CN216213450U - 一种低回路电感的碳化硅功率模块 - Google Patents

一种低回路电感的碳化硅功率模块 Download PDF

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袁磊
王凯锋
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Hefei Zhongheng Micro Semiconductor Co ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种低回路电感的碳化硅功率模块，包括底板、呈左右对称设置在底板上的左AMB基板和右AMB基板，上、下桥在左AMB基板和右AMB基板上呈上、下对称设置；所述左AMB基板和所述右AMB基板上各设置十个MOSFET芯片并联，十个所述MOSFET芯片呈上、下对称设置为两排，上、下桥上的MOSFET芯片竖直方向上一一对应且呈十列排布，每个所述MOSFET芯片端部连接有一个SBD。上、下桥呈上下对称布置，上桥芯片与下桥芯片成列对齐放置，大大缩短了回路路径，降低了回路电感。位于上、下桥上的所述MOSFET芯片的门极均相对均朝向中间，使该模块能并联更多的芯片且能很好的提高模块的电流，同时该布局能有效解决并联存在的均流问题。

Description

一种低回路电感的碳化硅功率模块
技术领域
本实用新型涉及功率模块技术领域，更具体地说，一种一种低回路电感的碳化硅功率模块。
背景技术
功率模块被广泛应用于各种电机控制变频器中，并逐渐走向高可靠性、高功率密度的发展方向。传统的IGBT模块大多为Si-IGBT功率模块，但传统IGBT模块受Si芯片的限制，很难达到高效、高可靠性的需求。碳化硅模块具有高频、高温、高效的特性，但现有模块的封装结构限制了功率密度的进一步提升。因此通过改进设计来提高模块的空间利用率，提高模块可靠性和功率密度，成为了重要的研究方向之一。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种低回路电感的碳化硅功率模块，用以解决上述背景技术中存在的技术问题。
本实用新型技术方案一种低回路电感的碳化硅功率模块，包括底板、呈左右对称设置在底板上的左AMB基板和右AMB基板，上、下桥在左AMB基板和右AMB基板上呈上、下对称设置；
所述左AMB基板和所述右AMB基板上各设置十个MOSFET芯片并联，十个所述MOSFET芯片呈上、下对称设置为两排，上、下桥上的MOSFET芯片竖直方向上一一对应且呈十列排布，每个所述MOSFET芯片端部连接有一个SBD。
在一个优选地实施例中，所述左AMB基板和右AMB基板上均设置有若干个安装槽，所述MOSFET芯片和所述SBD均通过安装槽限位，且用于固定同一组所述MOSFET芯片和所述SBD的两安装槽位于同一列。
在一个优选地实施例中，位于上、下桥上的所述MOSFET芯片的门极均相对均朝向中间。
在一个优选地实施例中，所述左AMB基板和右AMB基板的边缘处均设置有信号端子，每一个所述MOSFET芯片的E极单独引出信号线与信号端子相连接，信号端子通过铝线键合。
在一个优选地实施例中，每个所述MOSFET芯片的E极上单独引出信号线至铜层，并通过铜层连接到信号端子。
在一个优选地实施例中，铜层上门极信号线键合点与驱动电阻之间设有分隔槽，所述分隔槽设置为凹口槽。
在一个优选地实施例中，底板两侧设置有功率AC端子和功率DC端子，功率AC端子和功率DC端子均通过超声焊接在所述底板上。
本实用新型技术方案的有益效果是：
1.上、下桥呈上下对称布置，上桥芯片与下桥芯片成列对齐放置，大大缩短了回路路径，降低了回路电感。位于上、下桥上的所述MOSFET芯片的门极均相对均朝向中间，使该模块能并联更多的芯片且能很好的提高模块的电流，同时该布局能有效解决并联存在的均流问题。
2.每一个所述MOSFET芯片的E极单独引出信号线与信号端子相连接，使得每颗芯片的开通速度相同，大大提高了产品的一致性。
附图说明
图1为本实用新型俯视图，
图2为本实用新型左AMB基板和右AMB基板俯视图。
附图标记说明：1底板、2左AMB基板、3右AMB基板、4安装槽、5MOSFET芯片、6SBD二极管、7信号端子、8信号线、9分隔槽、10驱动电阻、11功率AC端子、12功率DC端子。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。本实用新型的实施例是为了示例和描述方便起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
参照图1-图2，本实用新型技术方案一种低回路电感的碳化硅功率模块，包括底板1、呈左右对称设置在底板1上的左AMB基板2和右AMB基板3，上、下桥在左AMB基板2和右AMB基板3上呈上、下对称设置。对称设置的上、下桥一致性好、均流能力强。
左AMB基板2和右AMB基板3上各设置十个MOSFET芯片5并联，十个MOSFET芯片5呈上、下对称设置为两排，上、下桥上的MOSFET芯片5竖直方向上一一对应且呈十列排布，每个MOSFET芯片5端部连接有一个SBD二极管6。
通过上述设置方式，左AMB基板2和右AMB基板3上分别设置5个上桥MOSFET芯片5和5个下桥MOSFET芯片5，使上、下桥芯片均布在左AMB基板2和右AMB基板3上。上桥开通时，电流由最右端流到最左端；下桥开通时，电流由最左端流到最右端，保证了上、下桥回路路径相同，避免上、下桥出现明显差异。
同时，上、下桥呈上下对称布置，上桥芯片与下桥芯片成列对齐放置，大大缩短了回路路径，降低了回路电感。位于上、下桥上的MOSFET芯片5的门极均相对均朝向中间，使该模块能并联更多的芯片且能很好的提高模块的电流，同时该布局能有效解决并联存在的均流问题。
左AMB基板2和右AMB基板3上均设置有若干个安装槽4，MOSFET芯片5和SBD二极管6均通过安装槽4限位，且用于固定同一组MOSFET芯片5和SBD二极管6的两安装槽4位于同一列。安装槽4的设置保证MOSFET芯片5和SBD二极管6排布的整齐性，进而提升空间利用率。
左AMB基板2和右AMB基板3的边缘处均设置有信号端子7，每一个MOSFET芯片5的E极单独引出信号线8与信号端子7相连接，信号端子7通过铝线键合。具体为：每个MOSFET芯片5的E极上单独引出信号线8至铜层，并通过铜层连接到信号端子7。
采用上述连接方式使得每颗芯片的开通速度相同，大大提高了产品的一致性。信号端子7采用铝线键合方式与AMB基板连接，由于信号端不需要承载大电流，且考虑到模块使用过程中会经历冷热冲击循环，因此采用铝线键合连接方式能有效降低模块因冷热冲击失效的风险。
铜层上门极信号线8键合点与驱动电阻10之间设有分隔槽9，分隔槽9设置为凹口槽。因为焊锡在熔化过程中会出现爬锡现象，设置分隔槽9是为避免焊锡影响门极铝线键合强度。
底板1两侧设置有功率AC端子11和功率DC端子12，功率AC端子11和功率DC端子12均通过超声焊接在底板1上。功率端子采用超声焊接方式与AMB基板连接，能大大增强端子的电流承载能力，使得模块的应用范围更广。
显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。本实用新型中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (7)

1.一种低回路电感的碳化硅功率模块，其特征在于：包括底板、呈左右对称设置在底板上的左AMB基板和右AMB基板，上、下桥在左AMB基板和右AMB基板上呈上、下对称设置；
所述左AMB基板和所述右AMB基板上各设置十个MOSFET芯片并联，十个所述MOSFET芯片呈上、下对称设置为两排，上、下桥上的MOSFET芯片竖直方向上一一对应且呈十列排布，每个所述MOSFET芯片端部连接有一个SBD。
2.根据权利要求1所述的一种低回路电感的碳化硅功率模块，其特征在于：所述左AMB基板和右AMB基板上均设置有若干个安装槽，所述MOSFET芯片和所述SBD均通过安装槽限位，且用于固定同一组所述MOSFET芯片和所述SBD的两安装槽位于同一列。
3.根据权利要求1所述的一种低回路电感的碳化硅功率模块，其特征在于：位于上、下桥上的所述MOSFET芯片的门极均相对均朝向中间。
4.根据权利要求1所述的一种低回路电感的碳化硅功率模块，其特征在于：所述左AMB基板和右AMB基板的边缘处均设置有信号端子，每一个所述MOSFET芯片的E极单独引出信号线与信号端子相连接，信号端子通过铝线键合。
5.根据权利要求3所述的一种低回路电感的碳化硅功率模块，其特征在于：每个所述MOSFET芯片的E极上单独引出信号线至铜层，并通过铜层连接到信号端子。
6.根据权利要求4所述的一种低回路电感的碳化硅功率模块，其特征在于：铜层上门极信号线键合点与驱动电阻之间设有分隔槽，所述分隔槽设置为凹口槽。
7.根据权利要求1所述的一种低回路电感的碳化硅功率模块，其特征在于：底板两侧设置有功率AC端子和功率DC端子，功率AC端子和功率DC端子均通过超声焊接在所述底板上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024067272A1 (zh) * 2022-09-29 2024-04-04 扬州国扬电子有限公司 一种低电感功率模块

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