功率模块的制备方法与流程

本申请实施例涉及电力电子，尤其涉及一种功率模块的制备方法。

背景技术：

1、随着电力电子技术的发展，功率模块已经吸引了越来越多的关注。功率模块是将多个半导体芯片按照一定功能、模式组合再灌封成一体的器件，其主要应用于电力电子系统功率回路，是实现电能转换的核心硬件。

2、目前，碳化硅（sic）功率模块在新能源汽车领域的运用越来越广泛。sic mosfet（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管）与igbt（insulate gate bipolar transistor，绝缘栅双极晶体管）相比，由于其具有更快的开关速度，实现更低的开关损耗，因此，该高速开关过程对寄生参数变得敏感，更容易引发高频振荡和电压过冲现象。但是，目前制备出来的功率模块仍然存在功率回路寄生电感较大的问题，而且，体积也较大。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种功率模块的制备方法，能够减小制备出来的功率模块的寄生电感和体积。

2、本申请实施例的一个方面提供一种功率模块的制备方法。所述制备方法包括：

3、提供基板，在所述基板上设有第一导电区、第二导电区、第三导电区和多个信号连接区域，所述第一导电区包括正极连接区域，所述第二导电区包括交流连接区域，所述第三导电区包括负极连接区域；

4、将多个上桥芯片和多个下桥芯片分别连接至所述第一导电区和所述第二导电区；

5、将各上桥芯片的正面和各下桥芯片的正面分别通过独立金属片连接至所述第二导电区和所述第三导电区；

6、将各上桥芯片的栅极和各下桥芯片的栅极分别通过导电线对应连接至所述信号连接区域；以及

7、对所述基板进行塑封，并裸露出所述基板上的所述正极连接区域、所述负极连接区域、所述交流连接区域及所述信号连接区域中每个连接区域的至少一部分，以得到塑封后的半桥结构。

8、进一步地，所述提供基板包括：

9、提供第一基板和第二基板，其中，在所述第一基板上设有所述第一导电区、所述第二导电区及所述信号连接区域，在所述第二基板上设有所述第三导电区，

10、所述制备方法还包括：

11、将所述第二基板电连接于所述第一基板。

12、进一步地，所述第一基板包括第一上导电层、第一下导电层以及位于所述第一上导电层和所述第一下导电层之间的第一中间绝缘层，所述第二基板包括第二上导电层、第二下导电层以及位于所述第二上导电层和所述第二下导电层之间的第二中间绝缘层，其中，所述第一基板的所述第一上导电层包括所述第一导电区、所述第二导电区及所述信号连接区域，所述第二基板的所述第二上导电层包括所述第三导电区，

13、所述将所述第二基板电连接于所述第一基板包括：

14、将所述第二基板的所述第二下导电层电连接于所述第一基板的所述第二导电区。

15、进一步地，所述将多个上桥芯片和多个下桥芯片分别连接至所述第一导电区和所述第二导电区包括：

16、将多个所述上桥芯片分别对称连接在所述正极连接区域相对两侧的所述第一导电区；及

17、将多个所述下桥芯片分别对称连接在所述负极连接区域相对两侧的所述第二导电区，其中，对称设置的两个区域内的芯片数量相同。

18、进一步地，所述信号连接区域包括位于所述基板相对的第一侧边和第二侧边的信号连接区域，所述将各上桥芯片的栅极和各下桥芯片的栅极分别通过导电线对应连接至所述信号连接区域包括：

19、将各上桥芯片的栅极通过第一上导电线对应连接至位于所述基板的第一侧边的所述信号连接区域；及

20、将各下桥芯片的栅极通过第一下导电线对应连接至位于所述基板的第二侧边的所述信号连接区域。

21、进一步地，所述信号连接区域包括栅极信号连接区域，其中，

22、所述将各上桥芯片的栅极通过第一上导电线对应连接至所述基板的第一侧边的所述信号连接区域包括：将位于所述正极连接区域各侧的多个上桥芯片作为一个独立控制的上桥芯片分组并将其各上桥芯片的栅极通过第一上导电线连接至所述第一侧边的一个栅极信号连接区域；

23、所述将各下桥芯片的栅极通过第一下导电线对应连接至所述基板的第二侧边的所述信号连接区域包括：将位于所述负极连接区域各侧的多个下桥芯片作为一个独立控制的下桥芯片分组并将其各下桥芯片的栅极通过第一下导电线连接至所述第二侧边的一个栅极信号连接区域。

24、进一步地，所述制备方法还包括：

25、预先通过仿真确定第一上导电线和第一下导电线在所述栅极信号连接区域上的多个连接落点的位置并通过激光在落点位置的外围作出相应的标记，

26、其中，将各上桥芯片分组中的各上桥芯片的栅极通过第一上导电线对应连接至所述第一侧边的所述栅极信号连接区域上的各连接落点；

27、将各下桥芯片分组中的各下桥芯片的栅极通过第一下导电线对应连接至所述第二侧边的所述栅极信号连接区域下的各连接落点。

28、进一步地，所述制备方法还包括：

29、将温敏电阻设置在处于所述正极连接区域和所述负极连接区域的中心连线的信号连接区域。

30、进一步地，所述制备方法还包括：

31、将三个塑封后的半桥结构连接至散热基板，以形成全桥模块。

32、进一步地，所述制备方法还包括：

33、将信号端子连接在塑封后裸露在所述半桥结构的塑封外壳外的所述信号连接区域上。

34、进一步地，所述制备方法还包括：

35、提供正直流母排和负直流母排，所述正直流母排具有第一连接部和第一平面主体部，所述负直流母排具有第二连接部和第二平面主体部；

36、将所述正直流母排的所述第一连接部和所述负直流母排的所述第二连接部分别连接在塑封后裸露在所述半桥结构的塑封外壳外的所述正极连接区域和所述负极连接区域，并且，所述正直流母排的所述第一平面主体部和所述负直流母排的所述第二平面主体部相互重叠且间隔地从所述塑封外壳的一端延伸出；及

37、将交流母排连接在所述塑封外壳外的所述交流连接区域，并且，所述交流母排从所述塑封外壳相对的另一端延伸出。

38、通过本申请一个或多个实施例的功率模块的制备方法制备出来的功率模块可以具有较低的功率回路寄生电感；另外，在制备过程中，通过将功率连接区域及信号连接区域裸露在塑封外壳之外，从而可以大为减小整个模块的体积，并且，可以非常方便地从塑封外壳的外部安装信号端子及功率母排；此外，可以根据实际应用需求来选择信号端子及功率母排的安装时机，并且，可以在模块塑封之后方便地根据应用端的需求来变换合适类型的信号端子。

技术特征：

1.一种功率模块的制备方法，其特征在于：包括：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述提供基板包括：

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述第一基板包括第一上导电层、第一下导电层以及位于所述第一上导电层和所述第一下导电层之间的第一中间绝缘层，所述第二基板包括第二上导电层、第二下导电层以及位于所述第二上导电层和所述第二下导电层之间的第二中间绝缘层，其中，所述第一基板的所述第一上导电层包括所述第一导电区、所述第二导电区及所述信号连接区域，所述第二基板的所述第二上导电层包括所述第三导电区，

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述将多个上桥芯片和多个下桥芯片分别连接至所述第一导电区和所述第二导电区包括：

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述信号连接区域包括位于所述基板相对的第一侧边和第二侧边的信号连接区域，所述将各上桥芯片的栅极和各下桥芯片的栅极分别通过导电线对应连接至所述信号连接区域包括：

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述信号连接区域包括栅极信号连接区域，其中，

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：还包括：

8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：还包括：

9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：还包括：

10.如权利要求1至9中任一项所述的制备方法，其特征在于：还包括：

11.如权利要求1至9中任一项所述的制备方法，其特征在于：还包括：

技术总结
本申请提供一种功率模块的制备方法。该方法包括：提供基板，在基板上设有第一、第二、第三导电区和多个信号连接区域，第一导电区包括正极连接区域，第二导电区包括交流连接区域，第三导电区包括负极连接区域；将多个上桥和下桥芯片分别连接至第一和第二导电区；将各上桥芯片的正面和各下桥芯片的正面分别通过独立金属片连接至第二和第三导电区；将各上桥芯片的栅极和各下桥芯片的栅极分别通过导电线对应连接至信号连接区域；以及对基板进行塑封，并裸露出基板上的正极连接区域、负极连接区域、交流连接区域及信号连接区域中每个连接区域的至少一部分，以得到塑封后的半桥结构。本申请能够减小制备出来的功率模块的寄生电感和体积。

技术研发人员：张学伦
受保护的技术使用者：浙江晶能微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/5