功率因数校正模块的制作方法

本发明涉及半导体，更具体地，涉及一种功率因数校正模块。

背景技术：

1、功率因数校正模块是一种新型的大功率电力电子器件，随着技术的逐步发展，对于成本、尺寸、稳定性和可靠性以及系统能效等方面也提出了越来越高的需求。

2、现有的方案之中，通常会采用多个分立器件的方式来构建整个系统，分立器件虽然灵活，但其通常还需要复杂的布线并涉及多个器件的贴装，显著增加了设计的复杂性并提高了制造成本，进一步地，采用多个分立器件，其产生的热量也较为分散，难以集中进行导热设计，影响散热效果及系统稳定性。

3、近年来消费电子产品、工业功率设备与车载电控系统不断追求轻量化与紧凑化设计，设备内部可用空间大幅受限，市场对配套功率元器件的小型化指标要求持续提升。通过电路集成化方案替代传统分立元件布局，可大幅压缩电路板的占用面积，以满足小型化的需求。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本技术的目的在于提供一种功率因数校正模块，以提升功率因数校正模块的封装度和稳定性，降低成本。

2、本技术提供的一种功率因数校正模块，包括：

3、第一功率单元、第二功率单元、第三功率单元、第四功率单元，第一功率单元、第二功率单元、第三功率单元、第四功率单元封装在功率因数校正模块的同一封装体中；

4、功率因数校正模块的功率端包括整流正输出端、整流负输出端、第二交流输入端、第一交流输入端；

5、第一功率单元、第二功率单元、第三功率单元、第四功率单元位于第一侧边和第二侧边之间，功率因数校正模块的封装体的第二侧边同功率因数校正模块的封装体的第一侧边平行相对。

6、优选地，功率因数校正模块还包括：第一基岛、第二基岛、第三基岛，第一功率单元和第三功率单元位于第一基岛，第二功率单元位于第二基岛，第四功率单元位于第三基岛。

7、优选地，功率因数校正模块还包括：第一基岛、第二基岛、第三基岛，第一基岛分为第一子基岛和第二子基岛，第一子基岛和第二子基岛相互独立，第一子基岛和第二子基岛之间通过键合线、键合带或者导电夹电连接，第一功率单元位于第一子基岛，第三功率单元位于第二子基岛，第二功率单元位于第二基岛，第四功率单元位于第三基岛。

8、优选地，整流正输出端、整流负输出端、第二交流输入端、第一交流输入端从功率因数校正模块的封装体的第一侧边引出。

9、优选地，功率因数校正模块还包括控制端，控制端位于第二侧边。

10、优选地，功率因数校正模块还包括开尔文端，所述控制端和所述开尔文端位于所述第二侧边。

11、优选地，所述整流正输出端、所述第一交流输入端、所述第二交流输入端和所述整流负输出端依次排布。

12、优选地，所述整流正输出端、所述第一交流输入端、所述第二交流输入端和所述整流负输出端依次从左到右依次排布。

13、优选地，所述整流正输出端、所述第一交流输入端、所述第二交流输入端和所述整流负输出端依次从右到左依次排布。

14、优选地，第一功率单元至第一侧边的距离小于第三功率单元至第一侧边的距离；和/或，第二功率单元至第一侧边的距离小于第四功率单元至第一侧边的距离。

15、优选地，存在下列四种情况中的至少一种：

16、（1）第一功率单元至第一侧边的距离小于第一功率单元至第二侧边的距离；

17、（2）第二功率单元至第一侧边的距离小于第二功率单元至第二侧边的距离；

18、（3）第三功率单元至所述第一侧边的距离小于所述第三功率单元至所述第二侧边的距离；

19、（4）所述第四功率单元至所述第一侧边的距离小于所述第四功率单元至所述第二侧边的距离。

20、优选地，功率因数校正模块，包括：

21、第一功率单元的第三端和第三功率单元的第二端电连接整流正输出端；

22、第一功率单元的第二端和第二功率单元的第三端电连接第一交流输入端；

23、第二功率单元的第二端和第四功率单元的第一端电连接整流负输出端；

24、第三功率单元的第一端和第四功率单元的第二端电连接第二交流输入端。

25、优选地，

26、第一功率单元的第三端和第三功率单元的第二端位于第一基岛上并与第一基岛电连接，第一功率单元的第二端与第二基岛电连接；

27、第二功率单元的第三端位于第二基岛上并与第二基岛电连接；

28、第三功率单元的第一端电连接第三基岛；

29、第四功率单元的第二端位于第三基岛上并与第三基岛电连接，第四功率单元的第一端与第二功率单元的第二端电连接；

30、第一基岛电连接整流正输出端，第二功率单元的第二端电连接整流负输出端，第三基岛电连接第二交流输入端，第一功率单元的第二端和第二功率单元的第三端电连接第一交流输入端。

31、优选地，

32、功率因数校正模块包括第一控制端和第二控制端，第一功率单元的第一端电连接功率因数校正模块的第一控制端，第二功率单元的第一端电连接第二控制端。

33、优选地，功率因数校正模块的第一控制端和功率因数校正模块的第二控制端位于第二侧边。

34、优选地，第一控制端通过第五导电结构从塑封体中引出，第二控制端通过第六导电结构从塑封体中引出。

35、优选地，功率因数校正模块还包括第一开尔文端和第二开尔文端，第一功率单元的第二端电连接第一开尔文端，第二功率单元的第二端电连接第二开尔文端，第一开尔文端和功率因数校正模块的第二开尔文端位于第二侧边。

36、优选地，功率因数校正模块的第一开尔文端和第二开尔文端分别通过第七导电结构和第八导电结构从塑封体中引出。

37、优选地，功率因数校正模块还包括：

38、第一保护单元和/或第二保护单元；

39、第一保护单元的第二端位于第四基岛上并与第四基岛电连接，第一保护单元的第一端与第一功率单元的第二端电连接，第一保护单元的第二端与第一功率单元的第一端电连接；

40、第二保护单元的第二端位于第五基岛上并与第五基岛5电连接，第二保护单元的第一端与第二功率单元的第二端电连接，第二保护单元的第二端与第二功率单元的第一端电连接。

41、优选地，

42、第一功率单元的第一端经过第四基岛电连接第一控制端，第二功率单元的第一端经过第五基岛电连接第二控制端。

43、优选地，

44、功率因数校正模块还包括第一开尔文端和第二开尔文端；

45、第一功率单元的第二端经第一保护单元的第一端电连接功率因数校正模块的第一开尔文端，第二功率单元的第二端经第二保护单元的第一端电连接功率因数校正模块的第二开尔文端，功率因数校正模块的第一开尔文端和功率因数校正模块的第二开尔文端位于第二侧边。

46、优选地，第一功率单元至第二侧边的距离大于第一保护单元至第二侧边的距离。

47、优选地，第二功率单元至第二侧边的距离大于第二保护单元至第二侧边的距离。

48、优选地，功率因数校正模块包括第一保护单元和第二保护单元，第一基岛同第三基岛相邻，第一基岛同第四基岛相邻，第三基岛同第五基岛相邻。

49、优选地，功率因数校正模块，包括：

50、第一功率单元的第三端和第三功率单元的第三端电连接整流正输出端；

51、第一功率单元的第二端和第二功率单元的第三端电连接第一交流输入端；

52、第二功率单元的第二端和第四功率单元的第二端电连接整流负输出端；

53、第三功率单元的第二端和第四功率单元的第三端电连接第二交流输入端。

54、优选地，

55、第一功率单元的第三端和第三功率单元的第三端位于第一基岛上并与第一基岛电连接，第一功率单元的第二端与第二基岛电连接；

56、第二功率单元的第三端位于第二基岛上并与第二基岛电连接；

57、第三功率单元的第二端电连接第三基岛；

58、第四功率单元的第三端位于第三基岛上并与第三基岛电连接，第四功率单元的第二端与第二功率单元的第二端电连接；

59、第一基岛电连接整流正输出端，第二功率单元的第二端电连接整流负输出端，第三基岛电连接第二交流输入端，第一功率单元的第二端和第二功率单元的第三端电连接第一交流输入端。

60、优选地，功率因数校正模块包括第一控制端、第二控制端、第三控制端和第四控制端，第一功率单元的第一端电连接第一控制端，第二功率单元的第一端电连接第二控制端；第三功率单元的第一端电连接第三控制端，第四功率单元的第一端电连接第四控制端。

61、优选地，功率因数校正模块的第一控制端、第二控制端、第三控制端、第四控制端位于第二侧边。

62、优选地，第一控制端通过第十导电结构从塑封体中引出，第二控制端通过第十一导电结构从塑封体中引出，第三控制端通过第十二导电结构从塑封体中引出，第二控制端通过第十三导电结构从塑封体中引出。

63、优选地，

64、功率因数校正模块还包括第一开尔文端、第二开尔文端，第三开尔文端，第四开尔文端，第一功率单元的第二端电连接第一开尔文端，第二功率单元的第二端电连接第二开尔文端，第三功率单元的第二端电连接第三开尔文端，第四功率单元的第二端电连接第四开尔文端，功率因数校正模块的第一开尔文端、第二开尔文端、第三开尔文端、第四开尔文端位于第二侧边。

65、优选地，功率因数校正模块的第一开尔文端、第二开尔文端、第三开尔文端、第四开尔文端分别通过第十四导电结构、第十五导电结构、第十六导电结构和第十七导电结构从塑封体中引出。

66、优选地，功率因数校正模块还包括：

67、第一保护单元、第二保护单元、第三保护单元、第四护单元中的一个或多个；

68、第一保护单元的第二端位于第四基岛上并与第四基岛电连接，第一保护单元的第一端与第一功率单元的第二端电连接，第一保护单元的第二端与第一功率单元的第一端电连接；

69、第二保护单元的第二端位于第五基岛上并与第五基岛电连接，第二保护单元的第一端与第二功率单元的第二端电连接，第二保护单元的第二端与第二功率单元的第一端电连接；

70、第三保护单元的第二端位于第十二基岛上并与第十二基岛电连接，第三保护单元的第一端与第三功率单元的第二端电连接，第三保护单元的第二端与第三功率单元的第一端电连接；

71、第四护单元的第二端位于第十一基岛上并与第十一基岛电连接，第四保护单元的第一端与第四功率单元的第二端电连接，第四保护单元的第二端与第四功率单元的第一端电连接。

72、优选地，

73、第一功率单元的第一端经过第四基岛电连接第一控制端，第二功率单元的第一端经过第五基岛电连接功率因数校正模块的第二控制端，第三功率单元的第一端经过第十二基岛电连接功率因数校正模块的第三控制端，第四功率单元的第一端经过第十一基岛电连接功率因数校正模块的第四控制端。

74、优选地，

75、功率因数校正模块还包括第一开尔文端、第二开尔文端、第三开尔文端和第四开尔文端；

76、第一功率单元的第二端经第一保护单元的第一端电连接功率因数校正模块的第一开尔文端，第二功率单元的第二端经第二保护单元的第一端电连接功率因数校正模块的第二开尔文端，第三功率单元的第二端经第三保护单元的第一端电连接功率因数校正模块的第三开尔文端，第四功率单元的第二端第四保护单元的第一端电连接功率因数校正模块的第四开尔文端，功率因数校正模块的第一开尔文端、功率因数校正模块的第二开尔文端、功率因数校正模块的第三开尔文端、功率因数校正模块的第四开尔文端位于第二侧边。

77、优选地，第一功率单元至第二侧边的距离大于第一保护单元至第二侧边的距离。

78、优选地，第二功率单元至第二侧边的距离大于第二保护单元至第二侧边的距离。

79、优选地，第三功率单元至第二侧边的距离大于第三保护单元至第二侧边的距离。

80、优选地，第四功率单元至第二侧边的距离大于第四保护单元至第二侧边的距离。

81、优选地，功率因数校正模块包括第一保护单元、第二保护单元、第三保护单元和第四保护单元，第一基岛同第三基岛相邻，第一基岛同第十二基岛相邻，第三基岛同第十一基岛相邻。

82、优选地，第四基岛同第十二基岛相邻，第五基岛同第十一基岛相邻。

83、优选地，功率因数校正模块还包括第三驱动电路，第三驱动电路位于第十基岛上，第一功率单元的第一端和第二功率单元的第一端连接第三驱动电路，第三驱动电路通过第一路功率因数校正高侧信号输入端和第一路功率因数校正低侧信号输入端分别输入第一路功率因数校正高侧信号和第一路功率因数校正低侧信号，第三驱动电路对第一路功率因数校正高侧信号和第一路功率因数校正低侧信号进行处理，输出第一功率单元的第一端的驱动电压和第二功率单元的第一端的驱动电压并分别提供给第一功率单元的第一端和第二功率单元的第一端。

84、优选地，

85、功率因数校正模块还包括第三驱动电路和第四驱动电路，第三驱动电路和第四驱动电路位于第十基岛上；第一功率单元的第一端和第二功率单元的第一端连接第三驱动电路，第三驱动电路通过第一路功率因数校正高侧信号输入端和第一路功率因数校正低侧信号输入端分别输入第一路功率因数校正高侧信号和第一路功率因数校正低侧信号，第三驱动电路对第一路功率因数校正高侧信号和第一路功率因数校正低侧信号进行处理，输出第一功率单元的第一端的驱动电压和第二功率单元的第一端的驱动电压并分别提供给第一功率单元的第一端和第二功率单元的第一端；

86、第三功率单元的第一端和第四功率单元的第一端连接第四驱动电路，第四驱动电路通过第二路功率因数校正高侧信号输入端和第而路功率因数校正低侧信号输入端分别输入第二路功率因数校正高侧信号和第二路功率因数校正低侧信号，第四驱动电路对第二路功率因数校正高侧信号和第二路功率因数校正低侧信号进行处理，输出第三功率单元的第一端的驱动电压和第四功率单元的第一端的驱动电压并分别提供给第三功率单元的第一端和第四功率单元的第一端。

87、优选地，整流正输出端通过第一基岛或与第一基岛电连接的第一导电结构从塑封体中引出，第一交流输入端通过第二导电结构从塑封体中引出，第二交流输入端通过第三基岛或与第三基岛电连接的第三导电结构从塑封体中引出，整流负输出端通过第四导电结构从塑封体中引出。

88、优选地，第三驱动电路电连接公共地端。

89、优选地，第四驱动电路电连接第一电源端。

90、优选地，第一基岛、第二基岛、第三基岛位于同一绝缘基板上的第一金属层上。

91、优选地，功率因数校正模块为dip封装或者sop封装。

92、优选地，功率因数校正模块还包括第一浪涌二极管和/或第二浪涌二极管：第一浪涌二极管的第二端电连接整流正输出端，第一浪涌二极管的第一端电连接电感前端 ；第二浪涌二极管的第一端电连接整流负输出端，第二浪涌二极管的第二端电连接电感前端。

93、优选地，功率因数校正模块还包括第一浪涌二极管和/或第二浪涌二极管：第一浪涌二极管的第二端电连接整流正输出端，第一浪涌二极管的第一端电连接电感前端；第二浪涌二极管的第一端电连接整流负输出端，第二浪涌二极管的第二端电连接电感前端。

94、优选地，第一浪涌二极管的第二端位于第一基岛，第二浪涌二极管的第二端位于第十三基岛，第一浪涌二极管的第一端与电感前端电连接，第二浪涌二极管的第二端通过第十三基岛电连接电感前端，第二浪涌二极管的第一端经第二功率单元的第二端电连接整流负输出端。

95、优选地，第一浪涌二极管的第二端位于第十四基岛，第二浪涌二极管的第二端位于第十三基岛，第一浪涌二极管的第一端与电感前端电连接，第二浪涌二极管的第二端通过第十三基岛电连接电感前端，第二浪涌二极管的第一端经第二功率单元的第二端电连接整流负输出端，第十四基岛和第一基岛为同一基岛，或者第十四基岛与第一基岛电连接。

96、优选地，第一功率单元、第二功率单元为金属氧化物半导体场效应管、碳化硅金属氧化物半导体场效应管、氮化镓高电子迁移率晶体管时，第一功率单元、第二功率单元的第三端为漏极，第一功率单元、第二功率单元的第二端为源极，第一功率单元、第二功率单元的第一端为栅极。

97、优选地，第一功率单元、第二功率单元为绝缘栅双极型晶体管、绝缘栅双极型晶体管与续流二极管的并联结构时，第一功率单元、第二功率单元的第三端为集电极，第一功率单元、第二功率单元的第二端为发射极，第一功率单元、第二功率单元的第一端为栅极。

98、优选地，第三功率单元、第四功率单元为二极管时，第三功率单元、第四功率单元的第一端为阳极，第三功率单元、第四功率单元的第二端为阴极。

99、优选地，第三功率单元、第四功率单元为金属氧化物半导体场效应管、碳化硅金属氧化物半导体场效应管、氮化镓高电子迁移率晶体管时，第三功率单元、第四功率单元的第三端为漏极，第三功率单元、第四功率单元的第二端为源极，第三功率单元、第四功率单元的第一端为栅极。

100、优选地，第一保护单元、第二保护单元为二极管时，第一保护单元、第二保护单元的第一端为阳极，第一保护单元、第二保护单的第二端为阴极。

101、优选地，第一保护单元、第二保护单元、第三保护单元、第四保护单元为二极管时，第一保护单元、第二保护单元、第三保护单元、第四保护单元的第一端为阳极，第一保护单元、第二保护单的第二端为阴极。

102、优选地，第一浪涌二极管、第二浪涌二极管的第一端为阳极，第一浪涌二极管、第二浪涌二极管的第二端为阴极。

103、优选地，功率因数校正模块为图腾柱拓扑结构。

104、本技术提出的功率因数校正模块具有如下有益效果：

105、通过将功率因数校正模块中的第一功率单元、第二功率单元、第三功率单元第四功率单元封装在同一封装体中，用户使用简便，在有限的功率因数校正模块的长度下，降低pcb设计难度，封装集成度更高，用户使用方便。

106、进一步地，功率因数校正模块的整流正输出端、第一交流输入端、第二交流输入端和整流负输出端位于第一侧边；本技术通过将功率因数校正模块的功率端设置在第一侧边，避免了功率因数校正模块的功率端对功率因数校正模块的其他端子的干扰和影响，减少了回路走线、降低了寄生电感，降低了开关损耗和辐射干扰；同时在有限的功率因数校正模块的长度下巧妙地布局功率因数校正模块的至少部分功率端。

107、进一步地，本技术对功率因数校正模块中的第一功率单元、第二功率单元、第三功率单元、第四功率单元的基岛进行排布，使得功率因数校正模块中的第一功率单元、第二功率单元、第三功率单元、第四功率单元同对应基岛、功率因数校正模块的功率端、控制端进行整体合理布局，便于功率因数校正模块的内部走线。

108、进一步地，本技术合理设置了第一功率单元和第三功率单元之间的上下相对位置，第二功率单元和第四功率单元之间的上下相对位置，第一功率单元和第二功率单元在功率因数校正模块中距离第一侧边和第二侧边的距离，使得功率因数校正模块中的功率端靠近第一功率单元和第二功率单元，以便于使得功率因数校正模块中的功率端的引出和内部打线的整洁，第一功率单元和第二功率单元比第一功率单元和第二功率单元更靠近第一交流输入端和第二交流输入端，从而缩短第一功率单元、第二功率单元的走线长度，降低其寄生电感，减少开关损耗与辐射电磁干扰。

109、进一步地，本技术对于第三功率单元和第四功率单元分别设置了两种不同实施例，用户可以根据需要对功率单元和第四功率单元选择两端二极管器件或者三端功率器件。

110、进一步地，本技术还根据使用场合设置了不同的保护单元，并合理地布局了了保护单元同相应的第一功率单元、第二功率单元、第三功率单元、第四功率单元相对位置关系，以及保护单元所在基岛同第一功率单元、第二功率单元、第三功率单元、第四功率单元所在基岛的相对位置关系以便于打线等。通过将保护单元设置在功率因数校正模块的内部，省去了外部esd防护器件，实现了2kv的静电防护等级，增强了功率因数校正模块的抗静电能力，同时也可以将保护单元分别集成在对应的功率单元，保护单元无需无外部走线即可以避免寄生参数影响保护单元的防护性能，相比于传统的外部贴装的esd防护器件，从而显著提升该功率因数校正模块的抗静电干扰能力，同时还可省去外部器件的贴装工序，提升系统的封装度和可靠性，避免外部器件失效导致对应的高频开关管的栅极击穿的问题。

111、进一步地，第一功率单元为高频开关管、第二功率单元为高频开关管，第一功率单元、第二功率单元的工作频率例如大于等于30khz、第三功率单元、第四功率单元可以为低频二极管，第三功率单元、第四功率单元的工作频率例如为50hz-60hz进一步地，本技术还将浪涌二极管封装在功率因数校正模块中。

112、进一步地，在有限的功率因数校正模块长度内，提高了封装度，方便用户使用，进一步提高了功率因数校正模块的抗浪涌干扰的能力，避免了在功率因数校正模块外部贴装防浪涌器件。

113、进一步地，本技术还进一步在第二侧边布局了功率因数校正模块的对应开尔文端。

114、进一步地，本技术进一步提供了第三驱动电路和/或第四驱动电路，以第三驱动电路为例进行说明，第三驱动电路通过第一路功率因数校正高侧信号输入端和第一路功率因数校正低侧信号输入端分别输入第一路功率因数校正高侧信号和第一路功率因数校正低侧信号，第三驱动电路对第一路功率因数校正高侧信号和第一路功率因数校正低侧信号进行处理，输出第一功率单元的第一端的驱动电压和第二功率单元的第一端的驱动电压并分别提供给第一功率单元的第一端和第二功率单元的第一端，经过处理，功率因数校正模块的第一路功率因数校正高侧信号输入端和第一路功率因数校正低侧信号输入端的耐压值可以低于功率因数校正模块的第一控制端和功率因数校正模块的第二控制端，并可以进一步减小第一路功率因数校正高侧信号输入端和第一路功率因数校正低侧信号输入端之间的间距，同理引入第四驱动电路具有同样的有益效果。由此，第二侧边的端子电压较低，可以进一步降低第二侧边402的端子间的电气间隙。

115、进一步地，本功率因数校正模块的基岛都为绝缘基板上的金属，具体地可以采用绝缘基板为陶瓷基板，实现了均匀散热和低热阻，显著提升了模块的可靠性与寿命，同时也利于功率因数校正模块的走线。

116、进一步地，本技术的功率因数校正模块具有体积小，运行电流大，开关速度快，从而实现高功率密度、低寄生参数、优良散热和强抗干扰能力的综合优势。

117、进一步地，本技术的功率因数校正模块的拓扑结构为图腾柱结构，能够提高模块所在系统的能效，降低损耗。