多路供电布局布线的功率模块及功率模组制造技术

为克服现有技术中的问题，本实用新型专利技术提供了一种多路供电布局布线的功率模块及功率模组，一种多路供电布局布线的功率模块，其第二输入导电层包括多路第二输入连接部、多路第二输入通路部和第二芯片布置区，第二桥臂功率芯片组布置于所述第二芯片布置区上，所述多路第二输入连接部与所述第二输入电极电连接。本实用新型专利技术提供的多路供电布局布线的功率模组，其功率模块中通过在第二输入导电层上设置多路第二输入连接部，如此，可以方便调节各路的电流分布。还可以通过调节多路第二输入连接部的宽窄和绑定线的多少，来调节第二输入导电层和第二输入电极之间的电流分布，直接影响其上的寄生电感和每个功率芯片上通过的电流分布。

Power module and power module of multiple power supply layout and wiring

【技术实现步骤摘要】
多路供电布局布线的功率模块及功率模组
本技术涉及一种功率模块领域。
技术介绍
功率模块是功率电子电力器件如MOS管(中文全称：金氧半场效晶体管；英文全称：Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor)、IGBT(英文全称：InsulatedGateBipolarTransistor，中文全称：绝缘栅双极型晶体管)，FRD(快恢复二极管)按一定的功能组合封装成的功率开关，其主要用于电动汽车，光伏发电，风力发电，工业变频等各种场合下的功率转换。以MOS管为例，如图1a所示，其常见由两个上下串联的MOS管组成，形成桥路。上桥中的MOS管漏极D接电源正极P+，源极S与下桥上MOS管的漏极D连接，下桥上MOS管的源极接电源负极P-，上桥MOS管的源极S和下桥MOS管的漏极D作为输出端Out。上桥MOS管和下桥MOS管的G极接控制信号。然而随着模块中的功率开关被重复地切换，由其结构配置所产生的电感会降低功率模块的可靠性。传统的功率模块由于续流回路面积较大，导致模块的续流回路电感很大，使模块的开关损耗大，可靠性低。如图1b、图1c所示，功率模块1000主要包括底板2和布置在底板2上的功率单元1(其中，其功率模块1000根据需要控制路数的数量，可以包括多个功率单元1，比如如果用于三相电路中作为控制模块，则可以包括3个功率单元1，如图中所示，分别标记为1U、1V、1W)，功率单元1上布局形成有导电图案层，并在导电图案层上布置功率芯片，实现桥路式的开关控制，该功率单元1通过包括上下两组MOS管或者IGBT的功率电子器件串联而成，两组MOS管或者IGBT之间的电极作为输出电极；功率单元1上连接有第一输入电极3、第二输入电极4和输出电极5；通常第一输入电极3和第二输入电极4分别作为正负电极，分别用于连接(还包括用于固定和引出各绝缘框架，图中未使出)外接电源的正极和负极。其中作为较优的方式，目前部分技术中提到将两个输入电极(第一输入电极3和第二输入电极4)中所示设置为上下层叠布置，以通过该种布置方式降低其电感。现有技术中，现有导电图案层上通常设有与对应输入电极电连接的输入导电层，包括第一输入导电层和第二输入导电层，用来与第一输入电极和第二输入电极电连接，以第一输入导电层上布置下桥芯片，形成第一桥臂功率芯片组，第二输入导电层上布置上桥芯片，形成第二桥臂功率芯片组为例；第二输入导电层上通常设有一条通路，用作与对应第二输入电极4直接或者间接电连接，该种方式只有一个电流通路，使得其电流集中在一边，寄生电感较大。且该种方式无法合理调节上桥芯片的电流分布。
技术实现思路
为克服现有技术中功率模块上布置上桥芯片的输入导电层通常采用一整块铜层作为通路与对应输入电极电连接，该种方式只有一个电流通路，使得其电流集中，寄生电感较大，无法合理调节对应上桥芯片上电流分布的问题，本技术提供了一种多路供电布局布线的功率模块及功率模组。本技术一方面提供了一种多路供电布局布线的功率模块，包括底板及设置于底板上的功率单元、输出电极和输入电极；所述输入电极包括第一输入电极、第二输入电极；所述功率单元包括基板、电路铜层和功率芯片组，所述电路铜层形成在所述基板上，所述功率芯片组布置于所述电路铜层上；所述电路铜层包括第一输入导电层、第二输入导电层和输出导电层；所述功率芯片组包括第一桥臂功率芯片组和第二桥臂功率芯片组；所述第一输入导电层直接或者间接与所述第一输入电极电连接，所述第二输入导电层直接或者间接与所述第二输入电极电连接；其中，所述第二输入导电层包括多路第二输入连接部、多路第二输入通路部和第二芯片布置区，多路第二输入连接部通过多路第二输入通路部与所述第二芯片布置区电连接；所述第二桥臂功率芯片组布置于所述第二芯片布置区上，所述多路第二输入连接部与所述第二输入电极电连接。本技术提供的多路供电布局布线的功率模块，其通过在第二输入导电层上设置多路第二输入连接部，如此，可以方便调节各路的电流分布。还可以通过调节多路第二输入连接部的宽窄和绑定线的多少，来调节第二输入导电层和第二输入电极之间的电流分布，直接影响其上的寄生电感和每个功率芯片上通过的电流分布。进一步地，所述第二输入电极上对应分成多路，与第二输入导电层上的多路第二输入连接部电连接。进一步地，所述电路铜层包括第一输入引流层、第一输入导电层、第二输入导电层、和输出导电层；所述第一输入导电层上设有下桥芯片，第二输入导电层上设有上桥芯片；所述第一输入引流层与第一输入导电层上的下桥芯片的源极电连接，所述第一输入引流层与所述第一输入电极电连接；所述第二输入导电层与所述第二输入电极电连接。进一步地，所述第二芯片布置区包括若干第二输入支臂，所述第二桥臂功率芯片组布置于所述若干第二输入支臂上。进一步地，所述第二输入导电层内部形成有第一留空区，所述第一留空区内布置有第一输入导电层和第一输入引流层。进一步地，所述电路铜层上还设置有若干控制导电层。进一步地，所述多个功率单元上的第一输入电极集成为第一输入总线母排；所述多个功率单元上的第二输入电极集成为第二输入总线母排。本技术第二方面还提供了一种功率模组，包括功率模块和电容模块，其中，所述功率模块为上述的功率模块。本技术提供的多路供电布局布线的功率模组，其功率模块中通过在第二输入导电层上设置多路第二输入连接部，如此，可以方便调节各路的电流分布。还可以通过调节多路第二输入连接部的宽窄和绑定线的多少，来调节第二输入导电层和第二输入电极之间的电流分布，直接影响其上的寄生电感和每个功率芯片上通过的电流分布。附图说明图1a是现有技术中功率模块电路原理示意图；图1b是现有技术中功率模块的俯视示意图；图1c是现有技术中功率模块的主视示意图；图2a是本技术具体实施方式中提供的型号为A的功率模块(无绝缘框架)的立体示意图；图2b是本技术具体实施方式中提供的型号为A的功率模块的前视示意图；图3是本技术具体实施方式中提供的型号为A的功率模块(含绝缘框架)的立体示意图；图4是本技术具体实施方式中型号为A的功率模块的俯视示意图；图5是图2a中A处放大示意图；图6是图2a中B处放大示意图；图7是图2b中C处放大示意图；图8是图4中功率单元的放大示意图；图9是图8中第二输入导电层示意图；图10是图8中第一输入导电层示意图；图11是图8中电路图层中第一输入导电层、第二输入导电层、输出导电层和第一输入引流层的布置示意图；图12是图2a中第二输入总线母排的立体示意图；图13是图2a中第一输入总线母排的立体示意图；图14是图2a中输出电极的立体示意图；图15是下桥源极连接件的立体示意图；图16是上桥源极连接件的立体示意图；图17是本技术具体实施方式中提供的型号为A的功率模组(无封装)的立体示意图；图18是本技术具体实施方式中提供的型号为A的功率模组(封装后)的立体示意图；图19A是本技术具体实施方式中提供的型号为B的功率模块(无绝缘框架)的分解示意图；图19B是本技术具体实施方式中提供的型号为B的功率模块(无绝缘框架)的立体示意图；图20A是本技术具体实施方式中提供的型号为B的功率模块(含绝缘框架)的立体示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多路供电布局布线的功率模块，包括底板及设置于底板上的功率单元、输出电极和输入电极；所述输入电极包括第一输入电极、第二输入电极；所述功率单元包括基板、电路铜层和功率芯片组，所述电路铜层形成在所述基板上，所述功率芯片组布置于所述电路铜层上；所述电路铜层包括第一输入导电层、第二输入导电层和输出导电层；所述功率芯片组包括第一桥臂功率芯片组和第二桥臂功率芯片组；所述第一输入导电层直接或者间接与所述第一输入电极电连接，所述第二输入导电层直接或者间接与所述第二输入电极电连接；其特征在于，所述第二输入导电层包括多路第二输入连接部、多路第二输入通路部和第二芯片布置区，多路第二输入连接部通过多路第二输入通路部与所述第二芯片布置区电连接；所述第二桥臂功率芯片组布置于所述第二芯片布置区上，所述多路第二输入连接部与所述第二输入电极电连接。

【技术特征摘要】
1.一种多路供电布局布线的功率模块，包括底板及设置于底板上的功率单元、输出电极和输入电极；所述输入电极包括第一输入电极、第二输入电极；所述功率单元包括基板、电路铜层和功率芯片组，所述电路铜层形成在所述基板上，所述功率芯片组布置于所述电路铜层上；所述电路铜层包括第一输入导电层、第二输入导电层和输出导电层；所述功率芯片组包括第一桥臂功率芯片组和第二桥臂功率芯片组；所述第一输入导电层直接或者间接与所述第一输入电极电连接，所述第二输入导电层直接或者间接与所述第二输入电极电连接；其特征在于，所述第二输入导电层包括多路第二输入连接部、多路第二输入通路部和第二芯片布置区，多路第二输入连接部通过多路第二输入通路部与所述第二芯片布置区电连接；所述第二桥臂功率芯片组布置于所述第二芯片布置区上，所述多路第二输入连接部与所述第二输入电极电连接。2.根据权利要求1所述的多路供电布局布线的功率模块，其特征在于，所述第二输入电极上对应分成多路，与第二输入导电层上的多路第二输入连接部电连接。3.根据权利要求1所述的多路供电布局布线的功率模块，其特征在于，所述电路铜层包括第一输入引流层、第一输入导...

【专利技术属性】
技术研发人员：周卫国，
申请(专利权)人：深圳市慧成功率电子有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44