碳化硅功率模块的制作方法

本申请涉及功率半导体模块，具体涉及一种碳化硅功率模块。

背景技术：

1、碳化硅（sic）功率模块因其具有高耐压、高开关频率、低损耗及优异的高温工作性能，在新能源汽车、轨道交通、可再生能源发电及工业变频等领域得到广泛应用。随着系统功率密度和效率要求的不断提高，对功率模块的电气性能、热管理能力及长期运行可靠性提出了更高要求。

2、传统的功率模块布局中，直流输入端子、开关器件、交流输出端子等通常需要通过内部导电路径实现功率电流传输。由于芯片、端子以及导电路径的布局往往存在不对称性，容易导致不同功率电流传输路径中的寄生电感分布不均、电流分布不平衡。上述不均衡会在高频开关过程中引起电压过冲、振荡、电磁干扰加剧，并可能导致局部热应力集中，从而影响功率模块的整体性能、可靠性及使用寿命。

3、此外，在并联的功率芯片或电极间，由于不同路径的阻抗不等，容易导致电流分配不均衡，降低模块的通流能力并引发局部过热。电流和热量的不均匀分布还可能加速部分区域的材料老化，降低模块的整体可靠性。

技术实现思路

1、本申请提供一种碳化硅功率模块，以解决传统功率模块布局中功率电流传输路径布局不对称，容易导致寄生电感分布不均、电流分布不平衡，并进一步影响模块开关稳定性、热管理能力和长期可靠性的问题。

2、本申请提供一种碳化硅功率模块，包括基板、多个上桥功率芯片、多个下桥功率芯片、正极端子、负极端子和交流端子；

3、所述基板包括上金属图形层，所述上金属图形层设有主功率区域，所述主功率区域包括上桥区域、下桥区域和负极区域；

4、所述上桥区域包括呈对称布置并设置有所述多个上桥功率芯片的上桥芯片区，以及呈对称布置并设置有所述正极端子的正极端子区；所述下桥区域包括呈对称布置并设置有所述多个下桥功率芯片的下桥芯片区、呈对称布置并设置有所述交流端子的交流端子区，以及呈对称布置的第一传输区，所述第一传输区用于传输来自对应侧的所述上桥功率芯片的电流；所述负极区域包括设置有所述负极端子的负极端子区和呈对称布置的第二传输区，所述第二传输区用于传输来自对应侧的所述下桥功率芯片的电流；

5、其中，沿所述主功率区域的预设方向，所述交流端子区、所述下桥芯片区、所述上桥芯片区、所述正极端子区和所述负极端子区依次设置；所述第一传输区和所述第二传输区均沿与所述预设方向相交的方向呈对称布置，以使所述碳化硅功率模块工作时，所述主功率区域相对两侧经所述第一传输区和所述第二传输区传输的电流在与所述预设方向相交的方向上的流向相反。

6、本申请提供的碳化硅功率模块，通过在上金属图形层设置包括上桥区域、下桥区域和负极区域的主功率区域，并使上桥区域中的上桥芯片区和正极端子区呈对称布置、下桥区域中的下桥芯片区、交流端子区和第一传输区呈对称布置、负极区域中的第二传输区呈对称布置，同时使交流端子区、下桥芯片区、上桥芯片区、正极端子区和负极端子区沿主功率区域的预设方向依次设置，并使第一传输区和第二传输区均沿与预设方向相交的方向呈对称布置，从而能够在碳化硅功率模块工作时，使主功率区域相对两侧经第一传输区和第二传输区传输的电流在与预设方向相交的方向上的流向相反，能够解决传统功率模块布局中功率电流传输路径布局不对称导致的寄生电感分布不均、电流分布不平衡以及局部热应力集中的问题，具有降低并均衡功率电流传输路径寄生电感、改善电流分配一致性、降低局部热应力集中风险、提高模块开关稳定性和长期运行可靠性的技术效果。

7、本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

1.一种碳化硅功率模块，其特征在于，包括基板、多个上桥功率芯片、多个下桥功率芯片、正极端子、负极端子和交流端子；

2.根据权利要求1所述的碳化硅功率模块，其特征在于，所述上金属图形层还设有信号连接区域，所述信号连接区域设有门极连接部和源极连接部，所述门极连接部用于连接所述上桥功率芯片和/或所述下桥功率芯片的门极，所述源极连接部用于连接所述上桥功率芯片和/或所述下桥功率芯片的源极。

3.根据权利要求1所述的碳化硅功率模块，其特征在于，所述上桥芯片区包括第一上桥芯片区和第二上桥芯片区，所述多个上桥功率芯片包括设置于所述第一上桥芯片区的第一上桥芯片组和设置于所述第二上桥芯片区的第二上桥芯片组，所述第一上桥芯片组与所述第二上桥芯片组呈对称布置；所述下桥芯片区包括第一下桥芯片区和第二下桥芯片区，所述多个下桥功率芯片包括设置于所述第一下桥芯片区的第一下桥芯片组和设置于所述第二下桥芯片区的第二下桥芯片组，所述第一下桥芯片组与所述第二下桥芯片组呈对称布置。

4.根据权利要求3所述的碳化硅功率模块，其特征在于，所述第一上桥芯片组和所述第二上桥芯片组分别包括两个间隔设置的上桥功率芯片，所述第一下桥芯片组和所述第二下桥芯片组分别包括两个间隔设置的下桥功率芯片。

5.根据权利要求2所述的碳化硅功率模块，其特征在于，所述信号连接区域还包括门极电阻放置部，所述门极电阻放置部位于呈对称布置的所述上桥芯片区之间，以及位于呈对称布置的所述下桥芯片区之间，所述门极电阻放置部用于设置门极电阻。

6.根据权利要求2所述的碳化硅功率模块，其特征在于，所述碳化硅功率模块还包括漏极连接部，所述漏极连接部的至少部分设置于所述主功率区域，和/或，所述漏极连接部的至少部分设置于所述信号连接区域。

7.根据权利要求2所述的碳化硅功率模块，其特征在于，所述信号连接区域还包括温度检测部，所述温度检测部设置有至少一个热敏电阻，所述热敏电阻用于检测所述碳化硅功率模块的温度。

8.根据权利要求1所述的碳化硅功率模块，其特征在于，所述多个上桥功率芯片和所述多个下桥功率芯片通过烧结或回流方式固定于所述主功率区域。

9.根据权利要求1所述的碳化硅功率模块，其特征在于，所述上桥功率芯片、所述下桥功率芯片、所述正极端子、所述负极端子和所述交流端子之间的至少部分电连接采用打线或金属铜排连接。

10.根据权利要求1所述的碳化硅功率模块，其特征在于，所述基板还包括中间绝缘层和下金属图形层，所述中间绝缘层设置于所述上金属图形层和所述下金属图形层之间。