CN116504751A - 功率模组、功率变换设备和车辆 - Google Patents

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CN116504751A CN202310327436.0A CN202310327436A CN116504751A CN 116504751 A CN116504751 A CN 116504751A CN 202310327436 A CN202310327436 A CN 202310327436A CN 116504751 A CN116504751 A CN 116504751A
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Abstract

本申请提供一种功率模组、功率变换设备和车辆，功率模组包括绝缘层、多层导电层、去耦电容和多个第一元器件，绝缘层包括沿功率模组的厚度方向层叠设置的多层子绝缘层，每相邻两层导电层之间设置有子绝缘层；第一元器件位于第一区域的子绝缘层中，且与设置有第一元器件的子绝缘层相邻的导电层电连接，至少部分数量的第一元器件沿功率模组的厚度方向层叠设置；位于第一区域的绝缘层中具有辅助容置腔，去耦电容位于辅助容置腔中，去耦电容的第一引脚与多层导电层中的一层电连接，去耦电容的第二引脚与多层导电层中的另一层电连接。因此，本申请提供的功率模组、功率变换设备和车辆，可以提高功率模组的集成度，从而提升功率变换设备和车辆性能。

Description

功率模组、功率变换设备和车辆
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，特别涉及一种功率模组、功率变换设备和车辆。
背景技术
功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心，主要是通过半导体的单向导电性实现电源开关和电力转换的功能，可以提高能量转换效率，减少功率损失。功率半导体具体用途包括变频、变相、变压、逆变、整流、增幅、开关等。功率模组(Power Module)集成了多颗功率半导体及绝缘组件，相较于单管封装具有集成度高、组装方便、可靠性强的特点。
相关技术中，功率模组可以包括电路板以及集成在电路板表面的多个芯片。可以通过引线键合(Wire Bonding)的方式将每个芯片与封装基板电性连接。其中，芯片上设置有第一焊盘，电路板上设置有第二焊盘，引线的一端与第一焊盘连接，引线的另一端与第二焊盘连接。
然而，上述功率模组的集成度有待改善。
发明内容
本申请实施例提供一种功率模组、功率变换设备和车辆，可以提高功率模组的集成度，从而提升功率变换设备和车辆性能。
本申请实施例的第一方面提供一种功率模组，包括绝缘层、多层导电层、去耦电容和多个第一元器件，绝缘层包括沿功率模组的厚度方向层叠设置的多层子绝缘层，每相邻两层导电层之间设置有子绝缘层；功率模组包括第一区域，位于第一区域的子绝缘层中具有第一容置腔，第一元器件位于第一容置腔中，与设置有第一元器件的子绝缘层相邻的导电层电连接于第一元器件，且至少部分数量的第一元器件沿功率模组的厚度方向层叠设置；位于第一区域的绝缘层中具有辅助容置腔，去耦电容位于辅助容置腔中，去耦电容的第一引脚与多层导电层中的一层电连接，去耦电容的第二引脚与多层导电层中的另一层电连接。
本申请实施例提供的功率模组，可以包括绝缘层、多层导电层、去耦电容和多个第一元器件，绝缘层包括沿功率模组的厚度方向层叠设置的多层子绝缘层，每相邻两层导电层之间设置有子绝缘层，子绝缘层可以用于电性隔离相邻两层导电层。功率模组可以包括第一区域，位于第一区域的子绝缘层中具有第一容置腔，第一元器件可以位于第一容置腔中，与设置有第一元器件的子绝缘层相邻的导电层可以电连接于第一元器件，第一元器件可以通过导电层与功率模组的其他元器件和/或外部电路电连接，避免了引线键合的连接方式，导电层的寄生电感和电阻均较小，降低电压(电流)变化率，以缓解电压震荡现象，从而缓解给第一元器件带来的电压尖峰，缓解第一元器件受到的电压应力，提高第一元器件的响应速度和效率，降低成本，并减少第一元器件的电击穿和热损坏等现象，从而对第一元器件形成保护。至少部分数量的第一元器件可以沿功率模组的厚度方向层叠设置，从而可以充分利用绝缘层的厚度方向上的空间，以缩小多个第一元器件的平面尺寸，减小多个第一元器件占用的绝缘层的平面面积，提高功率模组的集成度，以提高功率模组的性能，降低功率模组的制备成本。另外，减小多个第一元器件与绝缘层的连接面积，还可以改善多个第一元器件和绝缘层之间产生的应力和形变，从而降低第一元器件和绝缘层之间的剥离可能性。位于第一区域的绝缘层中可以具有辅助容置腔，去耦电容可以位于辅助容置腔中，去耦电容的第一引脚可以与多层导电层中的一层电连接，去耦电容的第二引脚可以与多层导电层中的另一层电连接。去耦电容通过导电层电连接至多个第一元器件中的至少一者，去耦电容可以吸收电压尖峰，从而降低电压应力，对该电连接的第一元器件形成保护。
在一种可能的实施方式中，绝缘层包括：沿功率模组的厚度方向相对设置的第一侧和第二侧，多层导电层包括第一导电层、第二导电层和至少一层第三导电层；第一导电层位于第一侧，第二导电层位于第二侧，第三导电层位于第一导电层和第二导电层之间。
在一种可能的实施方式中，多层导电层包括至少一层第三导电层，包括：第三导电层为一层，多层子绝缘层包括第一子绝缘层和第二子绝缘层，第一子绝缘层位于第一导电层和第三导电层之间，第二子绝缘层位于第二导电层和第三导电层之间；多个第一元器件包括第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管位于第一子绝缘层中，第二晶体管位于第二子绝缘层中；第一晶体管的第一极和控制极电连接于第一导电层，第一晶体管的第二极和第二晶体管的第一极通过第三导电层电连接，第二晶体管的控制极与第三导电层电连接，第二晶体管的第二极与第二导电层电连接。
这样，层叠设置的晶体管的数量较少，其制备难度较低。另外，通过导电层实现晶体管和功率模组的其他元器件和/或外部电路的电连接，可以缓解晶体管受到的电压应力，提高晶体管的响应速度和效率，降低成本，并减少晶体管的电击穿和热损坏等现象，从而对晶体管形成保护。
在一种可能的实施方式中，去耦电容的第一引脚与多层导电层中的一层电连接，去耦电容的第二引脚与多层导电层中的另一层电连接，包括：
去耦电容的第一引脚和第一晶体管的第一极通过第一导电层电连接，去耦电容的第二引脚和第二晶体管的第二极通过第二导电层电连接。
这样，去耦电容可以吸收电压尖峰，从而降低电压应力，对该电连接的第一元器件形成保护。另外，去耦电容通过导电层实现与晶体管的连接，可以缓解晶体管受到的电压应力，提高晶体管的响应速度和效率，降低成本，并减少晶体管的电击穿和热损坏等现象，从而对晶体管形成保护。
在一种可能的实施方式中，功率模组还包括绝缘固定件，绝缘固定件位于去耦电容与辅助容置腔的腔壁之间。
这样，可以将去耦电容更好的固定于辅助容置腔中，避免去耦电容在后续与导电层连接的过程中出现错位等情况、降低装配难度。
在一种可能的实施方式中，功率模组还包括第一连接部与第二连接部，第一连接部设置于第一引脚电连接的导电层上，且通过第一连接部与第一引脚电连接，第一连接部的材料与第一引脚的材料相同；
第二连接部设置于第二引脚电连接的导电层上，第二连接部与第二引脚电连接，第二连接部的材料与第二引脚的材料相同。
这样，相同的材料之间的连接强度较高，使得第一连接部和第一引脚之间、第二连接部和第二引脚之间可以更好的连接在一起。
在一种可能的实施方式中，导电层包括沿功率模组的厚度方向层叠设置的多层子导电层；相邻两层子导电层接触；或者，相邻两层子导电层间隔设置，相邻两层子导电层之间设置有子绝缘层，且通过设置于子绝缘层中的导电孔电连接。
这样，相邻两层子导电层的连接方式较多，可以适用的场景较多。
在一种可能的实施方式中，同一层导电层中的多层子导电层包括第一子导电层和第二子导电层，第一子导电层的厚度大于第二子导电层的厚度。
这样，第一子导电层的厚度较大，可以获得更好的散热效果，从而提升功率模组的散热效率。第二子导电层的厚度较薄，可以形成更细的图形，以提高该子导电层的图形密度、缩短制备时间，降低制备难度。
在一种可能的实施方式中，第一导电层中的第一子导电层位于第一导电层中的第二子导电层背离第二侧的一侧；第二导电层的第一子导电层位于第二导电层的第二子导电层背离第一侧的一侧。
这样，厚度较大的子导电层(第一子导电层131)更靠近功率模组的表面，更有利功率模组的散热。厚度较小的子导电层(第二子导电层)更靠近功率模组的中心，可以制备更细、更高密度的图形，有利于满足功率模组内的复杂的布线应用。
在一种可能的实施方式中，功率模组还包括多个第二元器件，功率模组包括第二区域，第二区域位于第一区域的至少一侧，第二元器件位于第二区域中，第二元器件通过导电层与第一元器件电连接；所有第一元器件的功率之和大于所有第二元器件的功率之和。
这样，可以丰富功率模组的功能，实现智能化模组，还可以避免第一区域的热量对第二区域的第二元器件的影响。
在一种可能的实施方式中，功率模组还包括第二容置腔，第二容置腔位于第二区域的子绝缘层中，第二元器件位于第二容置腔中；
或者，第二元器件位于第一导电层和第二导电层中至少一者的背离绝缘层的一侧；
或者，功率模组还包括第二容置腔，第二容置腔位于第二区域的子绝缘层中，部分数量的第二元器件位于第二容置腔中，另一部分数量的第二元器件位于第一导电层和第二导电层中至少一者的背离绝缘层的一侧。
这样，第二元器件的设置方式较多，可以适用的场景较多。
在一种可能的实施方式中，第一导电层和第二导电层中各自的第一子导电层均位于第一区域中，第一导电层和第二导电层中各自的第二子导电层均位于第一区域和第二区域中。
这样，由于第二子导电层的厚度较薄，其制备时间较短、工艺较为简单，在第一区域和第二区域同时制备第二子导电层对导电层的制备时间和难度影响较小。不在第二区域设置第一子导电层，可以缩短第一子导电层的制备时间、降低第一子导电层的制备难度，有利于节约成本。
在一种可能的实施方式中，第三导电层中的第一子导电层和第二子导电层位于第一区域和第二区域中。
这样，将第三导电层的第一子导电层和第二子导电层同时设置于第一区域和第二区域，可以提高各子绝缘层的平坦度，从而降低了各子绝缘层上导电层、元器件的连接难度。
在一种可能的实施方式中，功率模组包括散热件，散热件设置于第一导电层和第二导电层背离绝缘层的一侧，且散热件位于第一区域中。
这样，可以提高功率模组的散热效率。
在一种可能的实施方式中，功率模组包括导热绝缘层，导热绝缘层设置于散热件朝向绝缘层的一侧，且导热绝缘层位于第一区域中。
这样，导热绝缘层可以有效的将第一导电层与外部的其他结构件(例如，电路板)电性隔离，使得在将功率模组安装于电路板上时，无需对电路板和第一导电层之间进行绝缘处理，可以简化功率模组与电路板之间的安装工艺。导热绝缘层还可以将第一导电层的热量传递给散热件，从而有效实现散热。
在一种可能的实施方式中，功率模组包括导电柱，子绝缘层中具有第三容置腔，导电柱位于第三容置腔中，与设置有导电柱的子绝缘层相邻的两层导电层均电连接于导电柱。
这样，通过导电柱将该相邻的两层导电层电连接，从而可以实现该相邻两层导电层之间的信号传输。当导电柱的材料为金属材料时，其导热性能优于绝缘层，可以有效提高功率模组的散热效率。
本申请实施例的第二方面提供一种功率变换设备，包括电路板和多个上述第一方面中的功率模组，多个功率模组均设置于电路板上。
本申请实施例提供的功率变换设备，功率变换设备可以包括功率模组，功率模组可以包括绝缘层、多层导电层、去耦电容和多个第一元器件，绝缘层包括沿功率模组的厚度方向层叠设置的多层子绝缘层，每相邻两层导电层之间设置有子绝缘层，子绝缘层可以用于电性隔离相邻两层导电层。功率模组可以包括第一区域，位于第一区域的子绝缘层中具有第一容置腔，第一元器件可以位于第一容置腔中，与设置有第一元器件的子绝缘层相邻的导电层可以电连接于第一元器件，第一元器件可以通过导电层与功率模组的其他元器件和/或外部电路电连接，避免了引线键合的连接方式，导电层的寄生电感和电阻均较小，降低电压(电流)变化率，以缓解电压震荡现象，从而缓解给第一元器件带来的电压尖峰，缓解第一元器件受到的电压应力，提高第一元器件的响应速度和效率，降低成本，并减少第一元器件的电击穿和热损坏等现象，从而对第一元器件形成保护。至少部分数量的第一元器件可以沿功率模组的厚度方向层叠设置，从而可以充分利用绝缘层的厚度方向上的空间，以缩小多个第一元器件的平面尺寸，减小多个第一元器件占用的绝缘层的平面面积，提高功率模组的集成度，以提高功率模组的性能，降低功率模组的制备成本。另外，减小多个第一元器件与绝缘层的连接面积，还可以改善多个第一元器件和绝缘层之间产生的应力和形变，从而降低第一元器件和绝缘层之间的剥离可能性。位于第一区域的绝缘层中可以具有辅助容置腔，去耦电容可以位于辅助容置腔中，去耦电容的第一引脚可以与多层导电层中的一层电连接，去耦电容的第二引脚可以与多层导电层中的另一层电连接。去耦电容通过导电层电连接至多个第一元器件中的至少一者，去耦电容可以吸收电压尖峰，从而降低电压应力，对该电连接的第一元器件形成保护。
本申请实施例的第三方面提供一种车辆，包括壳体和上述第二方面中的功率变换设备，功率变换设备位于壳体中。
本申请实施例提供的车辆，车辆可以包括功率变换设备，功率变换设备可以包括功率模组，功率模组可以包括绝缘层、多层导电层、去耦电容和多个第一元器件，绝缘层包括沿功率模组的厚度方向层叠设置的多层子绝缘层，每相邻两层导电层之间设置有子绝缘层，子绝缘层可以用于电性隔离相邻两层导电层。功率模组可以包括第一区域，位于第一区域的子绝缘层中具有第一容置腔，第一元器件可以位于第一容置腔中，与设置有第一元器件的子绝缘层相邻的导电层可以电连接于第一元器件，第一元器件可以通过导电层与功率模组的其他元器件和/或外部电路电连接，避免了引线键合的连接方式，导电层的寄生电感和电阻均较小，降低电压(电流)变化率，以缓解电压震荡现象，从而缓解给第一元器件带来的电压尖峰，缓解第一元器件受到的电压应力，提高第一元器件的响应速度和效率，降低成本，并减少第一元器件的电击穿和热损坏等现象，从而对第一元器件形成保护。至少部分数量的第一元器件可以沿功率模组的厚度方向层叠设置，从而可以充分利用绝缘层的厚度方向上的空间，以缩小多个第一元器件的平面尺寸，减小多个第一元器件占用的绝缘层的平面面积，提高功率模组的集成度，以提高功率模组的性能，降低功率模组的制备成本。另外，减小多个第一元器件与绝缘层的连接面积，还可以改善多个第一元器件和绝缘层之间产生的应力和形变，从而降低第一元器件和绝缘层之间的剥离可能性。位于第一区域的绝缘层中可以具有辅助容置腔，去耦电容可以位于辅助容置腔中，去耦电容的第一引脚可以与多层导电层中的一层电连接，去耦电容的第二引脚可以与多层导电层中的另一层电连接。去耦电容通过导电层电连接至多个第一元器件中的至少一者，去耦电容可以吸收电压尖峰，从而降低电压应力，对该电连接的第一元器件形成保护。
本申请的构造以及它的其他目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。
附图说明
图1为本申请实施例提供的功率模组的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的功率模组的另一结构示意图；
图3为图1的局部的放大结构示意图；
图4为本申请实施例提供的第一晶体管和第二晶体管形成的半桥电路的等效电路图；
图5为本申请实施例提供的导电层的相邻两层子导电层的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的导电层的相邻两层子导电层的另一结构示意图。
附图标记说明：
100：功率模组； 100a：第一区域； 100b：第二区域；
101：绝缘层； 101a：第一侧； 101b：第二侧；
110：子绝缘层； 111：第一子绝缘层； 112：第二子绝缘层；
120：导电层； 121：第一导电层； 122：第二导电层；
123：第三导电层； 130：子导电层； 131：第一子导电层；
132：第二子导电层； 133：第三子导电层； 141：第一连接部；
142：第二连接部； 150：去耦电容； 151：第一引脚；
152：第二引脚； 161：第一容置腔； 162：第二容置腔；
163：第三容置腔； 164：辅助容置腔； 170：第一元器件组；
171：第一元器件； 171a：第一晶体管； 171b：第二晶体管；
172：第二元器件； 181：绝缘固定件； 182：导电孔；
183：导电柱； 184：导热绝缘层； 185：散热件；
186：封装件。
具体实施方式
本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。
相关技术中，功率模组可以包括电路板以及集成在电路板表面的多个芯片，各芯片均与电路板平行，且沿电路板的延伸方向间隔设置，相当于，各芯片沿电路板的所在平面平铺于电路板的表面。各芯片上均可以设置有第一焊盘，电路板上可以设置有第二焊盘，可以通过引线键合的方式将各芯片的第一焊盘和电路板的第二焊盘电性连接，从而实现电路板和芯片之间的信号传输。
然而，由于各芯片均与电路板平行，且沿电路板的延伸方向间隔设置，从而使得多个芯片平铺占用的电路板的平面面积较大，降低了功率模组的集成度，对功率模组的性能造成影响，导致功率模组的制备成本较高。
另外，由于芯片和电路板之间的热膨胀系数不同，导致芯片和电路板受热膨胀或受冷收缩具有差异，使得两者之间会产生应力和形变，当平铺的各芯片和电路板之间连接面积较大时，会进一步增大各芯片和电路板之间产生的应力和形变，进而使得芯片和电路板较易剥离而失效。
其次，引线的直径较小，长度较大，在工作时产生的寄生电感和电阻均较大，较易引起电压(电流)变化率增大，使得电压震荡较为严重，从而会给芯片带来较大的电压尖峰，电压尖峰会导致芯片受到较大的电压应力，降低芯片的响应速度，导致功率模组的效率变低，成本变高(例如，芯片会降额使用)，甚至导致芯片的电击穿和热损坏等现象。
基于上述问题，本申请实施例提供一种功率模组、功率变换设备和车辆，功率模组可以包括绝缘层、多层导电层、去耦电容和多个第一元器件，绝缘层包括沿功率模组的厚度方向层叠设置的多层子绝缘层，每相邻两层导电层之间设置有子绝缘层，子绝缘层可以用于电性隔离相邻两层导电层。功率模组可以包括第一区域，位于第一区域的子绝缘层中具有第一容置腔，第一元器件可以位于第一容置腔中，与设置有第一元器件的子绝缘层相邻的导电层可以电连接于第一元器件，第一元器件可以通过导电层与功率模组的其他元器件和/或外部电路电连接，避免了引线键合的连接方式，导电层的寄生电感和电阻均较小，降低电压(电流)变化率，以缓解电压震荡现象，从而缓解给第一元器件带来的电压尖峰，缓解第一元器件受到的电压应力，提高第一元器件的响应速度和效率，降低成本，并减少第一元器件的电击穿和热损坏等现象，从而对第一元器件形成保护。
至少部分数量的第一元器件可以沿功率模组的厚度方向层叠设置，从而可以充分利用绝缘层的厚度方向上的空间，以缩小多个第一元器件的平面尺寸，减小多个第一元器件占用的绝缘层的平面面积，提高功率模组的集成度，以提高功率模组、功率变换设备和车辆的性能，降低功率模组的制备成本。另外，减小多个第一元器件与绝缘层的连接面积，还可以改善多个第一元器件和绝缘层之间产生的应力和形变，从而降低第一元器件和绝缘层之间的剥离可能性。
位于第一区域的绝缘层中可以具有辅助容置腔，去耦电容可以位于辅助容置腔中，去耦电容的第一引脚可以与多层导电层中的一层电连接，去耦电容的第二引脚可以与多层导电层中的另一层电连接。去耦电容通过导电层电连接至多个第一元器件中的至少一者，去耦电容可以吸收电压尖峰，从而降低电压应力，对该电连接的第一元器件形成保护。
以下将结合图1-图6对本申请实施例提供的车辆进行说明。
本实施例提供的车辆可以包括但不限于电动汽车(Electric Vehicle，简称为EV)、混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle，简称为HEV)、增程式电动汽车(RanqeExtend Electric Vehicle，简称为REEV)、插电式混合动力汽车((Plug-in HybridElectric Vehicle，简称为PHEV)、燃料电池汽车等。
本申请实施例以电动汽车为例进行说明。
该车辆可以包括壳体，壳体为车辆的外部包络，壳体可以对车辆形成保护。车辆可以包括方向盘，驾驶员可以通过方向盘实现对车辆行驶方向的控制。车辆可以包括发动机、刹车、油门和车轮等，以实现车辆的正常行驶。
车辆可以包括位于壳体内的电池和功率变换设备，电池可以通过功率变换设备与发动机电连接，电池可以为车辆的发动机提供电能。发动机将电能转换为机械能，从而为车辆提供动能，带动车轮运动，使得车辆可以正常运行。
以下对本申请实施例提供的功率变换设备进行说明。
功率变换设备可以包括但不限逆变器(例如光伏逆变器)、直流汇流箱、交流汇流箱、直流(Direct Current，简称为DC)/直流变换器、直流/交流变换器等。
可以理解的是，本申请实施例提供的功率变换设备可以应用于新能源汽车，另外，还可以应用于新能源发电(例如，光伏、风力发电、储能等)、充电器、充电桩、变频家电、通信设备(例如，服务器、基站、交换机等)等领域。
功率变换设备可以包括功率模组100，功率模组100的数量可以为多个，多个功率模组100之间可以电连接，例如，多个功率模组100之间可以并联。功率变换设备可以包括电路板，多个功率模组100可以均位于电路板上。电路板上还可以设置有与多个功率模组100电连接的外部电路，例如，外部电路可以包括感性元件等，功率模组100中可以包括半桥电路(将在后续实施例中对半桥电路进行说明)。
该功率模组100可以是电源功率模组、射频模组、功放模组、人工智能(ArtificialIntelligence，简称为AI)模组、中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)模组、图形处理器(Graphics Processing Unit，简称为GPU)模组等需要高频高功率、智能化控制的器件。
以下对申请实施例提供的功率模组100进行说明。
参见图1，本申请实施例提供一种功率模组100，该功率模组100可以包括绝缘层101和多层导电层120。绝缘层101可以作为功率模组100承载部件，用于承载功率模组100中的各种元器件。
参见图1，功率模组100可以包括第一方向X，第二方向和第三方向Z，第一方向X、第二方向、第三方向Z可以均不相同。第一方向X，第二方向可以为平行于绝缘层101的任意两个不同方向，第三方向Z可以为相交于绝缘层101的任意方向。例如，第一方向X、第二方向、第三方向Z可以两两垂直。示例性的，第一方向X可以为功率模组100的长度方向，第二方向可以为功率模组100的宽度方向，第三方向Z可以为功率模组100的厚度方向。本申请实施例中的长度、宽度和厚度等，仅仅是为了描述方便，并不意味着对尺寸的任何限制。例如，宽度可以大于、等于或小于长度。
沿功率模组100的厚度方向(第三方向Z)，绝缘层101可以包括层叠设置的多层子绝缘层110，每相邻两层导电层120之间可以设置有子绝缘层110，并通过该子绝缘层110电性隔离每相邻两层导电层120。例如，子绝缘层110的数量可以为2层、3层、4层或5层及以上的任意数量。
参见图1和图2，沿功率模组100的厚度方向(第三方向Z)，绝缘层101可以包括相对设置的第一侧101a和第二侧101b。多层导电层120可以包括第一导电层121、第二导电层122和至少一层第三导电层123，第一导电层121可以位于第一侧101a，第二导电层122可以位于第二侧101b，第三导电层123可以位于第一导电层121和第二导电层122之间。第三导电层123可以为1层、2层、3层或4层及以上的任意数量。
一些实施例中，参见图1和图2，功率模组100可以包括第一区域100a，第一区域100a的绝缘层101可以用于承载第一元器件171，第一元器件171的数量可以为至少一个，例如，第一元器件171的数量可以为多个。一些示例中，多个第一元器件171可以位于绝缘层101的表面，例如，第一元器件171可以位于第一导电层121背离第二导电层122的一侧，第一元器件171可以通过第一导电层121与功率模组100的其他元器件和/或外部电路的电连接。和/或，第一元器件171可以位于第二导电层122背离第一导电层121的一侧，第一元器件171可以通过第二导电层122与功率模组100的其他元器件和/或外部电路电连接。相当于，第一元器件171可以位于第一导电层121和第二导电层122中至少一者的背离绝缘层101的一侧。如此设置，由于第一元器件171可以位于绝缘层101的厚度方向的至少一侧的表面，有利于简化第一元器件171的调试和安装。另一些示例中，多个第一元器件171可以内埋于绝缘层101里面，位于第一区域100a的绝缘层101中可以设置有第一容置腔161，第一元器件171可以位于第一容置腔161中，从而可以对第一元器件171形成较好的保护。其他一些示例中，部分数量的第一元器件171可以位于绝缘层101的表面，另一部分数量的第一元器件171可以内埋绝缘层101里面。其原理已经阐述，不再赘述。本申请实施例以第一元器件171内埋于绝缘层101里面为例进行说明。
一些实施例中，参见图1和图2，功率模组100可以包括第二区域100b，第二区域100b的绝缘层101可以用于承载第二元器件172，第二元器件172的数量可以为至少一个，例如，第二元器件172的数量可以为多个。一些示例中，多个第二元器件172可以位于绝缘层101的表面，例如，第二元器件172可以位于第一导电层121和第二导电层122中至少一者的背离绝缘层101的一侧。如此设置，由于第二元器件172可以位于绝缘层101的厚度方向的至少一侧的表面(例如，可以焊接于第一导电层121和/或第二导电层122的表面)，有利于简化第二元器件172的调试和安装。例如，第二元器件172可以包括控制芯片和/或驱动芯片，控制芯片和/或驱动芯片的引脚较多，导致其与导电层120连接较为复杂，将其设置于表面时，可以有效降低该控制芯片和/或驱动芯片的安装难度和调试难度。另一些示例中，多个第二元器件172可以位于绝缘层101内部(相当于内埋于绝缘层101里面)，位于第二区域100b的绝缘层101中可以设置有第二容置腔162，第二元器件172可以位于第二容置腔162中，从而可以对第二元器件172形成较好的保护。其他一些示例中，部分数量的第二元器件172可以位于绝缘层101的表面，另一部分数量的第二元器件172可以位于绝缘层101内部。其原理已经阐述，不再赘述。
其中，第二区域100b可以位于第一区域100a的部分外周或者全部外周。示例性的，第二区域100b可以位于第一区域100a的至少一侧，例如，第二区域100b可位于第一区域100a的沿第一方向X的至少一侧，和/或，第二区域100b可位于第一区域100a的沿第二方向的至少一侧。第一区域100a和第二区域100b之间可以相邻设置，从而使得第一区域100a和第二区域100b之间的距离较近，以减少第一区域100a和第二区域100b之间的信号传输路径，有利于缩小功率模组100的面积。或者，第一区域100a和第二区域100b之间还可以设置有第三区域，第一区域100a和第二区域100b之间通过第三区域相连。本申请实施例对第一区域100a和第二区域100b的位置关系不作限制。
可以理解的是，本申请实施例的功率模组100可以包括第一区域100a和第二区域100b中的一者，或者，可以同时包括第一区域100a和第二区域100b。本申请实施例以同时设置有第一区域100a和第二区域100b为例进行说明。
一些实施例中，所有第一元器件171的功率之和可以大于所有第二元器件172的功率之和，此时，所有第一元器件171产生的热量之和可以大于所有第二元器件172产生的热量之和。
示例性的，第一区域100a可以为功率区，第一元器件171可以包括功率半导体器件(例如可以是功率芯片)，功率半导体器件是功率变换设备中电能转换与电路控制的核心，它可以具有半导体单向导电的特性。功率半导体器件可以包括二极管(Diode)、晶闸管及晶体管等。其中，晶体管可以包括绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor，简称为IGBT)，场效应晶体管(Field Effect Transistor，简称为FET)，例如，金属-氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide Semiconductor FET，简称为MOSFET)等。二极管可以包括快速恢复二极管(Fast Recovery Diode，简称为FRD),FRD具有开关特性好、反向恢复时间短等优点。
示例性的，第二区域100b可以为控制区，第二元器件172可以包括控制器件(例如，控制芯片)和/或驱动器件(例如，驱动芯片)，第二元器件172可以包括无源元器件，例如，电容、电感、电阻或传感器等。第二区域100b的多个第二元器件172可以共同形成驱动电路，以驱动第一区域100a中的各第一元器件171的开关、以及进行相关传感控制的功能，以实现对功率模组100的控制及保护作用，提升功率模组100的可用性和可靠性。第二元器件172可以通过导电层120与第一元器件171电连接，避免引线键合的连接方式，导电层120缩短了驱动路径，降低了寄生电感和电阻，以降低电压(电流)变化率，缓解电压震荡现象，从而缓解给第一元器件171带来的电压尖峰，缓解第一元器件171受到的电压应力，提高第一元器件171的响应速度和效率，降低成本，并减少第一元器件171的电击穿和热损坏等现象。
在功率模组100同时设置有控制区和功率区的实施方式中，相比于相关技术中将控制区和功率区分开设置成两个模组，本申请实施例将功率区和控制区集成在同一功率模组100上，可以缩小功率区和控制区的总的平面面积，提升功率模组100的集成度。通过在功率模组100上形成功率区和控制区，还可以丰富功率模组100的功能，实现智能化模组。
以下对本申请实施例提供的第一区域100a的功率模组100进行说明。
参见图1和图2，位于第一区域100a的子绝缘层110中可以具有第一容置腔161，第一元器件171可以位于第一容置腔161中，至少部分数量的第一元器件171可以沿功率模组100的厚度方向(第三方向Z)层叠设置。如此设置，可以充分利用绝缘层101的厚度方向上的空间，以缩小多个第一元器件171的平面尺寸，减小多个第一元器件171占用的绝缘层101的平面面积，提高功率模组100的集成度，以提高功率模组100的性能，降低功率模组100的制备成本。另外，还可以改善多个第一元器件171和绝缘层101之间产生的应力和形变，从而降低第一元器件171和绝缘层101之间的剥离可能性。
其中，可以是部分数量的第一元器件171沿功率模组100的厚度方向层叠设置，从而在提高功率模组100的集成度、降低第一元器件171和绝缘层101之间的剥离可能性的前提下，避免由于堆叠过多第一元器件171而导致对位于底部的第一元器件171造成较大压力。或者，也可以是全部数量的第一元器件171均沿功率模组100的厚度方向层叠设置，从而可以更好的提高功率模组100的集成度、降低第一元器件171和绝缘层101之间的剥离可能性。
一个第一容置腔161可以位于一层子绝缘层110中。或者，一个第一容置腔161可以位于相邻的多层子绝缘层110中，且第一容置腔161可以沿厚度方向贯穿位于该相邻的多层子绝缘层110中的导电层120，从而可以增大第一容置腔161的体积，以容置更厚、更多的第一元器件171。一个第一容置腔161中可以容置的第一元器件171的数量可以为至少一个，当一个第一容置腔161中的第一元器件171数量为多个时，多个第一元器件171可以沿厚度方向层叠设置于同一第一容置腔161中，或者，沿绝缘层101的所在平面平铺于同一第一容置腔161中。其中，与设置有第一元器件171的子绝缘层110相邻的导电层120中的至少一者可以电连接于第一元器件171，第一元器件171可以通过该相邻的导电层120与功率模组100的其他元器件和/或外部电路电连接，避免了引线键合的连接方式，导电层120的寄生电感和电阻均较小，可以降低电压(电流)变化率，缓解电压震荡现象，从而缓解给第一元器件171带来的电压尖峰，缓解第一元器件171受到的电压应力，提高第一元器件171的响应速度和效率，降低成本，并减少第一元器件171的电击穿和热损坏等现象。
示例性的，参见图2，多个沿功率模组100的厚度方向层叠设置的第一元器件171可以形成第一元器件组170，第一元器件组170的数量可以为至少一个。当第一元器件组170的数量为多个时，多个第一元器件组170可以沿绝缘层101的所在平面排布(例如，沿第一方向X排布)。图2中仅示出了一个第一元器件组170。
其中，在同一第一元器件组170中：第一元器件171的数量可以为2个、3个、4个或5个及以上的任意数量。同一第一元器件组170中的多个第一元器件171可以电连接，也可以不电连接。任意两个第一元器件组170中的第一元器件171的数量可以相同或者不同。任意两个第一元器件组170之间可以电连接，也可以不电连接。任意两个第一元器件组170的至少部分数量的第一元器件171可以位于同一层子绝缘层110中，或者，也可以全部数量的第一元器件171均位于不同的子绝缘层110中。
以下对本申请实施例提供的同一第一元器件组170进行说明。
参见图1和图2，一个第一容置腔161可以位于一层子绝缘层110中，每个子绝缘层110的厚度方向的两侧均相邻设置有导电层120。位于该子绝缘层110中的第一元器件171可以通过该相邻的两层导电层120中的至少一者与功率模组100的其他元器件和/或外部电路电连接。沿功率模组100的厚度方向，相邻两个第一元器件171之间可以设置有一层第三导电层123，该相邻两个第一元器件171可以通过该第三导电层123电连接。另外，最靠近第一侧101a的第一元器件171可以与第一导电层121电连接，和/或，最靠近第二侧101b的第一元器件171可以与第二导电层122电连接。如此设置，第一元器件171通过到导电层120实现与其他元器件和/或外部电路的电连接，可以缓解第一元器件171受到的电压应力，提高第一元器件171的响应速度和效率，降低成本，并减少第一元器件171的电击穿和热损坏等现象。其原理已经阐述，不再赘述。
以下对本申请实施例提供的第一元器件171为晶体管为例进行说明。
晶体管可以包括第一极、第二极和控制极，第一极和第二极中的一者可以为晶体管的源极，第一极和第二极中的另一者可以为晶体管的漏极，控制极可以为晶体管的栅极。通过控制漏极和源极、栅极与源极之间的电压，可使得电子在晶体管中形成“沟道”，实现晶体管的导通。并通过调节电压的大小可以控制导通电流大小，最终实现“开”与“关”的切换。例如，晶体管朝向第一侧101a的一侧可以设置有第一极和控制极，晶体管朝向第二侧101b的一侧可以设置有第二极。晶体管的沿厚度方向的朝向可以调换。
示例性的，在同一第一元器件组170中，第一元器件171的数量为多个，相当于，晶体管的数量可以为多个。在相邻两个晶体管中，靠近第一侧101a的晶体管的第二极和靠近第二侧101b的晶体管的第一极通过该相邻两个晶体管之间的第三导电层123电连接，靠近第二侧101b的晶体管的控制极通过该相邻两个晶体管之间的第三导电层123电连接至第二区域100b的第二元器件172。另外，最靠近第一侧101a的晶体管的控制极和第一极均与第一导电层121电连接，且最靠近第一侧101a的晶体管的控制极通过第一导电层121电连接至第二区域100b的第二元器件172，最靠近第一侧101a的晶体管的第一极通过第一导电层121电连接至功率模组100的其他元器件(例如，去耦电容150的第一引脚151)和/或外部电路。最靠近第二侧101b的晶体管的第二极与第二导电层122电连接、且可以通过第二导电层122电连接至功率模组100的其他元器件(例如，去耦电容150的第二引脚152)和/或外部电路。
例如，参见图3，在同一第一元器件组170中，晶体管的数量可以为两个。第三导电层123可以为一层，第三导电层123可以位于该两个晶体管之间。多层子绝缘层110可以包括第一子绝缘层111和第二子绝缘层112，第一子绝缘层111可以位于第一导电层121和第三导电层123之间，第二子绝缘层112可以位于第二导电层122和第三导电层123之间。两个晶体管可以包括第一晶体管171a和第二晶体管171b，第一晶体管171a可以位于第一子绝缘层111中，第二晶体管171b可以位于第二子绝缘层112中。第一晶体管171a的第一极T11和控制极G1可以电连接于第一导电层121，第一晶体管171a的第二极T12和第二晶体管171b的第一极T21可以通过第三导电层123电连接，第二晶体管171b的控制极G2可以与第三导电层123电连接，第二晶体管171b的第二极T22可以与第二导电层122电连接。此时，第一晶体管171a为第一元器件组170中最靠近第一侧101a的晶体管，第二晶体管171b为第一元器件组170中最靠近第二侧101b的晶体管，且第一晶体管171a和第二晶体管171b为相邻的两个晶体管。此时，由于同一第一元器件组170中的晶体管的数量较少，可以降低第一元器件组170的制备难度。在第一元器件组170为多个的实施方式中，多个第一元器件组170的第一晶体管171a可以均位于第一子绝缘层111中，多个第一元器件组170的第二晶体管171b可以均位于第二子绝缘层112，一个第一晶体管171a和一个第二晶体管171b对应设置、且形成一个第一元器件组170。
可以理解的是，导电层120上可以具有图形，图形中的布线有多个，多个布线之间可以至少部分相互绝缘，也可以至少部分相互电连接。例如，第一晶体管171a的第一极T11和控制极G1电连接于第一导电层121是指，第一晶体管171a的第一极T11和控制极G1分别电连接于第一导电层121上的相互绝缘的不同布线上。
参见图3和图4，第一晶体管171a和第二晶体管171b可以用于形成半桥电路，位于第二区域100b的第二元器件172可以通过第一导电层121向第一晶体管171a的控制极G1提供驱动/控制信号TG1，第一晶体管171a的第一极T11可以通过第一导电层121电连接于外部电路的第一电源信号V-,半桥电路可以通过第三导电层123向外部电路输出信号Mid。位于第二区域100b的第二元器件172可以通过第三导电层123向第二晶体管171b的控制极G2提供驱动/控制信号TG2，第二晶体管171b的第二极T22可以通过第二导电层122电连接于外部电路的第二电源信号V+。
以下对本申请实施例提供的去耦电容150进行说明。
去耦电容150可以通过导电层120电连接至(本申请实施例以并联为例)多个第一元器件171的至少一者，去耦电容150可以吸收电压尖峰，从而降低电压应力，以对该第一元器件171形成保护。另外，可以避免使用引线，以缓解第一元器件171受到的电压应力，提高第一元器件171的响应速度和效率，降低成本，并减少第一元器件171的电击穿和热损坏等现象。去耦电容150可以位于第一区域100a中，从而使得去耦电容150距离第一元器件171较近，以缩短去耦电容150和第一元器件171之间的传输距离。当然的，去耦电容150也可以位于第二区域100b中。本申请实施例以去耦电容150位于第一区域100a为例进行说明。去耦电容150的数量可以为至少一个，例如，去耦电容150的数量可以为1个、2个、3个或4个及以上的任意数量。
示例性的，参见图1和图2，位于第一区域100a的绝缘层101中可以具有辅助容置腔164，去耦电容150可以位于辅助容置腔164中。去耦电容150的第一引脚151可以与多层导电层120中的一层电连接，去耦电容150的第二引脚152可以与多层导电层120中的另一层电连接，从而可以将去耦电容150并联至多个第一元器件171中的至少一者。其中，去耦电容150的第一引脚151和第二引脚152中的一者可以为正极，去耦电容150的第一引脚151和第二引脚152中的另一者可以为负极。去耦电容150可以仅保护部分数量的第一元器件171，也可以保护全部数量的第一元器件171。本申请实施例以去耦电容150保护全部数量的第一元器件171为例进行说明。
在去耦电容150的装配过程中，可以在绝缘层101中形成辅助容置腔164之后，再将去耦电容150放置于辅助容置腔164中。例如，参见图2，去耦电容150和辅助容置腔164的腔壁之间可以存在间隙，从而可以提高去耦电容150的可装配性、降低装配难度。在去耦电容150与辅助容置腔164的腔壁之间可以设置有绝缘固定件181，绝缘固定件181可以用于填充去耦电容150与辅助容置腔164的腔壁之间的间隙，从而将去耦电容150更好的固定于辅助容置腔164中，避免去耦电容150在后续与导电层120连接的过程中出现错位等情况、降低装配难度。
示例性的，一个辅助容置腔164可以位于一层子绝缘层110中。或者，一个辅助容置腔164也可以位于相邻的多层子绝缘层110中，该辅助容置腔164可以沿厚度方向贯穿位于该相邻的多层子绝缘层110中的导电层120。一个辅助容置腔164可以设置一个去耦电容150，也可以设置多个去耦电容150。其原理与第一容置腔161和第一元器件171类似，不再赘述。本申请实施例提供的其他容置腔和位于该其他容置腔中的元器件的设置方式与第一容置腔161和第一元器件171类似，不再赘述。
一个去耦电容150可以并联于至少一个第一元器件171，例如，一个去耦电容150可以并联于1个、2个、3个或4个及以上的第一元器件171。可以理解的是，去耦电容150可以包括并联的多个子去耦电容，从而可以增大去耦电容150的容量、减小容抗、延长去耦电容150的寿命。当一个去耦电容150并联于全部数量的第一元器件171时，去耦电容150保护的第一元器件171的数量较多，另外，去耦电容150的数量较少，去耦电容150和第一元器件171之间的连接较为简单，可以简化制备工艺。
在同一第一元器件组170包括沿厚度方向层叠设置的多个晶体管的实施方式中，最靠近第一侧101a的晶体管的第一极可以通过第一导电层121电连接至去耦电容150的第一引脚151。最靠近第二侧101b的晶体管的第二极可以通过第二导电层122电连接至去耦电容150的第二引脚152。参见图3，在同一第一元器件组170包括第一晶体管171a和第二晶体管171b的实施方式中，去耦电容150的第一引脚151和第一晶体管171a的第一极T11可以通过第一导电层121电连接，去耦电容150的第二引脚152和第二晶体管171b的第二极T22可以通过第二导电层122电连接，以将去耦电容150并联于第一晶体管171a和第二晶体管171b。相当于，两个晶体管可以用于形成半桥电路，去耦电容150可以并联于半桥电路的两个晶体管上，利用垂直插入的去耦电容150可以吸收半桥电路的电压尖峰，从而降低该半桥电路的两个晶体管的电压应力，同时对两个晶体管形成保护。另外，本申请实施例提供的功率模组100还可应用于高压大电流的功率模组100场景。
去耦电容150的第一引脚151和第二引脚152的材料可以为导电材料，例如，金属材料，可以包括铜、银、金、锡等中的任意一者或多者。可以理解的是，本申请实施例中的其他导电结构(例如，导电层120、导电柱183、第一连接部141、第二连接部142、导电孔182等)的材料也可以包括上述金属材料。
参见图1和图2，与第一引脚151电连接的导电层120上可以设置有第一连接部141、该导电层120可以通过第一连接部141与第一引脚151电连接。与第二引脚152电连接的导电层120上可以设置有第二连接部142，该导电层120可以通过第二连接部142与第二引脚152电连接。
以第一导电层121和第一引脚151连接，第二导电层122和第二引脚152连接为例，第一导电层121上设置有第一连接部141，第一连接部141的材料与第一引脚151的材料可以相同，相同的材料之间的连接强度较高，使得第一连接部141和第一引脚151更好的连接在一起。第二导电层122上设置有第二连接部142，第二连接部142的材料可以与第二引脚152的材料相同，相同的材料之间的连接强度较高，使得第二连接部142和第二引脚152更好的连接在一起。一些示例中，第一导电层121的材料与第一连接部141的材料可以相同，第一连接部141和第一导电层121的至少部分可以一体成型，从而简化第一连接部141和第一导电层121的制备工艺。当然的，第一连接部141和第一导电层121也可以是分别制备的，例如，可以在第一导电层121中形成通孔，将第一连接部141的材料填充于该通孔中，并形成第一连接部141，第一连接部141与第一导电层121电连接。另一些示例中，第一导电层121的材料与第一连接部141的材料可以不同，第一导电层121与第一连接部141可以是分别制备的，其原理已经阐述，不再赘述。例如，第一连接部141的材料为铜，第一引脚151的材料也为铜。或者，第一连接部141的材料可以由锡膏形成，第一引脚151的材料为锡。可以理解的是，第二导电层122的材料与第二连接部142的材料可以相同，或者，可以不同。其原理与第一连接部141、第一导电层121类似，不再赘述。
以下对本申请实施例提供的同一层导电层120进行说明。
一些实施例中，参见图1和图2，沿功率模组100的厚度方向，同一层导电层120可以包括层叠设置的多层子导电层130。由于设置了多层子导电层130，由多层子导电层130形成的导电层120的图形更加复杂，可以对功率模组100内的部分导电结构进行避让，较好的实现功率模组100中的元器件之间的信号传输。
一些示例中，参见图5，相邻两层子导电层130可以直接接触，从而使得相邻两层子导电层130的连接面积较大，可以提高相邻两层子导电层130之间连接强度，降低接触电阻，提高散热效果。例如，相邻两层子导电层130中的一层的面积可以大于相邻两层子导电层130中的另一层的面积，相邻两层子导电层130形成阶梯结构，从而可以避免工艺、装配误差等导致相邻两层子导电层130不能有效的接触。另一些示例中，参见图2和图6，相邻两层子导电层130可以间隔设置，相邻两层子导电层130之间可以设置有子绝缘层110、且通过设置于子绝缘层110中的导电孔182电连接。位于相邻两层子导电层130之间子绝缘层110和位于相邻两层导电层120之间的子绝缘层110的材料可以相同或者不同。由于将相邻两层子导电层130间隔设置，可以避免相邻两层子导电层130的图形相互影响，从而可以使得相邻两层子导电层130的图形均较为独立，以提高导电层120的图形密度，还可以降低制备难度。
其中，任意两层导电层120的子导电层130的数量可以相同或者不同。同一层导电层120中，可以是全部相邻的两层子导电层130直接接触，或者，可以是全部相邻的两层子导电层130间隔设置，或者，可以是部分相邻的两层子导电层130直接接触，另一部分相邻的两层子导电层130间隔设置。同一层导电层120中，子导电层130的数量可以为2层、3层、4层或5层及以上的任意数量，任意两层子导电层130的厚度可以相同或者不同。在同一层导电层120的至少两层子导电层130的厚度不同的实施方式中，一方面，较薄的子导电层130可以形成更细的图形，可以更好的避免不同图案之间的相互影响，提高该子导电层130的图形密度。例如，采用沉积或电镀工艺制备子导电层130时，较薄的子导电层130的制备时间更短，制备难度更低。另一方面，较厚的子导电层130可以获得更好的散热效果，从而提升功率模组100的散热效率。
示例性的，参见图2，同一层导电层120中，多层子导电层130可以包括第一子导电层131和第二子导电层132，第一子导电层131的厚度可以大于第二子导电层132的厚度。第一子导电层131的厚度较大，可以获得更好的散热效果，从而提升功率模组100的散热效率。第二子导电层132的厚度较薄，可以形成更细的图形，以提高该子导电层130的图形密度、缩短制备时间，降低制备难度。
示例性的，参见图2，在第一导电层121中，第一子导电层131可以位于第二子导电层132背离第二侧101b的一侧。厚度较大的子导电层130(第一子导电层131)更靠近功率模组100的表面，更有利功率模组100的散热。厚度较小的子导电层130(第二子导电层132)更靠近功率模组100的中心，可以制备更细、更高密度的图形，有利于满足功率模组100内的复杂的布线应用。和/或，在第二导电层122中，第一子导电层131位于第二子导电层132背离第一侧101a的一侧，从而更有利功率模组100的散热、还有利于满足功率模组100内的复杂的布线应用，其原理与第一导电层121类似，不再赘述。此时，即使不设置散热件185，也可以有效的通过第一导电层121和/或第二导电层122实现散热目的，可以简化功率模组100的结构，降低功率模组100的成本。
示例性的，参见图2，同一层导电层120中，多层子导电层130可以包括更多的子导电层130，例如，可以包括第三子导电层133、第四子导电层或第五子导电层等。以包括第三子导电层133为例，第三子导电层133可以位于第一子导电层131和第二子导电层132之间，或者，第三子导电层133可以位于第二子导电层132背离第一子导电层131的一侧，或者，第三子导电层133可以位于第一子导电层131背离第二子导电层132的一侧。当第三子导电层133位于第一子导电层131和第二子导电层132之间，或者，第三子导电层133位于第二子导电层132背离第一子导电层131的一侧时，第三子导电层133的厚度可以小于第一子导电层131的厚度，第三子导电层133可以设置的较薄，以制备更细、更高密度的图形，有利于满足功率模组100内的复杂的布线应用。当第三子导电层133位于第一子导电层131背离第二子导电层132的一侧时，第三子导电层133的厚度可以大于第一子导电层131的厚度，从而更有利功率模组100的散热。当然的，第三子导电层133的厚度和第一子导电层131、第二子导电层132的厚度还可以满足其他关系。同一层导电层120中，多层子导电层130也可以仅包括第一子导电层131和第二子导电层132。同一层导电层120中，任意一层子导电层130可以覆盖的区域包括第一区域100a和第二区域100b中的至少一者。
示例性的，参见图2，在第一导电层121和第二导电层122中，第二子导电层132可以位于第一区域100a和第二区域100b中。例如，第一区域100a和第二区域100b的第二子导电层132可以同层同材料设置，以同时制备第一区域100a和第二区域100b的第二子导电层132，简化第一区域100a和第二区域100b的第二子导电层132的制备工艺。另外，由于第二子导电层132的厚度较薄，其制备时间较短、工艺较为简单，在第一区域100a和第二区域100b同时制备第二子导电层132对导电层120的制备时间和难度影响较小。另外，第一子导电层131可以位于第一区域100a中，由于第一子导电层131的厚度大、散热效果好，而第一区域100a的第一元器件171的产热较多，可以更有针对性的对第一区域100a进行散热，有效降低功率模组100的热量。在第二区域100b中可以未设置第一子导电层131，以减轻功率模组100的重量，降低第二区域100b的功率模组100的厚度，由于第二区域100b的第二元器件172的产热较低，即使不设置第一子导电层131也不会对功率模组100的散热造成影响。由于第一子导电层131较厚，其制备时间长、难度高，不在第二区域100b设置第一子导电层131，可以缩短第一子导电层131的制备时间、降低第一子导电层131的制备难度，有利于节约成本。
示例性的，参见图2，在第三导电层123中，第一子导电层131和第二子导电层132可以位于第一区域100a和第二区域100b中。由于第三导电层123位于相邻两层子绝缘层110之间，第三导电层123对绝缘层101的平坦性影响较大。如果第一区域100a和第二区域100b的第三导电层123的厚度差异较大时，容易导致该第三导电层123厚度方向两侧的子绝缘层110的平坦性较差、容易存在阶梯，从而增加各子绝缘层110上的导电层120、元器件的连接难度。因此，将第三导电层123的第一子导电层131和第二子导电层132同时设置于第一区域100a和第二区域100b，可以提高各子绝缘层110的平坦度，从而降低了各子绝缘层110上导电层120、元器件的连接难度。
示例性的，参见图2，第一导电层121和/或第二导电层122的至少部分可以暴露于绝缘层101的表面，该暴露的部分第一导电层121和/或第二导电层122的图形中的镂空部可以填充有封装件186，封装件186可以对功率模组100形成保护。例如，在第一导电层121和/或第二导电层122背离绝缘层101的一侧可以不设置封装件186，以降低功率模组100的厚度，降低功率模组100的成本、简化制备工艺，有利于功率模组100的散热。
可以理解的是，另一实施例中，参见图1，同一层导电层120也可以为单层结构，从而使得导电层120的结构较为简单，以简化导电层120制备工艺。
以下对本申请实施例提供的散热件185进行说明。
参见图1和图2，功率模组100可以包括散热件185，第一导电层121背离第二导电层122的一侧、以及第二导电层122背离第一导电层121的一侧中的至少一者可以设置有散热件185。本申请实施例以第一导电层121和第二导电层122背离绝缘层101的一侧均设置有散热件185为例进行说明。
散热件185可以位于第一区域100a和第二区域100b中的至少一者。例如，可以仅在第一区域100a设置散热件185，由于所有第一元器件171的功率之和大于所有第二元器件172的功率之和，将散热件185设置于第一区域100a中，可以针对性的实现对第一元器件171的散热，有效的降低功率模组100的温度，避免高温对功率模组100性能的影响。第二区域100b产生的热量较少，可以不设置散热件185，从而可以减少散热件185的设置面积，降低散热件185的成本，减少功率模组100的重量、降低第二区域100b的功率模组100的厚度。
示例性的，散热件185可以包括散热板，散热板可以为铝、铜、钢等金属材料制成的金属板，或者，散热板可以为陶瓷、石英等非金属材料制成的非金属板。或者，散热件185还可以是均温板(vapor chamber，简称为VC)，均温板的散热效果较好。或者，散热件185还可以是冷板。或者，散热件185还可以由柔性的导热材料形成，以避免散热件185与其他结构件在装配过程中相互磨损。当然的，散热件185还可以是其他散热装置，本申请实施例对此不作限制。散热件185可以包括上述各种散热板、均温板、冷板等中的一者或多者层叠设置。由于在第一区域100a的功率模组100的厚度方向的两侧均设置有散热件185，功率模组100的散热面积较大，有利于提高散热效果。
一些示例中，位于第一导电层121背离第二导电层122一侧的散热件185可以直接接触于第一导电层121的表面，第一导电层121与散热件185之间的导热路径较短，可以较快的将热量传递给散热件185，从而有利于提高散热效率。另一些示例中，参见图1，位于第一导电层121背离第二导电层122一侧的散热件185可以通过导热绝缘层184间接接触于第一导电层121的表面，导热绝缘层184还可以填充于第一导电层121的图形的镂空部中。导热绝缘层184可以有效的将第一导电层121与外部的其他结构件(例如，电路板)电性隔离，使得在将功率模组100安装于电路板上时，无需对电路板和第一导电层121之间进行绝缘处理，可以简化功率模组100与电路板之间的安装工艺。导热绝缘层184还可以将第一导电层121的热量传递给散热件185，从而有效实现散热。另外，位于第二导电层122背离第一导电层121一侧的散热件185可以直接接触于第二导电层122的表面，或者，位于第二导电层122背离第一导电层121一侧的散热件185可以通过导热绝缘层184间接接触于第二导电层122的表面，其原理已经阐述，不再赘述。其中，导热绝缘层184可以仅位于第一区域100a，有利于减小第二区域100b的功率模组100的厚度、降低成本，或者，也可以同时位于第一区域100a和第二区域100b中。
可以理解的是，由于第一元器件171埋入了绝缘层101中，其距离第一侧101a的散热件185和第二侧101b的散热件185的距离的差距较小，第一元器件171向第一侧101a的散热件185和第二侧101b的散热件185的热量传递路径较为接近，可以有效实现功率模组100的双面散热。当然的，功率模组100，也可以不设置散热件185，而是通过外露的第一导电层121和/或第二导电层122来对功率模组100进行散热。
以下对本申请实施例提供的导电柱183进行说明。
参见图1和图2，功率模组100可以包括导电柱183，子绝缘层110中可以具有第三容置腔163，一个第三容置腔163可以位于一层子绝缘层110中，或者，位于多层相邻的子绝缘层110中，其原理与第一容置腔161类似，不再赘述。导电柱183可以位于第三容置腔163中，与设置有导电柱183的子绝缘层110相邻的两层导电层120可以均电连接于导电柱183。通过导电柱183将该相邻的两层导电层120电连接，从而可以实现该相邻两层导电层120之间的信号传输。当导电柱183的材料为金属材料时，其导热性能优于绝缘层101，可以有效提高功率模组100的散热效率。
可以理解的是，第一元器件171、第二元器件172、去耦电容150、导电柱183等中的任意一者与导电层120相连时，可以是直接接触相连，或，可以是通过导电孔182相连，或，可以是通过其他导电结构相连，本申请实施例对此不作限制。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例各实施例技术方案的范围。

Claims (17)

1.一种功率模组，其特征在于，包括：绝缘层、多层导电层、去耦电容和多个第一元器件，所述绝缘层包括沿所述功率模组的厚度方向层叠设置的多层子绝缘层，每相邻两层所述导电层之间设置有所述子绝缘层；
所述功率模组包括第一区域，位于所述第一区域的所述子绝缘层中具有第一容置腔，所述第一元器件位于所述第一容置腔中，与设置有所述第一元器件的所述子绝缘层相邻的所述导电层电连接于所述第一元器件，且至少部分数量的所述第一元器件沿所述功率模组的厚度方向层叠设置；
位于所述第一区域的所述绝缘层中具有辅助容置腔，所述去耦电容位于所述辅助容置腔中，所述去耦电容的第一引脚与多层所述导电层中的一层电连接，所述去耦电容的第二引脚与多层所述导电层中的另一层电连接。
2.根据权利要求1所述的功率模组，其特征在于，所述绝缘层包括：沿所述功率模组的厚度方向相对设置的第一侧和第二侧，多层所述导电层包括第一导电层、第二导电层和至少一层第三导电层；
所述第一导电层位于所述第一侧，所述第二导电层位于所述第二侧，所述第三导电层位于所述第一导电层和所述第二导电层之间。
3.根据权利要求2所述的功率模组，其特征在于，所述多层所述导电层包括至少一层第三导电层，包括：
所述第三导电层为一层，多层所述子绝缘层包括第一子绝缘层和第二子绝缘层，所述第一子绝缘层位于所述第一导电层和所述第三导电层之间，所述第二子绝缘层位于所述第二导电层和所述第三导电层之间；
多个所述第一元器件包括第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管位于所述第一子绝缘层中，所述第二晶体管位于所述第二子绝缘层中；
所述第一晶体管的第一极和控制极电连接于所述第一导电层，所述第一晶体管的第二极和所述第二晶体管的第一极通过所述第三导电层电连接，所述第二晶体管的控制极与所述第三导电层电连接，所述第二晶体管的第二极与所述第二导电层电连接。
4.根据权利要求3所述的功率模组，其特征在于，所述去耦电容的第一引脚与多层所述导电层中的一层电连接，所述去耦电容的第二引脚与多层所述导电层中的另一层电连接，包括：
所述去耦电容的第一引脚和所述第一晶体管的第一极通过所述第一导电层电连接，所述去耦电容的第二引脚和所述第二晶体管的第二极通过所述第二导电层电连接。
5.根据权利要求1-4任一所述的功率模组，其特征在于，所述功率模组还包括绝缘固定件，所述绝缘固定件位于所述去耦电容与所述辅助容置腔的腔壁之间。
6.根据权利要求1-5任一所述的功率模组，其特征在于，所述功率模组还包括第一连接部与第二连接部，所述第一连接部设置于所述第一引脚电连接的所述导电层上，所述第一连接部与所述第一引脚电连接，所述第一连接部的材料与所述第一引脚的材料相同；
所述第二连接部设置于所述第二引脚电连接的所述导电层上，所述第二连接部与所述第二引脚电连接，所述第二连接部的材料与所述第二引脚的材料相同。
7.根据权利要求2-4任一所述的功率模组，其特征在于，所述导电层包括沿所述功率模组的厚度方向层叠设置的多层子导电层；
相邻两层所述子导电层接触；
或者，相邻两层所述子导电层间隔设置，相邻两层所述子导电层之间设置有所述子绝缘层，且通过设置于所述子绝缘层中的导电孔电连接。
8.根据权利要求7所述的功率模组，其特征在于，同一层所述导电层中的多层所述子导电层包括第一子导电层和第二子导电层，所述第一子导电层的厚度大于所述第二子导电层的厚度。
9.根据权利要求8所述的功率模组，其特征在于，所述第一导电层中的第一子导电层位于所述第一导电层中的第二子导电层背离所述第二侧的一侧；
所述第二导电层中的第一子导电层位于所述第二导电层中的第二子导电层背离所述第一侧的一侧。
10.根据权利要求8所述的功率模组，其特征在于，所述功率模组还包括多个第二元器件，所述功率模组包括第二区域，所述第二区域位于所述第一区域的至少一侧，所述第二元器件位于所述第二区域中，所述第二元器件通过所述导电层与所述第一元器件电连接；
所有所述第一元器件的功率之和大于所有所述第二元器件的功率之和。
11.根据权利要求10所述的功率模组，其特征在于，所述功率模组还包括第二容置腔，所述第二容置腔位于所述第二区域的子绝缘层中，所述第二元器件位于所述第二容置腔中；
或者，所述第二元器件位于所述第一导电层和所述第二导电层中至少一者的背离所述绝缘层的一侧；
或者，所述功率模组还包括第二容置腔，所述第二容置腔位于所述第二区域的所述子绝缘层中，部分数量的所述第二元器件位于所述第二容置腔中，另一部分数量的所述第二元器件位于所述第一导电层和所述第二导电层中至少一者的背离所述绝缘层的一侧。
12.根据权利要求10所述的功率模组，其特征在于，所述第一导电层和所述第二导电层中各自的第一子导电层均位于所述第一区域中，所述第一导电层和所述第二导电层中各自的第二子导电层均位于所述第一区域和所述第二区域中；
所述第三导电层中的第一子导电层和第二子导电层位于所述第一区域和所述第二区域中。
13.根据权利要求2-4任一所述的功率模组，其特征在于，所述功率模组包括散热件，所述散热件设置于所述第一导电层和所述第二导电层背离所述绝缘层的一侧，且所述散热件位于所述第一区域中。
14.根据权利要求13所述的功率模组，其特征在于，所述功率模组包括导热绝缘层，所述导热绝缘层设置于所述散热件朝向所述绝缘层的一侧，且所述导热绝缘层位于所述第一区域中。
15.根据权利要求1-14任一所述的功率模组，其特征在于，所述功率模组包括导电柱，所述子绝缘层中具有第三容置腔，所述导电柱位于所述第三容置腔中，与设置有所述导电柱的所述子绝缘层相邻的两层所述导电层均电连接于所述导电柱。
16.一种功率变换设备，其特征在于，包括电路板和多个上述权利要求1-15任一所述的功率模组，多个所述功率模组均设置于所述电路板上。
17.一种车辆，其特征在于，包括壳体和上述权利要求16所述的功率变换设备，所述功率变换设备位于所述壳体中。
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