CN111696976B - 功率半导体模块衬底及其所应用的电动机车 - Google Patents

功率半导体模块衬底及其所应用的电动机车 Download PDF

Info

Publication number
CN111696976B
CN111696976B CN202010572060.6A CN202010572060A CN111696976B CN 111696976 B CN111696976 B CN 111696976B CN 202010572060 A CN202010572060 A CN 202010572060A CN 111696976 B CN111696976 B CN 111696976B
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
metallization
conductive pin
substrate
metal coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010572060.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111696976A (zh
Inventor
李武华
周宇
罗皓泽
高洪艺
夏雨昕
沈捷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leadrive Technology Shanghai Co Ltd
Original Assignee
Leadrive Technology Shanghai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leadrive Technology Shanghai Co Ltd filed Critical Leadrive Technology Shanghai Co Ltd
Priority to CN202010572060.6A priority Critical patent/CN111696976B/zh
Publication of CN111696976A publication Critical patent/CN111696976A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111696976B publication Critical patent/CN111696976B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49838—Geometry or layout
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49111—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting two common bonding areas, e.g. Litz or braid wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4912—Layout
    • H01L2224/49175—Parallel arrangements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本公开实施例提供一种功率半导体模块衬底及其所应用的电动机车，属于半导体技术领域。包括：衬底主体，包括矩形的衬底以及功率金属敷层，第一功率金属敷层上设有第一焊接区，第二功率金属敷层上设有第二焊接区，第三功率金属敷层上设置有第三焊接区和第四焊接区；吸收电容组，第一吸收电容包括第一导电引脚和第二导电引脚，第二吸收电容包括第三导电引脚和第四导电引脚，第一导电引脚与第一焊接区电性连接，第二导电引脚与第三焊接区电性连接，第三导电引脚与第四焊接区电性连接，第四导电引脚与第二焊接区电性连接。这样，增设的吸收电容通过吸收掉尖峰的大电压，有效地抑制了功率器件开关过程中的电压尖峰和振荡，保证了功率器件的安全。

Description

功率半导体模块衬底及其所应用的电动机车
技术领域
本公开涉及半导体技术领域，尤其涉及一种功率半导体模块衬底及其所应用的电动机车。
背景技术
目前，在直流变交流的应用场合采用直流电源通过正负母线与功率模块相连，母线杂感直接关系到功率器件关断时承受的电压峰值。在半桥功率模块中，S1和S2是功率模块中串联的开关器件，Lc1为正母线和功率模块端子之间的杂感，Lc2为负母线和功率模块端子之间的杂感，Lc3为功率模块内部的杂感。在S1关断瞬间，S1的电流换流至下管S2的续流二极管，由于下管S2续流二极管的钳位作用，上管S1的电压会上升至母线电压Vdc。换流过程中由于电流变化率di/dt，杂感上会产生感应电压，感应电压为ΔV＝(Lc1+Lc2+Lc3)·di/dt，杂感上电压叠加在上管S1上，产生电压尖峰Vpeak＝Vdc+(Lc1+Lc2+Lc3)·di/dt，电压超过功率器件的击穿电压Vces将导致器件损坏。同时杂感与功率器件结电容形成LC振荡电路，引起功率器件关断电压振荡的技术问题。
可见，现有的功率半导体衬底方案存在换流过程中功率半导体器件承受电压过大或者电压振荡的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本公开实施例提供一种功率半导体模块衬底及其所应用的电动机车，至少部分解决现有技术中存在的问题。
第一方面，本公开实施例提供了一种功率半导体模块衬底，包括：
衬底主体，所述衬底主体包括矩形的衬底，以及设置于所述衬底上的功率金属敷层，所述功率金属敷层包括分别设置于所述衬底两相对长边区域的第一功率金属敷层和第二功率金属敷层，以及分别设置于所述衬底两相对短边区域的第三功率金属敷层和第四功率金属敷层，所述第三功率金属敷层位于所述第一功率金属敷层和所述第二功率金属敷层之间，所述第三功率金属敷层上设置有负极端子连接处，所述第四功率金属敷层上设置有交流端子连接处，所述第一功率金属敷层和所述第二功率金属敷层上设置有正极端子连接处，所述第一功率金属敷层上设有第一焊接区，所述第二功率金属敷层上设有第二焊接区，所述第三功率金属敷层上设置有第三焊接区和第四焊接区；
吸收电容组，所述吸收电容包括第一吸收电容和第二吸收电容，所述第一吸收电容包括第一导电引脚和第二导电引脚，所述第二吸收电容包括第三导电引脚和第四导电引脚，所述第一导电引脚与所述第一功率金属敷层的第一焊接区电性连接，所述第二导电引脚与所述第三功率金属敷层的第三焊接区电性连接，所述第三导电引脚与所述第三功率金属敷层的所述第四焊接区电性连接，第四导电引脚与所述第二功率金属敷层的第二焊接区电性连接。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述衬底主体还包括四组功率开关，四组功率开关分别设置于所述第一功率金属敷层和所述第二功率金属敷层的靠近所述第四功率金属敷层的区域，以及，所述第四功率金属敷层的靠近所述第三功率金属敷层的两侧区域。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，每组所述功率开关包括沿所述衬底的长边方向依次排布的功率半导体器件，每个所述功率半导体器件上均设置有联通连接装置，每组所述功率开关中的功率半导体器件的数量范围为3个至5个。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述功率半导体器件包括二极管、结型场效应管、金属氧化物半导体场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管中的任一种，所述功率开关采用硅、碳化硅、氮化镓中的至少一种半导体材料制造。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述衬底主体还包括：
设置于所述第四功率金属敷层上的第一辅助金属敷层、第一源极信号端子和第一门极信号端子，所述第一辅助金属敷层靠近所述交流端子连接处设置，所述第一辅助金属敷层设有向远离所述交流端子连接处的方向延伸的第一突出结构，所述第一源极信号端子设置于所述第一突出结构的远离所述交流端子连接处的一侧，所述第一门极信号端子设置在所述第一辅助金属敷层上；
设置于所述第三功率金属敷层上的第二辅助金属敷层、所述第二源极信号端子和第二门极信号端子，所述第二辅助金属敷层设置在所述第三功率金属敷层的靠近所述第四功率金属敷层的边缘区域，所述第二辅助金属敷层设置有向远离所述第四功率金属敷层的方向延伸的第二突出结构，所述第二源极信号端子设置于所述第二突出结构的远离所述第二辅助金属敷层的一侧，所述第二门极信号端子设置在所述第二辅助金属敷层上。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述第一功率金属敷层和所述第二功率金属敷层的靠近所述负极端子的区域分别设置有正极端子，所述第一焊接区和所述第二焊接区均靠近所述负极端子连接处设置，所述第三焊接区和所述第四焊接区均靠近所述负极端子连接处。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述第一功率金属敷层、所述第二功率金属敷层、所述第三功率金属敷层、所述第四功率金属敷层、所述第一辅助金属敷层和所述第二辅助金属敷层均为铜层；和/或，
所述第四功率金属敷层的沿所述衬底的短边方向的宽度范围为10毫米至15毫米。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述吸收电容的最大工作温度不低于150摄氏度；和/或，
所述第一导电引脚、所述第二导电引脚、所述第三导电引脚和所述第四导电引脚均采用银线或者铜线制成。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述吸收电容为贴片封装。
第二方面，本公开实施例还提供了一种电动机车，包括机车本体，以及如第一方面中任一项所述的功率半导体模块衬底，所述半导体的衬底设置于所述机车本体。
本公开实施例中的功率半导体模块衬底及其所应用的电动机车，通过在功率半导体模块衬底的衬底主体内设置吸收电容，吸收电容设置于正极端子所在功率金属敷层。增设的吸收电容通过吸收掉尖峰的大电压，有效地抑制了功率器件开关过程中的电压尖峰和振荡，保证了功率器件的安全，延长功率开关的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本公开实施例提供的一种功率半导体模块衬底的结构示意图；
图2为本公开实施例提供的功率半导体模块衬底的另一视角的结构示意图。
附图标记汇总：
衬底11；
第一功率金属敷层1，第二功率金属敷层2，第三功率金属敷层3，第四功率金属敷层4；
第一辅助金属敷层5，第二辅助金属敷层6，第三辅助金属敷层28，第四辅助金属敷层29，第五辅助金属敷层30，第六辅助金属敷层31；
所述第一源极信号端子7，所述第二源极信号端子8；
第一门极信号端子9，第二门极信号端子10；
正极端子连接处12，负极端子连接处13，交流端子连接处14；
功率半导体器件15；
第一焊接区16，第二焊接区17，第三焊接区18，第四焊接区19；
第一吸收电容20，第一导电引脚22，第二导电引脚23；
第二吸收电容21，第三导电引脚24，第四导电引脚25；
联通金属敷层26，联通连接装置27。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
参见图1，为本公开实施例提供的一种功率半导体模块衬底的结构示意图。如图1所示，所述功率半导体模块衬底(以下简称所述衬底)主要包括：
衬底主体，所述衬底主体包括矩形的衬底11，以及设置于所述衬底11上的功率金属敷层，所述功率金属敷层包括分别设置于所述衬底11两相对长边区域的第一功率金属敷层1和第二功率金属敷层2，以及分别设置于所述衬底11两相对短边区域的第三功率金属敷层3和第四功率金属敷层4，所述第三功率金属敷层3位于所述第一功率金属敷层1和所述第二功率金属敷层2之间，所述第三功率金属敷层3上设置有负极端子连接处13，所述第四功率金属敷层4上设置有交流端子连接处14，所述第一功率金属敷层1和所述第二功率金属敷层2分别上设置有正极端子连接处12，所述第一功率金属敷层1上设有第一焊接区16，所述第二功率金属敷层2上设有第二焊接区17，所述第三功率金属敷层3上设置有的第三焊接区18和第四焊接区19；
吸收电容组，所述吸收电容包括第一吸收电容20和第二吸收电容21，所述第一吸收电容20包括第一导电引脚22和第二导电引脚23，所述第二吸收电容21包括第三导电引脚24和第四导电引脚25，所述第一导电引脚22与所述第一功率金属敷层1的第一焊接区16电性连接，所述第二导电引脚23与所述第三功率金属敷层3的第三焊接区18电性连接，所述第三导电引脚24与所述第三功率金属敷层3的所述第四焊接区19电性连接，第四导电引脚25与所述第二功率金属敷层2的第二焊接区17电性连接。
本实施例提供的所述衬底11，主要包括衬底主体和吸收电容组，吸收电容组设置于所述衬底主体上，起到主要的吸收尖峰电压和抑制电压振荡的作用。
具体的，如图1所示，所述衬底主体主要包括衬底11和功率金属敷层，衬底11为矩形结构，功率金属敷层设置于衬底11上。可选的，功率金属敷层可以为铜层。需要说明的是，衬底11并非严格意义上的矩形结构，如图1所示，其四角做成倒角，而非常规矩形的直角结构，此处引入矩形仅为方便描述衬底11上的相关元器件的相对位置关系，并非对衬底11结构的限定。
功率金属敷层包括四个，分别定义为第一功率金属敷层1、第二功率金属敷层2、第三功率金属敷层3和第四功率金属敷层4。其中，第一功率金属敷层1和第二功率金属敷层2分别设置于所述衬底11两相对长边区域，第三功率金属敷层3和第四功率金属敷层4分别设置于所述衬底11两相对短边区域，所述第三功率金属敷层3位于所述第一功率金属敷层1和所述第二功率金属敷层2之间，且所述第三功率金属敷层3上设置有负极端子连接处，第四功率金属敷层4上设置有交流端子连接处14，第一功率金属敷层1和第二功率金属敷层设置正极端子连接处。此外，功率金属敷层上还特地设置有用于连接吸收电容组的焊接区，主要包括所述第一功率金属敷层1上设有的第一焊接区16，所述第二功率金属敷层2上设有第二焊接区17，所述第三功率金属敷层3上设置有第三焊接区18和第四焊接区19。
如图1和图2所示，吸收电容组包括第一吸收电容20和第二吸收电容21，相对设置。第一吸收电容20分别连接第一功率金属敷层1和第三功率金属敷层3的焊接区，第二吸收电容21分别连接第二功率金属敷层2和第三功率金属敷层3上的焊接区。
可选的，所述吸收电容的最大工作温度不低于150摄氏度；和/或，
所述第一导电引脚22、所述第二导电引脚23、所述第三导电引脚24和所述第四导电引脚25均采用银线或者铜线制成。当然，导电引脚也可以采用其他高导热率材料，在此不作限定。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述吸收电容为贴片封装。
这样，第一吸收电容所在闭合回路的电流顺序为：电流经第一吸收电容20的第一导电引脚22流经第一功率金属敷层1上的功率半导体器件15和第四功率金属敷层4上的功率半导体器件后流回第三功率金属敷层3上的第一吸收电容的第二导电引脚23，第二吸收电容所在闭合回路的电流顺序则依次为：第二吸收电容21的第四导电引脚25、第二功率金属敷层2上的功率半导体器件和第四功率金属敷层上的功率半导体器件、第三功率金属敷层3上的第二吸收电容21的第三导电引脚24。由于正负母线上的杂散电感位于上述闭合回路之外，在电流变化时，杂散电感就不会在功率器件两端产生感应电压，也不会与功率器件的结电容形成LC振荡电路，这样就能实现吸收电容对电压峰值和振荡的抑制。
上述本公开实施例中的功率半导体模块衬底，通过在功率半导体模块衬底的衬底主体内设置吸收电容，吸收电容的两极引脚分别设置于正极端子和负极端子所在功率金属敷层。增设的吸收电容通过吸收掉尖峰的大电压，有效地抑制了功率器件开关过程中的电压尖峰和振荡，保证了功率器件的安全，延长功率半导体器件的使用寿命，同时各并联功率半导体器件杂感参数的均衡性也优化了其均流特性。
在上述实施例的基础上，根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述衬底主体还包括四组功率开关，四组功率开关分别设置于所述第一功率金属敷层1和所述第二功率金属敷层2的靠近所述第四功率金属敷层4的区域，以及，所述第四功率金属敷层4的靠近所述第三功率金属敷层3的两侧区域。
进一步的，每组所述功率开关包括沿所述衬底11的长边方向依次排布的功率半导体器件15，每个所述功率半导体器件15上均设置有联通连接装置27，每组所述功率开关中的功率半导体器件的数量范围为3个至5个。
具体的，所述功率半导体器件15包括二极管、结型场效应管JFET、金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET、绝缘栅双极型晶体管IGBT中的任一种，所述功率半导体器件15采用硅、碳化硅、氮化镓中的至少一种半导体材料制造。
如图1所示，所述第一功率金属敷层1、所述第二功率金属敷层2及所述第四功率金属敷层4设置有功率开关，功率开关由多个功率半导体器件15组成。所述衬底11上还设有联通金属敷层26，所述联通连接装置27设置在所述联通金属敷层26上。
所述功率半导体器件15纵向排列在所述第一功率金属敷层1、所述第二功率金属敷层2的上侧和所述第四功率金属敷层4的左右两侧，每一个功率开关上均设置有联通连接装置27以实现所述半导体器件与相邻功率金属敷层的电连接，不同器件的联通连接装置27长度不一致。
根据本公开实施例的另一种具体实现方式，所述衬底主体还包括：
设置于所述第四功率金属敷层4上的第一辅助金属敷层5、第一源极信号端子7和第一门极信号端子9，所述第一辅助金属敷层5靠近所述交流端子连接处14设置，所述第一辅助金属敷层5设有向远离所述交流端子连接处14的方向延伸的第一突出结构，所述第一源极信号端子7设置于所述第一突出结构的远离所述交流端子连接处14的一侧，所述第一门极信号端子9设置在所述第一辅助金属敷层5上；
设置于所述第三功率金属敷层3上的第二辅助金属敷层6、所述第二源极信号端子8和第二门极信号端子10，所述第二辅助金属敷层6设置在所述第三功率金属敷层3的靠近所述第四功率金属敷层4的边缘区域，所述第二辅助金属敷层6设置有向远离所述第四功率金属敷层4的方向延伸的第二突出结构，所述第二源极信号端子8设置于所述第二突出结构的远离所述第二辅助金属敷层6的一侧，所述第二门极信号端子10设置在所述第二辅助金属敷层6上。
可选的，所述第一辅助金属敷层5和所述第二辅助金属敷层6均为铜层。
所述第一辅助金属敷层5及所述第一源极信号端子7设置在所述第四功率金属敷层4上，所述第一辅助金属敷层5与所述第四功率金属敷层4相隔离，所述第一辅助金属敷层5设置在靠近交流端子连接处14的位置，所述第一辅助金属敷层5设置有第一突出结构，所述第一辅助金属敷层5的第一突出结构为向所述衬底11的底部方向突出，所述第一源极信号端子7位置靠近所述第一突出结构的一侧，所述第一门极信号端子9设置在所述第一辅助金属敷层5上；所述第一辅助金属敷层5的第一突出结构设置有第一辅助连接装置与所述第三辅助金属敷层28及所述第四辅助金属敷层29相连接，实现所述并联功率半导体器件15之间杂散参数的均衡性；所述第二辅助金属敷层6及所述第二源极信号端子8设置在所述第三功率金属敷层3上，所述第二辅助金属敷层6设置在所述第三功率金属敷层3顶端，所述第二辅助金属敷层6设置有第二突出结构，所述第二辅助金属敷层6的第二突出结构为向所述衬底11的底部方向突出，所述第二源极信号端子8位置靠近所述第二突出结构的一侧，所述第二门极信号端子10设置在所述第二辅助金属敷层6上，所述第二辅助金属敷层6的第二突出结构设置有第二辅助连接装置与所述第五辅助金属敷层30及所述第六辅助金属敷层31相连接，实现所述并联功率半导体器件15之间杂散参数的均衡性。
此外，根据本公开实施例的另一种具体实现方式，所述第一功率金属敷层1和所述第二功率金属敷层2的靠近所述负极端子的区域分别设置有正极端子，所述第一焊接区16和所述第二焊接区17均靠近所述正极端子连接处12设置，所述第三焊接区18和所述第四焊接区19均靠近所述负极端子连接处13。
可选的，如图1所示，所述正极端子连接处12为左右各两个，所述负极端子连接处13为四个，所述交流端子连接处14为四个。
此外，所述第四功率金属敷层4的沿所述衬底11的短边方向的宽度范围为10毫米至15毫米。这样，相对于现有的小于10毫米的宽度范围，更利于并联芯片的电感均衡性。
综上所述，本公开实施例中的功率半导体模块衬底，将吸收电容集成在功率半导体模块内部，有效地抑制了功率器件开关过程中的尖峰电压和电压振荡，保证了功率器件的安全，同时各并联功率半导体器件杂感参数的均衡性也优化了并联功率半导体器件的均流特性。
与上面的实施例相对应，本公开实施例还提供了一种电动机车，包括：
机车本体，以及功率半导体模块衬底，所述半导体的衬底设置于所述机车本体。本实施方式中，所述功率半导体模块衬底的具体实施过程可以参见上述图1和图2所示的是合理提供的功率办得到提模块衬底的具体实施过程，在此不再一一赘述。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种功率半导体模块衬底，其特征在于，包括：
衬底主体，所述衬底主体包括矩形的衬底，以及设置于所述衬底上的功率金属敷层，所述功率金属敷层包括分别设置于所述衬底两相对长边区域的第一功率金属敷层和第二功率金属敷层，以及分别设置于所述衬底两相对短边区域的第三功率金属敷层和第四功率金属敷层，所述第三功率金属敷层位于所述第一功率金属敷层和所述第二功率金属敷层之间，所述第三功率金属敷层上设置有负极端子连接处，所述第四功率金属敷层上设置有交流端子连接处，所述第一功率金属敷层和所述第二功率金属敷层上设置有正极端子连接处，所述第一功率金属敷层上设有第一焊接区，所述第二功率金属敷层上设有第二焊接区，所述第三功率金属敷层上设置有第三焊接区和第四焊接区；
吸收电容组，所述吸收电容包括第一吸收电容和第二吸收电容，所述第一吸收电容包括第一导电引脚和第二导电引脚，所述第二吸收电容包括第三导电引脚和第四导电引脚，所述第一导电引脚与所述第一功率金属敷层的第一焊接区电性连接，所述第二导电引脚与所述第三功率金属敷层的第三焊接区电性连接，所述第三导电引脚与所述第三功率金属敷层的所述第四焊接区电性连接，第四导电引脚与所述第二功率金属敷层的第二焊接区电性连接。
2.根据权利要求1所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，所述衬底主体还包括四组功率开关，四组功率开关分别设置于所述第一功率金属敷层和所述第二功率金属敷层的靠近所述第四功率金属敷层的区域，以及，所述第四功率金属敷层的靠近所述第三功率金属敷层的两侧区域。
3.根据权利要求2所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，每组所述功率开关包括沿所述衬底的长边方向依次排布的功率半导体器件，每个所述功率半导体器件上均设置有联通连接装置，每组所述功率开关中的功率半导体器件的数量范围为3个至5个。
4.根据权利要求3所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，所述功率半导体器件包括二极管、结型场效应管、金属氧化物半导体场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管中的任一种，所述功率开关采用硅、碳化硅、氮化镓中的至少一种半导体材料制造。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，所述衬底主体还包括：
设置于所述第四功率金属敷层上的第一辅助金属敷层、第一源极信号端子和第一门极信号端子，所述第一辅助金属敷层靠近所述交流端子连接处设置，所述第一辅助金属敷层设有向远离所述交流端子连接处的方向延伸的第一突出结构，所述第一源极信号端子设置于所述第一突出结构的远离所述交流端子连接处的一侧，所述第一门极信号端子设置在所述第一辅助金属敷层上；
设置于所述第三功率金属敷层上的第二辅助金属敷层、第二源极信号端子和第二门极信号端子，所述第二辅助金属敷层设置在所述第三功率金属敷层的靠近所述第四功率金属敷层的边缘区域，所述第二辅助金属敷层设置有向远离所述第四功率金属敷层的方向延伸的第二突出结构，所述第二源极信号端子设置于所述第二突出结构的远离所述第二辅助金属敷层的一侧，所述第二门极信号端子设置在所述第二辅助金属敷层上。
6.根据权利要求5所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，所述第一功率金属敷层和所述第二功率金属敷层的靠近所述负极端子的区域分别设置有正极端子，所述第一焊接区和所述第二焊接区均靠近所述正极端子连接处设置，所述第三焊接区和所述第四焊接区均靠近所述负极端子连接处。
7.根据权利要求6所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，所述第一功率金属敷层、所述第二功率金属敷层、所述第三功率金属敷层、所述第四功率金属敷层、所述第一辅助金属敷层和所述第二辅助金属敷层均为铜层；和/或，
所述第四功率金属敷层的沿所述衬底的短边方向的宽度范围为10毫米至15毫米。
8.根据权利要求7所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，所述吸收电容的最大工作温度不低于150摄氏度；和/或，
所述第一导电引脚、所述第二导电引脚、所述第三导电引脚和所述第四导电引脚均采用银线或者铜线制成。
9.根据权利要求8所述的功率半导体模块衬底，其特征在于，所述吸收电容为贴片封装。
10.一种电动机车，其特征在于，包括机车本体，以及如权利要求1至9中任一项所述的功率半导体模块衬底，所述功率半导体模块衬底设置于所述机车本体。
CN202010572060.6A 2020-06-22 2020-06-22 功率半导体模块衬底及其所应用的电动机车 Active CN111696976B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010572060.6A CN111696976B (zh) 2020-06-22 2020-06-22 功率半导体模块衬底及其所应用的电动机车

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010572060.6A CN111696976B (zh) 2020-06-22 2020-06-22 功率半导体模块衬底及其所应用的电动机车

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111696976A CN111696976A (zh) 2020-09-22
CN111696976B true CN111696976B (zh) 2022-07-01

Family

ID=72482677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010572060.6A Active CN111696976B (zh) 2020-06-22 2020-06-22 功率半导体模块衬底及其所应用的电动机车

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111696976B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112271141A (zh) * 2020-10-23 2021-01-26 浙江大学 一种双面散热功率半导体模块及制造方法
CN116130447A (zh) * 2021-11-12 2023-05-16 比亚迪半导体股份有限公司 半导体功率模块、电机控制器以及车辆

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN210379045U (zh) * 2019-06-22 2020-04-21 深圳市奕通功率电子有限公司 一种功率模组
CN110797328A (zh) * 2019-09-30 2020-02-14 浙江大学 一种功率半导体模块的桥臂单元设计
CN110829813A (zh) * 2019-11-19 2020-02-21 全球能源互联网研究院有限公司 一种集成吸收电容的压接型igbt半桥器件

Also Published As

Publication number Publication date
CN111696976A (zh) 2020-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10749520B2 (en) Power circuit and power module using MISFET having control circuit disposed between gate and source
US11063025B2 (en) Semiconductor module and power conversion device
US9818686B2 (en) Semiconductor modules and methods of forming the same
JP6513303B2 (ja) 電力用半導体モジュールおよび電力変換装置
JP5798412B2 (ja) 半導体モジュール
JP6288301B2 (ja) ハーフブリッジパワー半導体モジュール及びその製造方法
JP6245365B2 (ja) ハーフブリッジパワー半導体モジュール及びその製造方法
JP6683621B2 (ja) パワーモジュールおよびパワー回路
US8461623B2 (en) Power semiconductor module
US11171122B2 (en) Semiconductor device
US6249024B1 (en) Power module with repositioned positive and reduced inductance and capacitance
US9214459B2 (en) Semiconductor device
CN111696976B (zh) 功率半导体模块衬底及其所应用的电动机车
CN111418071A (zh) 半导体装置以及功率变换装置
JP2019017112A (ja) パワー回路
US10439606B2 (en) Semiconductor module
JP2004281462A (ja) 電力用半導体装置
KR102474608B1 (ko) 적층 구조를 이용한 파워모듈 및 이를 이용한 전기자동차용 3상 구동 모듈
JP2012050176A (ja) 電力変換装置のパワーモジュール
JP2008300530A (ja) スイッチングモジュール

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant