半导体模块和功率模块制造技术

技术编号:43929165 阅读:2 留言:0更新日期:2025-01-07 21:24
本申请提出了一种半导体模块和功率模块。半导体模块包括基板,在基板上设置有分流器和Z相逆变电路,逆变电路与分流器电连接,Z为正整数;每相逆变电路包括上桥臂电路和下桥臂电路,上桥臂电路与下桥臂电路之间形成M条导电路径,上桥臂电路用于接入电源正极,下桥臂电路用于接入电源负极,M为正整数;其中,至少一条导电路径在至少一平面上的投影具有交点,以削弱导电路径自身形成的磁场对分流器的电磁干扰。本技术提高了功率模块通过内部分流器执行采样工作的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及功率模块设计,特别涉及一种半导体模块和功率模块


技术介绍

1、功率模块被广泛应用在轨道交通、航空航天、新能源汽车、风力发电等行业。功率模块的封装类型多种多样,不同功率模块内部的功率也存在差异。为了满足不同的产品性能,降低外围电路设计的复杂度,会在功率模块的封装中内置分流器。

2、以功率模块为igbt功率模块为例,igbt可通过的电流最大可达数千安培,当功率模块工作时,功率模块内的功率开关器件在开关过程中会产生大的电流变化率,这会带来的emc(电磁兼容)问题,功率模块的尺寸越小,对功率模块内的分流器的采样影响越大。


技术实现思路

1、为实现上述目的,本申请提出了一种半导体模块,旨在提高半导体模块内置的分流器的采样稳定性和精确性。

2、本申请提出了一种半导体模块,包括:

3、基板,在所述基板上设置有分流器和z相逆变电路,所述逆变电路与所述分流器电连接,z为正整数;

4、每相所述逆变电路包括上桥臂电路和下桥臂电路,所述上桥臂电路与所述下桥臂电路之间形成m条导电路径,所述上桥臂电路用于接入电源正极,所述下桥臂电路用于接入电源负极,m为正整数;

5、其中,至少一条导电路径在至少一平面上的投影具有交点,以削弱所述导电路径自身形成的磁场对所述分流器的电磁干扰。

6、可选地,所述导电路径在所述基板所在的平面上的投影具有一个相交的交点。

7、可选地,所述导电路径上对应所述交点的位置具有第一围合端和第二围合端,所述第一围合端和第二围合端之间的导电路径围合的区域形成目标区域;

8、所述导电路径的第一围合端和第二围合端接触或者间隔设置。

9、可选地,所述导电路径形成的所述目标区域的数量为多个;

10、与所述导电路径所对应的逆变电路电连接的分流器与多个所述目标区域中面积最小的一者的距离小于与任一其他所述目标区域之间的距离。

11、可选地,所述上桥臂电路的第一端、所述上桥臂电路中的至少一个功率器件芯片、所述下桥臂电路中的至少一个功率器件芯片和所述下桥臂电路的第二端通过多个连接件依次电连接形成所述导电路径。

12、可选地,m为2,两个所述导电路径分别为第一导电路径和第二导电路径;

13、所述上桥臂电路的第一端、所述上桥臂电路中的igbt功率器件芯片、所述下桥臂电路中的二极管芯片和所述下桥臂电路的第二端通过多个连接件依次电连接形成所述第一导电路径;

14、所述上桥臂电路的第一端、所述上桥臂电路中的二极管芯片、所述下桥臂电路中的igbt功率器件芯片和所述下桥臂电路的第二端通过多个所述连接件形成所述第二导电路径。

15、可选地,多个所述连接件的类型包括邦定线、所述基板的至少一个布线层上的信号线、柔性电路板和铜排中的至少一种。

16、可选地,所述导电路径的第一围合端在设置于所述基板上的信号线上;所述导电路径的第二围合端在绑定线上。

17、可选地,多个所述连接件中的至少一者围合的区域为所述目标区域。

18、可选地,多个所述连接件的类型包括邦定线、所述基板的至少一个布线层上的信号线、柔性电路板和铜排中的至少一种。

19、本申请还提出了一种功率模块,包括多个引脚和如上述内容所述的半导体模块;多个引脚与所述半导体模块的基板电连接,所述引脚用于与所述半导体模块中分流器、逆变电路中的至少一者电连接。

20、可选地,多个所述引脚包括电源正极引脚和至少一个电源负极引脚;

21、所述电源正极引脚与z相所述逆变电路中的上桥臂电路的第一端分别连接;

22、至少一个所述电源负极引脚与z相所述逆变电路中的下桥臂电路的第二端一一对应连接。

23、可选地,至少一个所述电源负极引脚中的至少一者与所述电源正极引脚设置于所述基板的同一侧上。

24、可选地,所述电源负极引脚的数量为多个时,在所述基板的一侧上的所述电源正极引脚的两侧分别设置有设置所述电源负极引脚。

25、可选地,所述基板具有相对设置的第一侧和第二侧;多个所述引脚还包括至少一个输出引脚;至少一个所述输出引脚与z相所述逆变电路的输出端一一对应电连接;

26、在z相所述逆变电路中,至少一相所述逆变电路所连接的所述电源正极引脚和所述电源负极引脚设置于所述基板的第一侧上以及所连接的所述输出引脚设置于所述基板的第二侧上;

27、所述分流器与所述输出引脚靠近设置。

28、可选地,所述功率模块还包括设置于所述基板上的制动电路;

29、多个所述引脚中还包括制动信号引脚;所述制动信号引脚和所述制动电路电连接;

30、所述制动信号引脚和所述电源正极引脚位于所述基板的同一侧。

31、可选地,所述引脚的第一端设置于所述基板上,所述引脚的第二端伸出所述基板设置;多个所述引脚的第二端在引脚伸出方向上错位设置。

32、本申请实施例提出了一种半导体模块,该半导体模块包括基板,在所述基板上设置有分流器和z相逆变电路,所述逆变电路与所述分流器电连接,z为正整数;每相所述逆变电路包括上桥臂电路和下桥臂电路,所述上桥臂电路与所述下桥臂电路之间形成m条导电路径,所述上桥臂电路用于接入电源正极,所述下桥臂电路用于接入电源负极,m为正整数;其中,至少一条导电路径在至少一平面上的投影具有交点,以削弱所述导电路径自身形成的磁场对所述分流器的电磁干扰。

33、由于导电路径在至少一个平面上的投影具交点,因此导电路径自身必然在至少一个平面上存在重叠的部分,在半导体模块使用过程中,逆变电路中的导电路径上流过电流时,至少一个平面上存在重叠的部分会令导电路径上存在不同的电流方向,使导电路径上电流产生的磁场会部分互相抵消,从而削弱了整个导电路径在有电流流过时产生的磁场的强度,进而减少了电流导致的磁场对分流器采样工作的干扰和影响,改善了电磁兼容的问题,有效地提高了半导体模块中内置的分流器的采样稳定性和采样准确性。

34、通过本申请提供的半导体模块中的上述设置,可以减小功率模块中逆变电路上流过的电流产生的磁场对分流器的影响,故在对内置有分流器的功率模块进行设计时,可以减小功率模块的尺寸,提高功率密度,有利于将内置有分流器的功率模块扩展应用于高功率密度需求的产品中。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种半导体模块,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的半导体模块,其特征在于,所述导电路径在所述基板所在的平面上的投影具有一个相交的交点。

3.如权利要求1所述的半导体模块,其特征在于,所述导电路径上对应所述交点的位置具有第一围合端和第二围合端,所述第一围合端和第二围合端之间的导电路径围合的区域形成目标区域;

4.如权利要求3所述的半导体模块,其特征在于,所述导电路径形成的所述目标区域的数量为多个;

5.如权利要求1-4任一所述的半导体模块,其特征在于,所述上桥臂电路的第一端、所述上桥臂电路中的至少一个功率器件芯片、所述下桥臂电路中的至少一个功率器件芯片和所述下桥臂电路的第二端通过多个连接件依次电连接形成所述导电路径。

6.如权利要求5所述的半导体模块,其特征在于,M为2,两个所述导电路径分别为第一导电路径和第二导电路径;

7.如权利要求5所述的半导体模块,其特征在于,多个所述连接件的类型包括邦定线、所述基板的至少一个布线层上的信号线、柔性电路板和铜排中的至少一种。

8.如权利要求3所述的半导体模块,其特征在于,所述导电路径的第一围合端在设置于所述基板上的信号线上;所述导电路径的第二围合端在绑定线上。

9.一种功率模块,其特征在于,包括多个引脚和如权利要求1-8任一项所述的半导体模块;多个引脚与所述半导体模块的基板电连接,所述引脚用于与所述半导体模块中分流器、逆变电路中的至少一者电连接。

10.如权利要求9所述的功率模块,其特征在于,多个所述引脚包括电源正极引脚和至少一个电源负极引脚;

11.如权利要求9或10所述的功率模块,其特征在于,所述引脚的第一端设置于所述基板上,所述引脚的第二端伸出所述基板设置;多个所述引脚的第二端在引脚伸出方向上错位设置。

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【技术特征摘要】

1.一种半导体模块,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的半导体模块,其特征在于,所述导电路径在所述基板所在的平面上的投影具有一个相交的交点。

3.如权利要求1所述的半导体模块,其特征在于,所述导电路径上对应所述交点的位置具有第一围合端和第二围合端,所述第一围合端和第二围合端之间的导电路径围合的区域形成目标区域;

4.如权利要求3所述的半导体模块,其特征在于,所述导电路径形成的所述目标区域的数量为多个;

5.如权利要求1-4任一所述的半导体模块,其特征在于,所述上桥臂电路的第一端、所述上桥臂电路中的至少一个功率器件芯片、所述下桥臂电路中的至少一个功率器件芯片和所述下桥臂电路的第二端通过多个连接件依次电连接形成所述导电路径。

6.如权利要求5所述的半导体模块,其特征在于,m为2,两个所述导电路径分别为第一导电路径和第二导电路径;<...

【专利技术属性】
技术研发人员:高升王双翼张伟李高显
申请(专利权)人:苏州汇川控制技术有限公司
类型:新型
国别省市:

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