一種設有可共用電極大臂的功率模塊的製作方法

2023-05-12 17:45:36

專利名稱:一種設有可共用電極大臂的功率模塊的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種設有可共用電極大臂的功率模塊，包括DBC、輸出電極和多個電源電極，所述電源電極包括引出部、主體部、連接部和焊腳，引出部與主體部相連，主體部通過連接部與焊腳相連，焊腳連接在DBC上；每個所述電源電極的連接部包括與主體部相連的大臂，大臂的一側或兩側連接小臂，小臂與焊腳相連。本實用新型通過在電源電極的主體部與焊腳之間設置大臂，由大臂連接小臂和焊腳，通過分別調節每個大臂的寬度能夠均衡各並聯迴路的電阻以及雜散電感，提高了模塊的動態均流性能；並且兩個相鄰的小臂共用一個大臂，便於生產、加工。
【專利說明】
一種設有可共用電極大臂的功率模塊
技術領域
[0001]本實用新型涉及電力電子領域，具體涉及一種設有可共用電極大臂的功率模塊。
【背景技術】
[0002]功率模塊是功率電力電子器件如MOS管(金屬氧化物半導體)、IGBT(絕緣柵型場效應電晶體)、FRD(快恢復二極體)按一定的功能組合封裝成的電力開關模塊，其主要用於電動汽車、光伏發電、風力發電、工業變頻等各種場合下的功率轉換。
[0003]現有的功率模塊中各個DBC(Direct Bonding Copper，絕緣覆銅基板)電源連節點到電極引出部的距離不同，以一種三電平功率模塊為例，如圖1所示，是一種現有的功率模塊，包括DBC1、輸出電極2、中間電極3、正電極4和負電極5，其中，六個DBCl中每個DBCI上的焊腳焊接處即電源連接點到該DBC所連接的電極引出部6的距離不全相同，從而導致DBC電源連接點到電極引出部6之間的雜散電感和電阻存在差異，進一步影響功率模塊各並聯功率開關晶片的動態均流性能。
【實用新型內容】
[0004]實用新型目的:針對上述問題，本實用新型旨在提供一種減小電阻差異和雜散電感的設有可共用大臂的功率模塊。
[0005]技術方案:一種設有可共用電極大臂的功率模塊，包括DBC、輸出電極和多個電源電極，所述電源電極包括引出部、主體部、連接部和焊腳，引出部與主體部相連，主體部通過連接部與焊腳相連，焊腳連接在DBC上;每個所述電源電極的連接部包括與主體部相連的大臂，大臂的一側或兩側連接小臂，小臂與焊腳相連。
[0006]進一步的，所述多個電源電極為正電極、負電極和中間電極。
[0007]進一步的，所述多個電源電極為正電極和負電極。
[0008]進一步的，所述主體部、大臂、小臂以及焊腳均為一體，所述主體部垂直於DBC，主體部的底部連接有多個平行於DBC的大臂，每個大臂的寬度不全相同。
[0009]進一步的，所述大臂的一側延伸出小臂，小臂的寬度小於大臂，小臂的寬度與焊腳的寬度相同。
[0010]進一步的，當中間電極的焊腳與正電極的焊腳連接同一DBC時，該中間電極的焊腳所連接的大臂與該正電極的焊腳所連接的大臂在平行於DBC方向上層疊設置；當中間電極的焊腳與負電極的焊腳連接同一 DBC時，該中間電極的焊腳所連接的大臂與該負電極所連接的大臂在平行於DBC方向上層疊設置。
[0011]進一步的，所述DBC為六個，分別為一字排布的第一下半橋DBC、第二下半橋DBC、第三下半橋DBC、第一上半橋DBC、第二上半橋DBC和第三上半橋DBC。
[0012]進一步的，所述中間電極主體部底部分別連接有第一大臂、第二大臂、第三大臂和第四大臂;第一大臂連接有第一單獨小臂，第一單獨小臂與第一下半橋DBC相連;第二大臂連接有第一共用小臂組，第一共用小臂組包括第一小臂和第二小臂，第一小臂與第二下半橋DBC相連，第二小臂與第三下半橋DBC相連;第三大臂連接有第二共用小臂組，第二共用小臂組包括第三小臂和第四小臂，第三小臂與第一上半橋DBC相連，第四小臂與第二上半橋DBC相連，第四大臂連接有第二單獨小臂，第二單獨小臂與第三上半橋DBC相連。
[0013]進一步的，所述正電極的主體部連接有兩個大臂，其中一個大臂連接有共用小臂組，另一個大臂連接有單獨小臂；共用小臂組包括兩個小臂，其中一個小臂與第一上半橋DBC相連，另一個小臂與第二上半橋DBC相連，單獨小臂與第三上半橋DBC相連。
[0014]進一步的，所述負電極的主體部連接有兩個大臂，其中一個大臂連接有單獨小臂，另一個大臂連接有共用小臂組；單獨小臂與第一下半橋DBC相連，共用小臂組包括兩個小臂，其中一個小臂與第二下半橋DBC相連，另一個小臂與第三下半橋DBC相連。
[0015]有益效果:本實用新型通過在電源電極的主體部與焊腳之間設置大臂，由大臂連接小臂和焊腳，通過分別調節每個大臂的寬度能夠均衡各並聯迴路的電阻以及雜散電感，提高了模塊的動態均流性能;並且兩個相鄰的小臂共用一個大臂，便於生產、加工。
【附圖說明】

[0016]圖1是現有技術的結構示意圖；
[0017]圖2是本實用新型的結構不意圖。
【具體實施方式】
[0018]實施例1:一種設有可共用電極大臂的功率模塊，本實施以三電平的功率模塊為例，本實用新型也可以應用於兩電平的功率模塊中，如圖2所示，包括DBCl、輸出電極2和多個電源電極，多個電源電極為中間電極3、正電極4和負電極5;在兩電平的功率模塊中多個電源電極僅包括正電極4和負電極5;
[0019]電源電極包括引出部6、主體部7、連接部8和焊腳9，引出部6與主體部7相連，主體部7通過連接部8與焊腳9相連，焊腳9連接在DBCl上;每個所述電源電極的連接部8包括與主體部7相連的大臂81，大臂81的一側或兩側連接小臂82，小臂82與焊腳9相連。
[0020]主體部7、大臂81、小臂82以及焊腳9均為一體，所述主體部7垂直於DBCl，主體部7的底部連接有多個平行於DBCl的大臂81，每個大臂81的寬度不全相同；大臂81的一側延伸出小臂82，小臂82的寬度小於大臂81，小臂82的寬度與焊腳9的寬度相同。
[0021]本實施例中DBC為六個，分別為一字排布的第一下半橋DBCll、第二下半橋DBC12、第三下半橋DBC13、第一上半橋DBC14、第二上半橋DBC15和第三上半橋DBC16。
[0022]中間電極3主體部7底部分別連接有第一大臂、第二大臂、第三大臂和第四大臂811;第一大臂連接有第一單獨小臂821，第一單獨小臂821與第一下半橋DBCl I相連;第二大臂連接有第一共用小臂組，第一共用小臂組包括第一小臂和第二小臂，第一小臂與第二下半橋DBC12相連，第二小臂與第三下半橋DBC13相連;第三大臂連接有第二共用小臂組，第二共用小臂組包括第三小臂822和第四小臂823，第三小臂822與第一上半橋DBC14相連，第四小臂823與第二上半橋DBC15相連，第四大臂811連接有第二單獨小臂824，第二單獨小臂824與第三上半橋DBC16相連。
[0023]正電極4的主體部7連接有兩個大臂81，其中一個大臂81連接有共用小臂組，另一個大臂81連接有單獨小臂82;共用小臂組包括兩個小臂82，其中一個小臂82與第一上半橋DBC14相連，另一個小臂82與第二上半橋DBC15相連，單獨小臂82與第三上半橋DBC16相連。
[0024]負電極5的主體部7連接有兩個大臂81，其中一個大臂81連接有單獨小臂82，另一個大臂81連接有共用小臂組;單獨小臂82與第一下半橋DBCll相連，共用小臂組包括兩個小臂82，其中一個小臂82與第二下半橋DBC12相連，另一個小臂82與第三下半橋DBC13相連。
[0025]以上是本實施例根據功率模塊的具體結構所選擇的共用方式，本實用新型還可以根據具體實施對象的不同結構選擇其他的共用大臂方式。
[0026]當中間電極3的焊腳9與正電極4的焊腳9連接同一DBCl時，該中間電極3的焊腳9所連接的大臂81與該正電極4的焊腳9所連接的大臂81在平行於DBCl方向上層疊設置；當中間電極3的焊腳9與負電極5的焊腳9連接同一 DBCl時，該中間電極3的焊腳9所連接的大臂81與該負電極5所連接的大臂81在平行於DBCl方向上層疊設置。
[0027]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語「水平」、「豎直」、「上」、「下」、「寬度」、「正面」、「背面」、「底部」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0028]本實用新型通過在電源電極的主體部與焊腳之間設置大臂，並且兩個相鄰的小臂共用一個大臂，提高了模塊的動態均流性能，且便於生產、加工。以上僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出:對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
【主權項】
1.一種設有可共用電極大臂的功率模塊，包括DBC(I)、輸出電極(2)和多個電源電極，所述電源電極包括引出部(6)、主體部(7)、連接部⑶和焊腳(9)，引出部(6)與主體部⑴相連，主體部(7)通過連接部(8)與焊腳(9)相連，焊腳(9)連接在DBC( I)上;其特徵在於，每個所述電源電極的連接部(8)包括與主體部(7)相連的大臂(81)，大臂(81)的一側或兩側連接小臂(82)，小臂(82)與焊腳(9)相連。2.根據權利要求1所述的一種設有可共用電極大臂的功率模塊，其特徵在於，所述多個電源電極為正電極(4)、負電極(5)和中間電極(3)。3.根據權利要求1所述的一種設有可共用電極大臂的功率模塊，其特徵在於，所述多個電源電極為正電極(4)和負電極(5)。4.根據權利要求1所述的一種設有可共用電極大臂的功率模塊，其特徵在於，所述主體部(7)、大臂(81)、小臂(82)以及焊腳(9)均為一體，所述主體部(7)垂直於DBC(I)，主體部(7)的底部連接有多個平行於DBC(I)的大臂(81)，每個大臂(81)的寬度不全相同。5.根據權利要求1所述的一種設有可共用電極大臂的功率模塊，其特徵在於，所述大臂(81)的一側延伸出小臂(82)，小臂(82)的寬度小於大臂(81)，小臂(82)的寬度與焊腳(9)的寬度相同。6.根據權利要求2所述的一種設有可共用電極大臂的功率模塊，其特徵在於，當中間電極(3)的焊腳(9)與正電極(4)的焊腳(9)連接同一 DBC(I)時，該中間電極(3)的焊腳(9)所連接的大臂(81)與該正電極(4)的焊腳(9)所連接的大臂(81)在平行於DBC(I)方向上層疊設置;當中間電極(3)的焊腳(9)與負電極(5)的焊腳(9)連接同一DBC(I)時，該中間電極(3)的焊腳(9)所連接的大臂(81)與該負電極(5)所連接的大臂(81)在平行於DBC(I)方向上層疊設置。7.根據權利要求2所述的一種設有可共用電極大臂的功率模塊，其特徵在於，所述DBC(I)為六個，分別為一字排布的第一下半橋DBC(Il)、第二下半橋DBC(12)、第三下半橋DBC(13)、第一上半橋DBC(H)、第二上半橋DBC( 15)和第三上半橋DBC( 16)。8.根據權利要求7所述的一種設有可共用電極大臂的功率模塊，其特徵在於，所述中間電極(3)主體部(7)底部分別連接有第一大臂、第二大臂、第三大臂和第四大臂(811);第一大臂連接有第一單獨小臂(821)，第一單獨小臂(821)與第一下半橋DBC(Il)相連;第二大臂連接有第一共用小臂組，第一共用小臂組包括第一小臂和第二小臂，第一小臂與第二下半橋DBC(12)相連，第二小臂與第三下半橋DBC(13)相連;第三大臂連接有第二共用小臂組，第二共用小臂組包括第三小臂(822)和第四小臂(823)，第三小臂(822)與第一上半橋DBC(14)相連，第四小臂(823)與第二上半橋DBC( 15)相連，第四大臂(811)連接有第二單獨小臂(824)，第二單獨小臂(824)與第三上半橋DBC( 16)相連。9.根據權利要求8所述的一種設有可共用電極大臂的功率模塊，其特徵在於，所述正電極(4)的主體部(7)連接有兩個大臂(81)，其中一個大臂(81)連接有共用小臂組，另一個大臂(81)連接有單獨小臂(82);共用小臂組包括兩個小臂(82)，其中一個小臂(82)與第一上半橋DBC(H)相連，另一個小臂(82)與第二上半橋DBC(15)相連，單獨小臂(82)與第三上半橋DBC(16)相連。10.根據權利要求8所述的一種設有可共用電極大臂的功率模塊，其特徵在於，所述負電極(5)的主體部(7)連接有兩個大臂(81)，其中一個大臂(81)連接有單獨小臂(82)，另一個大臂(81)連接有共用小臂組;單獨小臂(82)與第一下半橋DBC(Il)相連，共用小臂組包括兩個小臂(82)，其中一個小臂(82)與第二下半橋DBC(12)相連，另一個小臂(82)與第三下半橋DBC(13)相連。
【文檔編號】H01L25/18GK205723517SQ201620386870
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月3日
【發明人】王玉林, 徐文輝, 滕鶴松
【申請人】揚州國揚電子有限公司