利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2023114039877
申请人: 西安电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种具有双重功率回路的双面散热功率模块,其特征在于,包括平行放置的上DBC基板和下DBC基板;所述上DBC基板和所述下DBC基板布局结构对称且两者相对的一侧为内表面;

所述上DBC基板包括上AlN基板以及位于所述上AlN基板内表面的上金属层;所述下DBC基板包括下AlN基板以及位于所述下AlN基板内表面的下金属层;

所述上金属层和所述下金属层均包括多个DC+端子金属层、AC端子金属层、DC‑端子金属层以及驱动金属层;

所述多个DC+端子金属层上放置有功率回路的上管碳化硅芯片以及功率回路的多个DC+端子;所述AC端子金属层上放置有功率回路的下管碳化硅芯片以及功率回路的AC端子;所述DC‑端子金属层上放置有功率回路的DC‑端子;所述驱动金属层上设置有驱动回路的驱动端子;

其中,所述上管碳化硅芯片的源极通过钼化物连接所述AC端子金属层,所述下管碳化硅芯片的源极通过钼化物连接所述DC‑端子金属层;且所述上管碳化硅芯片的源极和所述下管碳化硅芯片的源极通过键合线与驱动回路进行开尔文连接;

所述上金属层中的DC+端子金属层与所述下金属层中的DC‑端子金属层上下靠近放置,所述上金属层中的DC‑端子金属层与所述下金属层中的DC+端子金属层上下靠近放置;且所述上金属层中的DC+端子金属层与所述下金属层中的DC+端子金属层通过钼化物连接,所述上金属层中的DC‑端子金属层与所述下金属层中的DC‑端子金属层通过钼化物连接,所述上金属层中的AC端子金属层与所述下金属层中的AC端子金属层通过钼化物连接,以形成一个上下层金属相互连接的环状结构,从而使每个DC端子都存在两条不同的功率回路。

2.根据权利要求1所述的一种具有双重功率回路的双面散热功率模块,其特征在于,在所述下金属层中,所述多个DC+端子金属层具体包括第一DC+端子金属层、第二DC+端子金属层以及第三DC+端子金属层;其中,所述第一DC+端子金属层和所述第二DC+端子金属层的形状均为直角三角形,分别设置在整个下金属层的左下角和右下角,且两者的直角边与所述下DBC基板的直角边对齐;

所述第一DC+端子金属层上固定设置有第一DC+端子,且两者电连接;所述第二DC+端子金属层上固定设置有第二DC+端子,且两者电连接;所述第一DC+端子和所述第二DC+端子均从下侧引出;

所述第三DC+端子金属层的形状为矩形,设置在整个下金属层的上方。

3.根据权利要求2所述的一种具有双重功率回路的双面散热功率模块,其特征在于,在所述下金属层中,所述AC端子金属层具体包括第一AC端子金属层;

所述第一AC端子金属层的形状为弓形,设置在与所述第一DC+端子金属层及所述第二DC+端子金属层相邻的上方;

所述第一AC端子金属层的左右两侧分别固定设置有第一AC端子和第二AC端子;且所述第一AC端子和所述第二AC端子均与所述第一AC端子金属层电连接,并从左右两侧引出。

4.根据权利要求3所述的一种具有双重功率回路的双面散热功率模块,其特征在于,在所述下金属层中,所述DC‑端子金属层具体包括第一DC‑端子金属层;

所述第一DC‑端子金属层的形状为倒置的凸字形,设置在所述第一AC端子金属层和所述第三DC+端子金属层之间;

所述第一DC‑端子金属层的左右两端分别固定设置有第一DC‑端子和第二DC‑端子,且所述第一DC‑端子和所述第二DC‑端子均与所述第一DC‑端子金属层电连接,并从上侧引出。

5.根据权利要求4所述的一种具有双重功率回路的双面散热功率模块,其特征在于,在所述上金属层中,所述多个DC+端子金属层具体包括第四DC+端子金属层、第五DC+端子金属层以及第六DC+端子金属层;其中,所述第四DC+端子金属层和所述第五DC+端子金属层的形状均为直角三角形,分别设置在整个下金属层的左上角和右上角,且两者的直角边与所述上DBC基板的直角边对齐;

所述第四DC+端子金属层上固定设置有第四DC+端子,且两者电连接;所述第五DC+端子金属层上固定设置有第三DC+端子,且两者电连接;所述第三DC+端子和所述第四DC+端子均从上侧引出;

所述第六DC+端子金属层的形状为矩形,设置在整个上金属层的下方;

所述第四DC+端子金属层通过钼化物连接所述第二DC+端子金属层和所述第三DC+端子金属层;

所述第五DC+端子金属层通过钼化物连接所述第一DC+端子金属层和所述第三DC+端子金属层;

所述第六DC+端子金属层通过钼化物连接所述第一DC+端子金属层和所述第二DC+端子金属层。

6.根据权利要求5所述的一种具有双重功率回路的双面散热功率模块,其特征在于,在所述上金属层中,所述AC端子金属层具体包括第二AC端子金属层;

所述第二AC端子金属层的形状为弓形,设置在与第四DC+端子金属层及第五DC+端子金属层相邻的下方;

所述第二AC端子金属层的左右两侧分别固定设置有第四AC端子和第三AC端子,且所述第四AC端子和所述第三AC端子均与所述第二AC端子金属层电连接,并从左右两侧引出;

所述第二AC端子金属层由所述第一AC端子金属层旋转180°得到,且两者通过钼化物连接。

7.根据权利要求6所述的一种具有双重功率回路的双面散热功率模块,其特征在于,在所述上金属层中,所述DC‑端子金属层具体包括第二DC‑端子金属层;

所述第二DC‑端子金属层的形状为正置的凸字形,设置在所述第二AC端子金属层和所述第六DC+端子金属层之间;

所述第二DC‑端子金属层的左右两端分别固定设置有第四DC‑端子和第三DC‑端子,且所述第四DC‑端子和所述第三DC‑端子均与所述第二DC‑端子金属层电连接,并从下侧引出;

所述第二DC‑端子金属层通过钼化物和所述第一DC‑端子金属层连接。

8.根据权利要求5所述的一种具有双重功率回路的双面散热功率模块,其特征在于,所述上管碳化硅芯片包括第一碳化硅芯片、第四碳化硅芯片、第五碳化硅芯片以及第八碳化硅芯片;

所述第一碳化硅芯片的漏极固定且电连接至所述第一DC+端子金属层的中心偏上位置;

所述第四碳化硅芯片的漏极固定且电连接至所述第二DC+端子金属层的中心偏上位置;

所述第五碳化硅芯片的漏极固定且电连接至所述第四DC+端子金属层的中心偏下位置;

所述第八碳化硅芯片的漏极固定且电连接至所述第五DC+端子金属层的中心偏下位置。

9.根据权利要求6所述的一种具有双重功率回路的双面散热功率模块,其特征在于,所述下管碳化硅芯片包括第二碳化硅芯片、第三碳化硅芯片、第六碳化硅芯片、第七碳化硅芯片;

所述第二碳化硅芯片和所述第三碳化硅芯片的漏极固定且电连接至所述第一AC端子金属层的中心偏下位置;

所述第六碳化硅芯片和第七碳化硅芯片的漏极固定且电连接至所述第二AC端子金属层的中心偏上位置。

10.根据权利要求9所述的一种具有双重功率回路的双面散热功率模块,其特征在于,所述上金属层和所述下金属层均包括四组驱动金属层,每组驱动金属层均靠近DC+端子金属层和AC端子金属层设置,且与金属层上的碳化硅芯片一一对应;

其中,每组驱动金属层均包括两块独立的圆角矩形金属孤岛,分别作为栅极驱动金属层和源极驱动金属层;

所述栅极驱动金属层的一侧放置有栅极端子,另一侧与邻近碳化硅芯片的栅极连接;

所述源极驱动金属层的一侧放置有源极端子,另一侧与邻近碳化硅芯片的源极开尔文连接。