一种低寄生电感并可双面散热的功率模块

本发明涉及功率模块，尤其涉及一种低寄生电感并可双面散热的功率模块。

背景技术：

1、功率模块是一种电力电子器件，广泛应用于各种电力设备中，如通讯设备、电动汽车、风能、太阳能发电、ups不间断电源、电焊机、电动工具等领域；基本原理是采用高频开关控制电源,以获得需要的电压和电流,从而进行电力变换和控制；功率模块通常由半导体器件(也即芯片)、散热器和封装(也即由基板、键合线、直流端子、控制端子等部件组成的模块)等组成。

2、传统的功率模块的基板通常为依次层叠的金属导电层、绝缘层、金属散热层，功率回路的电流只流经与芯片相连的金属导电层和控制端子，当换流回路的电流流经金属导电层以及控制端子时，由于换流回路的电流路径较长，使得功率模块在此路径上的杂散电感较大，进而导致功率模块的杂散电感总量增大，从而导致功率模块的寄生参数较高并引起更高的电压过充，进而增大了开关能量的损耗，从而降低了开关性能；此外，传统的功率模块只具备单面散热功能，进而导致功率模块的散热性能欠佳，因此，亟需等待解决。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种能有效降低寄生参数以降低尖峰电压，进而减少开关能量损耗并提升开关性能，同时还具备双面散热功能以有效提升了散热性能的低寄生电感并可双面散热的功率模块。

2、本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种低寄生电感并可双面散热的功率模块，包括第一绝缘板、设于第一绝缘板上方的主体、以及横向固定在第一绝缘板底部的第一金属散热板，主体包括分别左右设置的下桥臂单元和上桥臂单元。

3、上桥臂单元包括横向固定在第一绝缘板顶部的第一金属导电板、多个固定在第一金属导电板顶部的上桥臂芯片、固定在第一金属导电板右侧的正极直流端子、以及若干个与每个上桥臂芯片的栅极区或源极区电性连接的第一控制端子，每个上桥臂芯片的漏极区均与第一金属导电板电性连接。

4、下桥臂单元包括横向固定在第一绝缘板顶部的第二金属导电板、多个固定在第二金属导电板顶部的下桥臂芯片、固定在第二金属导电板顶部左侧的输出端子、以及若干个与每个下桥臂芯片的栅极区或源极区电性连接的第二控制端子，每个下桥臂芯片的漏极区均与第二金属导电板电性连接。

5、其特征在于，还包括第一反向电流单元或第二反向电流单元。

6、所述第一反向电流单元包括从上往下依次横向固定的第三金属导电板、第二绝缘板和第四金属导电板，所述第三金属导电板、所述第二绝缘板和所述第四金属导电板中分别开设有相互配合的第一腔孔、第二腔孔和第三腔孔，所述第一金属导电板和所述第二金属导电板均设于第一腔孔、第二腔孔和第三腔孔中；所述第三金属导电板的左侧与第四金属导电板的左侧电性连接。

7、所述第一反向电流单元还包括横向设于主体上方的第三绝缘板以及横向固定在第三绝缘板底部并分别左右设置的下桥臂导电板和上桥臂导电板；所述上桥臂导电板与第二金属导电板以及每个上桥臂芯片的顶部源极区均电性连接，所述下桥臂导电板与每个下桥臂芯片的顶部源极区均电性连接；所述第三绝缘板的顶部还固定有横向设置的第二金属散热板。

8、所述第二反向电流单元包括横向设于主体上方的第五金属导电板、横向固定在第五金属导电板底部的第四绝缘板、横向固定在第四绝缘板底部并与第二金属导电板电性连接的第六金属导电板、以及横向固定在第五金属导电板顶部的第五绝缘板；所述第五绝缘板的顶部还固定有横向设置的第三金属散热板。

9、所述第五金属导电板的左端边缘向右形成有横向设置并位于第六金属导电板左方的金属折弯板，所述金属折弯板的顶部固定在第四绝缘板的底部，所述金属折弯板的底部与每个下桥臂芯片的顶部源极区均电性连接。

10、优选地，所述第五金属导电板的右侧边缘还向右形成有横向设于正极直流端子上方的负极直流端板，所述负极直流端板与正极直流端子之间还固定有横向设置的第一绝缘片。

11、优选地，所述第一反向电流单元还包括固定在第一绝缘板顶部的键合线单元，每个所述上桥臂芯片的栅极区或源极区均通过键合线单元与对应的一个第一控制端子电性连接，每个所述下桥臂芯片的栅极区或源极区均通过键合线单元与对应的一个第二控制端子电性连接。

12、优选地，所述第二反向电流单元还包括两个固定在第一绝缘板顶部并分别左右设置的栅极走线模块或两个分别固定在第一金属导电板和第二金属导电板顶部的pcb驱动板，每个所述上桥臂芯片的栅极区或源极区均通过右方的一个栅极走线模块或右方的一个pcb驱动板与对应的一个第一控制端子电性连接，每个所述下桥臂芯片的栅极区或源极区均通过左方的一个栅极走线模块或左方的一个pcb驱动板与对应的一个第二控制端子电性连接。

13、优选地，所述第一金属导电板的左侧边缘开设有第一缺口槽，对应地，所述第二金属导电板的右侧边缘开设有与第一缺口槽相互配合的第二缺口槽，所述键合线单元设于第一缺口槽和第二缺口槽的内部。

14、优选地，所述第一金属导电板和所述第二金属导电板中分别开设有第一槽型腔和第二槽型腔，两个所述栅极走线模块分别设于第一槽型腔和第二槽型腔的内部。

15、优选地，所述第一腔孔的右侧内壁上开设有位于正极直流端子下方的第一开口槽，对应地，所述第二腔孔的右侧内壁上开设有位于第一开口槽下方的第二开口槽，所述第一反向电流单元还包括固定在第四金属导电板顶部右侧并设于绝缘开口槽内部的负极直流端子以及固定在正极直流端子与负极直流端子之间并位于第一开口槽内部的第二绝缘片。

16、优选地，每个所述上桥臂芯片的顶部源极区以及每个所述下桥臂芯片的顶部源极区还均固定有一个第一金属导电块；位于每个上桥臂芯片上的所述第一金属导电块的端部均固定在上桥臂导电板或第六金属导电板的底部以使每个上桥臂芯片的顶部源极区均通过一个第一金属导电块与上桥臂导电板或第六金属导电板电性连接，位于每个下桥臂芯片上的所述第一金属导电块的端部均固定在下桥臂导电板或金属折弯板的底部以使每个下桥臂芯片的顶部源极区均通过一个第一金属导电块与下桥臂导电板或金属折弯板电性连接。

17、优选地，所述第二金属导电板以及所述第三金属导电板顶部还均固定有若干个第二金属导电块，位于第二金属导电板上的每个所述第二金属导电块的端部均固定在上桥臂导电板的底部以使第二金属导电板与上桥臂导电板电性连接，位于第三金属导电板上的每个所述第二金属导电块的端部均固定在下桥臂导电板的底部以使第三金属导电板与下桥臂导电板电性连接。

18、优选地，所述第二反向电流单元还包括若干个固定在第二金属导电板顶部的第三金属导电块，每个所述第三金属导电块的端部均固定在第六金属导电板的底部以使第二金属导电板与第六金属导电板电性连接。

19、与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明能借助第一反向电流单元或第二反向电流单元使流经基板上的换流回路分成两股互为反向的电流，进而大幅减少由上述换流回路的电流所产生的杂散电感，进而有效降低了功率模块的寄生参数以降低尖峰电压，从而减小了开关能量损耗以提升了开关性能；同时能根据实际需要加装第二金属散热板或第三金属散热板以在功率模块的上下两侧均形成一个可用于散热的平面，进而使第一反向电流单元或第二反向电流单元均具备双面散热的功能，从而有效提升了散热性能；此外，还能在第二反向电流单元中通过使用两个pcb驱动板来替代两个键合线单元或两个栅极走线模块的结构，进而有效保证了第一金属导电板和第二金属导电板整体结构以进一步提升散热性能。