CN218867108U - 一种超低寄生电感SiC半桥功率模块 - Google Patents
一种超低寄生电感SiC半桥功率模块 Download PDFInfo
- Publication number
- CN218867108U CN218867108U CN202222323843.8U CN202222323843U CN218867108U CN 218867108 U CN218867108 U CN 218867108U CN 202222323843 U CN202222323843 U CN 202222323843U CN 218867108 U CN218867108 U CN 218867108U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- dbc
- chip
- parasitic inductance
- power module
- board
- 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
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
本实用新型属于电子电力器件技术领域，更具体地，涉及一种超低寄生电感SiC半桥功率模块，两只SiC MOSFET芯片分别为芯片一和芯片二，两片芯片平行且上下竖直设置，两片所述芯片之间通过缓冲层连接，所述DBC板包括上DBC板和下DBC板，所述芯片一与上DBC板连接，所述芯片二与所述下DBC板连接，所述上DBC板与所述下DBC板之间连接有解耦电容，本实用新型通过变更两只芯片的空间位置、缩短回路长度、取消键合线的设置、集成解耦电容等措施来消除寄生电感或者降低寄生电感产生的不利影响，实现半桥模块的高度集成，提升功率模块的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型属于电子电力器件技术领域，更具体地，涉及一种超低寄生电感SiC半桥功率模块。
背景技术
近年来，由于SiC宽禁带半导体功率芯片具有阻断电压高、开关损耗低、开关速度快等优势，其应用于固态变压器、变换器等设备会显著降低其体积、提高其效率和功率密度，已经引起国内外学术界和工业界越来越多的关注。但是随着SiC器件的开关速度的快速提高，应用频率的大幅度提高，对于功率模块内部的寄生电感的要求也随之提高。
功率模块乃至整个电路内的寄生电感对于器件的高速工作具有至关重要的意义，若寄生电感过大，可能造成器件关断过冲较大、加剧串扰问题，甚至引起较大电磁干扰问题。因此，通过模块封装技术的优化实现寄生电感的优化是一个具备研究意义的方向。但是目前现有技术中大多通过基于键合引线的平面型封装实现半桥功率模块结构，存在相对较大的寄生电感，请参阅图5。
发明内容
本实用新型的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种超低寄生电感SiC半桥功率模块，旨在解决现有半桥功率模块寄生电感较大的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
一种超低寄生电感SiC半桥功率模块，包括两只SiC MOSFET芯片和DBC板，两只SiCMOSFET芯片分别为芯片一和芯片二，两片芯片平行且上下竖直设置，两片所述芯片之间通过缓冲层连接，所述DBC板包括上DBC板和下DBC板，所述芯片一与上DBC板连接，所述芯片二与所述下DBC板连接，所述上DBC板与所述下DBC板之间连接有解耦电容。
进一步的，所述解耦电容的两端分别与母线的正极和负极连接。
进一步的，所述上DBC板和下DBC板均为覆铜陶瓷板，所述上DBC板包括上DBC板上铜层、上DBC板中间绝缘层和上DBC板下铜层，所述下DBC板包括下DBC板上铜层、下DBC板中间绝缘层和下DBC板下铜层，所述上DBC板中间绝缘层和下DBC板中间绝缘层的材质为氮化铝、氧化铝、氮化硅中的一种。
进一步的，所述芯片一的漏极通过连接片一连接到上DBC板的上铜层与交流侧电极连接。
进一步的，所述上DBC板和所述下DBC板的外表面分别连接有散热器。
进一步的，所述芯片二的栅极连接有连接片二，所述连接片二的另一端连接到下DBC板上铜层。
进一步的，所述芯片二的源极连接有开尔文源极连接片，所述开尔文源极连接片的另一端与所述下DBC板上铜层连接。
进一步的，所述芯片一的栅极通过焊料直接与所述上DBC板上铜层连接。
进一步的，所述芯片一的源极通过焊料直接与上DBC板上铜层连接，引出源极和开尔文电极。
进一步的，所述缓冲层的材质选用钼或者铜。
采用本实用新型的技术方案的有益效果是：
1、本实用新型通过变更两只芯片的空间位置、缩短回路长度、取消键合线的设置、集成解耦电容等措施来消除寄生电感或者降低寄生电感产生的不利影响，实现半桥模块的高度集成，提升功率模块的可靠性。
2、使用缓冲层替代键合线能够显著缩短回路长度，寄生电感得以减少。
3、在空间上，两片芯片进行上下布置，有效缩短了回路长度，寄生电感得以减少。
4、键合线相当于导线，只能起到导电的作用，缓冲层不仅能导电，还能缓解芯片上产生的应力。
5、解耦电容虽然不能降低寄生电感，但能将电源侧寄生电感的影响给消减掉。
6、由于将芯片设置成上下结构，并且为了缩短回路，两片芯片之间的高度差尽可能的被压缩，散热面积显然不及平铺设置的功率模块，通过设置上散热器和下散热器能够有效的缓解为了缩短回路长度产生的不利影响。
7、本实用新型通过将两只芯片叠摞，投影面积变得更小，集成度更高，使得安装本实用新型的设备可以朝着小型化发展。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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它的附图。其中
图1为本实用新型的原理图；
图2为本实用新型的斜视分解图；
图3为本实用新型的下半部分的结构示意图；
图4为本实用新型的上半部分的机构示意图；
图5为现有技术的结构示意图。
1、芯片一；2、芯片二；3、缓冲层；4、解耦电容；5、上DBC板；6、下DBC板；7、AC功率端子；8、DC+功率端子；9、开尔文源极功率端子；10、栅极功率端子；11、连接片一；12、连接片二；13、上散热器；14、下散热器；16、DC-功率端子；17、开尔文源极连接片。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。本实用新型利用结构示意图等进行详细描述，示意图只是实例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间。
请参阅图1-图3，一种超低寄生电感SiC半桥功率模块，包括两只SiC MOSFET芯片和DBC板，两只SiC MOSFET芯片分别为芯片一1和芯片二2，两片芯片平行且上下竖直设置，两片所述芯片之间通过缓冲导电片连接，所述DBC板包括上DBC板5和下DBC板6，所述芯片一1与上DBC板5连接，所述芯片二2与所述下DBC板6连接，所述上DBC板5与所述下DBC板6之间连接有解耦电容4。
本实用新型通过变更两只芯片的空间位置、缩短回路长度、取消键合线的设置、集成解耦电容4等措施来消除寄生电感或者降低寄生电感产生的不利影响，实现半桥模块的高度集成，提升功率模块的可靠性。
使用缓冲层3替代键合线能够显著缩短回路长度，寄生电感得以减少。
在空间上，两片芯片进行上下布置，有效缩短了回路长度，寄生电感得以减少。
请参阅图1和图2，所述解耦电容4的两端分别与母线的正极和负极连接。
解耦电容4虽然不能降低寄生电感，但是能将电源侧寄生电感的影响给消减掉。
请参阅图2，上DBC板5和下DBC板6均为覆铜陶瓷板，所述上DBC板5包括上DBC板5上铜层、上DBC板5中间绝缘层和上DBC板5下铜层，所述下DBC板6包括下DBC板6上铜层、下DBC板6中间绝缘层和下DBC板6下铜层，所述上DBC板5中间绝缘层和下DBC板6中间绝缘层的材质为氮化铝、氧化铝、氮化硅中的一种。
请参阅图2，芯片一1的漏极通过连接片一11连接到上DBC板5的上铜层与AC功率端子7。
请参阅图2和图3，上DBC板5和所述下DBC板6的外表面分别连接有散热器，包括上散热器13和下散热器14，为了降低寄生电感造成的影响，芯片一1与芯片二2之间的距离会设置的尽可能的小，这就导致了功率模块的散热性能变差，在上下两边设置散热器采用双面散热的方式能够降低芯片一1与芯片二2之间距离太小造成的不利影响。
请参阅图2和图3，芯片二2的栅极连接有连接片二12，所述连接片二12的另一端连接到下DBC板6上铜层。
请参阅图2和图3，芯片二2的源极连接有开尔文源极连接片17，所述开尔文源极连接片17的另一端与所述下DBC板6上铜层连接，所述下DBC板6上铜层与开尔文源极功率端子9连接。
请参阅图2和图3，芯片一1的栅极通过焊料直接与所述上DBC板5上铜层连接引出栅极功率端子10。
请参阅图2和图3，芯片一1的源极通过焊料直接与上DBC板5上铜层与开尔文源极功率端子9连接，引出源极和开尔文电极，实现驱动回路与功率回路的解耦。
芯片一1的源极通过上DBC板5的上铜层与DC-功率端子16连接，芯片二2的漏极通过下DBC板6的上铜层与DC+功率端子8连接。
请参阅图2和图3，缓冲层3的材质选用钼或者铜。
上DBC板5、中间组件、下DBC板6之间采用环氧树脂填充空隙，以对中间组件进行固定和对模块进行保护。
本实用新型通过将两只芯片叠摞，投影面积变得更小，集成度更高，使得安装本实用新型的设备可以朝着小型化发展。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种超低寄生电感SiC半桥功率模块，包括两只SiC MOSFET芯片和DBC板，其特征在于：两只SiC MOSFET芯片分别为芯片一和芯片二，两片芯片平行且上下竖直设置，两片所述芯片之间通过缓冲层连接，所述DBC板包括上DBC板和下DBC板，所述芯片一与上DBC板连接，所述芯片二与所述下DBC板连接，所述上DBC板与所述下DBC板之间连接有解耦电容。
2.根据权利要求1所述的一种超低寄生电感SiC半桥功率模块，其特征在于：所述解耦电容的两端分别与母线的正极和负极连接。
3.根据权利要求2所述的一种超低寄生电感SiC半桥功率模块，其特征在于：所述上DBC板和下DBC板均为覆铜陶瓷板，所述上DBC板包括上DBC板上铜层、上DBC板中间绝缘层和上DBC板下铜层，所述下DBC板包括下DBC板上铜层、下DBC板中间绝缘层和下DBC板下铜层，所述上DBC板中间绝缘层和下DBC板中间绝缘层的材质为氮化铝、氧化铝、氮化硅中的一种。
4.根据权利要求3所述的一种超低寄生电感SiC半桥功率模块，其特征在于：所述芯片一的漏极通过连接片一连接到上DBC板的上铜层与交流侧电极连接。
5.根据权利要求4所述的一种超低寄生电感SiC半桥功率模块，其特征在于：所述上DBC板和所述下DBC板的外表面分别连接有散热器。
6.根据权利要求5所述的一种超低寄生电感SiC半桥功率模块，其特征在于：所述芯片二的栅极连接有连接片二，所述连接片二的另一端连接到下DBC板上铜层。
7.根据权利要求5所述的一种超低寄生电感SiC半桥功率模块，其特征在于：所述芯片二的源极连接有开尔文源极连接片，所述开尔文源极连接片的另一端与所述下DBC板上铜层连接。
8.根据权利要求5所述的一种超低寄生电感SiC半桥功率模块，其特征在于：所述芯片一的栅极通过焊料直接与所述上DBC板上铜层连接。
9.根据权利要求5所述的一种超低寄生电感SiC半桥功率模块，其特征在于：所述芯片一的源极通过焊料直接与上DBC板上铜层连接，引出源极和开尔文电极。
10.根据权利要求5所述的一种超低寄生电感SiC半桥功率模块，其特征在于：所述缓冲层的材质选用钼或者铜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202222323843.8U CN218867108U (zh) | 2022-09-01 | 2022-09-01 | 一种超低寄生电感SiC半桥功率模块 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202222323843.8U CN218867108U (zh) | 2022-09-01 | 2022-09-01 | 一种超低寄生电感SiC半桥功率模块 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN218867108U true CN218867108U (zh) | 2023-04-14 |
Family
ID=87350004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202222323843.8U Active CN218867108U (zh) | 2022-09-01 | 2022-09-01 | 一种超低寄生电感SiC半桥功率模块 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN218867108U (zh) |
-
2022
- 2022-09-01 CN CN202222323843.8U patent/CN218867108U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110838480B (zh) | 一种碳化硅mosfet模块的封装结构和制作方法 | |
| CN107591377B (zh) | 一种功率器件的多dbc封装结构及封装方法 | |
| CN109427707A (zh) | 一种功率器件的三维封装结构及封装方法 | |
| CN105914185A (zh) | 一种碳化硅功率器件的封装结构及封装方法 | |
| CN111106098B (zh) | 一种低寄生电感布局的功率模块 | |
| CN109817612B (zh) | 一种改善焊接型碳化硅功率模块电热性能的封装结构 | |
| CN110506330A (zh) | 功率电子模块以及包含该模块的电功率变换器 | |
| CN113823625A (zh) | 功率模块及电机控制器 | |
| CN114649279A (zh) | 基于导电金属带的宽禁带半导体双面散热模块封装结构 | |
| CN110246835B (zh) | 一种三维集成高压碳化硅模块封装结构 | |
| CN115173729A (zh) | 一种智能功率模块 | |
| TWI446462B (zh) | 功率模組 | |
| CN215988741U (zh) | 用于表面安装的功率器件、安装式电子设备和电路装置 | |
| CN218867108U (zh) | 一种超低寄生电感SiC半桥功率模块 | |
| CN211182190U (zh) | 绝缘栅双极型晶体管、智能功率模块及空调器 | |
| CN114664810A (zh) | 一种基于旁路铜柱散热的宽禁带功率半导体模块 | |
| CN214381606U (zh) | 一种低寄生参数功率模块的封装结构 | |
| CN111244047B (zh) | 一种基于GaN器件的双面散热全桥功率模块 | |
| CN114121923A (zh) | 一种功率半导体模块封装结构 | |
| CN110349943B (zh) | 一种高压igbt半桥模块 | |
| CN112911799A (zh) | 一种低寄生参数功率模块的封装结构及封装方法 | |
| CN219144168U (zh) | 一种超低热阻的大功率SiC功率模块 | |
| CN112435997A (zh) | 一种碳化硅功率模块结构 | |
| CN114121915A (zh) | 氮化镓宽禁带功率模块封装结构及封装方法 | |
| CN217507305U (zh) | 一种功率模块 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |