功率模块和电子器件制造技术

技术编号:43935280 阅读:3 留言:0更新日期:2025-01-07 21:28
本公开涉及功率模块和电子器件。功率模块包括:绝缘体,绝缘体具有第一主面和第二主面;第一接触板和第二接触板,第一接触板和第二接触板分别突出穿过绝缘体的第一主面和第二主面,并且从外部可访问;第一功率板和第二功率板,第一功率板和第二功率板被至少部分地嵌入绝缘体中并且彼此面对。第一组的功率器件被容纳在第一功率板上并且被耦合到第一接触板。第二组的功率器件被容纳在第二功率板上并且被耦合到第二接触板。第一接触板、第二接触板、第一功率板和第二功率板在与第一功率板和第二功率板垂直的方向被堆叠。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及具有减少的寄生效应的功率模块,功率模块包括以多级结构布置的半导体功率器件。


技术介绍

1、“电力电子学”通常指代专用于管理电能流的技术分支,它研究能够为特定负载或用户提供适合其供电的电压和电流的解决方案。所谓的“功率”模块是变换和/或影响来自一个或多个源的能量,以将其引导到一个或多个负载的单元。例如,通常被称为“逆变器”的功率模块将直流电(dc)变换为交流电(ac),以向交流电负载供电;通常被称为“整流器”的功率模块将交流电变换为直流电;或者同样,被称为“dc/dc转换器”的功率模块能够增加或减少输入与输出之间的直流电压(dc)。

2、目前,存在各种各样的应用使用电力变换和/或调节。仅举几例,整流器和dc/dc转换器模块可以在消费者电子设备的充电单元中或操作在低dc电压下操作的机器时被找到。在日益突出的电动交通工具领域,以及运输工具的电力驱动领域,来自以dc电荷形式存储能量的电池的能量被模块逆变,模块将其变换为由ac负载可用的能量。类似地,在可再生能源的领域中,光伏模块的组件自然产生直接能量,直接能量将被逆变输出并馈入备用配电电网。

3、功率模块可以容纳不同的功率器件,这些功率器件使用半导体技术制造并在合适的电路解决方案中实现,以实现能量变换。模块内部的半导体功率器件通常被焊接或烧结在衬底上,衬底用作针对相同功率器件的支撑件,提供必要的触点和电绝缘,并且确保用于将功率模块的操作效率最大化的必要热接触。

4、功率器件通常与硅(si)或碳化硅(sic)技术有关,诸如例如mosfet(“金属氧化物半导体场效应晶体管”)晶体管、超结mosfet、igbt(“绝缘栅双极晶体管”)等,能够在高电压(高达数百伏)和具有快速切换时间趋势的电流下操作,例如氮化镓(gan)器件。

5、功率模块领域中最普遍的电路配置中的一个电路配置是所谓的“桥”配置,并且更具体地是“半桥”配置,这是高功率转换器的基本元件。


技术实现思路

1、因此,本公开的一个目的是克服或至少减轻现有技术的缺点和限制。

2、根据本公开,提供了功率模块以及用于组装功率模块的方法。

3、功率模块包括绝缘体,绝缘体具有第一主面以及沿第一方向与第一主面相对的第二主面。功率模块还包括:第一接触板和第二接触板,第一接触板和第二接触板分别突出穿过绝缘体的第一主面和第二主面并且从外部可访问(accessible);第一功率板和第二功率板,第一功率板和第二功率板被至少部分地嵌入绝缘体中并且彼此面对,第一功率板从绝缘体突出;功率器件的第一组,功率器件的第一组在第一功率板上并且被耦合到第一接触板;以及功率器件的第二组,功率器件的第二组被容纳在第二功率板上并且被耦合到第二接触板。功率模块包括第一控制板,第一控制板使用键合线而被耦合到第一功率板。第一接触板、第二接触板、第一功率板和第二功率板在第一方向上被至少部分地堆叠。

4、本公开的一个实施例提供了一种功率模块,该功率模块包括:绝缘体,绝缘体具有第一主面和第二主面,第二主面沿着第一方向与第一主面相对;第一接触板和第二接触板,第一接触板和第二接触板分别突出穿过绝缘体的第一主面和第二主面,并且能够从外部访问;第一功率板和第二功率板,第一功率板和第二功率板被至少部分地嵌入在绝缘体中并且彼此面对,第一功率板的部分从绝缘体延伸;功率器件的第一组,功率器件的第一组在第一功率板上并且被耦合到第一接触板;功率器件的第二组,功率器件的第二组在第二功率板上并且被耦合到第二接触板;以及第一控制板,第一控制板被耦合到第一功率板上的功率器件的第一组;其中第一接触板、第二接触板、第一功率板以及第二功率板沿着第一方向被至少部分地堆叠。

5、根据实施例,第一组的功率器件与第二组的相应的功率器件在第一方向上被堆叠。

6、根据实施例,第一功率板的从绝缘体延伸的部分限定外部导电端子。

7、根据实施例,功率模块包括第一连接结构,第一连接结构将第一组的功率器件的多个第一导电端子连接到第一接触板,并且在第一方向上延伸。

8、根据实施例,第一连接结构包括导电柱,导电柱被固定到第一组的功率器件的多个第一导电端子以及第一接触板。

9、根据实施例,第一组的功率器件的多个第一导电端子被直接耦合到第一接触板。

10、根据实施例,第一组的功率器件的多个第二导电端子被耦合到第一功率板的面。

11、根据实施例,功率模块包括第二连接结构,第二连接结构将第二组的功率器件的多个第一导电端子连接到第一功率板,并且在第一方向上延伸。

12、根据实施例,第二连接结构包括导电桥,导电桥具有支柱,支柱被固定到第二组的功率器件的多个第一导电端子以及第一功率板。

13、根据实施例,第二组的功率器件的多个第一导电端子被直接耦合到第一功率板。

14、根据实施例,第二组的功率器件的多个第二导电端子被耦合到第二功率板的面。

15、根据实施例,第二功率板被耦合到第二接触板。

16、根据实施例,功率模块包括第二控制板,第二控制板沿着第二方向与第二功率板共面,并且被连接到功率器件的第二组的多个控制端子,第二方向横向于第一方向,其中第一控制板沿着第二方向与第一功率板共面,并且被连接到功率器件的第一组的多个控制端子。

17、根据实施例,功率模块包括第一导电柱状物和第二导电柱状物,第一导电柱状物被固定到第一控制板,并且突出穿过绝缘体的第一主面,第二导电柱状物被固定到第二控制板,并且突出穿过绝缘体的第二主面,其中第一导电柱状物的突出部分和第二导电柱状物的突出部分分别限定第一外部控制端子和第二外部控制端子。

18、根据实施例,第一控制板的部分和第二控制板的部分从绝缘体突出,并且分别限定第一外部控制端子和第二外部控制端子。

19、本公开的另一实施例提供了一种电子器件,该电子器件包括:第一功率板,第一功率板具有第一表面,第一表面沿着第一方向与第二表面相对;第一多个功率器件,第一多个功率器件被耦合到第一功率板的第一表面,第一多个功率器件每个包括第一端子和第二端子;第一接触板,第一接触板被耦合到多个功率器件中的每个功率器件的第一端子;第一控制板,第一控制板由第一多个键合线耦合到第一多个功率器件中的每个功率器件的第二端子;第二功率板,第二功率板具有第一表面,第一表面沿着第一方向与第二表面相对;第二多个功率器件,第二多个功率器件被耦合到第二功率板的第一表面,第二多个功率器件每个包括第一端子;以及导电桥,导电桥被耦合在第二多个功率器件中的每个功率器件的第一端子与第一功率板之间。

20、根据实施例,电子器件包括第二控制板,第二控制板由第二多个键合线耦合到第二多个功率器件中的每个功率器件的第二端子。

21、根据实施例,电子器件包括:绝缘体,绝缘体至少部分地覆盖第一功率板和第二功率板,绝缘体具有与第二面相对的第一面;第二接触板,第二接触板被耦合到第二功率板的第二表面;以本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种功率模块,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,所述第一组的所述功率器件与所述第二组的相应的功率器件在所述第一方向上被堆叠。

3.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,所述第一功率板的从所述绝缘体延伸的所述部分限定外部导电端子。

4.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,包括第一连接结构,所述第一连接结构将所述第一组的所述功率器件的多个第一导电端子连接到所述第一接触板,并且在所述第一方向上延伸。

5.根据权利要求4所述的功率模块,其特征在于,所述第一连接结构包括导电柱,所述导电柱被固定到所述第一组的所述功率器件的所述多个第一导电端子以及所述第一接触板。

6.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,所述第一组的所述功率器件的多个第一导电端子被直接耦合到所述第一接触板。

7.根据权利要求4所述的功率模块,其特征在于,所述第一组的所述功率器件的多个第二导电端子被耦合到所述第一功率板的面。

8.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,包括第二连接结构,所述第二连接结构将所述第二组的所述功率器件的多个第一导电端子连接到所述第一功率板,并且在所述第一方向上延伸。

9.根据权利要求8所述的功率模块,其特征在于,所述第二连接结构包括导电桥,所述导电桥具有支柱,所述支柱被固定到所述第二组的所述功率器件的所述多个第一导电端子以及所述第一功率板。

10.根据权利要求8所述的功率模块,其特征在于,所述第二组的所述功率器件的所述多个第一导电端子被直接耦合到所述第一功率板。

11.根据权利要求8所述的功率模块,其特征在于,所述第二组的所述功率器件的多个第二导电端子被耦合到所述第二功率板的面。

12.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,所述第二功率板被耦合到所述第二接触板。

13.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,包括第二控制板,所述第二控制板沿着第二方向与所述第二功率板共面,并且被连接到所述功率器件的所述第二组的多个控制端子,所述第二方向横向于所述第一方向,其中所述第一控制板沿着所述第二方向与所述第一功率板共面,并且被连接到所述功率器件的所述第一组的多个控制端子。

14.根据权利要求13所述的功率模块,其特征在于,包括第一导电柱状物和第二导电柱状物,所述第一导电柱状物被固定到所述第一控制板,并且突出穿过所述绝缘体的所述第一主面,所述第二导电柱状物被固定到所述第二控制板,并且突出穿过所述绝缘体的所述第二主面,其中所述第一导电柱状物的突出部分和所述第二导电柱状物的突出部分分别限定第一外部控制端子和第二外部控制端子。

15.根据权利要求13所述的功率模块,其特征在于,所述第一控制板的部分和所述第二控制板的部分从所述绝缘体突出,并且分别限定第一外部控制端子和第二外部控制端子。

16.一种电子器件,其特征在于,包括:

17.根据权利要求16所述的电子器件,其特征在于,包括第二控制板,所述第二控制板由第二多个键合线耦合到所述第二多个功率器件中的每个功率器件的第二端子。

18.根据权利要求16所述的电子器件,其特征在于,包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种功率模块,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,所述第一组的所述功率器件与所述第二组的相应的功率器件在所述第一方向上被堆叠。

3.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,所述第一功率板的从所述绝缘体延伸的所述部分限定外部导电端子。

4.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,包括第一连接结构,所述第一连接结构将所述第一组的所述功率器件的多个第一导电端子连接到所述第一接触板,并且在所述第一方向上延伸。

5.根据权利要求4所述的功率模块,其特征在于,所述第一连接结构包括导电柱,所述导电柱被固定到所述第一组的所述功率器件的所述多个第一导电端子以及所述第一接触板。

6.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,所述第一组的所述功率器件的多个第一导电端子被直接耦合到所述第一接触板。

7.根据权利要求4所述的功率模块,其特征在于,所述第一组的所述功率器件的多个第二导电端子被耦合到所述第一功率板的面。

8.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,包括第二连接结构,所述第二连接结构将所述第二组的所述功率器件的多个第一导电端子连接到所述第一功率板,并且在所述第一方向上延伸。

9.根据权利要求8所述的功率模块,其特征在于,所述第二连接结构包括导电桥,所述导电桥具有支柱,所述支柱被固定到所述第二组的所述功率器件的所述多个第一导电端子以及所述第一功率板。

10.根据权利要求8所述的功率模块,其特征在于,所述第二组的所述功率器件的所述多个第一导电端子被直...

【专利技术属性】
技术研发人员:D·萨特拉
申请(专利权)人:意法半导体国际公司
类型:新型
国别省市:

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