[发明专利]杂散电感低的功率模块

说明书

提供半桥的功率模块包括至少一个衬底和内部金属化区域、两个中间金属化区域和两个外部金属化区域，它们各自沿至少一个衬底的纵向方向延伸；其中，两个中间金属化区域相对于至少一个衬底的横向方向布置在内部金属化区域的旁边，并且各个外部金属化区域相对于横向方向布置在两个中间金属化区域中的一个的旁边；功率模块包括两个内组半导体开关，各个内组半导体开关结合到中间金属化区域上且电连接到内部金属化区域上，使得内组半导体开关形成半桥的第一臂；功率模块包括两个外组半导体开关，各个外组半导体开关结合到外部金属化区域上且电连接到中间金属化区域上，使得外组半导体开关形成半桥的第二臂。

技术领域

本发明涉及封装功率半导体的领域。特别地，本发明涉及功率模块和功率模块和电容器组件。

背景技术

在电转换器中，换向回路杂散电感在开关期间产生电压过冲，由于阻尼振荡而产生电磁干扰排放，并且增加开关损耗。此外，关于宽带隙半导体功率模块的经历显示功率电路中的阻尼振荡还可在门电路中产生高频噪声，从而降低半导体开关的可控制性且需要更高级的门驱动器。功率模块可为换向回路的一部分，因此最大程度地减小其杂散电感可为重要的。

此外，用于快速开关半导体，尤其是用于宽带隙半导体的功率模块，应当具有低杂散电感(低于10 nH)，以应付短的电流上升时间。另一方面，典型的宽带隙半导体的低电流额定值通常需要许多半导体芯片的电并联，以达到实际电流水平。但是，半导体芯片的并联需要更多空间来布置芯片和发送信号，并且因此可引起更高的杂散电感。

功率模块杂散电感在很大程度上可能是由于其功率端子的设计引起的。一个原因可能是其中可能没有外壳(例如由Si凝胶或环氧树脂制成)的功率端子的外部部件需要较大的蠕变和间隙距离。但是，还通过优化功率模块的内部结构，可获得较低的杂散电感。

US2005/0024805 A1涉及一种用于功率半导体模块的低电感电路组件，其中描述了使用端子带状线和带状结合的低电感功率模块组件。

DE 10 2014 102 018 B3涉及一种由于特定引线结合件组件而具有低杂散电感组件的功率模块。

US 5,705,848涉及一种功率半导体模块，它描述了使用浮动板互连衬底的低电感和空间高效方式。

发明内容

本发明的目标是提供一种杂散电感低的功率模块。

此目标由独立权利要求的主题实现。根据从属权利要求和以下描述，另外的示例性实施例是明显的。

本发明的一方面涉及提供半桥的功率模块。功率模块可为电互连和机械互连多个半导体开关的装置。通常，功率模块包括衬底，衬底可在结合半导体开关的一侧或两侧上具有金属化层。衬底和一个或多个金属化层可为DBC(直接结合铜)衬底。此外，功率模块可包括端子，端子也可结合到金属化层上。衬底、半导体开关和端子可铸造到外壳中。

半桥可为电路，电路包括两个开关元件，它们在两个DC连接点之间串联连接且在它们之间提供AC连接点。DC连接点和AC连接点可电连接到功率模块的端子上。各个开关元件可由并联电连接的一个或多个半导体开关组成。

可在电转换器中采用功率模块，电转换器例如可矫正供应给DC链路或电池(诸如电动车辆的电池)的DC电压。换流器产生供应给电马达(诸如电动车辆的马达)的AC电压也是可行的。功率模块可在诸如电动汽车、摩托车、公交车、越野工程车辆、卡车和充电站的汽车应用中使用。

功率模块可适于处理超过10A的电流。功率模块可为适于处理低于1kV的电压的低电压模块，或者可为适于处理介于1kV和30kV之间的电压的中等电压模块。