功率半導(dǎo)體模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種功率半導(dǎo)體模塊，該功率半導(dǎo)體模塊包括設(shè)置在底板上的至少四個(gè)基板，所述每個(gè)基板具有用于較低電勢(shì)(或電位)的第一連接點(diǎn)和用于較高電勢(shì)的第二連接點(diǎn)，并且該功率半導(dǎo)體模塊包括連接到用于較低電勢(shì)的第一連接點(diǎn)的第一母線和連接到用于較高電勢(shì)的第二連接點(diǎn)的第二母線。
【背景技術(shù)】
[0002]例如從DE 10 2006 004 031 B3中已知這樣的功率半導(dǎo)體模塊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是憑借“主電流流動(dòng)方向”除減少模塊電感之外，還在于改進(jìn)負(fù)載電流的平衡，所述主電流流動(dòng)方向被通過在每種情況下以相同的次序分接(tapping off)基板上的正電勢(shì)和負(fù)電勢(shì)均勻地設(shè)計(jì)。
[0004]本發(fā)明的目的進(jìn)一步包括改善用于動(dòng)態(tài)過程的電流分布的平衡，并且特別是在短路的情況下以目標(biāo)的方式來減少單獨(dú)的開關(guān)的負(fù)載。
[0005]通過具有權(quán)利要求1的特征的功率半導(dǎo)體模塊來實(shí)現(xiàn)該目的。從屬權(quán)利要求給出了本發(fā)明的有利的構(gòu)造。
[0006]在關(guān)于對(duì)開始提到的主題的測(cè)試中，由于基板的鏡像(miiroring)并且因此由于基板上電勢(shì)分接頭(tap)的之前已知次序的改變，因而顯而易見的是，由于鏡像的基板的布置在過載的情況下或短路的情形中實(shí)現(xiàn)了電流平衡的改進(jìn)。精確地在半電橋電路的特別關(guān)鍵的高側(cè)(high side)上，實(shí)現(xiàn)了電流的不均等分布的顯著減少，并且因此減少了單獨(dú)的半導(dǎo)體開關(guān)上的過載。
[0007]與一般的假設(shè)相反，不僅每個(gè)基板的單獨(dú)的電流路徑的優(yōu)化是重要的，而且電流路徑與由于功率模塊的設(shè)計(jì)是不平衡的負(fù)載電流母線的基本匹配也是重要的。不平衡的母線通常導(dǎo)致負(fù)載電流流過在DCB布置的方向上具有主電流流動(dòng)方向的模塊，并且產(chǎn)生了在單獨(dú)基板上的不同強(qiáng)度的寄生耦合。由于母線上的這些耦合，在動(dòng)態(tài)過程的情況下又產(chǎn)生了電流分布的不平衡。這些可以通過對(duì)于單獨(dú)基板的布置進(jìn)行目標(biāo)性的改變而被補(bǔ)償。在高側(cè)上短路的情況下，可以在沒有限制模塊的實(shí)際功能的情況下顯著地減少短路電流，并且因此減小破壞的風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說明】
[0008]將參照示例性實(shí)施例以及如在隨附的附圖中所示的特別優(yōu)選的構(gòu)造，來更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中:
[0009]圖1示出了具有特別優(yōu)選的構(gòu)造的功率半導(dǎo)體模塊的透視圖；
[0010]圖2示出了圖1的沒有母線的功率半導(dǎo)體模塊的平面圖；
[0011]圖3示出了圖1的具有母線的功率半導(dǎo)體模塊的平面圖；
[0012]圖4示出了已知的功率半導(dǎo)體模塊IFX和根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的功率半導(dǎo)體模塊DSP之間的短路電流水平的比較；
[0013]圖5示出了在高側(cè)上短路的情況下，從DE 10 2006 004 031 B3已知的功率半導(dǎo)體模塊IFX和具有根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造的功率半導(dǎo)體模塊DSP之間的DCB電流分布的比較；和
[0014]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)功率半導(dǎo)體模塊的平面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]圖1示出了具有特別優(yōu)選的構(gòu)造的功率半導(dǎo)體模塊的透視圖。功率半導(dǎo)體模塊10具有設(shè)置有多個(gè)基板和連接到該基板的母線30、40、50的底板20。
[0016]可以從在圖2中圖示的功率半導(dǎo)體模塊10的平面圖中看到優(yōu)選地成單行的基板的精確布置，其中為了更清楚的圖示已經(jīng)省略了母線30、40、50。根據(jù)本發(fā)明，提供了設(shè)置在底板20上的至少四個(gè)基板DCB1、DCB2、DCB3、DCB4、DCB5、DCB6。此處顯示的六個(gè)基板DCB1、DCB2、DCB3、DCB4、DCB5、DCB6優(yōu)選地具有并聯(lián)連接的半電橋電路，每個(gè)基板都具有用于較高電勢(shì)的第一連接點(diǎn)a和用于較低電勢(shì)的第二連接點(diǎn)b，其中用于較高電勢(shì)的連接點(diǎn)a電連接到一個(gè)母線30并且用于較低電勢(shì)的連接點(diǎn)b電連接到另一個(gè)母線40。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，連接點(diǎn)a、b的次序現(xiàn)在對(duì)于所有的基板DCB1、DCB2、DCB3、DCB4、DCB5、DCB6是不相同的，但是被設(shè)計(jì)成使得至少一個(gè)基板(即此處由附圖標(biāo)記“DCB4”所標(biāo)記的基板)的連接點(diǎn)a、b的次序不同于其它基板DCB1、DCB2、DCB3、DCB5、DCB6的連接點(diǎn)a、b的次序。具體地，基板DCB4的連接點(diǎn)b、a的次序與其它基板的連接點(diǎn)a、b的次序相反，即是是反向的次序。
[0018]相應(yīng)地，如圖3的平面圖中所示，母線30、40的內(nèi)部連接的連接次序也不是純粹地重復(fù)的，而是對(duì)于由“DCB4”所標(biāo)記的基板來說偏離了該連接次序。如已知地，母線30、40優(yōu)選地具有從基板DCB1、DCB2、DCB3、DCB4、DCB5、DCB6引出的外部連接。
[0019]現(xiàn)在圖4示出了從DE 10 2006 004 031 B3已知的功率半導(dǎo)體模塊IFX和根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的功率半導(dǎo)體模塊DSP之間的短路電流水平的比較。可以在以圓圈標(biāo)記的交叉點(diǎn)處看到，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的功率半導(dǎo)體模塊DSP的高側(cè)上的短路電流水平與已知的模塊IFX相比較，被顯著地減少。
[0020]圖5示出了從DE 10 2006 004 031 B3已知的功率半導(dǎo)體模塊IFX和根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的功率半導(dǎo)體模塊DSP之間的DCB電流分布的比較?？梢郧宄乜吹?，因?yàn)殡娏鞣逯档某掷m(xù)時(shí)間較短，因此DCB平面上的短路對(duì)于根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的功率半導(dǎo)體模塊10來說較不關(guān)鍵。另外，實(shí)現(xiàn)了電流在單獨(dú)的基板DCB1、DCB2、DCB3、DCB4、DCB5、DCB6之間的顯著改進(jìn)的分布。
[0021]最后，圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)功率半導(dǎo)體模塊10’的平面圖，其中僅提供了四個(gè)基板DCB1、DCB2、DCB3、DCB4。根據(jù)本發(fā)明，在這種情況下，基板DCB4的連接點(diǎn)b、a的次序與其它基板DCB1、DCB2、DCB3的連接點(diǎn)a、b的次序不同。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種功率半導(dǎo)體模塊(10、10’)，包括:-設(shè)置在底板(20)上的至少四個(gè)基板(DCB1、DCB2、DCB3、DCB4、DCB5、DCB6)，每個(gè)基板具有用于較高電勢(shì)的第一連接點(diǎn)(a)和用于較低電勢(shì)的第二連接點(diǎn)(b)，和-連接到用于較高電勢(shì)的第一連接點(diǎn)(a)的第一母線(30)，和連接到用于較低電勢(shì)的第二連接點(diǎn)(b)的第二母線(40)，其特征在于，至少一個(gè)基板(DCB4)的連接點(diǎn)(b、a)的次序與其它基板(DCB1、DCB2、DCB3、DCB5、DCB6)的連接點(diǎn)(a、b)的次序不同。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體模塊(10、10’)，其特征在于，所述至少一個(gè)基板(DCB4)的連接點(diǎn)(a、b)的次序與其它基板(DCB1、DCB2、DCB3、DCB5、DCB6)的連接點(diǎn)(a、b)的次序相反。3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的功率半導(dǎo)體模塊(10、10’)，其特征在于，所述母線(30、40)具有從基板(DCB1、DCB2、DCB3、DCB4、DCB5、DCB6)引出的外部連接。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的功率半導(dǎo)體模塊(10、10’)，其特征在于，所述基板(DCB1、DCB2、DCB3、DCB4、DCB5、DCB6)具有并聯(lián)連接的半電橋電路。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的功率半導(dǎo)體模塊(10、10’)，其特征在于，所述基板(DCB1、DCB2、DCB3、DCB4、DCB5、DCB6)被布置成一行。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種功率半導(dǎo)體模塊(10，10’)，該功率半導(dǎo)體模塊包括設(shè)置在底板(20)上的至少四個(gè)基板(DCB1、DCB2、DCB3、DCB4、DCB5、DCB6)，每個(gè)基板都具有用于較高電勢(shì)的第一連接點(diǎn)(a)和用于較低電勢(shì)的第二連接點(diǎn)(b)，并且該功率半導(dǎo)體模塊包括連接到用于較高電勢(shì)的第一連接點(diǎn)(a)的第一母線(30)和連接到用于較低電勢(shì)的第二連接點(diǎn)(b)的第二母線(40)。至少一個(gè)基板(DCB4)的連接點(diǎn)(b、a)的次序不同于其它基板(DCB1、DCB2、DCB3、DCB5、DCB6)的連接點(diǎn)(a、b)的次序。
【IPC分類】H02M7/00, H01L25/07, H01L23/49
【公開號(hào)】CN104979337
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510151548
【發(fā)明人】亨寧·斯托貝爾-麥爾, 克里斯蒂安·愛根
【申請(qǐng)人】丹佛斯硅動(dòng)力股份有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年4月1日
【公告號(hào)】DE102014104716B3