[发明专利]半导体功率模块

说明书

本发明涉及一种半导体功率模块(1)，具有第一功率晶体管(5LA)和第二功率晶体管(5LB)，第一功率晶体管(5LA)和第二功率晶体管(5LB)并联地布置在第一集电极导体迹线(11L)和第一发射极导体迹线(9L)之间，其中功率晶体管(5LA、5LB)的第一连接表面分别与第一集电极导体迹线(11L)导电连接，并且功率晶体管(5LA、5LB)的第二连接表面分别与第一发射极导体迹线(9L)导电连接，使得当功率晶体管(5LA、5LB)分别通过所施加的控制电压被导通时，在第一集电极导体迹线(11L)和第一发射极导体迹线(9L)之间流动的电流分配在两个功率晶体管(5LA、5LB)上，其中第一外部功率接触(P)在第一接触区域(KB1)处直接与第一集电极导体迹线(11)接触，其中第二外部功率接触(TL)通过第一连接元件(13)在第二接触区域(KB2)处与第一发射极导体迹线(9L)接触，并且其中第二接触区域(KB2)在机械上不对称地定位在与第一发射极导体迹线(9L)连接的功率晶体管(5LA、5LB)之间，使得在两个功率晶体管(5LA、5LB)处得到具有相同有效控制电压的电对称性。

技术领域

本发明涉及一种半导体功率模块，具有第一功率晶体管和第二功率晶体管，第一功率晶体管和第二功率晶体管并联地布置在第一集电极导体迹线和第一发射极导体迹线之间。在此，功率晶体管的第一连接表面分别与第一集电极导体迹线导电连接，并且功率晶体管的第二连接表面分别与第一发射极导体迹线导电连接，使得当功率晶体管分别通过所施加的控制电压被导通时，在第一集电极导体迹线和第一发射极导体迹线之间流动的电流分配在两个功率晶体管上。

背景技术

用于混合动力电动汽车或电动汽车的包括相关半导体功率模块的功率电子器件对结构空间的要求越来越高，因此半导体功率模块连同电引线被设计得更小。同时，由于功率需求提高，因此电流密度增大。然而，更小的电引线和更高的电流会导致更高的电损耗(欧姆以及频率特性)。因此，经过结构空间优化的半导体功率模块通常在机械上沿纵向构造，然而这会导致电气特性极其不对称。因此，在功率晶体管并联连接的情况下可能出现以下情况，即第一功率晶体管承担导通过程并且第二功率晶体管承担关断过程。这特别是在短路关闭的情况下会导致短路性能极大地受到限制。

图2示例性地示出了从现有技术已知的实施为所谓B2桥1A’的半导体功率模块，包括四个实施为IGBT(IGBT：绝缘栅双极晶体管)的功率晶体管5LA、5LB、5HA、5HB和两个续流二极管3L、3H。从图2还可以看出，第一功率晶体管5LA、第二功率晶体管5LB和第一续流二极管3L布置在第一集电极导体迹线11L和第一发射极导体迹线9L之间并且形成半导体功率模块1’的低侧。此外，第三功率晶体管5HA、第四功率晶体管5HB和第二续流二极管3H布置在第二集电极导体迹线11H和第二发射极导体迹线9H之间并且形成半导体功率模块1’的高侧。两个集电极导体迹线11L、11H彼此相间隔地布置在同一平面中并且与冷却装置(未示出)耦连。因此，两个集电极导体迹线11L、11H分别用作冷却半导体功率模块1的散热器。四个功率晶体管5LA、5LB、5HA、5HB和两个续流二极管3L、3H分别布置在两个集电极导体迹线11L、11H上，其中功率晶体管5LA、5LB、5HA、5HB和续流二极管3L、3H的第一连接表面分别与对应的集电极导体迹线11L、11B导电连接。功率晶体管5LA、5LB、5HA、5HB和续流二极管3L、3H的第二连接表面分别与对应的发射极导体迹线9L、9H导电连接。此外，功率晶体管5LA、5LB、5HA、5HB和续流二极管3L、3H通过相应的集电极导体迹线11L、11H散热。