[发明专利]具有带集成信号板的升高的功率平面的功率模块及实现该模块的方法

说明书

本发明涉及一种功率模块，该功率模块包括至少一个导电功率衬底；以及多个功率器件，该多个功率器件布置在该至少一个导电功率衬底上并连接到该至少一个导电功率衬底。该功率模块还包括电连接到该多个功率器件的至少一个升高的信号元件和/或电连接到该至少一个导电功率衬底并且电连接到该多个功率器件的至少一个升高的功率平面。

背景技术

如本领域技术人员将理解的，已知各种形式的功率模块。功率模块为功率部件(通常为功率半导体器件)提供物理封装。这些功率半导体通常被钎焊或烧结在功率电子衬底上。功率模块通常承载功率半导体，提供电接触和热接触，并且包括电绝缘。

当前的电气化趋势对功率模块提出了越来越高的要求，这些功率模块包括功率半导体器件、功率电子器件和/或与功率模块相关联的类似物。例如，提高效率，改进操作，以及增加功率密度。这些需求从系统级向下延伸到部件级。然而，用于实现功率模块内的部件的面积是有限的，这相应地限制了效率的提高、操作的改进以及功率密度的增加。

因此，需要一种被配置为具有改进的效率、改进的操作、更高的功率密度等的功率模块。

发明内容

一个一般方面包括一种功率模块，该功率模块可包括：至少一个导电功率衬底；多个功率器件，该多个功率器件布置在该至少一个导电功率衬底上并连接到该至少一个导电功率衬底；并且该功率模块可以包括以下至少一者：至少一个升高的信号元件，该至少一个升高的信号元件电连接到该多个功率器件并且布置在该至少一个导电功率衬底上方；以及至少一个升高的功率平面，该至少一个升高的功率平面电连接到该至少一个导电功率衬底，电连接到该多个功率器件，并且布置成与该至少一个导电功率衬底竖直偏移。

一个一般方面包括一种配置功率模块的方法，该方法可包括：提供至少一个导电功率衬底；将多个功率器件布置在该至少一个导电功率衬底上并将该多个功率器件连接到该至少一个导电功率衬底；以及将至少一个升高的功率平面电连接到该至少一个导电功率衬底，并且将该至少一个升高的功率平面电连接到该多个功率器件，其中该至少一个升高的功率平面被布置为与该至少一个导电功率衬底竖直偏移。

一个一般方面包括一种功率模块，该功率模块可包括：至少一个导电功率衬底；多个功率器件，该多个功率器件布置在该至少一个导电功率衬底上并连接到该至少一个导电功率衬底；至少一个升高的信号元件，该至少一个升高的信号元件电连接到该多个功率器件；以及至少一个升高的功率平面，该至少一个升高的功率平面电连接到该至少一个导电功率衬底并且电连接到该多个功率器件，其中该至少一个升高的功率平面被布置为与该至少一个导电功率衬底竖直偏移；并且其中该至少一个升高的信号元件被布置为与该至少一个升高的功率平面竖直偏移。

一个一般方面包括一种功率模块，该功率模块可包括：至少一个导电功率衬底；多个功率器件，该多个功率器件布置在该至少一个导电功率衬底上并连接到该至少一个导电功率衬底；以及至少一个升高的功率平面，该至少一个升高的功率平面电连接到该至少一个导电功率衬底，电连接到该多个功率器件，并且布置成与该至少一个导电功率衬底竖直偏移。

通过考虑下面的具体实施方式、附图和权利要求，本公开的附加特征、优点和方面可以被阐述或变得明显。此外，应当理解，本公开的上述发明内容和下面的具体实施方式都是示例性的，并且旨在提供进一步的解释而不限制所要求保护的本公开的范围。

附图说明

包括附图以提供对本公开的进一步理解并且并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的各方面，并且与具体实施方式一起用于解释本公开的原理。除了基本理解本公开及其可能实施的各种方式所必需的之外，并未尝试更详细地示出本公开的结构细节。在附图中：

图1A示意性地示出了根据本公开的各方面的功率模块的基于半桥的拓扑。

图1B示出了图1A的功率模块内部的DC链路电容器和开关位置之间的电流回路。

图2示出了根据本公开的各方面的各种互连件和相关联的阻抗。