[发明专利]一种低寄生电感布局的功率模块

说明书

本发明公开了一种低寄生电感布局的功率模块，包括布局在绝缘基板上的上半桥开关单元和下半桥开关单元；所述上半桥开关单元布局在绝缘基板的中间位置，该上半桥开关单元的集电极或漏极与绝缘基板上的正电极铜层电连接，其发射极或源极与输出电极铜层电连接。

技术领域

本发明属于电力电子功率模块领域，特别涉及一种低电感电路布局的功率模块。

背景技术

电力电子技术在当今快速发展的工业领域占有非常重要的地位，电力电子功率模块作为电力电子技术的代表，已广泛应用于电动汽车，光伏发电，风力发电，工业变频等行业。随着我国工业的崛起，电力电子功率模块有着更加广阔的市场前景。

为了提升电力电子系统的工作效率，要求电力电子功率模块具有更高的开关频率，但是传统封装结构的寄生电感较大，在电力电子功率器件开关时造成较大的电压过冲，增加了功率器件过压击穿的风险，限制了电力电子功率模块开关频率的进一步提高。寄生电感一直都是电力电子器件应用中需要克服的主要难题，尤其是高频、大功率应用场合。随着第三代半导体的快速发展，尤其是碳化硅(SiC)器件的不断成熟，对新型低寄生电感封装结构提出更加迫切的需求。

发明内容

本发明的目：为解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种低电感电路布局的功率模块。

技术方案：一种低寄生电感布局的功率模块，包括正电极、负电极、输出电极和绝缘基板，绝缘基板设于底板上，正电极、负电极、输出电极与底板之间均设有绝缘层，绝缘基板包括导热绝缘层以及形成于导热绝缘层上的铜层，所述铜层包括与正电极电连接的正电极铜层、与负电极电连接的负电极铜层和与输出电极电连接的输出电极铜层；正电极和负电极分别与绝缘基板相连；还包括布局在所述绝缘基板上的上半桥开关单元和下半桥开关单元；

所述上半桥开关单元布局在绝缘基板的中间位置，该上半桥开关单元的集电极或漏极与绝缘基板上的正电极铜层电连接，其发射极或源极与输出电极铜层电连接；

所述下半桥开关单元对称分布在上半桥开关单元的两侧，该下半桥开关单元的集电极或漏极与输出电极铜层电连接，其发射极或源极与负电极铜层电连接。

进一步的，所述上半桥开关单元的发射极或漏极与输出电极铜层的电连接采用铜箔，铜箔随着与正电极在垂直方向上的距离的增加，相应的铜箔宽度随之增宽；所述下半桥开关单元的发射极或漏极与负电极铜层的电连接采用铜箔，铜箔随着与负电极在垂直方向上的距离的增加，相应的铜箔宽度随之增宽。

进一步的，所述正电极铜层分布在绝缘基板的中间位置，且在正电极铜层中间设置有与上半桥开关单元的栅极电连接的上半桥开关单元的栅极控制铜层；

所述输出电极铜层对称分布在正电极铜层的左右两侧，所述负电极铜层对称分布在所述输出电极铜层的外侧；

在所述负电极铜层的两边设置有与下半桥开关单元的栅极电连接的下半桥开关单元的栅极控制铜层。

进一步的，所述上半桥开关单元包括多个上半桥开关芯片，所述上半桥开关芯片成对设置并呈多列分布在绝缘基板的中间位置；所述下半桥开关单元包括多个下半桥开关芯片，所述下半桥开关芯片呈多列对称分布在上半桥开关单元的左右两侧。

进一步的，所述正电极与负电极上下叠层设置，且在正电极与负电极之间也设有绝缘层。

进一步的，所述上半桥开关单元的集电极或漏极通过软钎焊或银烧结形成的焊层与正电极铜层电连接，其发射极或源极通过键合线与输出电极铜层电连接；所述下半桥开关单元的集电极或漏极通过软钎焊或银烧结形成的焊层与输出电极铜层电连接，其发射极或源极通过键合线与负电极铜层电连接。

进一步的，所述上半桥开关单元通过键合线电连接下半桥开关单元，所述下半桥开关单元通过键合线电连接负电极，所述键合线与正电极、负电极、输出电极呈“T”形分布。