[发明专利]具有降低电感的功率模块组件

说明书

本发明涉及一种具有降低电感的功率模块组件。其中，提供一种装置，其包括第一导电基板(102)与第二导电基板(104)。具有第一厚度的第一功率半导体元件(118a)可电连结至第一导电基板。具有第二厚度的第二功率半导体元件(118b)可电连结至第二导电基板。正极端子(142)也可电连结至第一导电基板，而负极端子(144)可电连结至第二功率半导体元件，且输出端子(146)可电连结至第一功率半导体元件与第二导电基板。这些端子、功率半导体元件和导电基板由此可合并到共同的电路环路中，且可一起被配置成使得电路环路在至少一个方向上的宽度由第一厚度或第二厚度中的至少一个限定。

技术领域

本发明的实施例大体而言涉及功率模块(power module)，且更特定而言涉及具有降低的寄生电感的功率模块。

背景技术

功率半导体模块或功率模块用于各种功率转换应用。这些应用包括(例如)将直流(DC)电转换成交流(AC)电的反转应用，将交流电转换成直流电的整流应用，将直流电从一个电压转换成另一电压的电压转换应用，以及将交流电从一个振荡频率转换成另一振荡频率的频率转换应用。用于实现上述功率转换中任何转换的一种共同方法是以可变的占空比在导通状态与非导通状态之间切换功率晶体管，可变的占空比的平均值为所需输出电压。

随着模块中的开关结构被重复地切换，由于电路配置所致的电感(“寄生电感”)可导致增加的功率损耗和降低的可靠性，增加的功率损耗是由更大电压与电流振荡引起，降低的可靠性是由于施加到功率半导体(IGBT、MOSFET、二极管等)的更大过电压应力(overvoltage stress)引起。因此，在某些情况下可需要最小化功率模块的寄生电感。

发明内容

在一方面，提供一种诸如功率模块的装置。该装置可包括第一导电基板与第二导电基板。具有第一厚度的第一功率半导体元件可电连结(electrically couple)至第一导电基板(且可能安置于第一导电基板上)。具有第二厚度的第二功率半导体元件可电连结至第二导电基板(且可能安置于第二导电基板上)。举例而言，第一功率半导体元件与第二半导体元件可包括相对的前表面与后表面，且第一功率半导体元件的后表面可电连结至第一导电基板且第二功率半导体元件的后表面电连结至第二导电基板。第一功率半导体元件与第二功率半导体元件可由碳化硅形成，且可分别包括下列中的至少一个：绝缘栅双极晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管、二极管和/或晶闸管。

正极端子也可电连结至第一导电基板，而负极端子可电连结至第二功率半导体元件，且输出端子可电连结至第一功率半导体元件和第二导电基板。正极端子、负极端子和输出端子可(例如)被配置成支持至少大约10A的瞬时电流。负极端子可基本上与正极端子对置，例如其中，正极端子与负极端子邻接电绝缘层的相对侧。正极端子与负极端子可基本上是平面的。输出端子与正极端子邻接输出绝缘层的相对侧，且输出端子与负极端子也可邻接输出绝缘层的相对侧。

该装置也可包括基本上平面的底板。第一导电基板与第二导电基板可分别安置于底板上且正极端子与负极端子可远离底板基本上垂直地延伸。也可包括越过(across)第一功率半导体元件与第二功率半导体元件中每一个以反平行排列连接的相应二极管。

正极引线(例如，丝焊(wire bond))可用于电连结正极端子与第一导电基板。负极引线(例如，丝焊)可电连结负极端子与第二功率半导体元件。第一输出引线(例如，丝焊)可电连结输出端子与第一功率半导体元件。第二输出引线(例如，丝焊)可电连结输出端子与第二导电基板。正极引线中的每一个可基本上沿着相应正极引线的长度接近相应第一输出引线，且第二输出引线中的每一个可基本上沿着相应第二输出引线的长度接近相应负极引线。