。本公开通过将功率端子层叠设置，从而大大的降低功率模块的寄生电感。

技术领域

本公开涉及电力电子技术领域，特别地，涉及一种功率模块及其制造方法。

背景技术

在电力电子技术领域中，功率模块的应用越来越广泛。尤其随着电源功率的不断增大以及体积的逐渐减小，开关器件的模块化成为发展趋势。

常用的功率模块将多个开关元件封装为一体，但多采用单层的线框进行信号和功率引脚的扇出，这使得功率模块中会存在较大的寄生电感。图1示出一半桥电路拓扑结构示意图，如图1所示，该电路包括两个串联连接的开关元件S1、S2，以及与该串联连接支路并联的电容C，其中P，O，N为三个输入/输出功率端子。则该电路包含从P到S1的寄生电感L1，S1和S2之间的寄生电感L3、L4，以及从S2到N的寄生电感L2。将开关元件S1、S2封装于同一封装结构形成一功率模块，功率端子单层扇出，则该模块中的寄生电感L1+L2+L3+L4一般会较大,这些寄生电感的存在会极大地影响开关器件S1,S2的开关特性，造成这些开关器件上较大的尖峰电压，进而会影响功率模块的效率，无法满足应用需求。

常用的模注型(Molding Type)功率模块封装结构主要包括芯片、基板、键合线、信号端子、功率端子、连接材料以及塑封料，其中，信号端子与功率端子的原材料是由同一片金属蚀刻或者冲压而成的引线框(Lead-Frame)。图2为一功率模块制造方法流程图，如图2所示，功率模块的制作流程包括，a：芯片、引线框(Lead-Frame)组装至基板；b：芯片与引线框的对应端子进行连接；c：塑封；d:裁剪。其中塑封的仿形模具要求定位孔4000与端子4001距离的公差一般为±30um,端子4001本体尺寸的公差一般为±10um，但是当封装结构变化时，现有封装工艺就会无法满足封装需求。

因此，存在对功率模块及其制造方法进行改进的需求。

发明内容

本公开的实施例提供一种功率模块及其制造方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得清晰，或者部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的第一方面，提供一种功率模块的制造方法，所述制造方法包括，提供一开关元件组，所述开关元件组包括至少一开关元件对；提供一连接件，所述连接件包括信号端子、功率端子及连接部，所述功率端子包括正极功率端子、负极功率端子以及输出功率端子，所述连接部将所述信号端子、所述正极功率端子、所述负极功率端子及所述输出功率端子连接为一个整体，其中，所述正极功率端子和所述负极功率端子分别为第一金属层和第二金属层，所述第一金属层与所述第二金属层至少部分层叠，且所述第一金属层与所述第二金属层之间设置有绝缘层；将所述连接件与所述开关元件组电性耦接在一起，其中，将所述信号端子电性耦接至所述开关元件组的信号端，所述功率端子电性耦接至所述开关元件组的功率端；提供一塑封外壳，将所述开关元件组进行塑封，并使所述信号端子和所述功率端子从所述塑封外壳扇出；以及裁剪所述连接件。

在本公开的一种示例性实施方式中，所述裁剪包括采用压块对所述连接部进行压合，然后再使用切刀在所述压块旁边的位置进行切筋。

在本公开的一种示例性实施方式中，所述制造方法还包括提供一底基板，在将所述连接件与所述开关元件组电性耦接之前，将所述开关元件组安装于所述底基板，且使所述底基板设置于所述塑封外壳内。