功率半导体模块的制作方法

本公开涉及半导体开关，特别地涉及一种功率半导体模块。

背景技术：

1、在新能源汽车、轨道交通、工业变频、光伏逆变器及储能系统等中大功率应用领域，绝缘栅双极晶体管（insulated gate bipolar transistor，简称：igbt）功率模块已成为核心功率转换部件。随着系统对功率密度、效率和可靠性的要求不断提高，传统采用多个独立igbt模块的方案逐渐暴露出诸多问题。

2、目前，中大功率变流器通常需要两个独立igbt模块：gm功率模块和tm功率模块。这种多模块分立方案存在以下不足：

3、1. 体积重量大：多个模块需单独封装、安装和布线，占用大量空间；

4、2. 寄生参数高：模块间的外部连线导致回路寄生电感增大，开关损耗上升；

5、3. 散热不均：各模块工作温度差异大，影响系统整体寿命；

6、4. 安装复杂：需要复杂的机械结构和电气连接，增加了装配难度；

7、5. 可靠性低：多模块间的连接点成为故障高发部位。

8、为解决上述问题，行业开始探索将多个igbt功率模块功能集成到单一封装中的方案。其中，将两个igbt模块功能合并为一个"二合一"模块的设计尤为引人注目。这种集成方案不仅能大幅减少系统体积和重量，还能优化电流路径，降低寄生电感，改善散热一致性，提高系统可靠性。

9、尽管已有部分集成模块产品问世，但在高功率密度应用中仍存在以下技术瓶颈：集成度与散热性能之间的平衡难题、不同芯片间的电流分配与热耦合问题、封装结构对可靠性的影响、制造工艺复杂度与成本控制等。

技术实现思路

1、本公开提供一种功率半导体模块，以改善传统方案散热性能不平衡的问题。

2、第一方面，本公开提供了一种功率半导体模块，包括：

3、基板；

4、侧框，连接至基板的一侧表面；侧框与基板之间围成容纳空间；

5、第一功率器件衬板，设置于侧框围成的容纳空间内；第一功率器件衬板上设置第一功率器件芯片，第一功率器件芯片与第一功率器件衬板对应电连接；

6、第二功率器件衬板，设置于侧框围成的容纳空间内；第二功率器件衬板上设置第二功率器件芯片，第二功率器件芯片与第二功率器件衬板对应电连接；第二功率器件衬板与第一功率器件衬板并排设置；

7、多个交流功率端子，设置于侧框的一侧；各交流功率端子的一端与第一功率器件衬板、第二功率器件衬板对应电连接；各交流功率端子的另一端从侧框向外伸出；

8、多个直流功率端子，设置于侧框的另一侧；各直流功率端子的一端与第一功率器件衬板、第二功率器件衬板对应电连接；各直流功率端子的另一端从侧框向外伸出；

9、盖板，盖设于侧框背离基板的端面。

10、在一些实施例中，还包括：

11、多个辅助端子，分别设置于第一功率器件衬板、第二功率器件衬板上，并与第一功率器件衬板、第二功率器件衬板对应电连接；辅助端子的端部从盖板向外伸出。

12、在一些实施例中，辅助端子沿垂直于基板的方向延伸。

13、在一些实施例中，还包括：加强梁，设置于侧框相对两边之间，将侧框的容纳空间划分为多个区域，第一功率器件衬板、第二功率器件衬板对应设置于各区域中。

14、在一些实施例中，第一功率衬板上设置的第一功率器件芯片为正向恢复二极管frd芯片；

15、第二功率衬板上设置的第二功率器件为绝缘栅双极晶体管igbt芯片。

16、在一些实施例中，第一功率衬板的数量为一个，设置于侧框的一端；第二功率衬板的数量为三个，从侧框的另一端依次布设。

17、在一些实施例中，基板为金属板，其上设置有散热翅片。

18、在一些实施例中，侧框为矩形框；交流功率端子设置于侧框的一个长边侧，直流功率端子设置于侧框的另一个长边侧。

19、在一些实施例中，第一功率器件衬板包括：第一负极端子连接区和第一正极端子连接区；第一正极连接区的数量为两个，分别布设于第一负极端子连接区的两侧。

20、在一些实施例中，第二功率器件衬板包括：第二负极端子连接区和第二正极端子连接区；第二正极连接区的数量为两个，分别布设于第二负极端子连接区的两侧。

21、本实施例所提供的技术方案，采用基板；侧框，连接至基板的一侧表面；侧框与基板之间围成容纳空间；第一功率器件衬板，设置于侧框围成的容纳空间内；第一功率器件衬板上设置第一功率器件芯片，第一功率器件芯片与第一功率器件衬板对应电连接；第二功率器件衬板，设置于侧框围成的容纳空间内；第二功率器件衬板上设置第二功率器件芯片，第二功率器件芯片与第二功率器件衬板对应电连接；第二功率器件衬板与第一功率器件衬板并排设置；多个交流功率端子，设置于侧框的一侧；各交流功率端子的一端与第一功率器件衬板、第二功率器件衬板对应电连接；各交流功率端子的另一端从侧框向外伸出；多个直流功率端子，设置于侧框的另一侧；各直流功率端子的一端与第一功率器件衬板、第二功率器件衬板对应电连接；各直流功率端子的另一端从侧框向外伸出；盖板，盖设于侧框背离基板的端面，作为一个模块整体与外部设备进行安装和布线，模块的数量比现有技术要少很多，能简化安装和布线难度，减少对空间的占用；并且也减少了模块外部连线的数量，从而降低回路寄生电感，降低开关损耗，还能减少多连接点所存在的故障点位高的问题；并且第一功率器件芯片、第二功率器件芯片通过基板统一进行散热和冷却，使得各功率芯片的工作温度差异较小，有利于提高整体模块的使用寿命。

1.一种功率半导体模块，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的功率半导体模块，其特征在于，辅助端子沿垂直于基板的方向延伸。

4.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，还包括：加强梁，设置于侧框相对两边之间，将侧框的容纳空间划分为多个区域，第一功率器件衬板、第二功率器件衬板对应设置于各区域中。

5.根据权利要求4所述的功率半导体模块，其特征在于，第一功率衬板上设置的第一功率器件芯片为正向恢复二极管frd芯片；

6.根据权利要求5所述的功率半导体模块，其特征在于，第一功率衬板的数量为一个，设置于侧框的一端；第二功率衬板的数量为三个，从侧框的另一端依次布设。

7.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，基板为金属板，其上设置有散热翅片。

8.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，侧框为矩形框；交流功率端子设置于侧框的一个长边侧，直流功率端子设置于侧框的另一个长边侧。

9.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，第一功率器件衬板包括：第一负极端子连接区和第一正极端子连接区；第一正极连接区的数量为两个，分别布设于第一负极端子连接区的两侧。

10.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，第二功率器件衬板包括：第二负极端子连接区和第二正极端子连接区；第二正极连接区的数量为两个，分别布设于第二负极端子连接区的两侧。