多路分支布局布线的功率模块及功率模组制造技术

本发明专利技术一方面提供了一种功率模块，其包括第一桥臂功率芯片组和第二桥臂功率芯片组，所述第二桥臂功率芯片组分成多组，分别设置于所述输出导电层的输出支臂上；所述输出支臂与所述第二输入导电层的输入通道区穿插布置。所述第一桥臂功率芯片组分成多组，分别设置于所述第一输入导电层上输入支臂上，与输出导电层上的输出通道部穿插布置。本发明专利技术提供的功率模块，其对功率单元上的电路铜层进行了优化设计，使其输出导电层和所述第一输入导电层或第二输入导电层形成相互穿插握手结构，如此，可进一步缩短其电流从第一输入导电层或第二输入导电层和输出导电层上走过的电流通路，有效降低其寄生电感。

【技术实现步骤摘要】
多路分支布局布线的功率模块及功率模组
本专利技术涉及一种功率模块领域。
技术介绍
功率模块是功率电子电力器件如MOS管(金属氧化物半导体)、IGBT(绝缘栅型场效应晶体管)，FRD(快恢复二极管)按一定的功能组合封装成的电力开关模块，其主要用于电动汽车，光伏发电，风力发电，工业变频等各种场合下的功率转换。然而随着模块中的功率开关被重复地切换，由其结构配置所产生的电感会降低功率模块的可靠性。传统的功率模块由于续流回路面积较大，导致模块的续流回路电感很大，使模块的开关损耗大，可靠性低。如图1、图2所示，功率模块主要包括底板和布置在底板上的功率单元(其中，其功率模块根据需要控制路数的数量，可以包括多个功率单元，比如如果用于三相电路中作为控制模块，则可以包括3个功率单元，如图中所示，分别标记为1U\1V\1W)，功率单元上布局形成有电路铜层，并在电路铜层上通过功率芯片，实现桥路式的开关控制，该功率单元通过包括上下两个MOS(中文全称：金氧半场效晶体管；英文全称：Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor)管或者IGBT(英文全称：InsulatedGateBipolarTransistor，中文全称：绝缘栅双极型晶体管)的功率电子器件串联而成，两个MOS管或者IGBT之间的电极作为输出电极；功率单元上连接有第一输入电极、第二输入电极和输出电极(可统称为功率电极或功率引脚)；通常第一输入电极和第二输入电极分别作为正负电极，分别用于连接(还包括用于固定和引出各功率电极或者引脚的绝缘框架，图中未示出)外接电源的正极和负极。其中作为较优的方式，目前部分技术中提到将两个输入电极(第一输入电极和第二输入电极)如图2中所示设置为上下层叠布置，以通过该种布置方式降低其寄生电感。但该种方式仍有可以改进的空间。目前，现有上述功率单元的电路铜层在进行布局时，输出导电层上设置的若干功率芯片并联作为一个桥臂；第一输入导电层或者第二输入导电层上设置若干功率芯片并联作为一个桥臂；然而随着模块中的功率开关被重复地切换，由其结构配置所产生的电感会降低功率模块的可靠性。传统的功率模块由于续流回路面积较大，导致模块的续流回路电感很大，使模块的开关损耗大，可靠性低。其往往将上述输出导电层和第一输入导电层或者第二输入导电层上的桥臂分成上下对称布置或者左右对称布置。该种布局方式一定程度上仍会使得其流过的电流通路较长，因此产生的寄生电感仍然较大。如何进一步进行合理的电路铜层布局，进一步优化功率单元上的寄生电感(或杂散电感)，是目前需要进一步解决的问题。
技术实现思路
为克服现有技术中功率模块的布局布线电感仍然较大，需要对其进一步合理布局，优化器寄生电感的问题，本专利技术提供了一种多路分支布局布线的功率模块及功率模组。本专利技术一方面提供了一种多路分支布局布线的功率模块，包括底板及设置于底板上的功率单元、输出电极和两个输入电极；所述两个输入电极包括第一输入电极、第二输入电极；所述功率单元包括基板、电路铜层和功率芯片组，所述电路铜层形成在所述基板上，所述功率芯片组布置于所述电路铜层上；所述电路铜层包括第一输入导电层、第二输入导电层和输出导电层；所述功率芯片组包括第一桥臂功率芯片组和第二桥臂功率芯片组；所述第一输入导电层或第二输入导电层包括输入连接部、输入通路部和输入支臂，输入通路部连接所述输入连接部，所述输出支臂连接所述输入通路部；所述输出导电层包括输出连接部、输出通路部和输出支臂，输出通路部连接输出连接部，所述输出支臂连接所述输出通路部；所述第二桥臂功率芯片组分成多组，分别设置于所述输出导电层的输出支臂上；所述输出支臂与所述第一输入导电层或第二输入导电层的输入通道区穿插布置；所述第一桥臂功率芯片组分成多组，分别设置于所述第一输入导电层或第二输入导电层上的输入支臂上，与输出导电层上的输出通道部穿插布置。本专利技术提供的功率模块，其对功率单元上的电路铜层进行了优化设计，使其输出导电层和所述第一输入导电层或第二输入导电层形成相互穿插握手结构，如此，可进一步缩短其电流从第一输入导电层和输出导电层上走过的电流通路，有效降低其寄生电感。进一步地，所述输出导电层内还包括用来布局与其形成穿插握手的第一输入导电层或者第二输入导电层的留空区；所述第一输入导电层或者第二输出导电层内还包括用来布局与其形成穿插握手的输出导电层的留空区；所述第一输入导电层或者第二输入导电层布置在输出导电层的留空区内，所述输出导电层布置在第一输入导电层或者第二输入导电层的留空区内。进一步地，所述第一输入导电层和所述第二输入导电层均设置在所述输出导电层的留空区内。进一步地，所述第一输入导电层或者第二输入导电层或者输出导电层内的留空区中还设有控制导电层，该控制导电层电连接到所述功率芯片的控制门极上。进一步地，所述第一输入导电层包括输入连接部、输入通路部和输入支臂，输入通路部连接所述输入连接部，所述输出支臂连接所述输入通路部；所述第二输入导电层包括外联部和内联部；所述第一输入导电层上的输入通路部和输入支臂与所述输出导电层上的输出通路和输出支臂内互相穿插，使其输入通路部和输入支臂位于所述输出导电层内的留空区内，使所述输出通路部和所述输出支臂位于所述第一输入导电层内的留空区内，使所述第一输入导电层和所述输出导电层形成穿插握手结构。进一步地，所述第一输入导电层包括一输入连接部、3个输入通路部和4个输出支臂，其中两侧的输入通路部上分别设有1个输入支臂，中间的输入通路部上连接2个输入支臂；其中，3个电路输入通路部的之间及两侧形成有第三留空区；在4个输入支臂的左右两侧的输入支臂的外侧形成有第四留空区；所述输出导电层包括一输出连接部、2个输出通路部和4个输出支臂，每个输出通路上连接2个输出支臂；其中，两个电路输入通路部的周边形成有第一留空区；在4个输出支臂之间均形成有第二出留空区；其中，所述输入通路部穿插在所述输出导电层的输入支臂两侧的第二留空区内，所述输入支臂穿插在所述输出导电层的输出通路部两侧的第一留空区内；所述输出通路部穿插在所述第一输入导电层的输入支臂之间第四留空区内，其输出支臂穿插在所述第一输入导电层的输出通路部之间的第三留空区内。进一步地，所述输出导电层包括一输出连接部、一输出通路部和2个输出支臂，所述输出通路部上连接2个输出支臂；其中，电路输入通路部的周边形成有第一留空区；输出支臂之间均形成有第二出留空区；第一输入导电层包括一输入连接部、2个输入通路部和2输出支臂，其中每个输入通路部上分别设有1个输入支臂；其中，2个输入通路部之间形成有第三留空区；在2个输入支臂之间形成有第四留空区；所述输入通路部穿插在所述输出导电层的输入支臂两侧的第二留空区内，所述输入支臂穿插在所述输出导电层的输出通路部两侧的第一留空区内；其中输出通路部穿插在所述第一输入导电层的输入支臂之间的第四留空区内，其输出支臂穿插在所述第一输入导电层的输出通路部之间的第三留空区内。本专利技术第二方面提供了一种多路分支布局布线的功率模组，包括功率模块和电容模块，所述功率模块为上述的功率模块。本专利技术提供的功率模组，其对其中功率模组上的的电路铜层进行了优化设计，使其输出导电层和所述第一输入导电层形成相互穿插握手结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多路分支布局布线的功率模块，包括底板及设置于底板上的功率单元、输出电极和两个输入电极；所述两个输入电极包括第一输入电极、第二输入电极；所述功率单元包括基板、电路铜层和功率芯片组，所述电路铜层形成在所述基板上，所述功率芯片组布置于所述电路铜层上；所述电路铜层包括第一输入导电层、第二输入导电层和输出导电层；所述功率芯片组包括第一桥臂功率芯片组和第二桥臂功率芯片组；所述第一输入导电层或者第二输入导电层包括输入连接部、输入通路部和输入支臂，输入通路部连接所述输入连接部，所述输出支臂连接所述输入通路部；所述输出导电层包括输出连接部、输出通路部和输出支臂，输出通路部连接输出连接部，所述输出支臂连接所述输出通路部；其特征在于：所述第二桥臂功率芯片组分成多组，分别设置于所述输出导电层的输出支臂上；所述输出支臂与所述第一输入导电层或者第二输入导电层的输入通道区穿插布置；所述第一桥臂功率芯片组分成多组，分别设置于所述第一输入导电层或者第二输入导电层上的输入支臂上，与输出导电层上的输出通道部穿插布置。

【技术特征摘要】
1.一种多路分支布局布线的功率模块，包括底板及设置于底板上的功率单元、输出电极和两个输入电极；所述两个输入电极包括第一输入电极、第二输入电极；所述功率单元包括基板、电路铜层和功率芯片组，所述电路铜层形成在所述基板上，所述功率芯片组布置于所述电路铜层上；所述电路铜层包括第一输入导电层、第二输入导电层和输出导电层；所述功率芯片组包括第一桥臂功率芯片组和第二桥臂功率芯片组；所述第一输入导电层或者第二输入导电层包括输入连接部、输入通路部和输入支臂，输入通路部连接所述输入连接部，所述输出支臂连接所述输入通路部；所述输出导电层包括输出连接部、输出通路部和输出支臂，输出通路部连接输出连接部，所述输出支臂连接所述输出通路部；其特征在于：所述第二桥臂功率芯片组分成多组，分别设置于所述输出导电层的输出支臂上；所述输出支臂与所述第一输入导电层或者第二输入导电层的输入通道区穿插布置；所述第一桥臂功率芯片组分成多组，分别设置于所述第一输入导电层或者第二输入导电层上的输入支臂上，与输出导电层上的输出通道部穿插布置。2.根据权利要求1所述的多路分支布局布线的功率模块，其特征在于，所述输出导电层内还包括用来布局与其形成穿插握手的第一输入导电层或者第二输入导电层的留空区；所述第一输入导电层或者第二输出导电层内还包括用来布局与其形成穿插握手的输出导电层的留空区；所述第一输入导电层或者第二输入导电层布置在输出导电层的留空区内，所述输出导电层布置在第一输入导电层或者第二输入导电层的留空区内。3.根据权利要求2所述的多路分支布局布线的功率模块，其特征在于，所述第一输入导电层和所述第二输入导电层均设置在所述输出导电层的留空区内。4.根据权利要求2所述的多路分支布局布线的功率模块，其特征在于，所述第一输入导电层或者第二输入导电层或者输出导电层内的留空区中还设有控制导电层，该控制导电层电连接到所述功率芯片的控制门极上。5.根据权利要求3所述的多路分支布局布线的功率模块，其特征在于，所述第一输入导电层包括输入连接部、输入通路部和输入支臂，输入通路部连接所述输入连接部，所述输出支臂连接所述输入通路部；所述第二输入导电层包括外联部和内联部；所述第一输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：周卫国，
申请(专利权)人：深圳市慧成功率电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44