功率模块、封装结构及电子设备的制作方法

本申请涉及半导体，具体而言，涉及一种功率模块、封装结构及电子设备。

背景技术：

1、功率模块具有开关速度快、交直流转换频率高和过电流大等特点，如果功率模块中存在很大的杂散电感或者存在不均流的问题，将在应用中产生大量的损耗，会使功率模块中的半导体芯片有被烧坏的风险，造成功率模块失效。然而，功率模块通常需要许多半导体芯片的并联，以达到实际电流水平。而半导体芯片的并联需要更多空间来布置半导体芯片和发送信号，可能会引起更高的杂散电感。因此，最大程度地减小功率模块内的杂散电感，使功率模块内的半导体芯片均流是及其重要的。

技术实现思路

1、本申请第一方面提供一种功率模块。所述功率模块包括绝缘的基板及位于所述基板上的半桥结构，所述半桥结构包括：

2、彼此间隔设置的第一负载轨道、第二负载轨道、第一直流负极区域、第二直流负极区域、第一源极轨道、第一栅极轨道、漏极轨道、第二源极轨道以及第二栅极轨道；第一负载轨道包括一体形成并顺次连接的第一上桥臂区域、直流正极区域和第二上桥臂区域，第二负载轨道包括一体形成并顺次连接的第一下桥臂区域、交流区域和第二下桥臂区域；直流正极区域和交流区域沿横向延伸，第一上桥臂区域、第二上桥臂区域、第一下桥臂区域和第二下桥臂区域均沿纵向上延伸；沿横向上，第一下桥臂区域、第一上桥臂区域、第二上桥臂区域、第二下桥臂区域依次间隔排列；沿纵向上，直流正极区域和交流区域分别位于第一上桥臂区域和第二上桥臂区域的相对两侧；沿横向上，第一直流负极区域和第二直流负极区域分别位于直流正极区域的相对两侧，沿纵向上，第一下桥臂区域位于第一直流负极区域和交流区域之间，第二下桥臂区域位于第二直流负极区域和交流区域之间；

3、多个第一上桥臂芯片和多个第二上桥臂芯片，多个第一上桥臂芯片安装于第一上桥臂区域并与第一上桥臂区域电连接，多个第二上桥臂芯片安装于第二上桥臂区域并与第二上桥臂区域电连接，每个第一上桥臂芯片的驱动源极、每个第二上桥臂芯片的驱动源极均电连接至第一源极轨道，每个第一上桥臂芯片的栅极、每个第二上桥臂芯片的栅极均电连接至第一栅极轨道，多个第一上桥臂芯片和多个第二上桥臂芯片均与交流区域电连接；以及

4、多个第一下桥臂芯片和多个第二下桥臂芯片，多个第一下桥臂芯片安装于第一下桥臂区域并与第一下桥臂区域电连接；多个第二下桥臂芯片安装于第二下桥臂区域并与第二下桥臂区域电连接，每个第一下桥臂芯片的漏极、每个第二下桥臂芯片的漏极均电连接至漏极轨道，每个第一下桥臂芯片的驱动源极、每个第二下桥臂芯片的驱动源极均电连接至第二源极轨道，每个第一下桥臂芯片的栅极、每个第二下桥臂芯片的栅极均电连接至第二栅极轨道，多个第一下桥臂芯片和第一直流负极区域电连接，多个第二下桥臂芯片和第二直流负极区域电连接；

5、其中，第一源极轨道、第一源极轨道、第一栅极轨道、漏极轨道、第二源极轨道以及第二栅极轨道中的任意一个均包括至少一个折弯。

6、上述功率模块，第一负载轨道的第一上桥臂区域和第二上桥臂区域上的电流方向，与第二负载轨道上第一下桥臂区域和第二下桥臂区域的电流方向相反。而且，第二负载轨道的电流回路半包围第一负载轨道的电流回路。如此，上述功率模块的换向回路中存在电流流向相反的结构，可利用互感抵消部分回路上的杂散电感，利于降低功率模块的杂散电感，提升功率模块的可靠性。此外，第一源极轨道、第一源极轨道、第一栅极轨道、漏极轨道、第二源极轨道以及第二栅极轨道中的任意一个均包括至少一个折弯，主回路（即第一负载轨道和第二负载轨道）上的芯片到辅助回路（即第一源极轨道、第一源极轨道、第一栅极轨道、漏极轨道、第二源极轨道以及第二栅极轨道）的键合线尽可能短，可降低键合线过长带来的寄生电感，利于更好地实现开关性能，避免了芯片的负载电流端子之间可能发生过电压现象，提升了功率模块的整体可靠性。

7、本申请第二方面提供一种封装结构。所述封装结构包括：

8、壳体，所述壳体包括容纳腔；以及

9、本申请第一方面所述的功率模块，所述基板和所述半桥结构位于所述容纳腔内，所述多个导电端子中的每一个分别从所述壳体内凸伸出。

10、本申请第三方面提供一种电子设备。所述电子设备包括本申请第二方面所述的封装结构。

技术特征：

1.一种功率模块，其特征在于，包括基板及位于所述基板上的半桥结构，所述半桥结构包括：

2.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块还包括多个导电带，所述多个第一上桥臂芯片和所述交流区域之间、所述多个第二上桥臂芯片和所述交流区域之间、所述多个第一下桥臂芯片和所述第一直流负极区域之间、所述多个第二下桥臂芯片和所述第二直流负极区域之间分别通过一个所述导电带电连接。

3.如权利要求2所述的功率模块，其特征在于，所述多个第一上桥臂芯片、所述多个第二上桥臂芯片、所述多个第一下桥臂芯片以及所述多个第二下桥臂芯片均沿所述纵向排布为一列，一列中所有的所述第一上桥臂芯片经同一个所述导电带电连接至所述交流区域，一列中所有的所述第二上桥臂芯片经同一个所述导电带电连接至所述交流区域，一列中所有的所述第一下桥臂芯片经同一个所述导电带电连接至所述第一直流负极区域，一列中所有的所述第二下桥臂芯片经同一个所述导电带电连接至所述第二直流负极区域。

4.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述第一上桥臂区域和所述第二上桥臂区域关于沿所述纵向上延伸的第一虚拟对称线镜像对称；所述第一下桥臂区域和所述第二下桥臂区域关于沿所述纵向上延伸的第二虚拟对称线镜像对称。

5.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，沿所述横向上，所述第一上桥臂区域、所述第二上桥臂区域、所述第一下桥臂区域和所述第二下桥臂区域的尺寸均相同。

6.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述漏极轨道和所述第一负载轨道为一体形成的。

7.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述第一源极轨道包括一体形成的第一源极端子区域以及第一源极键合区域，所述第一源极键合区域位于所述第一上桥臂区域和所述第二上桥臂区域之间；每个所述第一上桥臂芯片的驱动源极、每个所述第二上桥臂芯片的驱动源极分别通过键合线电连接所述第一源极键合区域；

8.如权利要求7所述的功率模块，其特征在于，

9.如权利要求7所述的功率模块，其特征在于，

10.如权利要求1至9中任意一项所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块还包括多个导电端子，所述多个导电端子包括：

11.一种封装结构，其特征在于，包括：

12.如权利要求11所述的封装结构，其特征在于，所述壳体包括导电的底座以及导电的盖板，所述底座形成所述容纳腔，所述盖板焊接于所述底座并封闭所述容纳腔，所述容纳腔内填充有惰性气体，每个所述导电端子从所述底座上凸伸出；所述封装结构还包括多个绝缘部，每个所述绝缘部环绕在一个所述导电端子和所述底座之间，以使所述导电端子和所述底座之间绝缘。

13.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求11或12所述的封装结构。

技术总结
本申请实施例涉及半导体技术领域，并提供一种功率模块、封装结构及电子设备。功率模块包括绝缘的基板及位于基板上的半桥结构，半桥结构包括彼此间隔设置的第一负载轨道、第二负载轨道、第一直流负极区域、第二直流负极区域。第一负载轨道包括一体形成并顺次连接的第一上桥臂区域、直流正极区域和第二上桥臂区域。第二负载轨道包括一体形成并顺次连接的第一下桥臂区域、交流区域和第二下桥臂区域。第一下桥臂区域位于第一直流负极区域和交流区域之间，第二下桥臂区域位于第二直流负极区域和交流区域之间。

技术研发人员：和巍巍,杨柳,白忠杰,周福鸣
受保护的技术使用者：深圳基本半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15