[发明专利]具有集成电流传感器的功率模块

权利要求书

1.功率模块，包括：

第一衬底，具有金属化侧面；

第二衬底，与第一衬底分离放置并且具有面对第一衬底的金属化侧面的金属化侧面；

半导体管芯，插入在第一和第二衬底之间，所述半导体管芯具有连接到第一衬底的金属化侧面的第一侧面和连接到第二衬底的金属化侧面的相对的第二侧面；以及

传感器，连接到第一衬底的金属化侧面并且与第二衬底的金属化侧面电流隔离，所述传感器与第二衬底的金属化侧面的第一金属区对齐以便所述传感器能够测量由第一金属区生成的磁场，其中第二衬底的金属化侧面被图案化成具有分离的第一金属区和第二金属区。

2.根据权利要求1的功率模块，其中所述半导体管芯的第二侧面电连接到第二衬底的金属化侧面的第二金属区，并且其中第二金属区连接到第一金属区使得在第一金属区中流动的电流穿过所述半导体管芯，并且由所述传感器测量的磁场对应于在所述管芯的操作期间穿过所述半导体管芯的电流。

3.根据权利要求1的功率模块，其中第一衬底包括多个导电区，其中所述半导体管芯的第一侧面连接到所述导电区之一，并且其中所述传感器连接到所述导电区中的、与所述半导体管芯所连接的不同的一个或多个导电区。

4.根据权利要求3的功率模块，进一步包括：

电隔离材料，具有附着到所述导电区的背向所述半导体管芯的侧面的第一侧面，以及与第一侧面相对的第二侧面；以及

散热器，附着到所述电隔离材料的第二侧面。

5.根据权利要求1的功率模块，其中第一衬底包括具有金属化第一侧面和相对的金属化第二侧面的电隔离材料，并且其中所述半导体管芯的第一侧面和所述传感器连接到所述电隔离材料的第一金属化侧面。

6.根据权利要求5的功率模块，其中第二衬底包括具有面对第一衬底的金属化第一侧面和相对的金属化第二侧面的电隔离材料，其中所述半导体管芯的第二侧面连接到第二衬底的电隔离材料的第一金属化侧面，并且其中所述传感器与第二衬底的电隔离材料的第一金属化侧面电流隔离。

7.根据权利要求6的功率模块，其中所述半导体管芯的第二侧面通过插入在所述半导体管芯和第二衬底之间的金属块连接到第二衬底的电隔离材料的第一金属化侧面。

8.根据权利要求6的功率模块，其中第二衬底的电隔离材料的第二金属化侧面是单个连续结构。

9.根据权利要求6的功率模块，进一步包括：

第一散热器，附着到第一衬底的电隔离材料的第二金属化侧面；以及

第二散热器，附着到第二衬底的电隔离材料的第二金属化侧面。

10.根据权利要求6的功率模块，进一步包括：封装第一和第二衬底、所述半导体管芯和所述传感器的模制化合物，其中第一衬底的电隔离材料的第二金属化侧面和第二衬底的电隔离材料的第二金属化侧面保持在所述功率模块的相对侧面不被所述模制化合物覆盖。

11.根据权利要求1的功率模块，其中第二衬底包括第一金属夹具和第二金属夹具，第一金属夹具连接到所述半导体管芯的第二侧面，所述传感器在第二金属夹具之下被对齐和电流隔离。

12.根据权利要求1的功率模块，其中所述传感器通过插入在所述传感器和第一衬底之间的金属块连接到第一衬底的金属化侧面。

13.根据权利要求1的功率模块，其中所述传感器是霍尔传感器。

14.根据权利要求13的功率模块，其中所述霍尔传感器是包括两个霍尔板的差分霍尔传感器，每个霍尔板放置在相同的平面中并且与第二衬底的第一金属区对齐使得由第一金属区生成的磁场与两个霍尔板都交叉。

15.一种制造功率模块的方法，所述方法包括：

把半导体管芯的第一侧面附着到第一衬底的金属化侧面，并且所述半导体管芯的相对的第二侧面连接到第二衬底的金属化侧面，其中所述半导体管芯插入在第一和第二衬底之间；以及

把传感器附着到第一衬底的金属化侧面，使得所述传感器与第二衬底的金属化侧面电流隔离并且与第二衬底的金属化侧面的第一金属区对齐，使得所述传感器能够测量由第一金属区生成的磁场，其中第二衬底的金属化侧面被图案化成具有分离的第一金属区和第二金属区。