一種功率模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力電子領(lǐng)域，具體涉及一種功率模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]功率模塊是功率電力電子器件如MOS管(金屬氧化物半導(dǎo)體)、IGBT(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管)，F(xiàn)RD(快恢復(fù)二極管)按一定的功能組合封裝成的電力開關(guān)模塊，其主要用于電動(dòng)汽車，光伏發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電，工業(yè)變頻等各種場(chǎng)合下的功率轉(zhuǎn)換。
[0003]然而隨著模塊中的功率開關(guān)被重復(fù)地切換，由其結(jié)構(gòu)配置所產(chǎn)生的電感會(huì)降低功率模塊的可靠性。普通的功率模塊由于續(xù)流回路面積較大，模塊的續(xù)流回路電感很大，導(dǎo)致大電流情況下，模塊的開關(guān)損耗大，可靠性低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]實(shí)用新型目的:針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型旨在提供一種雜散電感低、開關(guān)損耗小、可靠性高的功率模塊。
[0005]技術(shù)方案:一種功率模塊，包括正電極、負(fù)電極、輸出電極、上橋臂集合、下橋臂集合和過(guò)渡銅層，所述上橋臂集合包括上橋臂芯片銅層、上橋臂接線銅層以及安裝在上橋臂芯片銅層上的上橋臂芯片單元，所述上橋臂接線銅層位于上橋臂芯片銅層與過(guò)渡銅層之間，所述上橋臂芯片單元通過(guò)邦定線與上橋臂接線銅層相連;從正電極流出的工作電流通過(guò)上橋臂芯片銅層流入上橋臂芯片單元，再通過(guò)邦定線流入上橋臂接線銅層，最終流至輸出電極；由負(fù)電極流出的續(xù)流電流通過(guò)過(guò)渡銅層流入下橋臂集合，最終流至輸出電極。
[0006]進(jìn)一步的，所述下橋臂集合包括下橋臂芯片銅層、下橋臂接線銅層以及安裝在下橋臂芯片銅層上的下橋臂芯片單元。
[0007]進(jìn)一步的，所述上橋臂芯片單元包括集成于一體的上橋臂功率開關(guān)和上橋臂內(nèi)部二極管，且上橋臂功率開關(guān)和上橋臂內(nèi)部二極管并聯(lián);下橋臂芯片單元包括集成于一體的下橋臂功率開關(guān)和下橋臂內(nèi)部二極管，且下橋臂功率開關(guān)和下橋臂內(nèi)部二極管并聯(lián)；由負(fù)電極流出的續(xù)流電流通過(guò)過(guò)渡銅層、下橋臂接線銅層流入下橋臂內(nèi)部二極管的正極、下橋臂內(nèi)部二極管的負(fù)極，然后經(jīng)下橋臂銅層傳輸至輸出電極。
[0008]進(jìn)一步的，所述上橋臂芯片單元包括上橋臂功率開關(guān)和與之并聯(lián)的上橋臂外部二極管，下橋臂芯片單元包括下橋臂功率開關(guān)和與之并聯(lián)的下橋臂外部二極管；由負(fù)電極流出的續(xù)流電流通過(guò)過(guò)渡銅層、下橋臂接線銅層流入下橋臂外部二極管的正極、下橋臂外部二極管的負(fù)極，然后經(jīng)下橋臂芯片銅層傳輸至輸出電極。
[0009]進(jìn)一步的，所述上橋臂芯片單元包括并聯(lián)的上橋臂功率開關(guān)、上橋臂內(nèi)部二極管和上橋臂外部二極管，且上橋臂功率開關(guān)和上橋臂內(nèi)部二極管集成于一體;下橋臂芯片單元包括并聯(lián)的下橋臂功率開關(guān)、下橋臂內(nèi)部二極管和下橋臂外部二極管，且下橋臂功率開關(guān)和下橋臂內(nèi)部二極管集成于一體；由負(fù)電極流出的續(xù)流電流通過(guò)過(guò)渡銅層、下橋臂接線銅層流入下橋臂外部二極管的正極和下橋臂內(nèi)部二極管的正極、下橋臂外部二極管的負(fù)極和下橋臂內(nèi)部二極管的負(fù)極，然后經(jīng)下橋臂芯片銅層傳輸至輸出電極。
[0010]進(jìn)一步的，所述上橋臂芯片單元包括上橋臂功率開關(guān);所述上橋臂功率開關(guān)和下橋臂功率開關(guān)均為MOS管;從正電極流出的工作電流通過(guò)上橋臂芯片銅層流經(jīng)上橋臂功率開關(guān)的漏極、上橋臂功率開關(guān)的源極，經(jīng)邦定線流入上橋臂接線銅層，最終流至輸出電極。
[0011]進(jìn)一步的，所述上橋臂芯片單元包括上橋臂功率開關(guān);所述上橋臂功率開關(guān)和下橋臂功率開關(guān)均為IGBT;從正電極流出的工作電流通過(guò)上橋臂芯片銅層流經(jīng)上橋臂功率開關(guān)的集電極、上橋臂功率開關(guān)的發(fā)射極，經(jīng)邦定線流入上橋臂接線銅層，最終流至輸出電極。
[0012]進(jìn)一步的，所述上橋臂芯片單元包括上橋臂功率開關(guān);所述上橋臂功率開關(guān)為MOS管，下橋臂功率開關(guān)為IGBT;從正電極流出的工作電流通過(guò)上橋臂芯片銅層流經(jīng)上橋臂功率開關(guān)的漏極、上橋臂功率開關(guān)的源極，經(jīng)邦定線流入上橋臂接線銅層，最終流至輸出電極。
[0013]進(jìn)一步的，所述上橋臂芯片單元包括上橋臂功率開關(guān)；所述上橋臂功率開關(guān)為IGBT，下橋臂功率開關(guān)為MOS管;從正電極流出的工作電流通過(guò)上橋臂芯片銅層流經(jīng)上橋臂功率開關(guān)的集電極、上橋臂功率開關(guān)的發(fā)射極，經(jīng)邦定線流入上橋臂接線銅層，最終流至輸出電極。
[0014]有益效果:本實(shí)用新型通過(guò)改變銅層的分布結(jié)構(gòu)來(lái)改變電流路徑，相鄰設(shè)置的上橋臂芯片銅層、上橋臂接線銅層、過(guò)渡銅層相互配合，使得從正電極流出的工作電流通過(guò)上橋臂芯片銅層流入上橋臂芯片單元，再通過(guò)邦定線流入上橋臂接線銅層，最終流至輸出電極；由負(fù)電極流出的續(xù)流電流通過(guò)過(guò)渡銅層流入下橋臂集合最終流至輸出電極。減小了工作電流與續(xù)流電流的續(xù)流回路面積，降低了雜散電感和開關(guān)損耗以及電路的復(fù)雜性，提高了模塊的可靠性，能夠應(yīng)用在高速功率模塊領(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的電流不意圖；
[0016]圖2(a)、2(b)本實(shí)用新型的電路示意圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示，一種功率模塊，包括正電極1、負(fù)電極2、輸出電極3、上橋臂集合和下橋臂集合和過(guò)渡銅層6。
[0019]所述上橋臂集合包括上橋臂芯片銅層4、上橋臂接線銅層5以及安裝在上橋臂芯片銅層4上的上橋臂芯片單元7，所述上橋臂接線銅層5位于上橋臂芯片銅層4與過(guò)渡銅層6之間，所述上橋臂芯片單元7通過(guò)邦定(bonding)線與上橋臂接線銅層5相連；
[0020]所述上橋臂芯片單元7包括上橋臂功率開關(guān)；
[0021]上橋臂功率開關(guān)和下橋臂功率開關(guān)的另一種結(jié)構(gòu)為:上橋臂功率開關(guān)和下橋臂功率開關(guān)均為MOS管，其電路示意圖如圖2(a)所示，從正電極I流出的工作電流11通過(guò)上橋臂芯片銅層4流經(jīng)上橋臂功率開關(guān)的漏極、上橋臂功率開關(guān)的源極，經(jīng)邦定線流入上橋臂接線銅層5，最終流至輸出電極3。
[0022]上橋臂功率開關(guān)和下橋臂功率開關(guān)均為IGBT，其電路示意圖如圖2(b)所示，從正電極I流出的工作電流11通過(guò)上橋臂芯片銅層4流經(jīng)上橋臂功率開關(guān)的集電極、上橋臂功率開關(guān)的發(fā)射極，經(jīng)邦定線流入上橋臂接線銅層5，最終流至輸出電極3。
[0023]上橋臂功率開關(guān)和下橋臂功率開關(guān)的結(jié)構(gòu)還可以為:上橋臂功率開關(guān)為MOS管，下橋臂功率開關(guān)為IGBT;從正電極I流出的工作電流11通過(guò)上橋臂芯片銅層4流經(jīng)上橋臂功率開關(guān)的漏極、上橋臂功率開關(guān)的源極，經(jīng)邦定線流入上橋臂接線銅層5，最終流至輸出電極3。
[0024]上橋臂功率開關(guān)和下橋臂功率開關(guān)的結(jié)構(gòu)還可以為:所述上橋臂功率開關(guān)為IGBT，下橋臂功率開關(guān)為MOS管;從正電極I流出的工作電流11通過(guò)上橋臂芯片銅層4流經(jīng)上橋臂功率開關(guān)的集電極、上橋臂功率開關(guān)的發(fā)射極，經(jīng)邦定線流入上橋臂接線銅層5，最終流至輸出電極3。
[0025]所述下橋臂集合包括下橋臂芯片銅層9、下橋臂接線銅層10以及安裝在下橋臂芯片銅層9上的下橋臂芯片單元8。
[0026]上橋臂集合與下橋臂集合的一種結(jié)構(gòu)為:所述上橋臂芯片單元7包括集成于一體的上橋臂功率開關(guān)和上橋臂內(nèi)部二極管，且上橋臂功率開關(guān)和上橋臂內(nèi)部二極管并聯(lián);下橋臂芯片單元8包括集成于一體的下橋臂功率