功率模块及具有其的功率器件的制作方法

本发明涉及功率器件，具体而言，涉及一种功率模块及具有其的功率器件。

背景技术：

1、为满足可再生能源的大规模开发和利用，传统电网正向以电力电子技术广泛应用为代表的智能电网方向发展，电力电子装置在智能电网建设、facts（柔性交流输电系统）高压输电、新能源接入等各个领域都发挥着不可替代的作用，这无疑对高压、大容量、高频、耐高温的电力电子模块提出了更高的需求。

2、碳化硅（sic）功率模块具有耐电压等级高、通流能力强、工作频率高、开关损耗低等优势，适合于高压、高温、高频等应用场合。但目前的封装结构和封装工艺基于硅基模块发展而来，尚无法充分发挥碳化硅模块的应用潜力，因此急需结合碳化硅的性能特点开发新型封装方案。

3、在相关技术中，62mm功率模块作为一款标准化型号兼顾了寄生参数小以及换料成本优势得到新能源行业的广泛应用。目前的商用模块的电流在600a以下，单个模块无法满足新型电力系统和新能源领域的使用，只能采用多模块并联形式，多个模块并联既增加了设备的体积空间和相应散热、驱动附件的数量，又造成设备的整体成本增加。同时，传统方案因为芯片布局、功率铝线以及焊接端子的因素，导致现有模块的通流和散热能力较差，使得应用过程中失效隐患增加，进而无法满足高功率密度、高耐温、高可靠性的应用需求。

技术实现思路

1、本发明提供一种功率模块及具有其的功率器件，以解决相关技术中的功率模块的散热能力较差的问题。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种功率模块，功率模块包括衬板和芯片，衬板上设置有第一导电结构和第二导电结构，第一导电结构和第二导电结构均为轴对称结构，第一导电结构和第二导电结构的对称轴均沿功率模块的长度方向延伸，第一导电结构和第二导电结构上均设置有芯片；其中，功率模块还包括片状的第一互连片和第二互连片，芯片的上表面通过第一互连片与第一导电结构和/或第二导电结构导电连接，第一导电结构通过第二互连片与第二导电结构导电连接。

3、进一步地，第一互连片的宽度尺寸在1.5mm至3.0mm之间。

4、进一步地，第二互连片的宽度尺寸在1.5mm至4.0mm之间。

5、进一步地，第一互连片的宽度尺寸与芯片的宽度尺寸的比值在0.3至0.6之间。

6、进一步地，第一互连片的与芯片的上表面接触的部分设置有浸润槽；和/或，第一互连片的与第一导电结构和/或第二导电结构的上表面接触的部分设置有浸润槽。

7、进一步地，第一导电结构和第二导电结构上均设置有多个芯片，第一导电结构上的多个芯片和第二导电结构上的多个芯片均在对称轴的两侧对称排布；在第一导电结构上，第一互连片的两端分别与对称设置的两个芯片的上表面导电连接，第一互连片的中部与第一导电结构导电连接；在第二导电结构上，第一互连片的两端分别与对称设置的两个芯片的上表面导电连接，第一互连片的中部与第二导电结构导电连接。

8、进一步地，第一互连片包括：主体段，主体段的下表面与第一导电结构或第二导电结构导电连接；第一界面互连段，位于主体段的侧部并与主体段连接，第一界面互连段的下表面与对称设置的两个芯片的其中一个芯片的上表面导电连接；第二界面互连段，位于主体段的侧部并与主体段连接，第二界面互连段的下表面与对称设置的两个芯片的另一个芯片的上表面导电连接。

9、进一步地，第一互连片还包括第一连接段，第一连接段位于主体段的侧部，第一连接段的两端分别与主体段以及第一界面互连段连接，第一连接段的下表面高于主体段的下表面和/或第一界面互连段的下表面；第一互连片还包括第二连接段，第二连接段位于主体段的侧部，第二连接段的两端分别与主体段以及第二界面互连段连接，第二连接段的下表面高于主体段的下表面和/或第二界面互连段的下表面。

10、进一步地，第一界面互连段、第二界面互连段以及主体段均为平板结构；第一连接段和/或第二连接段均为拱形板结构。

11、进一步地，第二互连片包括：第三界面互连段，第三界面互连段的下表面与第二导电结构导电连接；第四界面互连段，第四界面互连段的下表面与第一导电结构导电连接；第三连接段，第三连接段的两端分别与第三界面互连段以及第四界面互连段连接，第三连接段的下表面高于第三界面互连段的下表面和/或第四界面互连段的下表面。

12、进一步地，第三界面互连段和第四界面互连段均为平板结构；第三连接段为拱形板结构。

13、进一步地，第一导电结构包括第一子导电层和两个第二子导电层，第一子导电层和第二子导电层间隔设置，第一子导电层的轴线与对称轴同轴，两个第二子导电层在功率模块的宽度方向上分别位于第一子导电层的两侧，两个第二子导电层上均设置有芯片，两个第二子导电层上的芯片的上表面通过第一互连片与第一子导电层导电连接，第一子导电层通过第二互连片与第二导电结构导电连接。

14、进一步地，第二导电结构包括第三子导电层和第四子导电层，第三子导电层在功率模块的长度方向上朝向第一子导电层的一端具有缺口，第四子导电层伸入缺口内，第四子导电层的轴线与对称轴同轴，第三子导电层在功率模块的宽度方向上位于缺口两侧的位置上均设置有芯片，第一子导电层通过第二互连片与第三子导电层导电连接，第三子导电层上的芯片的上表面通过第一互连片与第四子导电层导电连接。

15、进一步地，功率模块还包括控制组件，控制组件包括安装基板以及设置在安装基板上的电阻元件；其中，第一导电结构和/或第二导电结构的表面设置有安装位，安装基板在其厚度方向上的其中一个表面与安装位连接，电阻元件位于安装基板在其厚度方向上的另一个表面。

16、根据本发明的另一方面，提供了一种功率器件，功率器件包括上述提供的功率模块。

17、进一步地，功率器件包括两个功率模块，两个功率模块在功率模块的宽度方向上间隔排布且对称设置。

18、进一步地，功率器件还包括功率端子，功率端子为板状结构，功率端子包括顺次连接的端子脚板段、第一板段、第二板段以及引出板段，端子脚板段和第二板段分别与第一板段呈夹角设置，端子脚板段和第二板段的延伸方向相反，引出板段设置在第二板段的远离第一板段的一端。

19、进一步地，功率端子包括第一端子、第二端子以及第三端子，第一端子的端子脚板段的数量和第三端子的端子脚板段的数量均大于第二端子的端子脚板段的数量。

20、应用本发明的技术方案，该功率模块包括衬板和芯片，衬板上设置有第一导电结构和第二导电结构，第一导电结构和第二导电结构均为轴对称结构，第一导电结构和第二导电结构的对称轴均沿功率模块的长度方向延伸，第一导电结构和第二导电结构上均设置有芯片。其中，功率模块还包括片状的第一互连片和第二互连片，芯片的上表面通过第一互连片与第一导电结构和/或第二导电结构导电连接，第一导电结构通过第二互连片与第二导电结构导电连接。采用上述结构，利用片状的第一互连片实现芯片与导电结构之间的导电连接，利用片状的第二互连片实现导电结构之间的导电连接，第一互连片和第二互连片的散热面积较大，能够保障电流热流的快速传导。并且，由于第一导电结构和第二导电结构均为轴对称结构，第一导电结构和第二导电结构的对称轴均沿功率模块的长度方向延伸，能够实现导电结构的对称分散排布，有助于芯片分散并联的散热。因此，第一互连片和第二互连片能够保障电流热流的快速传导，第一导电结构和第二导电结构能够实现导电结构的对称分散排布，有助于芯片分散并联的散热，进而能够提升功率模块的散热能力。