【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功率模块，尤其涉及一种功率半导体模块衬底及功率半导体模块。
技术介绍
1、功率半导体模块及其衬底为车规电机控制器中的核心电能转换单元，在相同的控制器结构平台下，为了满足不同的功率等级的需求，可能会采用超出功率需求范围的双面散热模块，而双面散热模块的成本过高；或者在原有的双面散热模块的控制器结构中的基础上更换模块封装形式，这会导致电控端的改动成本较高。
技术实现思路
1、为了克服上述技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种单面散热的功率半导体模块衬底及功率半导体模块，具备与双面散热模块相同的结构与电气特征，适合在相同控制器结构平台下进行双面-单面模块的等效替换以满足不同的功率等级需求，且结构紧凑，成本较低。
2、本专利技术公开了一种功率半导体模块衬底，包括沿第一方向设置的第一功率金属敷层、第二功率金属敷层，所述第一功率金属敷层、第二功率金属敷层的侧边至少部分相邻；还包括第一辅助功率金属敷层，设于所述第一功率金属敷层、所述第二功率金属敷层之间，且与所述第一功率金属敷层、所述第二功率金属敷层相邻；所述第一功率金属敷层、所述第二功率金属敷层贯穿所述功率半导体模块衬底的第二方向，所述第二方向与所述第一方向垂直；所述第二方向靠近所述第一辅助功率金属敷层的一侧为所述功率半导体模块衬底的上侧，所述第二方向远离所述第一辅助功率金属敷层的一侧为所述功率半导体模块衬底的下侧；功率端子设于所述模块衬底的所述上侧，信号端子设于所述模块衬底的所述下侧；所述功率端子包括ac端子、dc正极
3、优选的，所述第一功率金属敷层包括第一连接部和第一布置部，所述第二功率金属敷层包括第二连接部和第二布置部；所述第一连接部、所述第二连接部分别用于连接所述ac端子、dc正极端子，所述第一布置部、所述第二布置部用于布置所述功率半导体芯片；所述第一辅助功率金属敷层包括第三连接部和第四连接部，所述第三连接部用于连接所述dc负极端子，所述第四连接部用于连接所述所述第一功率金属敷层；所述第一布置部沿所述第一方向向所述第二功率金属敷层延伸、使得所述第一布置部的宽度大于所述第一连接部的宽度；所述第四连接部沿所述第一方向向所述第一功率金属敷层延伸、使得所述第四连接部的宽度大于所述第三连接部的宽度。
4、优选的，所述第一布置部、所述第二布置部上分别布置有一个igbt芯片和一个快恢复二极管芯片；所述igbt芯片、所述快恢复二极管芯片在所述第一布置部上沿所述第一方向布置，且通过键合线与所述第四连接部连接；所述igbt芯片、所述快恢复二极管芯片在所述第二布置部上沿所述第二方向布置，且通过键合线与所述第一布置部连接。
5、优选的，所述第一布置部、所述第二布置部上分别布置有两个以上的igbt芯片和两个以上的快恢复二极管芯片，其中，一个igbt芯片和一个快恢复二极管芯片为一组，通过键合线进行连接；同组的所述功率半导体芯片沿所述第二方向布置，两组以上的所述功率半导体芯片在所述第一布置部上沿所述第一方向布置，且通过键合线与所述第四连接部连接；同组的所述功率半导体芯片沿所述第一方向布置，两组以上的所述功率半导体芯片在所述第二布置部上沿所述第二方向布置，且通过键合线与所述第一布置部连接。
6、优选的，所述第一功率金属敷层包括第一连接部和第一布置部，所述第二功率金属敷层包括第二连接部和第二布置部；所述第一连接部、所述第二连接部分别用于连接所述ac端子、dc正极端子，所述第一布置部、所述第二布置部用于布置所述功率半导体芯片；所述第一辅助功率金属敷层包括第三连接部和第四连接部，所述第三连接部用于连接所述dc负极端子，所述第四连接部用于连接所述所述第一功率金属敷层；所述第一布置部的中部沿所述第一方向向所述第二功率金属敷层延伸、使得所述第一布置部的中部的宽度大于所述第一连接部、所述第一布置部的下部的宽度；所述第二布置部的下部沿所述第一方向向所述第一功率金属敷层延伸、使得所述第二布置部的下部的宽度大于所述第二连接部、所述第二布置部的中部的宽度；所述第四连接部沿所述第一方向分别向所述第一功率金属敷层、所述第二功率金属敷层延伸，使得所述第四连接部的宽度大于所述第三连接部的宽度。
7、优选的，所述第一布置部、所述第二布置部上分别布置有两个以上的mosfet芯片；所述第一布置部上的两个以上的所述mosfet芯片沿所述第一方向布置，且通过键合线与所述第四连接部连接；所述第二布置部上的两个以上的所述mosfet芯片沿所述第一方向布置，且通过键合线与所述第一布置部连接。
8、优选的，所述功率半导体芯片内置电流采样电路和温度采样电路，所述信号端子包括温度采样信号端子和电流采样信号端子，所述温度采样信号端子、电流采样信号端子与所述功率半导体芯片通过键合线连接；或，所述信号端子包括温度采样信号端子，所述温度采样信号端子上设有温敏电阻。
9、优选的，每个所述mosfet芯片设有驱动电阻，所述驱动电阻通过键合线与所述mosfet芯片连接。
10、优选的，包括陶瓷基板，所述陶瓷基板由上铜层、陶瓷、下铜层构成，所述陶瓷的材料为增韧氧化铝或氮化硅；功率半导体模块衬底的背面设有散热面，所述散热面通过热界面材料、或钎焊、或烧结的方式与冷却水道连接。
11、本专利技术还公开了一种功率半导体模块，包括上述的功率半导体模块衬底，所述功率半导体模块衬底通过环氧树脂进行塑封。
12、采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
13、1.本专利技术的功率半导体模块衬底可兼容不同芯片种类、芯片数量及封装工艺，可拓展性强，适用于不同功率等级的应用；相比同平台的双面散热模块，本专利技术的功率半导体模块节省了上衬底、垫块等零部件，生产流程简单，节省了物料成本和制造成本。
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1.一种功率半导体模块衬底，其特征在于，包括沿第一方向设置的第一功率金属敷层、第二功率金属敷层，所述第一功率金属敷层、第二功率金属敷层的侧边至少部分相邻；还包括第一辅助功率金属敷层，设于所述第一功率金属敷层、所述第二功率金属敷层之间，且与所述第一功率金属敷层、所述第二功率金属敷层相邻；
2.根据权利要求1所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，所述第一功率金属敷层包括第一连接部和第一布置部，所述第二功率金属敷层包括第二连接部和第二布置部；所述第一连接部、所述第二连接部分别用于连接所述AC端子、DC正极端子，所述第一布置部、所述第二布置部用于布置所述功率半导体芯片；所述第一辅助功率金属敷层包括第三连接部和第四连接部，所述第三连接部用于连接所述DC负极端子，所述第四连接部用于连接所述所述第一功率金属敷层；
3.根据权利要求2所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，所述第一布置部、所述第二布置部上分别布置有一个IGBT芯片和一个快恢复二极管芯片；
4.根据权利要求2所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，所述第一布置部、所述第二布置部上分别布置有两个以上的
5.根据权利要求1所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，所述第一功率金属敷层包括第一连接部和第一布置部，所述第二功率金属敷层包括第二连接部和第二布置部；所述第一连接部、所述第二连接部分别用于连接所述AC端子、DC正极端子，所述第一布置部、所述第二布置部用于布置所述功率半导体芯片；所述第一辅助功率金属敷层包括第三连接部和第四连接部，所述第三连接部用于连接所述DC负极端子，所述第四连接部用于连接所述所述第一功率金属敷层；
6.根据权利要求5所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，所述第一布置部、所述第二布置部上分别布置有两个以上的MOSFET芯片；
7.根据权利要求2所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，所述功率半导体芯片内置电流采样电路和温度采样电路，所述信号端子包括温度采样信号端子和电流采样信号端子，所述温度采样信号端子、电流采样信号端子与所述功率半导体芯片通过键合线连接；
8.根据权利要求6所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，每个所述MOSFET芯片设有驱动电阻，所述驱动电阻通过键合线与所述MOSFET芯片连接。
9.根据权利要求1所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，包括陶瓷基板，所述陶瓷基板由上铜层、陶瓷、下铜层构成，所述陶瓷的材料为增韧氧化铝或氮化硅；
10.一种功率半导体模块，包括权利要求1-9任一所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，所述功率半导体模块衬底通过环氧树脂进行塑封。
...【技术特征摘要】
1.一种功率半导体模块衬底，其特征在于，包括沿第一方向设置的第一功率金属敷层、第二功率金属敷层，所述第一功率金属敷层、第二功率金属敷层的侧边至少部分相邻；还包括第一辅助功率金属敷层，设于所述第一功率金属敷层、所述第二功率金属敷层之间，且与所述第一功率金属敷层、所述第二功率金属敷层相邻；
2.根据权利要求1所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，所述第一功率金属敷层包括第一连接部和第一布置部，所述第二功率金属敷层包括第二连接部和第二布置部；所述第一连接部、所述第二连接部分别用于连接所述ac端子、dc正极端子，所述第一布置部、所述第二布置部用于布置所述功率半导体芯片；所述第一辅助功率金属敷层包括第三连接部和第四连接部，所述第三连接部用于连接所述dc负极端子，所述第四连接部用于连接所述所述第一功率金属敷层；
3.根据权利要求2所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，所述第一布置部、所述第二布置部上分别布置有一个igbt芯片和一个快恢复二极管芯片；
4.根据权利要求2所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，所述第一布置部、所述第二布置部上分别布置有两个以上的igbt芯片和两个以上的快恢复二极管芯片，其中，一个igbt芯片和一个快恢复二极管芯片为一组，通过键合线进行连接；
5.根据权利要求1所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，所述第一功率金属敷...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏雨昕，王明阳，戴义贤，
申请(专利权)人：臻驱科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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