CN114975342A - 一种功率模块及车载功率电路 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种功率模块及车载功率电路，功率模块可以包括：第一覆金属层基板，位于第一覆金属层基板一侧的芯片，以及位于第一覆金属层基板与芯片之间的第一钎料。第一覆金属层基板在朝向芯片一侧的表面设有第一金属层，第一金属层包括：沟槽和阻挡部。第一金属层的第一厚度小于第二厚度，第一厚度为阻挡部中的至少部分区域的厚度，第二厚度为第一金属层在除沟槽和阻挡部以外的区域的厚度。阻挡部位于芯片与相邻的沟槽之间，用于在第一钎料焊接芯片与第一覆金属层基板时，阻止第一钎料溢出至沟槽，从而，可以防止第一钎料溢出至芯片与沟槽边缘的间隙，进而，可以避免沟槽边缘发生应力集中而导致第一金属层脱离，提高功率模块的可靠性。

Description

一种功率模块及车载功率电路

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种功率模块及车载功率电路。

背景技术

随着电力电子技术的发展，功率模块已经吸引了越来越多的关注。功率模块可以包括覆铜基板和芯片，覆铜基板的铜层中具有用于形成线路的沟槽。随着功率器件的功率密度不断提升，功率模块内部的结构越来越紧凑，使得芯片到沟槽边缘的距离越来越小。

在功率模块内部，芯片通常通过钎料焊接方式与覆铜基板实现互联，在芯片与覆铜基板的高温焊接过程中，热量可以通过钎料传递到覆铜基板的铜层，使覆铜基板不可避免的会发生翘曲变形，不同模块间的变形量也会稍有差异，这就导致芯片与覆铜基板之间的翘曲、钎料厚度、钎料到沟槽边缘的距离等难以精确控制，并使芯片附近的沟槽边缘承受比较大的应力。为了保证钎料充足，钎料用量会略微偏多，由于芯片与相邻的沟槽的距离比较近，这就导致钎料容易溢出至芯片与沟槽边缘的间隙，使沟槽边缘容易发生应力集中，而导致铜层脱离，使功率模块的可靠性较差。

发明内容

本申请提供一种功率模块及车载功率电路，用以解决功率模块中钎料容易溢出至芯片与沟槽边缘的间隙，导致功率模块的可靠性较差的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种功率模块，本申请实施例提供的功率模块可以包括：第一覆金属层基板，位于第一覆金属层基板一侧的芯片，以及位于第一覆金属层基板与芯片之间的第一钎料。第一覆金属层基板在朝向芯片一侧的表面设有第一金属层，第一金属层可以包括：在厚度方向贯穿第一金属层的沟槽，以及阻挡部。第一金属层的第一厚度小于第二厚度，第一厚度为阻挡部中的至少部分区域的厚度，第二厚度为第一金属层在除沟槽和阻挡部以外的区域的厚度。阻挡部位于芯片与相邻的沟槽之间，用于在第一钎料焊接芯片与第一覆金属层基板时，阻止第一钎料溢出至沟槽。

本申请实施例提供的功率模块中，通过在第一覆金属层基板的第一金属层中设置阻挡部，阻挡部位于芯片与相邻的沟槽之间的位置，采用第一钎料焊接芯片与第一覆金属层基板时，阻挡部可以阻止第一钎料溢出至沟槽，从而，可以防止第一钎料溢出至芯片与沟槽边缘的间隙，进而，可以避免沟槽边缘发生应力集中而导致第一金属层脱离，提高功率模块的可靠性，例如，可以使功率模块的良率提升至少5％。此外，阻挡部是第一金属层中的物理结构，无需改变第一金属层的材质，也无需额外增加其他材料，防止第一钎料溢出的效果更好，且产品可靠性更高。

在本申请实施例中，第一覆金属层基板可以包括：第一基板，位于第一基板朝向芯片一侧的第一金属层，以及位于第一基板背离芯片一侧的第二金属层。通过在第一基板的两侧设置第一金属层和第二金属层，可以使第一覆金属层基板具有较好的散热性能，使芯片可以通过第一覆金属层基板散热。第一金属层中的沟槽在厚度方向贯穿第一金属层，这样，通过设置沟槽可以在第一金属层中形成线路，在具体实施时，除了在芯片相邻的位置处设置沟槽外，还可以在其他位置也设置沟槽，可以根据线路的具体布局进行设置。第一基板的材料可以为陶瓷，由于第一钎料与陶瓷材料不润湿，因而，第一钎料不会流入到沟槽的内部，防止第一钎料影响第一金属层的线路布局。举例来说，第一金属层和第二金属层的材料可以为铜，当然，第一金属层和第二金属层也可以采用其他材料，此处不做限定。在具体实施时，第一覆金属层基板可以为覆铜陶瓷基板(Direct Bond Copper，DBC)、活性金属焊接基板(Active metal brazed copper，AMB，例如Al₂O₃-AMB、Si₃N₄-AMB或AlN-AMB)或绝缘金属基板(Insulated metal substrate，IMS)等，在此不作限定。

在本申请实施例中，芯片通过第一钎料与第一覆金属层基板实现互联，可以采用第一钎料焊接芯片与第一覆金属层基板。在焊接过程中，如果第一钎料的用量低于实际需求量，即第一钎料的用量偏低，会导致芯片与第一覆金属层基板之间的钎料不足和钎料空洞等不良，严重影响功率模块的散热性能。因而，本申请实施例中，为了保证钎料充足，第一钎料的用量稍高于实际用量，即第一钎料的用量略微偏多。在一种可能的实现方式中，第一钎料的材料可以为锡，当然，第一钎料也可以采用其他材料，此处不做限定。

由于功率模块内部的结构较紧凑，使芯片与相邻的沟槽之间的距离较近，为了防止第一钎料溢出至沟槽，本申请实施例中，在芯片与相邻的沟槽之间设置阻挡部，这样，在焊接过程中，阻挡部可以阻止第一钎料溢出至沟槽，以防止第一钎料溢出至芯片与沟槽边缘的间隙，避免沟槽边缘发生应力集中而导致第一金属层脱离，从而提高功率模块的可靠性。并且，阻挡部未贯穿第一金属层，因而，设置阻挡部不会影响第一金属层的线路布局。

在具体实施时，可以在芯片的一侧、两侧或三侧设置相邻的沟槽，可以根据线路的实际布局进行设置，此处不对沟槽的位置进行限定。对于芯片的其他未设置相邻的沟槽的侧边，第一钎料溢出不会影响应力和线路布局，因而，在芯片的其他未设置相邻的沟槽的侧边可以不设置阻挡部。在设置阻挡部的具体结构时，可以将阻挡部设置为连续的或局部的结构，或者，可以将阻挡部设置为离散点状或离散线状。

在本申请的一些实施例中，功率模块还可以包括：与第一覆金属层基板相对设置的第二覆金属层基板，以及位于第一覆金属层基板与第二覆金属层基板之间的互联柱，芯片位于第一覆金属层基板与互联柱之间。

与第一覆金属层基板类似，第二覆金属层基板可以包括：第二基板，位于第二基板朝向芯片一侧的第三金属层，以及位于第二基板背离芯片一侧的第四金属层。通过在第二基板的两侧设置第三金属层和第四金属层，可以使第二覆金属层基板具有较好的散热性能，使芯片可以通过第二覆金属层基板散热。第二基板的材料可以为陶瓷，第三金属层和第四金属层的材料可以为铜，当然，第二基板、第三金属层和第四金属层也可以采用其他材料，此处不做限定。在具体实施时，第二覆金属层基板可以为覆铜陶瓷基板(Direct BondCopper，DBC)、活性金属焊接基板(Active metal brazed copper，AMB，例如Al₂O₃-AMB、Si₃N₄-AMB或AlN-AMB)或绝缘金属基板(Insulated metal substrate，IMS)等，在此不作限定。

通过在芯片与第二覆金属层基板之间设置互联柱，互联柱具有较好的导电和导热性能，例如，互联柱可以采用金属、合金或复合材料制作。互联柱可以起到机械连接、电连接和导热的作用，可以使芯片与第二覆金属层基板实现电连接，并且，可以使芯片通过第二覆金属层基板散热。这样，芯片两侧均设置有覆金属层基板，从而功率模块内部产生的热量可以从第一覆金属层基板方向和第二覆金属层基板方向排出，提升功率模块的散热性能。

在具体实施时，芯片与互联柱之间可以设有第二钎料，互联柱与第二覆金属层基板之间可以设有第三钎料，从而实现芯片与互联柱之间的电连接，以及实现互联柱与第二覆金属层基板之间的电连接。在具体实施时，可以在芯片的表面对应于互联柱周围的区域设置与第二钎料不润湿的材料，以限定第二钎料的位置，这样，在芯片与互联柱焊接时，可以阻止第二钎料向四周扩散，避免第二钎料影响芯片的性能。在具体实施时，可以在第三金属层中设置沟槽，以在第三金属层中形成线路。如果第三金属层的布线空间较大，可以使互联柱与周围的沟槽的距离较远，第三钎料不会溢出至沟槽的边缘，不会影响第三金属层的应力和线路布局。如果第三金属层的布线空间较小，使互联柱与周围的沟槽的距离较近，也可以在第三金属层的互联柱与沟槽之间设置阻挡部，以防止第三钎料溢出至互联柱相邻的沟槽边缘处。在本申请实施例中，第三金属层中的阻挡部的设置方式，可以参照第一金属层中的阻挡部，此处不再赘述。

在本申请的一些实施例中，阻挡部可以包括：朝向第一方向凹陷的至少一个凹陷结构，第一方向为芯片指向第一覆金属层基板的方向。通过设置凹陷结构，可以利用第一钎料的表面张力，来阻止第一钎料流动，并且，凹陷结构具有一定的容积，溢出的第一钎料可以流入凹陷结构中，以起到缓冲溢出的第一钎料的作用，从而，防止第一钎料溢出至沟槽的边缘，达到防止第一钎料溢出至沟槽的目的。

在功率模块的制作工艺过程中，可以采用机加工或蚀刻的方法形成凹陷结构。在具体实施时，凹陷结构的深度可以为第一金属层的第二厚度的25％～75％，这样，凹陷结构未贯穿第一金属层，不会影响第一金属层中线路的布局。举例来说，凹陷结构的深度可以为第二厚度的30％、50％或70％，可以根据实际需要来设置，此处不对凹陷结构的深度的具体数值进行限定。当然，在一些情况下，凹陷结构的深度也可以小于第二厚度的25％或大于第二厚度的75％，只要凹陷结构未贯穿第一金属层即可。

在一种可能的实现方式中，阻挡部可以包括一个凹陷结构，凹陷结构沿第二方向延伸，第二方向为与阻挡部相邻的芯片侧边的延伸方向，也就是说，凹陷结构为沿第二方向延伸的条状结构。在具体实施时，凹陷结构的长度可以设置为大于或等于对应的芯片侧边的长度，凹陷结构的宽度可以根据对应的芯片与沟槽之间的空间大小设置。

在另一种可能的实现方式中，阻挡部可以包括多个凹陷结构，阻挡部中的多个凹陷结构排列为至少一排，凹陷结构的排列方向为第二方向，第二方向为与阻挡部相邻的芯片侧边的延伸方向。也就是说，阻挡部为由多个凹陷结构排列而成的条状结构。在具体实施时，阻挡部中多个凹陷结构的总长度可以设置为大于或等于对应的芯片侧边的长度，可以根据阻挡部所需的长度设置凹陷结构的数量。凹陷结构的宽度可以根据对应的芯片与沟槽之间的空间大小设置。在实际应用中，可以将相邻凹陷结构之间的间隙尺寸设置的较小，这样，可以防止第一钎料穿过相邻凹陷结构之间的间隙而溢出。在具体设置凹陷结构时，凹陷结构可以为圆形、方形、椭圆形等，此处不对凹陷结构的形状进行限定。

在本申请的另一些实施例中，阻挡部可以包括：至少一个台阶状结构，每一个台阶状结构包括至少一层台阶。在具体实施时，台阶状结构可以包括一层、两层、三层或更多层台阶，此处不做限定。通过设置台阶状结构，台阶状结构中的台阶具有高低差，并且，可以延长第一钎料的流动路径，从而，可以利用第一钎料的表面张力，使第一钎料流到台阶状结构的台阶边缘则停止，防止第一钎料溢出至沟槽的边缘，达到防止第一钎料溢出至沟槽的目的。

在功率模块的制作工艺过程中，可以采用机加工或蚀刻的方法形成台阶状结构。在具体实施时，台阶状结构的厚度可以为第一金属层的第二厚度的25％～75％，这样，台阶状结构未贯穿第一金属层，不会影响第一金属层中线路的布局。举例来说，台阶状结构的厚度可以为第二厚度的30％、50％或70％，可以根据实际需要来设置，此处不对台阶状结构的厚度的具体数值进行限定。当然，在一些情况下，台阶状结构的厚度也可以小于第二厚度的25％或大于第二厚度d2的75％，只要台阶状结构的厚度未贯穿第一金属层即可。

在一种可能的实现方式中，阻挡部可以包括一个台阶状结构，台阶状结构沿第二方向延伸，第二方向为与阻挡部相邻的芯片侧边的延伸方向，也就是说，台阶状结构为沿第二方向延伸的条状结构。在具体实施时，台阶状结构的长度可以设置为大于或等于对应的芯片侧边的长度，台阶状结构的宽度可以根据对应的芯片与沟槽之间的空间大小设置。

在另一种可能的实现方式中，阻挡部可以包括多个台阶状结构，阻挡部中的多个台阶状结构排列为至少一排，台阶状结构的排列方向为第二方向，第二方向为与阻挡部相邻的芯片侧边的延伸方向。也就是说，阻挡部为由多个台阶状结构排列而成的条状结构。在具体实施时，阻挡部中的多个台阶状结构的总长度可以设置为大于或等于对应的芯片侧边的长度，可以根据阻挡部所需的长度设置台阶状结构的数量。台阶状结构的宽度可以根据对应的芯片与沟槽之间的空间大小设置。在实际应用中，可以将相邻的台阶状结构之间的间隙尺寸设置的较小，这样，可以防止第一钎料穿过相邻台阶状结构之间的间隙而溢出。

第二方面，本申请实施例还提供了一种车载功率电路，车载功率电路可以包括：上述任一功率模块和电路板，电路板与功率模块电连接，车载功率电路位于车载充电器或车载逆变器中，用于为电动车辆提供功率转换功能。在上述功率模块中，通过在第一金属层中设置阻挡部，可以防止第一钎料溢出至芯片与沟槽边缘的间隙，进而，可以避免沟槽边缘发生应力集中而导致第一金属层脱离，提高功率模块的可靠性，因此，包括上述功率模块的车载功率电路的可靠性也较高。由于该车载功率电路解决问题的原理与前述一种功率模块相似，因此该车载功率电路的实施可以参见前述功率模块的实施，重复之处不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的功率模块的截面结构示意图；

图2为图1所示的功率模块的俯视结构示意图；

图3为图1所示的功率模块的另一俯视结构示意图；

图4为本申请实施例提供的功率模块的另一截面结构示意图；

图5为图4所示的功率模块的俯视结构示意图；

图6为图4所示的功率模块的另一俯视结构示意图。

附图标记：

11-第一覆金属层基板；111-第一基板；112-第一金属层；113-第二金属层；12-芯片；13-第一钎料；14-第二覆金属层基板；141-第二基板；142-第三金属层；143-第四金属层；15-互联柱；16-第二钎料；17-第三钎料；T-阻挡部；t1-凹陷结构；t2-台阶状结构；U-沟槽；F1-第一方向；F2-第二方向。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

应注意的是，本申请的附图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本申请中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本申请保护范围内。本申请的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。

本申请实施例提供了一种功率模块及车载功率电路。功率模块是将电源的电压，电流，周波数等进行变换的半导体装置。功率模块可以应用于车载功率电路中，车载功率电路可以为电动车辆提供功率转换功能。

图1为本申请实施例提供的功率模块的截面结构示意图，如图1所示，本申请实施例提供的功率模块可以包括：第一覆金属层基板11，位于第一覆金属层基板11一侧的芯片12，以及位于第一覆金属层基板11与芯片12之间的第一钎料13。第一覆金属层基板11在朝向芯片12一侧的表面设有第一金属层112，第一金属层112可以包括：在厚度方向贯穿第一金属层112的沟槽U，以及阻挡部T。第一金属层112的第一厚度d1小于第二厚度d2，第一厚度d1为阻挡部T中的至少部分区域的厚度，第二厚度d2为第一金属层112在除沟槽U和阻挡部T以外的区域的厚度。阻挡部T位于芯片12与相邻的沟槽U之间，用于在第一钎料13焊接芯片12与第一覆金属层基板11时，阻止第一钎料13溢出至沟槽U。

本申请实施例提供的功率模块中，通过在第一覆金属层基板的第一金属层中设置阻挡部，阻挡部位于芯片与相邻的沟槽之间的位置，采用第一钎料焊接芯片与第一覆金属层基板时，阻挡部可以阻止第一钎料溢出至沟槽，从而，可以防止第一钎料溢出至芯片与沟槽边缘的间隙，进而，可以避免沟槽边缘发生应力集中而导致第一金属层脱离，提高功率模块的可靠性，例如，可以使功率模块的良率提升至少5％。此外，阻挡部是第一金属层中的物理结构，无需改变第一金属层的材质，也无需额外增加其他材料，防止第一钎料溢出的效果更好，且产品可靠性更高。

在本申请实施例中，第一覆金属层基板11可以包括：第一基板111，位于第一基板111朝向芯片12一侧的第一金属层112，以及位于第一基板111背离芯片12一侧的第二金属层113。通过在第一基板111的两侧设置第一金属层112和第二金属层113，可以使第一覆金属层基板11具有较好的散热性能，使芯片12可以通过第一覆金属层基板11散热。第一金属层112中的沟槽U在厚度方向贯穿第一金属层112，这样，通过设置沟槽U可以在第一金属层112中形成线路，在具体实施时，除了在芯片12相邻的位置处设置沟槽U外，还可以在其他位置也设置沟槽U，可以根据线路的具体布局进行设置。第一基板111的材料可以为陶瓷，由于第一钎料13与陶瓷材料不润湿，因而，第一钎料13不会流入到沟槽U的内部，防止第一钎料13影响第一金属层112的线路布局。举例来说，第一金属层112和第二金属层113的材料可以为铜，当然，第一金属层112和第二金属层113也可以采用其他材料，此处不做限定。在具体实施时，第一覆金属层基板11可以为覆铜陶瓷基板(Direct Bond Copper，DBC)、活性金属焊接基板(Active metal brazed copper，AMB，例如Al₂O₃-AMB、Si₃N₄-AMB或AlN-AMB)或绝缘金属基板(Insulated metal substrate，IMS)等，在此不作限定。

图2为图1所示的功率模块的俯视结构示意图，结合图1和图2，芯片12通过第一钎料13与第一覆金属层基板11实现互联，可以采用第一钎料13焊接芯片12与第一覆金属层基板11。在焊接过程中，如果第一钎料13的用量低于实际需求量，即第一钎料13的用量偏低，会导致芯片12与第一覆金属层基板11之间的钎料不足和钎料空洞等不良，严重影响功率模块的散热性能。因而，本申请实施例中，为了保证钎料充足，第一钎料13的用量稍高于实际用量，即第一钎料13的用量略微偏多。在一种可能的实现方式中，第一钎料13的材料可以为锡，当然，第一钎料13也可以采用其他材料，此处不做限定。

继续参照图1和图2，由于功率模块内部的结构较紧凑，使芯片12与相邻的沟槽U之间的距离较近，为了防止第一钎料13溢出至沟槽U，本申请实施例中，在芯片12与相邻的沟槽U之间设置阻挡部T，这样，在焊接过程中，阻挡部T可以阻止第一钎料13溢出至沟槽U，以防止第一钎料13溢出至芯片12与沟槽U边缘的间隙，避免沟槽U边缘发生应力集中而导致第一金属层112脱离，从而提高功率模块的可靠性。并且，阻挡部T未贯穿第一金属层112，因而，设置阻挡部T不会影响第一金属层112的线路布局。

图2中以芯片12的一侧设有相邻的沟槽U为例进行示意，对于芯片12的其他未设置相邻的沟槽U的侧边，第一钎料13溢出不会影响应力和线路布局，因而，在芯片12的其他未设置相邻的沟槽U的侧边可以不设置阻挡部。在具体实施时，也可以在芯片12的两侧或三侧设置相邻的沟槽U，可以根据线路的实际布局进行设置，此处不对沟槽U的位置进行限定。在设置阻挡部T的具体结构时，可以将阻挡部T设置为连续的或局部的结构，或者，可以将阻挡部T设置为离散点状或离散线状。

如图1所示，在本申请的一些实施例中，功率模块还可以包括：与第一覆金属层基板11相对设置的第二覆金属层基板14，以及位于第一覆金属层基板11与第二覆金属层基板14之间的互联柱15，芯片12位于第一覆金属层基板11与互联柱15之间。

与第一覆金属层基板11类似，第二覆金属层基板14可以包括：第二基板141，位于第二基板141朝向芯片12一侧的第三金属层142，以及位于第二基板141背离芯片12一侧的第四金属层143。通过在第二基板141的两侧设置第三金属层142和第四金属层143，可以使第二覆金属层基板14具有较好的散热性能，使芯片12可以通过第二覆金属层基板14散热。第二基板141的材料可以为陶瓷，第三金属层142和第四金属层143的材料可以为铜，当然，第二基板141、第三金属层142和第四金属层143也可以采用其他材料，此处不做限定。在具体实施时，第二覆金属层基板14可以为覆铜陶瓷基板(Direct Bond Copper，DBC)、活性金属焊接基板(Active metal brazed copper，AMB，例如Al₂O₃-AMB、Si₃N₄-AMB或AlN-AMB)或绝缘金属基板(Insulated metal substrate，IMS)等，在此不作限定。

通过在芯片12与第二覆金属层基板14之间设置互联柱15，互联柱15具有较好的导电和导热性能，例如，互联柱15可以采用金属、合金或复合材料制作。互联柱15可以起到机械连接、电连接和导热的作用，可以使芯片12与第二覆金属层基板14实现电连接，并且，可以使芯片12通过第二覆金属层基板14散热。这样，芯片12两侧均设置有覆金属层基板，从而功率模块内部产生的热量可以从第一覆金属层基板11方向和第二覆金属层基板14方向排出，提升功率模块的散热性能。

在具体实施时，芯片12与互联柱15之间可以设有第二钎料16，互联柱15与第二覆金属层基板14之间可以设有第三钎料17，从而实现芯片12与互联柱15之间的电连接，以及实现互联柱15与第二覆金属层基板14之间的电连接。在具体实施时，可以在芯片12的表面对应于互联柱15周围的区域设置与第二钎料16不润湿的材料，以限定第二钎料16的位置，这样，在芯片12与互联柱15焊接时，可以阻止第二钎料16向四周扩散，避免第二钎料16影响芯片12的性能。在具体实施时，可以在第三金属层142中设置沟槽，以在第三金属层142中形成线路。如果第三金属层142的布线空间较大，可以使互联柱15与周围的沟槽的距离较远，第三钎料17不会溢出至沟槽的边缘，不会影响第三金属层142的应力和线路布局。如果第三金属层142的布线空间较小，使互联柱15与周围的沟槽的距离较近，也可以在第三金属层142的互联柱15与沟槽之间设置阻挡部，以防止第三钎料17溢出至互联柱15相邻的沟槽边缘处。在本申请实施例中，第三金属层142中的阻挡部的设置方式，可以参照第一金属层112中的阻挡部，此处不再赘述。

在本申请的一些实施例中，如图1所示，阻挡部T可以包括：朝向第一方向F1凹陷的至少一个凹陷结构t1，第一方向F1为芯片12指向第一覆金属层基板11的方向。通过设置凹陷结构t1，可以利用第一钎料13的表面张力，来阻止第一钎料13流动，并且，凹陷结构t1具有一定的容积，溢出的第一钎料13可以流入凹陷结构t1中，以起到缓冲溢出的第一钎料13的作用，从而，防止第一钎料13溢出至沟槽U的边缘，达到防止第一钎料13溢出至沟槽U的目的。

在功率模块的制作工艺过程中，可以采用机加工或蚀刻的方法形成凹陷结构t1。在具体实施时，凹陷结构t1的深度可以为第一金属层112的第二厚度d2的25％～75％，这样，凹陷结构t1未贯穿第一金属层112，不会影响第一金属层112中线路的布局。举例来说，凹陷结构t1的深度可以为第二厚度d2的30％、50％或70％，可以根据实际需要来设置，此处不对凹陷结构t1的深度的具体数值进行限定。当然，在一些情况下，凹陷结构t1的深度也可以小于第二厚度d2的25％或大于第二厚度d2的75％，只要凹陷结构t1未贯穿第一金属层112即可。

如图2所示，在一种可能的实现方式中，阻挡部T可以包括一个凹陷结构t1，凹陷结构t1沿第二方向(例如图2中箭头F2所示的方向)延伸，第二方向F2为与阻挡部T相邻的芯片12侧边的延伸方向，也就是说，凹陷结构t1为沿第二方向F2延伸的条状结构。在具体实施时，凹陷结构t1的长度可以设置为大于或等于对应的芯片12侧边的长度，凹陷结构t1的宽度可以根据对应的芯片12与沟槽U之间的空间大小设置。

图3为图1所示的功率模块的另一俯视结构示意图，如图3所示，在另一种可能的实现方式中，阻挡部T可以包括多个凹陷结构t1，阻挡部T中的多个凹陷结构t1排列为至少一排，凹陷结构t1的排列方向为第二方向(例如图3中箭头F2所示的方向)，第二方向F2为与阻挡部T相邻的芯片12侧边的延伸方向。也就是说，阻挡部T为由多个凹陷结构t1排列而成的条状结构。在具体实施时，阻挡部T中多个凹陷结构t1的总长度可以设置为大于或等于对应的芯片12侧边的长度，可以根据阻挡部T所需的长度设置凹陷结构t1的数量。凹陷结构t1的宽度可以根据对应的芯片12与沟槽U之间的空间大小设置。在实际应用中，可以将相邻凹陷结构t1之间的间隙尺寸设置的较小，这样，可以防止第一钎料13穿过相邻凹陷结构t1之间的间隙而溢出。图3中以凹陷结构t1的形状为圆形为例进行示意，在具体设置凹陷结构t1时，凹陷结构t1也可以为其他形状，例如，凹陷结构t1也可以为方形、椭圆形等，此处不对凹陷结构t1的形状进行限定。

图4为本申请实施例提供的功率模块的另一截面结构示意图，如图4所示，在本申请的另一些实施例中，阻挡部T可以包括：至少一个台阶状结构t2，每一个台阶状结构t2包括至少一层台阶。图4中以台阶状结构t2包括一层台阶为例进行示意，在具体实施时，台阶状结构t2也可以包括两层、三层或更多层台阶，此处不做限定。通过设置台阶状结构t2，台阶状结构t2中的台阶具有高低差，并且，可以延长第一钎料13的流动路径，从而，可以利用第一钎料13的表面张力，使第一钎料13流到台阶状结构t2的台阶边缘则停止，防止第一钎料13溢出至沟槽U的边缘，达到防止第一钎料13溢出至沟槽U的目的。

在功率模块的制作工艺过程中，可以采用机加工或蚀刻的方法形成台阶状结构t2。在具体实施时，台阶状结构t2的厚度可以为第一金属层112的第二厚度d2的25％～75％，这样，台阶状结构t2未贯穿第一金属层112，不会影响第一金属层112中线路的布局。举例来说，台阶状结构t2的厚度可以为第二厚度d2的30％、50％或70％，可以根据实际需要来设置，此处不对台阶状结构t2的厚度的具体数值进行限定。当然，在一些情况下，台阶状结构t2的厚度也可以小于第二厚度d2的25％或大于第二厚度d2的75％，只要台阶状结构t2的厚度未贯穿第一金属层112即可。

图5为图4所示的功率模块的俯视结构示意图，如图5所示，在一种可能的实现方式中，阻挡部T可以包括一个台阶状结构t2，台阶状结构t2沿第二方向(例如图5中箭头F2所示的方向)延伸，第二方向F2为与阻挡部T相邻的芯片12侧边的延伸方向，也就是说，台阶状结构t2为沿第二方向F2延伸的条状结构。在具体实施时，台阶状结构t2的长度可以设置为大于或等于对应的芯片12侧边的长度，台阶状结构t2的宽度可以根据对应的芯片12与沟槽U之间的空间大小设置。

图6为图4所示的功率模块的另一俯视结构示意图，如图6所示，在另一种可能的实现方式中，阻挡部T可以包括多个台阶状结构t2，阻挡部T中的多个台阶状结构t2排列为至少一排，台阶状结构t2的排列方向为第二方向(例如图3中箭头F2所示的方向)，第二方向F2为与阻挡部T相邻的芯片12侧边的延伸方向。也就是说，阻挡部T为由多个台阶状结构t2排列而成的条状结构。在具体实施时，阻挡部T中的多个台阶状结构t2的总长度可以设置为大于或等于对应的芯片12侧边的长度，可以根据阻挡部T所需的长度设置台阶状结构t2的数量。台阶状结构t2的宽度可以根据对应的芯片12与沟槽U之间的空间大小设置。在实际应用中，可以将相邻的台阶状结构t2之间的间隙尺寸设置的较小，这样，可以防止第一钎料13穿过相邻台阶状结构t2之间的间隙而溢出。

基于同一技术构思，本申请实施例还提供了一种车载功率电路，车载功率电路可以包括：上述任一功率模块和电路板，电路板与功率模块电连接，车载功率电路位于车载充电器或车载逆变器中，用于为电动车辆提供功率转换功能。在上述功率模块中，通过在第一金属层中设置阻挡部，可以防止第一钎料溢出至芯片与沟槽边缘的间隙，进而，可以避免沟槽边缘发生应力集中而导致第一金属层脱离，提高功率模块的可靠性，因此，包括上述功率模块的车载功率电路的可靠性也较高。由于该车载功率电路解决问题的原理与前述一种功率模块相似，因此该车载功率电路的实施可以参见前述功率模块的实施，重复之处不再赘述。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的精神和范围。这样，倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种功率模块，其特征在于，包括：第一覆金属层基板，位于所述第一覆金属层基板一侧的芯片，以及位于所述第一覆金属层基板与所述芯片之间的第一钎料；

所述第一覆金属层基板在朝向所述芯片一侧的表面设有第一金属层；

所述第一金属层包括：在厚度方向贯穿所述第一金属层的沟槽，以及阻挡部；

所述第一金属层的第一厚度小于第二厚度，所述第一厚度为所述阻挡部中的至少部分区域的厚度，所述第二厚度为所述第一金属层在除所述沟槽和所述阻挡部以外的区域的厚度；

所述阻挡部位于所述芯片与相邻的所述沟槽之间，用于在所述第一钎料焊接所述芯片与所述第一覆金属层基板时，阻止所述第一钎料溢出至所述沟槽。

2.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述阻挡部包括：朝向第一方向凹陷的至少一个凹陷结构，所述第一方向为所述芯片指向所述第一覆金属层基板的方向。

3.如权利要求2所述的功率模块，其特征在于，所述阻挡部包括一个所述凹陷结构，所述凹陷结构沿第二方向延伸，所述第二方向为与所述阻挡部相邻的所述芯片侧边的延伸方向。

4.如权利要求2所述的功率模块，其特征在于，所述阻挡部包括多个所述凹陷结构，所述阻挡部中的多个所述凹陷结构排列为至少一排，所述凹陷结构的排列方向为第二方向，所述第二方向为与所述阻挡部相邻的所述芯片侧边的延伸方向。

5.如权利要求2～4任一项所述的功率模块，其特征在于，所述凹陷结构的深度为所述第一金属层的所述第二厚度的25％～75％。

6.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述阻挡部包括：至少一个台阶状结构，每一个所述台阶状结构包括至少一层台阶。

7.如权利要求6所述的功率模块，其特征在于，所述阻挡部包括一个所述台阶状结构，所述台阶状结构沿第二方向延伸，所述第二方向为与所述阻挡部相邻的所述芯片侧边的延伸方向。

8.如权利要求6所述的功率模块，其特征在于，所述阻挡部包括多个所述台阶状结构，所述阻挡部中的多个所述台阶状结构排列为至少一排，所述台阶状结构的排列方向为第二方向，所述第二方向为与所述阻挡部相邻的所述芯片侧边的延伸方向。

9.如权利要求1～8任一项所述的功率模块，其特征在于，还包括：与所述第一覆金属层基板相对设置的第二覆金属层基板，以及位于所述第一覆金属层基板与所述第二覆金属层基板之间的互联柱；

所述芯片位于所述第一覆金属层基板与所述互联柱之间；

所述芯片与所述互联柱之间设有第二钎料，所述互联柱与所述第二覆金属层基板之间设有第三钎料。

10.一种车载功率电路，其特征在于，包括：如权利要求1～9任一项所述的功率模块和电路板，所述电路板与所述功率模块电连接；所述车载功率电路位于车载充电器或车载逆变器中，用于为电动车辆提供功率转换功能。

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