一種功率模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子領(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M0S管(金屬氧化物半導體)、IGBT(絕緣柵型場效應晶體管)，F(xiàn)RD(快恢復二極管)按一定的功能組合封裝成的電力開關(guān)模塊，其主要用于電動汽車，光伏發(fā)電，風力發(fā)電，工業(yè)變頻等各種場合下的功率轉(zhuǎn)換。
[0003]然而隨著模塊中的功率開關(guān)被重復地切換，由其結(jié)構(gòu)配置所產(chǎn)生的電感會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，導致大電流情況下，模塊的開關(guān)損耗大，可靠性低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:針對上述問題，本發(fā)明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、負電極、輸出電極、上橋臂集合、下橋臂集合和過渡銅層，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，所述下橋臂接線銅層位于下橋臂芯片銅層與過渡銅層之間，所述下橋臂芯片單元通過邦定線與下橋臂接線銅層相連;從正電極流出的工作電流通過過渡銅層流入上橋臂集合最終流至輸出電極；由負電極流出的續(xù)流電流流入下橋臂接線銅層，再經(jīng)邦定線流入下橋臂芯片銅層上的下橋臂芯片單元，最終流至輸出電極。
[0006]進一步的，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。
[0007]進一步的，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)；由負電極流出的續(xù)流電流流入下橋臂接線銅層，再經(jīng)邦定線流入下橋臂芯片銅層上的下橋臂內(nèi)部二極管的正極、下橋臂內(nèi)部二極管的負極，最終流至輸出電極。
[0008]進一步的，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；由負電極流出的續(xù)流電流流入下橋臂接線銅層，再經(jīng)邦定線流入下橋臂芯片銅層上的下橋臂外部二極管的正極、下橋臂外部二極管的負極，最終流至輸出電極。
[0009]進一步的，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；由負電極流出的續(xù)流電流流入下橋臂接線銅層，再經(jīng)邦定線流入下橋臂芯片銅層上的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極和下橋臂內(nèi)部二極管的負極，最終流至輸出電極。
[0010]進一步的，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M0S管;從正電極流出的工作電流通過過渡銅層流入上橋臂芯片銅層上的上橋臂功率開關(guān)的漏極、上橋臂功率開關(guān)的源極，再經(jīng)上橋臂接線銅層，最終流至輸出電極。
[0011]進一步的，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過渡銅層流入上橋臂芯片銅層上的上橋臂功率開關(guān)的集電極、上橋臂功率開關(guān)的發(fā)射極，再經(jīng)上橋臂接線銅層，最終流至輸出電極。
[0012]進一步的，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M0S管，下橋臂功率開關(guān)為IGBT;從正電極流出的工作電流通過過渡銅層流入上橋臂芯片銅層上的上橋臂功率開關(guān)的漏極、上橋臂功率開關(guān)的源極，再經(jīng)上橋臂接線銅層，最終流至輸出電極。
[0013]進一步的，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M0S管;從正電極流出的工作電流通過過渡銅層流入上橋臂芯片銅層上的上橋臂功率開關(guān)的集電極、上橋臂功率開關(guān)的發(fā)射極，再經(jīng)上橋臂接線銅層，最終流至輸出電極。
[0014]有益效果:本發(fā)明通過改變銅層的分布結(jié)構(gòu)來改變電流路徑，相鄰設(shè)置的下橋臂芯片銅層、下橋臂接線銅層、過渡銅層相互配合，使得從正電極流出的工作電流通過過渡銅層流入上橋臂集合最終流至輸出電極；由負電極流出的續(xù)流電流流入下橋臂接線銅層，再經(jīng)邦定線流入下橋臂芯片銅層上的下橋臂芯片單元，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)損耗以及電路的復雜性，提高了模塊的可靠性，能夠應用在高速功率模塊領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的電流不意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明的電路不意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，一種功率模塊，包括正電極1、負電極2、輸出電極3、上橋臂集合和下橋臂集合和過渡銅層6。
[0019]所述下橋臂集合包括下橋臂芯片銅層4、下橋臂接線銅層5以及安裝在下橋臂芯片銅層4上的下橋臂芯片單元7，所述下橋臂接線銅層5位于下橋臂芯片銅層4與過渡銅層6之間，所述下橋臂芯片單元7通過邦定bonding線與下橋臂接線銅層5相連；
[0020]所述上橋臂集合包括上橋臂芯片銅層9、上橋臂接線銅層10以及安裝在上橋臂芯片銅層9上的上橋臂芯片單元8。所述上橋臂芯片單元8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M0S管，其電路示意圖如圖2(a)所示，從正電極1流出的工作電流11通過過渡銅層6流入上橋臂芯片銅層9上的上橋臂功率開關(guān)的漏極、上橋臂功率開關(guān)的源極，再經(jīng)上橋臂接線銅層10，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1流出的工作電流11通過過渡銅層6流入上橋臂芯片銅層9上的上橋臂功率開關(guān)的集電極、上橋臂功率開關(guān)的發(fā)射極，再經(jīng)上橋臂接線銅層10，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M0S管，下橋臂功率開關(guān)為IGBT;從正電極1流出的工作電流11通過過渡銅層6流入上橋臂芯片銅層9上的上橋臂功率開關(guān)的漏極、上橋臂功率開關(guān)的源極，再經(jīng)上橋臂接線銅層10，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M0S管;從正電極1流出的工作電流11通過過渡銅層6流入上橋臂芯片銅層9上的上橋臂功率開關(guān)的集電極、上橋臂功率開關(guān)的發(fā)射極，再經(jīng)上橋臂接線銅層10，最終流至輸出電極3。
[0025]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8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7包括集成于一體的下橋臂