半导体功率单元及半导体功率模块制造技术

本实用新型专利技术涉及电力电子技术领域，公开了半导体功率单元及半导体功率模块，包括基板、在基板上布局的电路铜层以及设置于电路铜层上的半导体功率电子元件，半导体功率电子元件包括半导体功率芯片、电极探针及若干控制极电阻，电路铜层包括用于连接半导体功率芯片的半导体功率芯片导电区、用于连接电极探针的电极探针导电区及用于连接控制极电阻的控制极电阻导电区，控制极电阻一字排开设置于控制极电阻导电区上，控制极电阻导电区的连接端位于靠近中间位置的控制极电阻。通过将控制极电阻导电区的连接端设置于位于靠近中间位置的控制极电阻的位置处，使驱动电流从连接端分别向两侧方向传输，从而降低了驱动电流的不均衡性。从而降低了驱动电流的不均衡性。从而降低了驱动电流的不均衡性。

【技术实现步骤摘要】
半导体功率单元及半导体功率模块


[0001]本技术涉及电力电子
，尤其涉及一种半导体功率单元及半导体功率模块。

技术介绍

[0002]功率半导体模块是将多个半导体芯片按照一定功能、模式组合再灌封成一体的器件，其主要应用于电力电子系统功率回路。传统的功率半导体模块包括IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、功率MOSFFT（场效应晶体管）、晶闸管以及功率二极管等。
[0003]对于半导体功率模块，一般连接有控制极电阻以防止半导体功率模块的电流超出要求导致芯片过热而损坏，但是，使用者发现，控制极电阻中的驱动电流容易出现不均衡的现象。

技术实现思路

[0004]为了降低驱动电流的不均衡性，本申请提供一种半导体功率单元及半导体功率模块。
[0005]第一方面，本申请公开的一种半导体功率单元，采用如下的技术方案：
[0006]半导体功率单元，包括基板、在基板上布局的电路铜层以及设置于所述电路铜层上的半导体功率电子元件，所述半导体功率电子元件包括半导体功率芯片、电极探针及若干控制极电阻，所述电路铜层包括用于连接半导体功率芯片的半导体功率芯片导电区、用于连接电极探针的电极探针导电区及用于连接控制极电阻的控制极电阻导电区，所述控制极电阻一字排开设置于所述控制极电阻导电区上，所述控制极电阻导电区的连接端位于靠近中间位置的所述控制极电阻。
[0007]通过采用上述技术方案，将控制极电阻导电区的连接端设置于位于靠近中间位置的控制极电阻的位置处，使驱动电流从连接端分别向两侧方向传输，从而降低了驱动电流的不均衡性；另外，电极探针与半导体功率芯片及半导体功率芯片导电区形成的半导体功率回路连接分开设置，从而降低了半导体功率回路对电极探针造成的电磁干扰，以便于得到更加准确的测量数据，进一步降低能量损耗。
[0008]在一些实施方式中，所述电极探针包括第一电极探针及第二电极探针，所述电极探针导电区包括用于连接所述第一电极探针的第一电极探针导电区及用于连接所述第二电极探针的第二电极探针导电区，所述第二电极探针导电区与所述控制极电阻导电区相邻，所述第二电极探针导电区通过键合线与所述控制极电阻导电区相连，所述第一电极探针导电区与所述半导体功率芯片的第二主电极。
[0009]通过采用上述技术方案，使整体布局更加合理，缩短了连接线的长度，从而降低驱动端子杂散电感。
[0010]在一些实施方式中，所述半导体功率芯片的电极包括第一主电极、第二主电极及控制电极，所述第一主电极为位于所述半导体功率芯片电源输入方向的主电极，所述第二
主电极为位于所述半导体功率芯片电源输出方向的主电极，所述控制电极为位于所述半导体功率芯片控制信号输入方向的电极，所述第一电极探针导电区通过键合线与所述第二主电极连接，所述控制极电阻通过键合线与所述控制电极连接。
[0011]在一些实施方式中，所述电路铜层还包括两个输入电极区和至少一个输出电极区，所述半导体功率芯片的第一主电极与所述输入电极区连接，所述半导体功率芯片的第二主电极与所述输出电极区。
[0012]在一些实施方式中，包括两组半导体功率电子元件，两组半导体功率电子元件分别接于两个输入电极区之间，所述输出电极区接于两组所述半导体功率电子元件之间。
[0013]在一些实施方式中，还包括吸收电路，所述吸收电路与半导体功率芯片、半导体功率芯片导电区形成的半导体功率回路连接。
[0014]通过采用上述技术方案，进一步改善半导体功率模块中各个电子元件的均流以及电压过冲的问题，在提高开关速度的同时，延长使用寿命。
[0015]在一些实施方式中，所述吸收电路为阻容吸收电路。
[0016]第二方面，本申请公开的半导体功率单元，采用如下的技术方案：
[0017]半导体功率单元，包括上述的半导体功率单元。
[0018]综上，本技术提供的半导体功率单元及半导体功率模块，与现有技术相比，具有以下优点：
[0019]1.通过将控制极电阻导电区的连接端设置于位于靠近中间位置的控制极电阻的位置处，使驱动电流从连接端分别向两侧方向传输，从而降低了驱动电流的不均衡性；
[0020]2.通过设置吸收电路，进一步改善半导体功率模块中各个电子元件的均流以及电压过冲的问题，在提高开关速度的同时，延长使用寿命。
附图说明
[0021]图1为本申请提供的一种半导体功率单元的层结构图。
[0022]图2为本申请提供的一种半导体功率单元的结构示意图。
[0023]图中，1、基板；2、电路铜层；21、半导体功率芯片导电区；211、上桥功率芯片组导电区；212、下桥功率芯片组导电区；22、电极探针导电区；221、第一电极探针导电区；222、第二电极探针导电区；23、控制极电阻导电区；231、第一控制极电阻导电区；232、第二控制极电阻导电区；3、半导体功率电子元件；31、半导体功率芯片；32、电极探针；321、第一电极探针；322、第二电极探针；33、控制极电阻；4、输入电极区；41、第一输入电极区；42、第二输入电极区；5、输出电极区；26、吸收电路。
具体实施方式
[0024]以下结合附图1和图2对本技术作进一步详细说明。
[0025]本申请实施例公开了一种半导体功率单元，如图1所示，包括基板1、在基板1上布局的电路铜层2以及设置于电路铜层2上的半导体功率电子元件3。
[0026]如图2所示，半导体功率电子元件3包括半导体功率芯片31，半导体功率芯片31为两组，分别为上桥功率芯片组及下桥功率芯片组，上下两组半导体功率芯片31通过电路铜层2及键合线串联连接，形成半导体功率回路。
[0027]半导体功率芯片31包括MOS管或者IGBT，半导体功率芯片31包括第一主电极、第二主电极及控制电极，第一主电极为MOS管的漏极D或IGBT的集电极C，第二主电极为MOS管的源极S或IGBT的发射极E，控制极为MOS管的栅极G或IGBT的门极G，其中第一主电极为位于半导体功率芯片31电源输入方向的主电极，第二主电极为位于半导体功率芯片31电源输出方向的主电极，即第一主电极和第二主电极接驱动电源，控制电极作为输入控制极，用于输入控制信号，控制第一主电极和第二主电极之间的通断。
[0028]如图2所示，半导体功率电子元件3还包括电极探针32及若干控制极电阻33，电极探针32及控制极电阻33也设置为两组，分别连接至上桥功率芯片组及上桥功率芯片组。电极探针32用于传输电极电压，电极探针32包括第一电极探针321及第二电极探针322，第一电极探针321与半导体功率芯片31的第二主电极连接，用于传输第二主电极的电压，第二电极探针322与半导体功率芯片31的控制电极连接，用于传输控制电极的电压，电极探针32将测量得到的电压传输至驱动控制电路，以便驱动控制电路根据测得的电极电压控制半导体功率回路。控制极电阻33能够有效降低半导体功率回路中发生电压过冲的概率，并且用于对半导体功率回路进行分流，防止半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.半导体功率单元，其特征在于，包括基板（1）、在基板（1）上布局的电路铜层（2）以及设置于所述电路铜层（2）上的半导体功率电子元件（3），所述半导体功率电子元件（3）包括半导体功率芯片（31）、电极探针（32）及若干控制极电阻（33），所述电路铜层（2）包括用于连接半导体功率芯片（31）的半导体功率芯片导电区（21）、用于连接电极探针（32）的电极探针导电区（22）及用于连接控制极电阻（33）的控制极电阻导电区（23），所述控制极电阻（33）一字排开设置于所述控制极电阻导电区（23）上，所述控制极电阻导电区（23）的连接端位于靠近中间位置的所述控制极电阻（33）。2.根据权利要求1所述的半导体功率单元，其特征在于，所述电极探针（32）包括第一电极探针（321）及第二电极探针（322)，所述电极探针导电区（22）包括用于连接所述第一电极探针（321）的第一电极探针导电区（221）及用于连接所述第二电极探针（322)的第二电极探针导电区（222），所述第二电极探针导电区（222）与所述控制极电阻导电区（23）相邻，所述第二电极探针导电区（222）通过键合线与所述控制极电阻导电区（23）相连，所述第一电极探针导电区（221）与所述半导体功率芯片（31）的第二主电极。3.根据权利要求2所述的半导体功率单元，其特征在于，所述半导体功率芯片（31）的电极包括第一主电极、第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆熙，
申请(专利权)人：忱芯科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：