[发明专利]功率模块

权利要求书

1.一种功率模块，其特征在于，包括：

基板，被配置为承载多个IGBT芯片及FWD芯片；以及

多个IGBT芯片及多个FWD芯片，被配置为串联连接，其中所述多个IGBT芯片及所述多个FWD芯片封装在基板上。

2.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述封装包括焊接和/或烧结，作为IGBT芯片、FWD芯片与绝缘衬底、及基板与绝缘衬底之间的固定方式。

3.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，其中：

多个功率子单元布置在基板上，其中每个功率子单元包括一个IGBT芯片及FWD芯片或多个并联的IGBT芯片及FWD芯片，其中所述多个功率子单元彼此串联连接，以提高功率模块的耐压等级；以及

前级功率子单元中IGBT芯片及FWD芯片的发射极区与下一级功率子单元中IGBT芯片及FWD芯片的集电极区相连，其中多个功率子单元封装在基板上。

4.如权利要求3所述的功率模块，其特征在于，功率子单元的数量为n个，n为自然数且n≥2；

其中每个功率子单元包括p个并联连接的相同的IGBT芯片、以及q个并联连接的相同的FWD芯片；

p＝I_{total_igbt}/I_{igbt_chip}向上取整，q＝I_{total_FWD}/I_{FWD_chip}向上取整；

其中I_{igbt_chip}为IGBT芯片的额定电流，I_{FWD_chip}为FWD芯片的额定电流，I_{total_igbt}为流过并联的IGBT芯片的总电流，I_{total_FWD}为流过并联的FWD芯片的总电流；以及

其中FWD芯片为IGBT芯片对应的反向续流二极管，一个FWD芯片与一个IGBT芯片并联，该IGBT芯片的集电极与该FWD芯片的阴极连接，该IGBT芯片的发射极与该FWD芯片的阳极连接。

5.如权利要求4所述的功率模块，其特征在于，还包括：

绝缘衬底，其包括上表面导电层、中间绝缘体层和下表面导电层，其中上表面导电层用于固定IGBT芯片和FWD芯片、均压电路和多个门极驱动端子及驱动电路，下表面导电层固定在基板上以向外部传导模块内热量，中间绝缘体层将模块内导电元件与外部结构绝缘隔离。

6.如权利要求5所述的功率模块，其特征在于，还包括：

连接导体，布置在绝缘衬底的上表面导电层处，以用于使得固定在绝缘衬底的上表面导电层上的器件之间形成电气连接，所述连接导体包括键合线、和/或导体片和/或导体带。

7.如权利要求6所述的功率模块，其特征在于，还包括：

多个均压电路，分别对应各个功率子单元，所述均压电路包括电阻、电容、二极管和晶体管，所述均压电路绝缘衬底上表面导电层和连接导体与IGBT芯片和FWD芯片电气连接，使得串联的IGBT芯片之间电压相等。

8.如权利要求7所述的功率模块，其特征在于，还包括：

多个门极驱动端子及驱动电路，分别对应各个功率子单元，被配置为独立的驱动回路；

其中多个门极驱动端子及驱动电路可共用外部控制器开关信号以减小多个功率子单元之间的驱动信号偏差以进行均压。

9.如权利要求8所述的功率模块，其特征在于，

所述门极驱动端子及驱动电路数量为t个；

门极驱动端子固定在绝缘衬底上表面导电层以连接驱动电路输入端与外部控制器开关信号，t＝n，各功率子单元单独对应一门极驱动端子及驱动电路；以及

驱动电路包括隔离电源、晶体管、电阻和电容，其被配置为将外部控制器开关信号进行功率放大以驱动IGBT芯片。