CN117594555A - 一种功率模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种功率模块，本发明的功率模块是具有上下桥臂的半桥模块，其电路板为包括下层主电路板和至少一块上层副电路板的双层复合电路板。具体的上层副电路板通过后道工序烧结或钎焊于下层主电路板上，使得在布置完各半导体器件间的键合线后，能够采用上层副电路板对功率模块的信号电路进行布置，解决了大功率密度条件下布线难的问题，缩短了键合线的走线长度，进而减少了模块的杂散电感，同时，使得下层主电路板上的芯片组的布置区域所能使用的面积更大，促进芯片组的散热、降低了结温，加大了电路过流能力，从而避免了局部区域因电流密度过大而导致电路损耗过大的问题，使得散热问题和载流能力能同时兼顾。

Description

一种功率模块

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种功率模块。

背景技术

如图1所示，功率模块的电路板由电气绝缘层(如图1中所示的[2])和两层铜层(如图1中所示的[1]和[3])组成。实际应用中，一个半桥电路由上桥功率电路、下桥功率电路、上桥信号电路和下桥信号电路构成，具体的电路板的上铜层布置有功率电路、信号电路和信号端子布置区，芯片组接合于相应的功率电路之上。各芯片组上相应的位置通过键合线与其他功率电路连接，分别形成上桥功率电路和下桥功率电路；且芯片组上相应位置通过键合线与信号电路连接，信号电路通过键合线分别与上桥信号端子的布置区和下桥信号端子的布置区连接，形成上桥信号通路和下桥信号通路。

上述的电路板存在以下问题：

(1)无法同时平衡散热问题和载流能力问题。即为了给电路板散热和降低电流密度，要求功率模块的电路中具有更大的流通截面，但功率模块的电路板上铜层[1]面积有限，当为了解决模块的散热问题而增加模块中芯片组下方的电路面积时，将导致上铜层[1]上其他局部区域的面积减小而电流密度过大，甚至超过电路的载流能力；且电流密度过大会导致功率模块的电路损耗过大，致使模块的效率降低。

(2)键合线布置困难且杂散电感较大的问题。当布置完各功率电路间的键合线后，由于空间限制，各信号通路的键合线布置受限，此时会导致各信号通路的键合线过长，从而导致模块的杂散电感增大。

发明内容

本发明实施例提供一种功率模块，以解决现有技术中布线过长或布线困难、杂散电感增加，电路损耗过大，且散热问题和载流能力也难以兼顾的问题。

第一方面，本发明提供一种功率模块，其电路板包括:下层主电路板和至少一块上层副电路板；其中，

所述功率模块是具有上下桥臂的半桥模块；

所述上层副电路板通过后道工序烧结或钎焊于所述下层主电路板上，所述上层副电路板布置有所述功率模块的信号电路，所述下层主电路板布置有所述功率模块的功率电路。

在一实施方式中，所述下层主电路板和所述上层副电路板的结构均为上铜层、电气绝缘层和下铜层，所述上铜层和所述下铜层通过直接覆铜方式或活性金属钎焊方式接合于所述电气绝缘层两侧。

在一实施方式中，所述上层副电路板包括上层第1副电路板和上层第2副电路板，所述上层第1副电路板设置有上桥信号电路，所述上层第2副电路板设置有下桥信号电路；

所述下层主电路板的上铜层设置有上桥功率电路和下桥功率电路。

在一实施方式中，所述上桥功率电路包括直流正极端子、直流正极电路、上桥芯片组、交流电路和交流端子，所述直流正极端子与所述直流正极电路接合，所述上桥芯片组直接接合于所述直流正极电路上，通过键合线将所述上桥芯片组与所述交流电路连接；

所述下桥功率电路包括直流负极端子、直流负极电路、下桥芯片组，所述直流负极电路与所述直流负极端子接合，通过键合线将所述下桥芯片组与所述直流负极电路连接，且所述下桥芯片组接合在所述交流电路上；

所述直流正极端子和所述直流负极端子设置在所述下层主电路板的第一侧区域，所述交流端子设置在所述下层主电路板的第二侧区域，所述第一侧和所述第二侧区域为对侧区域。

在一实施方式中，所述下层主电路板还布置有：交流电路，所述直流正极电路包括:第一直流正极电路和第二直流正极电路；

所述第一直流正极电路和所述第二直流正极电路布置于所述交流电路的两侧；

所述上层第1副电路板的下铜层通过后道工序烧结或钎焊于所述下层主电路板上铜层中的第一直流正极电路上，所述上层第2副电路板的下铜层通过后道工序烧结或钎焊于所述下层主电路板上铜层中的第二直流正极电路上。

在一实施方式中，所述下层主电路板上还布置有上桥信号端子的布置区，通过键合线将所述上桥芯片组的控制极、所述上桥信号电路、所述上桥信号端子的布置区和所述交流电路连接，形成上桥信号通路；

所述下层主电路板上还布置有下桥信号端子的布置区，通过键合线将所述下桥芯片组的控制极、所述下桥信号电路、所述下桥信号端子的布置区和所述直流负极电路连接，形成下桥信号通路；

所述上桥信号端子的布置区和所述下桥信号端子的布置区设置在所述下层主电路板的第二侧区域。

在一实施方式中，所述上桥信号端子的布置区的一端通过键合线连接到所述上层第1副电路板上的上桥信号电路，所述上桥信号端子的布置区的另一端连接上桥信号端子；

所述下桥信号端子的布置区的一端通过键合线连接到所述上层第2副电路板上的下桥信号电路，所述下桥信号端子的布置区的另一端连接下桥信号端子；

所述上桥信号端子和所述下桥信号端子设置在所述下层主电路板的第二侧区域。

在一实施方式中，所述功率模块还包括直流正极信号端子和另一上桥信号端子；所述直流正极信号端子连接所述直流正极电路，所述另一上桥信号端子连接所述交流电路，所述直流正极信号端子和所述另一上桥信号端子设置在所述下层主电路板的第二侧区域。

在一实施方式中，所述下层主电路板上还布置有热敏电阻信号端子的布置区，所述热敏电阻信号端子的布置区的一端连接热敏电阻，所述热敏信号端子的布置区的另一端连接热敏电阻信号端子；所述热敏电阻信号端子设置在所述下层主电路板的第二侧区域。

在一实施方式中，所述上桥芯片组和所述下桥芯片组均包括碳化硅芯片，或绝缘栅双极型晶体管芯片与二极管芯片组成的芯片组合。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

本发明的功率模块，是具有上下桥臂的半桥模块，其电路板包括：下层主电路板和至少一块上层副电路板。上层副电路板布置有功率模块的信号电路，下层主电路板布置有功率模块的功率电路。上层副电路板通过后道工序烧结或钎焊于下层主电路板上，使得在布置完各半导体器件间的功率键合线后，能够采用上层副电路板对功率模块的信号电路进行布置，解决了大功率密度条件下布线难的问题，缩短了键合线的走线长度，进而降低了模块的杂散电感；信号电路布置在上层副电路板上，使得下层主电路板上的芯片组的布置区域所能使用的面积更大，促进芯片组的散热、降低了结温，加大了电路过流能力，从而避免了局部区域因电流密度过大而导致电路损耗过大的问题，使得散热问题和载流能力能够被同时兼顾。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中提供的单层电路板的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的功率模块的双层复合电路板结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的功率模块的双层复合电路板另一结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的功率模块中的功率电路的结构示意图；

图5是本发明一实施例提供的功率模块中的信号电路的结构示意图；

图6是本发明一实施例提供的功率模块中的IGBT芯片与二极管芯片的连接示意图；

图7是本发明一实施例提供的功率模块的半桥电路示意图；

图8是本发明一实施例提供的功率模块中的直流正极信号端子布置示意图；

图9是本发明一实施例提供的功率模块中的热敏电阻及其信号端子的布置示意图；

图10是本发明一实施例提供的功率模块的完整结构示意图；

图11是本发明提供的现有的功率模块的结构示意图；

其中，10、上层第1副电路板，11、上层第2副电路板，20、下层主电路板，21、第一直流正极电路，22、第二直流正极电路，23、交流电路，24、直流负极电路，30、直流正极端子，31、直流正极端子，32、交流端子，33、直流负极端子，40、上桥芯片组，41、上桥芯片组，42、下桥芯片组，43、下桥芯片组，51、上桥信号端子的布置区，52、下桥信号端子的布置区，53、下桥信号端子的布置区，54和55均为热敏电阻信号端子的布置区，81、上桥信号端子，82、上桥信号端子，83、下桥信号端子，84、下桥信号端子，85、直流正极信号端子，86和87为热敏电阻信号端子，71、72、73、74、75、76、77和78均为IGBT芯片，61、62、63、64、65、66、67和68均为二极管芯片，Q1、IGBT芯片，Q2、IGBT芯片，D1、二极管芯片，D2、二极管芯片。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，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”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构及步骤，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与公开所属本领域的普通技术人员通常理解的相同含义。将进一步理解，本文使用的术语应被解释为具有与其在本说明书和相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且除非本文明确如此定义，否则不会以理想化或过于正式的意义进行解释。

在一实施例中，如图2所示，提供一种功率模块的双层复合电路板结构示意图，包括:下层主电路板20和一块上层副电路板(图2中仅以一块上层副电路板10为例进行展示)；其中：

该功率模块是具有上下桥臂的半桥模块，上层副电路板通过后道工序烧结或钎焊于下层主电路板20上，上层副电路板布置有功率模块的信号电路，下层主电路板20布置有功率模块的功率电路。

在一实施方式中，布置于上层副电路板10的信号电路可以包括：上桥信号电路和下桥信号电路，上桥信号电路用于向下层主电路板20上的上桥芯片组输出上桥控制信号，下桥信号电路用于向下层主电路板20上的下桥芯片组输出下桥控制信号；上桥芯片组接合于上桥功率电路上，下桥芯片组接合于下桥功率电路上。

上述功率模块的工作过程为：功率模块中的芯片组通过下层主电路板20接收直流功率，而输出对应的交流功率，且其功率模块中的芯片组还用于接收上层副电路板上信号电路输出的控制信号。

本实施例的功率模块，包括：下层主电路板20和至少一块上层副电路板，其上层副电路板布置有功率模块的信号电路，且其下层主电路板布置有功率模块的功率电路，并将上层副电路板通过后道工序烧结或钎焊于下层主电路板20上，使得在布置完各半导体器件间的功率键合线后，能够采用上层副电路板对功率模块的信号电路进行布置，解决了大功率密度条件下布线难的问题，缩短了键合线的走线长度，进而降低了模块的杂散电感；信号电路布置在上层副电路板上，使得下层主电路板上的芯片组的布置区域所能使用的面积更大，促进芯片组的散热、降低了结温，加大了过流能力，避免了局部区域因电流密度过大而导致电路损耗过大的问题，使得散热问题和载流能力能够被同时兼顾。

在一实施例中，提供一种功率模块，在上述图2所示的功率模块的结构示意图的基础上，该功率模块的下层主电路板20和上层副电路板结构均为上铜层、电气绝缘层和下铜层，上铜层和下铜层通过DBC(Direct Bond Copper，直接覆铜陶瓷)技术或AMB(ActiveMetal Brazing，活性金属钎焊)技术接合于电气绝缘层两侧。

本实施例的功率模块，通过后道工序将上层副电路板烧结或钎焊在下层主电路板上，以实现对应的功能。

在一实施例中，如图3所示，提供一种功率模块的双层复合电路板另一结构示意图，在上述图2所示的功率模块的结构示意图的基础上，上层副电路板包括在下层主电路板20上布置的上层第1副电路板10和上层第2副电路板11，上层第1副电路板10设置有上桥信号电路，上层第2副电路板11设置有下桥信号电路；下层主电路板20的上铜层设置有上桥功率电路和下桥功率电路。

实际应用中，在设计上桥功率电路和下桥功率电路时，通常设计尽可能大的面积，以保证各芯片组的布置面积、键合线布置所需面积和各芯片组的散热面积足够大；且上层第1副电路板10和上层第2副电路板11均可采用银烧结或钎焊的方式与下层主电路板20相连接。实际应用中并不仅限于此，视其具体应用环境而定即可，均在本申请保护范围内。

上述功率模块的工作过程为：上桥功率电路上的芯片组和下桥功率电路上的芯片组通过下层主电路板20的上铜层接收直流功率，并输出对应的交流功率，且其上桥功率电路上的芯片组还用于接收上层第1副电路板10上信号电路输出的上桥控制信号，其下桥功率电路上的芯片组还用于接收上层第2副电路板11上信号电路输出的下桥控制信号。

本实施例的功率模块，通过在下层主电路板20上布置的上层第1副电路板10和上层第2副电路板11，使得在布置完各半导体器件间的功率键合线后，能够通过上层第1副电路板10和上层第2副电路板11对功率模块的信号电路进行布置，缩短了键合线的走线长度，进而降低了模块的杂散电感。

在一实施例中，如图4所示，提供一种功率模块中的功率电路的结构示意图，在上述图2所示的功率模块的结构示意图的基础上，上桥功率电路包括直流正极端子(图4中以两个直流正极端子30和31为例进行展示)、直流正极电路(图4中以两个直流正极电路21和22为例进行展示)、上桥芯片组(图4中以两个上桥芯片组40和41为例进行展示)、交流电路23和交流端子32，直流正极端子与直流正极电路接合，上桥芯片组直接接合于直流正极电路上，通过键合线将上桥芯片组与交流电路23连接；

下桥功率电路包括直流负极端子33、直流负极电路24、下桥芯片组(图4中以两个上桥芯片组42和43为例进行展示)，直流负极电路24与直流负极端子33接合，通过键合线将下桥芯片组与直流负极电路24连接，且下桥芯片组接合在交流电路23上。

直流正极端子30、直流正极端子31和直流负极端子33设置在下层主电路板20的第一侧区域S1，交流端子32设置在下层主电路板20的第二侧区域S2，第一区域和第二区域为对侧区域。

可选的，如图4所示，提供一种功率模块的结构示意图，下层主电路板20还布置有：交流电路23，直流正极电路包括:第一直流正极电路21和第二直流正极电路22，其中，第一直流正极电路21和第二直流正极电路22布置于交流电路23的两侧；上层第1副电路板10的下铜层通过后道工序烧结或钎焊于下层主电路板20上铜层中的第一直流正极电路21上，上层第2副电路板11的下铜层通过后道工序烧结或钎焊于下层主电路板20上铜层中的第二直流正极电路22上。

上述功率模块的工作过程为：第一直流正极电路21和第二直流正极电路22接收从直流正极端子输入的直流功率，然后输出至上桥芯片组的输入端，直流功率通过上桥芯片组后输出为交流功率；直流负极电路24接收从直流负极端子输入的直流功率，然后输出至下桥芯片组的输入端，直流功率通过下桥芯片组后输出为交流功率。交流功率最后通过交流电路23和交流端子31输出。

本实施例的功率模块，其第一直流正极电路21和第二直流正极电路22布置于交流电路23的两侧；且将上层第1副电路板10的下铜层通过后道工序烧结或钎焊于下层主电路板20上铜层中的第一直流正极电路21上，以将上层第1副电路板10的下铜层作为第一直流正极电路21的一部分，降低了第一直流正极电路21部分的电流密度；并将上层第2副电路板11的下铜层通过后道工序烧结或钎焊于下层主电路板20上铜层中的第二直流正极电路22上，以将上层第2副电路板11的下铜层作为第二直流正极电路22的一部分，降低了第二直流正极电路22部分的电流密度。使得功率模块中的电路具有更大的流通面积，进而在大功率密度时能够满足电路的载流能力要求，并通过降低电流密度，减小了电路的损耗，提高了功率模块的效率。

在一实施例中,如图5所示，提供一种功率模块中的信号电路的结构示意图，在图4的基础上，下层主电路板20上还布置有上桥信号端子的布置区51；上桥信号端子的布置区51的一端接合有上桥信号端子81，另一端通过键合线与上桥信号电路、上桥芯片组的控制极、和交流电路23连接，交流电路23上再接合另一个上桥信号端子82，组成上桥信号通路；

下层主电路板20上还布置有下桥信号端子的布置区52和下桥信号端子的布置区53；下桥信号端子的布置区52的一端接合有下桥信号端子83，另一端通过键合线将与下桥信号电路、下桥芯片组的控制极、直流负极电路24和下桥信号端子的布置区53连接，下桥信号端子的布置区53再接合另一个下桥信号端子84，组成下桥信号通路；上桥信号端子的布置区51、下桥信号端子的布置区52和下桥信号端子的布置区53设置在下层主电路板20的第二侧区域S2，相应的上桥信号端子(如图5中所示的81和82)和下桥信号端子(如图5中所示的83和84)也布置在下层主电路板20的第二侧区域S2。

上述功率模块的工作过程为：在两个上桥信号端子上施加一个低电压作为上桥控制信号，上桥控制信号通过上桥信号电路和交流电路23传输到的上桥芯片组两端，使上桥芯片组内形成电位差而开通或关断；在两个下桥信号端子上施加一个低电压作为下桥控制信号，通过下桥信号电路和直流负极电路24传输到下桥芯片组两端，使下桥芯片组内形成电位差而开通或关断。

本实施例的功率模块，在布置完功率电路的键合线后，通过采用上层副电路板对功率模块的信号电路进行布置，解决了大功率密度条件下布线难的问题，降低了键合线的走线长度，进而减少了模块的杂散电感。

在一实施例中，如图6所示，提供一种功率模块中的IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)芯片与二极管芯片的连接示意图，在图4的基础上，上桥芯片组和下桥芯片组均包括IGBT芯片(如图6中所示的71、72、73、74、75、76、77和78)和二极管芯片(如图6中所示的61、62、63、64、65、66、67和68)组成的芯片组合，其中二极管芯片反并联连接于IGBT芯片的两端。

实际应用中，当上桥芯片组和下桥芯片组均由一个IGBT芯片和一个二极管组成时，该功率模块中的半桥电路可以如图7所示，其中，二极管芯片D1反并联连接于IGBT芯片Q1的两端，以组成上桥芯片组；二极管芯片D2反并联连接于IGBT芯片Q2的两端，以组成下桥芯片组；P1和P3为上桥芯片组的直流正极功率输入端，N2为下桥芯片组的直流负极功率输入端，7为功率模块的交流功率输出端；4为直流正极信号输出端，5和6均为上桥控制信号的输入端，通过在5和6上施加一个低电压信号，使得IGBT芯片Q1上与5和6相连的地方形成电位差而导通或关断；8和9均为下桥控制信号的输入端，通过在8和9上施加一个低电压信号，使得IGBT芯片Q2上与8和9相连的地方形成电位差而导通或关断；10和11为热敏电阻信号输出端。可选的，也可采用碳化硅芯片作为上桥芯片组，和/或，下桥芯片组，以实现对应的功能，具体的一个碳化硅芯片同时具有一个IGBT芯片和一个二极管芯片所能实现的功能，实际应用中并不仅限于此，均在本申请保护范围内。

上述功率模块的工作过程为：上桥芯片组和下桥芯片组均通过IGBT芯片的输入端接收的直流功率，以输出对应的交流功率。如图7所示，IGBT芯片Q1的集电极接收直流正极功率，通过发射极输出交流功率；IGBT芯片Q2的发射极接收直流负极功率，通过发射极输出交流功率；交流功率最后经由7输出。

本实施例的功率模块，通过采用IGBT芯片和二极管芯片构成上桥芯片组和下桥芯片组，使得功率模块在输入直流功率后，能够输出对应的交流功率。

在一实施例中，如图8所示，提供一种功率模块中的直流正极信号端子布置示意图，在上述图4所示的功率模块的结构示意图的基础上，功率模块还包括直流正极信号端子85；直流正极信号端子85连接直流正极电路；直流正极信号端子85设置在下层主电路板20的第二侧区域S2。

上述功率模块的工作过程为：直流正极信号端子85输出直流正极电路的直流功率信号。

本实施例的功率模块，通过将直流正极信号端子85设置于直流正极电路上，以对功率模块中的直流功率信号进行输出，从而能监测功率模块的输入功率。

在一实施例中，如图9所示，提供一种功率模块中的热敏电阻及其信号端子的布置示意图，在上述图4所示的功率模块的结构示意图的基础上，下层主电路板20上还布置有热敏电阻信号端子的布置区(如图9中所示的56和57)，热敏电阻信号端子的布置区的一端连接热敏电阻，热敏信号端子的布置区的另一端连接有热敏电阻信号端子86和87；热敏电阻信号端子的布置区设置在下层主电路板20的第二侧区域S2，相应的热敏电阻信号端子86和87也布置在下层主电路板20的第二侧区域S2。

上述功率模块的工作过程为：在功率模块工作时，热敏电阻对功率模块中的温度进行检测，以通过热敏电阻信号端子输出对应的温度信号。

本实施例的功率模块，通过将热敏电阻设置于下层主电路板20上的热敏电阻信号端子的布置区上，使得功率模块能够通过热敏电阻对其内部的温度进行检测，进而使得外部设备或者工作人员能够通过温度信号对功率模块内部的温度进行监测，防止温度过高造成功率模块发生损坏，提高了功率模块的安全性和可靠性。

因此，在上述图2至图9所示的功率模块的结构示意图的基础上，如图10所示，本申请提供了一种功率模块的完整结构示意图。其中，第一直流正极端子30、第二直流正极端子31和直流负极端子33布置于下层主电路板20的一侧，交流端子32、两个上桥信号端子81和82、两个下桥信号端子83和84、直流正极信号端子85以及热敏电阻信号端子86和87布置于其对侧；下层主电路板20的下铜层可以焊接于散热器上或基板上。

为了进行效果对比，本实施例中给出了一种不设置上层副电路板的功率模块的结构示意图，如图11所示，该功率模块的上桥功率电路、下桥功率电路、上桥信号电路和下桥信号电路均设置于同一个电路板上，由于电路板的面积有限，使得各电路的流通面积较小而导致电流密度过大和局部电路损耗过大，散热问题和载流能力难以兼顾；各信号端口间的键合线布置受限，此时会导致各信号通路的键合线过长，从而导致模块的杂散电感增大。

图11中的功率模块通过采用上层副电路板对功率模块的信号电路进行布置，并采用下层主电路板20对功率电路进行布置，使得功率电路和信号电路无需布置于同一电路板上，解决了大功率密度条件下难以布线的问题，缩短了键合线的走线长度，进而降低了模块的杂散电感；上层副电路板通过后道工序烧结或钎焊在下层主电路板上，增加了下层主电路板上的功率电路的流通面积，加大了过流能力，从而避免了局部区域因电流密度过大而导致电路损耗过大的问题解，同时还有利于促进芯片组的散热以降低结温。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种功率模块，其特征在于，电路板包括:下层主电路板和至少一块上层副电路板；其中，

所述功率模块是具有上下桥臂的半桥模块；

所述上层副电路板通过后道工序烧结或钎焊于所述下层主电路板上，所述上层副电路板布置有所述功率模块的信号电路，所述下层主电路板布置有所述功率模块的功率电路。

2.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述下层主电路板和所述上层副电路板的结构均为上铜层、电气绝缘层和下铜层，所述上铜层和所述下铜层通过直接覆铜方式或活性金属钎焊方式接合于所述电气绝缘层两侧。

3.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述上层副电路板包括在上层第1副电路板和上层第2副电路板，所述上层第1副电路板设置有上桥信号电路，所述上层第2副电路板设置有下桥信号电路；

所述下层主电路板的上铜层设置有上桥功率电路和下桥功率电路。

4.如权利要求3所述的功率模块，其特征在于，所述上桥功率电路包括直流正极端子、直流正极电路、上桥芯片组、交流电路和交流端子，所述直流正极端子与所述直流正极电路接合，所述上桥芯片组直接接合于所述直流正极电路上，通过键合线将所述上桥芯片组与所述交流电路连接；

所述下桥功率电路包括直流负极端子、直流负极电路、下桥芯片组，所述直流负极电路与所述直流负极端子接合，通过键合线将所述下桥芯片组与所述直流负极电路连接，且所述下桥芯片组接合在所述交流电路上；

所述直流正极端子和所述直流负极端子设置在所述下层主电路板的第一侧区域，所述交流端子设置在所述下层主电路板的第二侧区域，所述第一侧区域和所述第二侧区域为对侧区域。

5.如权利要求4所述的功率模块，其特征在于，所述下层主电路板还布置有：交流电路，所述直流正极电路包括:第一直流正极电路和第二直流正极电路；

所述第一直流正极电路和所述第二直流正极电路布置于所述交流电路的两侧；

所述上层第1副电路板的下铜层通过后道工序烧结或钎焊于所述下层主电路板上铜层中的第一直流正极电路上，所述上层第2副电路板的下铜层通过后道工序烧结或钎焊于所述下层主电路板上铜层中的第二直流正极电路上。

6.如权利要求4所述的功率模块，其特征在于，所述下层主电路板上还布置有上桥信号端子的布置区，通过键合线将所述上桥芯片组的控制极、所述上桥信号电路、所述上桥信号端子的布置区和所述交流电路连接，组成上桥信号通路；

所述下层主电路板上还布置有下桥信号端子的布置区，通过键合线将所述下桥芯片组的控制极、所述下桥信号电路、所述下桥信号端子的布置区和所述直流负极电路连接，组成下桥信号通路；

所述上桥信号端子的布置区和所述下桥信号端子的布置区设置在所述下层主电路板的第二侧区域。

7.如权利要求4所述的功率模块，其特征在于，所述上桥信号端子的布置区的一端通过键合线连接到所述上层第1副电路板上的上桥信号电路，所述上桥信号端子的布置区的另一端连接上桥信号端子；

所述下桥信号端子的布置区的一端通过键合线连接到所述上层第2副电路板上的下桥信号电路，所述下桥信号端子的布置区的另一端连接下桥信号端子；

所述上桥信号端子和所述下桥信号端子设置在所述下层主电路板的第二侧区域。

8.如权利要求4所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块还包括直流正极信号端子和另一上桥信号端子；所述直流正极信号端子连接所述直流正极电路，所述另一上桥信号端子连接所述交流电路，所述直流正极信号端子和所述另一上桥信号端子设置在所述下层主电路板的第二侧区域。

9.如权利要求4所述的功率模块，其特征在于，所述下层主电路板上还布置有热敏电阻信号端子的布置区，所述热敏电阻信号端子的布置区的一端连接热敏电阻，所述热敏信号端子的布置区的另一端连接热敏电阻信号端子；所述热敏电阻信号端子设置在所述下层主电路板的第二侧区域。

10.如权利要求4所述的功率模块，其特征在于，所述上桥芯片组和所述下桥芯片组均包括碳化硅芯片，或绝缘栅双极型晶体管芯片与二极管芯片组成的芯片组合。