CN116564946A - 功率模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种功率模块。功率模块包括电性互连组件以及至少一电子元件组。电性互连组件包括导电结构以及线路板。导电结构包括并排设置且相互绝缘的第一导电件以及第二导电件。线路板设置在导电结构上。线路板定义出一开口，且开口局部地对应于第一导电件以及局部地对应于第二导电件。至少一电子元件组包括一功率元件，功率元件具有第一接垫、第二接垫以及第三接垫。第一接垫与第二接垫都通过开口，而分别电性连接于第一导电件与第二导电件，且第三接垫设置在线路板上。

Description

功率模块
技术领域
本发明涉及一种功率模块，且尤其涉及一种具有高耐压的功率模块。
背景技术
功率模块可被应用于家用变频***、电动车以及工业控制***(industrialcontrol system)中，以转换电能或是控制电路。在现有的电路***中，通常会整合功率元件、栅极驱动元件与控制元件。在现有技术中，会先依照电路设计，预先在电路板形成特定的线路布局之后，再将多个离散的功率元件、控制元件、栅极驱动元件等相关零件组装在主控电路板上，以整合成功率模块。
然而，在一些电路中，如：电压转换电路，功率模块会需要操作在高电压或者大电流等高功率的条件下。因此，功率模块被要求具有高耐压与耐受大电流操作的特性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种功率模块，使功率模块具有高耐压并可在大电流下操作。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的一个技术方案是提供一种功率模块。功率模块包括电性互连组件以及至少一电子元件组。电性互连组件包括导电结构以及第一线路板。导电结构包括相互并排设置且相互绝缘的第一导电件、第二导电件以及第三导电件。第二导电件与第三导电件分别位于第一导电件的两相反侧。第一线路板局部地覆盖导电结构。第一电子元件组包括第一功率元件以及第二功率元件。第一功率元件跨接于第一导电件与第二导电件之间，且电性连接于第一线路板，第二功率元件跨接于第一导电件与第三导电件之间，且电性连接第一线路板。第二功率元件通过第一导电件而串联第一功率元件。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是，提供一种功率模块。功率模块包括电性互连组件以及至少一电子元件组。电性互连组件包括导电结构以及线路板。导电结构包括并排设置且相互绝缘的第一导电件以及第二导电件。线路板设置在导电结构上。线路板定义出一开口，且开口局部地对应于第一导电件以及局部地对应于第二导电件。至少一电子元件组包括一功率元件，功率元件具有第一接垫、第二接垫以及第三接垫。第一接垫与第二接垫都通过开口，而分别电性连接于第一导电件与第二导电件，且第三接垫设置在线路板上。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的功率模块，其能通过“导电结构包括相互并排设置且相互绝缘的一第一导电件以及一第二导电件”、“线路板局部地覆盖导电结构”以及“功率元件的第一接垫与第二接垫分别电性连接于第一导电件与第二导电件，且第三接垫设置在线路板上”的技术方案，使功率模块可操作在大电压以及大电流下。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明第一实施例的功率模块的立体示意图。
图2为本发明第一实施例的功率模块省略封装层的立体分解示意图。
图3为本发明第一实施例的功率模块省略封装层在另一角度的立体分解示意图。
图4为本发明第一实施例的功率模块省略散热件以及封装层的局部立体分解示意图。
图5为图1中沿着线V-V的剖面示意图。
图6为图5中的区域VI的局部放大示意图。
图7为本发明另一实施例的功率模块的局部放大剖面示意图。
图8为图1中沿着线VIII-VIII的剖面示意图。
图9为本发明第二实施例的功率模块的剖面示意图。
图10为本发明第三实施例的功率模块的剖面示意图。
图11为本发明第四实施例的功率模块省略封装层的立体分解图。
图12为本发明第五实施例的功率模块省略散热件与封装层的立体分解图。
图13为图12中的区域XIII的局部放大示意图。
图14为本发明第六实施例的功率模块省略散热件与封装层的立体分解图。
图15为图14中的区域XV的局部放大示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“功率模块”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种元件或者信号，但这些元件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一元件与另一元件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
[第一实施例]
请参照图1至图3，图1为本发明第一实施例的功率模块的立体示意图，图2与图3分别为功率模块在不同角度的立体分解示意图。本实施例的功率模块M1可以被应用于电子产品的电路设计中，并适用于在高电压与高电流下运作。在本实施例中，功率模块M1包括电性互连组件1、至少一电子元件组2A,2B(图2示出两个为例)、散热件3A,3B、多个输入/输出引脚4以及封装层5。
电性互连组件1除了用以承载电子元件组2A,2B，还可以建立电子元件组2A,2B内的多个电子元件之间的电性连结。以下进一步说明本发明实施例的电性互连组件1的详细结构，以及电性互连组件1与电子元件组2A,2B之间的电性连接关系。在本实施例中，是以形成电压转换***电路的其中一部分电路为例来进行说明。
请参照图2，电性互连组件1包括导电结构10、第一线路板11以及第二线路板12。本实施例的导电结构10包括第一导电件101、第二导电件102以及第三导电件103。第一导电件101、第二导电件102以及第三导电件103在第一方向D1上并排设置，且相互绝缘。第二导电件102与第三导电件103是分别位于第一导电件101的两相反侧。
进一步而言，第一至第三导电件101-103可用来建构电子元件组2A,2B中的多个电子元件的电流传输路径。在本实施例中，第一至第三导电件101-103的每一个都呈板状，且厚度范围可以由0.5mm至4mm。另外，构成第一至第三导电件101-103的材料可以选择具有高导电率的材料，如：铜或其合金，以降低寄生电阻。如此，第一至第三导电件101-103可允许较大的电流通过，而使功率模块M1可在大电压与大电流的条件下操作。
在本实施例中，第一导电件101与第二导电件102彼此分隔而定义出一开槽h1。另外，第一导电件101与第三导电件103也彼此分隔，而定义出另一开槽h2。在本实施例中，电性互连组件1还进一步包括绝缘接合材104，绝缘接合材104位于第一导电件101与第二导电件102之间的开槽h1，以连接第一导电件101与第二导电件102。另外，另一绝缘接合材104还位于第一导电件101与第三导电件103之间的开槽h2，以连接第一导电件101与第三导电件103。
如图1与图2所示，第一导电件101具有第一端部101e，第二导电件102具有第二端部102e，且第三导电件103具有第三端部103e。第二端部102e与第三端部103e朝向相同方向设置，而第一端部101e与第二端部102e(或第三端部103e)是朝向相反的方向设置。另外，功率模块M1可通过第一至第三端部101e-103e而连接于另一***电路。举例而言，第一端部101e可以电性连接于一电压切换端，第二端部102e以及第三端部103e两者中的其中一者电性连接于一电源电压端，另一者电性连接于一接地端。另外，第一至第三导电件101-103都具有较高的刚性(stiffness)以及强度，而使本发明的功率模块M1可通过插件的方式连接于另一***电路。
另外，在图2的实施例中，第一导电件101、第二导电件102以及第三导电件103朝上的表面共同定义出元件设置面SA，第一导电件101、第二导电件102以及第三导电件103朝下的另一表面共同定义出另一元件设置面SB。
请配合参照图1与图2。在本实施例中，第一线路板11与第二线路板12是分别位于导电结构10的两相反侧。换言之，第一线路板11与第二线路板12通过导电结构10而相互分隔。须说明的是，通过在导电结构10的两相反侧设置第一线路板11与第二线路板12，也可以避免电性互连组件1因工艺(如：回焊时)的高温而翘曲。
第一线路板11与第二线路板12中的至少其中一者可以是单层线路板或是多层线路板，另一者可以是无线路的绝缘板、单层线路板或是多层线路板。也就是说，第一线路板11与第二线路板12中的其中一者的表面及内部已根据实际需求，而设有多条走线(图未示)与焊垫(图未示)。据此，电子元件组2A,2B内的多个电子元件可以根据实际电路设计，而设置在第一线路板11或是第二线路板12上。
值得一提的是，在本实施例中，第一线路板11的厚度以及第二线路板12的厚度都小于导电结构10的厚度。进一步而言，第一线路板11(或第二线路板12)的厚度大约是150μm至400μm。另外，第一线路板11与第二线路板12二者的厚度的总和也会小于导电结构10的厚度。
请配合参照图2与图4，图4为本发明第一实施例的功率模块省略散热件与封装层的局部立体分解示意图。进一步而言，本实施例的第一线路板11具有两个开口11ha,11hb。其中一个开口11ha的位置对应于第一导电件101与第二导电件102之间的开槽h1，并局部地裸露出第一导电件101以及第二导电件102。据此，在第一方向D1上，开口11ha的宽度大于开槽h1的宽度。开口11ha可在第一导电件101与第二导电件102上分别定义出一第一接垫设置区101a以及一第二接垫设置区102a。
相似地，另一个开口11hb的位置对应于第一导电件101与第三导电件103之间的开槽h2，而局部地裸露出第一导电件101以及第三导电件103。据此，开口11hb在第一导电件101上定义出另一第一接垫设置区101a，且在第三导电件103上定义出一第三接垫设置区103a。也就是说，第一线路板11是局部地覆盖第一导电件101、第二导电件102以及第三导电件103。
请参照图3，相似于第一线路板11，第二线路板12也具有两个开口12ha,12hb。其中一个开口12ha的位置对应于第一导电件101与第二导电件102之间的开槽h1，并局部地裸露出第一导电件101以及第二导电件102。另一个开口12hb的位置对应于第一导电件101与第三导电件103之间的开槽h2，而局部地裸露出第一导电件101以及第三导电件103。通过局部地裸露出第一导电件101、第二导电件102以及第三导电件103，可以将需要大电流负载的传输，与利用第一线路板11及第二线路板12的控制信号分开处理。
据此，第二线路板12在第一导电件101的底侧也可定义出两个第一接垫设置区101b，并在第二导电件102与第三导电件103的底侧分别定义出另一第二接垫设置区102b与另一第三接垫设置区103b。然而，本发明不以此为限，在另一实施例中，第二线路板12也可以只具有开口12ha,12hb中的其中一个。也就是说，第一线路板11会局部地覆盖元件设置区SA，而第二线路板12会局部地覆盖另一元件设置面SB。
值得注意的是，本实施例中，第一线路板11与第二线路板12嵌合在导电结构10的两侧。请参照图2与图4，第一导电件101在面对于第一线路板11的一侧，具有相对于两个第一接垫设置区101a内凹的第一凹陷区(未标号)。换言之，第一导电件101的第一接垫设置区101a皆为凸台。另外，第一线路板11具有位于第一导电件101上的一第一线路配置部111，且第一线路配置部111的边缘轮廓配合第一接垫设置区101a(或第一凹陷区)的边缘轮廓，而设置在第一凹陷区内。
相似地，请参照图3，在面对于第一线路板11的一侧，第二导电件102也具有相对于第二接垫设置区102a内凹的第二凹陷区(未标号)，且第三导电件103具有相对于第三接垫设置区103a内凹的第三凹陷区(未标号)。另外，第一线路板11还具有设置在第二凹陷区的一第二线路配置部112，以及设置在第三凹陷区的一第三线路配置部113。本实施例中，第二线路配置部112的边缘轮廓会配合第二接垫设置区102a的边缘轮廓，且第三线路配置部113的边缘轮廓配合第三接垫设置区103a的边缘轮廓。
换言之，第一线路板11的开口11ha的两侧边缘轮廓分别配合于第一接垫设置区101a的边缘轮廓与第二接垫设置区102a的边缘轮廓，且开口11hb的两侧边缘轮廓分别配合于另一个第一接垫设置区101a的边缘轮廓与第三接垫设置区103a的边缘轮廓。
请配合参照图3，第一至第三导电件101-103在面对于第二线路板12的一侧，也可形成第一凹陷区、第二凹陷区以及第三凹陷区。第二线路板12在开口12ha的边缘轮廓配合于第一接垫设置区101b与第二接垫设置区102b的边缘轮廓，而开口12hb的边缘轮廓配合另一第一接垫设置区101b的另一边缘轮廓以及第三接垫设置区103b的边缘轮廓。然而，本发明不以此为限。在另一实施例中，第一至第三导电件101-103面对于第二线路板12的表面也可以是平坦表面。
请参照图2至图4，两个电子元件组2A,2B设置在电性互连组件1上，并分别位于电性互连组件1的两相反侧，但本发明不以此例为限。每一电子元件组2A,2B可包括一或多个电子元件(图1与图2示出多个为例)。电子元件可以是功率元件、控制元件、二极管元件、无源元件或保护元件等，本发明并不限制。另外，电子元件组2A,2B也可以包括功率元件、控制元件、二极管元件、无源元件或保护元件中的一种或多种。
功率元件例如是绝缘闸双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)、金属氧化物半导体导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field EffectTransistor，MOSFET)或其任意组合。功率元件的材料例如碳化硅、硅或者氮化镓。另外，二极管元件例如是快速顺向二极管(FRD)或功率二极管。当功率模块M1是应用于电压转换电路时，电子元件组2A,2B可包括排成阵列的多个功率元件21,22。
请配合参照图4与图5，每一个功率元件21,22可包括一第一接垫21s,22s、第二接垫21d,22d以及第三接垫21g,22g。第一接垫21s,22s可以是源极接垫，第二接垫21d,22d可以是漏极接垫，且第三接垫21g,22g可以是栅极接垫。另外，详细而言，每一个功率元件21,22可包括一功率芯片210,220以及连接于功率芯片210,220的导电连接件211,221。前述的第一接垫21s,22s以及第三接垫21g,22g是位于功率芯片210,220的有源面。导电连接件211,221设置在功率芯片210,220的背面并具有引脚部211t,221t。前述的第二接垫21d,22d是设置在引脚部211t,221t的末端。
为了便于说明，定义电子元件组2A为第一电子元件组，以及定义电子元件组2B为第二电子元件组。另外，定义第一电子元件组2A中，连接于第一导电件101与第二导电件102的功率元件21为第一功率元件，以及定义连接于第一导电件101与第三导电件103的功率元件22为第二功率元件。在第二方向D2上排成同一排的多个第一功率元件21可通过导电结构10相互并联。相似地，在第二方向D2上排成另一排的多个第二功率元件22也可通过导电结构10相互并联。
请配合参照图4与图5，图5为图1中沿着线V-V的剖面示意图。详细而言，每一个第一功率元件21的第一接垫21s(源极接垫)与第二接垫21d(漏极接垫)可通过第一线路板11或第二线路板12的开口11ha,12ha而分别电性连接于第一导电件101与第二导电件102。另外，每一个第一功率元件21的第三接垫21g(栅极接垫)设置在第一线路板11或第二线路板12的第一线路配置部111,121上，并电性连接于第一线路板11内的线路(图未示)。
详细而言，每一个第二功率元件22的第一接垫22s(源极接垫)与第二接垫22d(漏极接垫)可通过第一线路板11或第二线路板12的另一开口11hb,12hb而分别电性连接于第一导电件101与第三导电件103。另外，每一个第二功率元件22的第三接垫22g(栅极接垫)设置在第一线路板11或第二线路板12的第三线路配置部113,123上，并电性连接于第一线路板11内的线路(图未示)。
基于上述，如图5所示，在第一方向D1上排成同一列中的第一功率元件21的第一接垫21s(源极接垫)与第二功率元件22的第二接垫22d(漏极接垫)都共同连接于第一导电件101，从而使第一功率元件21与第二功率元件22相互串联。须说明的是，功率元件21,22的数量及其电性连接关系可以根据实际需求调整，本发明并不限制。
请再参照图4，在本实施例中，多个输入/输出引脚4设置在电性互连组件1的其中一侧，以使功率模块M1可电性连接于另一外部电路。进一步而言，多个输入/输出引脚4可被定义于用来接收或者输出多种不同的信号。在一实施例中，多个输入/输出引脚4可用以传输一栅极驱动信号，以控制功率元件21,22的运作。据此，每一个输入/输出引脚4可设置在第一线路板11或者第二线路板12上，并通过第一线路板11或者第二线路板12内的线路而电性连接到对应的功率元件21,22的第三接垫21g,22g(栅极接垫)。
请配合参照图5与图6，图6为图5中的区域VI的局部放大示意图。值得一提的是，在本实施例中，第一导电件101的任一个第一接垫设置区101a的顶端面(或第一接垫设置区101b的底端面)与第一线路板11的第一线路配置部111(或第二线路板12的第一线路配置部121)的表面之间的几乎不具有高度差。
如图6所示，在较佳实施例中，任一个第一接垫设置区101a(101b)的顶端面(或底端面)与第一线路配置部111(121)的表面高度相同而共平面。相似地，第三接垫设置区103a的顶端面(或第三接垫设置区103b的底端面)，与第一线路板11的第三线路配置部111(或第二线路板12的第三线路配置部123)的表面之间不具有高度差。
另外，如图5所示，在本实施例中，在导电结构10其中一侧的第一接垫设置区101a、第二接垫设置区102a与第三接垫设置区103a中的任两者的顶端面为共平面，以便于功率元件21,22通过表面贴装技术(surface mount technology,SMT)而设置在电性互连组件1上。相似地，在导电结构10另一侧的第一接垫设置区101b、第二接垫设置区102b与第三接垫设置区103b中的任两者的底端面为共平面。
然而，本发明不以图6所示的实施例为限。请参照图7，为本发明另一实施例的功率模块的局部放大剖面示意图。在本实施例中，第一接垫设置区101a的顶端面与第二接垫设置区102a的顶端面之间也可以具有高度差H1，前述的高度差H1可大于10μm，而介于10μm至200μm之间。据此，第一功率元件21的导电连接件211的引脚部211t的长度可对应于前述的高度差H1来调整，以使位于引脚部211t的第二接垫21d连接于第二接垫设置区102a。
在图7的实施例中，第二接垫设置区102a的顶端面凸出于第一接垫设置区101a的顶端面。据此，第二导电件102的厚度大于第一导电件101的厚度。也就是说，第一至第三导电件101-103的厚度不一定要都相同。另外，本实施例中，第二接垫设置区102b的底端面也会相对凸出于第一接垫设置区101b的底端面，但本发明不以此为限。在另一实施例中，第二接垫设置区102a的顶端面可相对于第一接垫设置区101a的顶端面凸出或者内凹，但第二接垫设置区102b的底端面仍与第一接垫设置区101b的底端面共平面，反之亦然。
请再参照图4，在本实施例中，第一与第二电子元件组2A,2B还可进一步包括二极管元件23(图4示出多个为例)，且二极管元件23可以与第一功率元件21或者第二功率元件22并联。以和第一功率元件21并联的二极管元件23为例，二极管元件23和第一功率元件21在第二方向D2上排成同一排，且二极管元件23的两电极23a,23b通过开口11ha而分别连接于第一导电件101与第二导电件102。
然而，在其他实施例中，二极管元件23也可以被省略。在另一实施例中，第一与第二电子元件组2A,2B还可以根据实际需求而进一步包括控制元件、无源元件或者保护元件等等。前述这些电子元件可以与功率元件21,22共同设置在电性互连组件1上，并通过电性互连组件1与多个功率元件21,22电性连接，而形成一部分规格化电路。
值得一提的是，当第一与第二电子元件组2A,2B的电子元件运作时，电子元件所产生的热能可以通过导电结构10而被散出。也就是说，导电结构10不仅可建构电子元件之间的电性连结，也可辅助散热。
如图4与图5所示，第二电子元件组2B也可通过类似方式，而设置在电性互连组件1上。具体而言，第二电子元件组2B与第二线路板12都位于导电结构10的相同侧，且包括一或多个功率元件21,22。为了便于说明，定义第二电子元件组2B中，连接于第一导电件101与第二导电件102的功率元件21为第三功率元件，以及定义连接于第一导电件101与第三导电件103的功率元件22为第四功率元件。
据此，第一电子元件组2A中的第一功率元件21可以通过第一导电件101与第二导电件102并联于第二电子元件组2B的第三功率元件21。且第一电子元件组2A中的第二功率元件22可通过第一导电件101与第三导电件103，而并联于第二电子元件组2B中的第四功率元件22。如此，即便不增加电性互连组件1的面积，也可以增加功率模块M1的功率密度(power density)。须说明的是，第一与第二电子元件组2A,2B中的电子元件的数量不一定要相同。
请参照图8，其为图1中沿着线VIII-VIII的剖面示意图。在本实施例中，在第一与第二电子元件组2A,2B中，位于导电结构10两相反侧的电子元件(如：第一与第三功率元件21)会两两相互对齐设置，但本发明并不限于此。
请再参照图2、图3以及图5，第一实施例的功率模块M1包括两个散热件3A,3B，且两个散热件3A,3B分别位于导电结构10的两相反侧。每一个散热件3A,3B设置在多个功率元件21,22上，用以将多个功率元件21,22运作时所产生的热量散出。也就是说，多个功率元件21,22设置在散热件3A,3B与电性互连组件1之间。在一实施例中，散热件3A,3B例如是覆铜陶瓷基板(Direct Bonded Copper,DBC)或直接电镀铜陶瓷基板(Direct Plated Copper,DPC)等，但本发明并不以此为限。
如图5所示，散热件3A,3B可包括第一导电图案层31、第二导电图案层32以及位于第一导电图案层31与第二导电图案层32之间的绝缘导热体33。第一导电图案层31具有两个彼此分离的导电部(未标号)，其中一个导电部直接设置在多个第一功率元件21上，另一个导电部直接设置在多个第二功率元件22上。绝缘导热体33例如是陶瓷板或者是具有较高导热系数的绝缘胶材，本发明并不限制。第二导电图案层32设置在绝缘导热体33上，并具有比第一导电图案层31更大的面积。
另外，封装层5覆盖电性互连组件1以及至少一电子元件组2A,2B。但是，电性互连组件1、散热件3A,3B以及多个输入/输出引脚4局部地裸露于封装层5之外。如图5所示，散热件3A,3B的第二导电图案层32被裸露在封装层5外，以使功率模块M1运作时所产生的热能更有效地散出至外部。
另外，在将功率模块M1应用在另一***电路(图未示)时，通过使功率模块M1的多个输入/输出引脚4，以及使电性互连组件1被裸露出的三个端部101e-103e对应连接于特定的电压端点，即可使功率模块M1内的多个功率元件21,22以及其他电子元件电性连接于***电路。
[第二实施例]
请参照图9，其为本发明第二实施例的功率模块的剖面示意图。本实施例与图8的实施例相同的元件具有相同或相似的标号，且不再赘述。在本实施例的功率模块M2中，位于导电结构10两相反侧的第一与第二电子元件组2A,2B中的电子元件(如：第一与第三功率元件21)并不会对齐，而是相互错开设置。也就是说，第一电子元件组2A中的任一个电子元件的垂直投影仅局部地重叠第二电子元件组2B中的电子元件。如此，可避免电子元件运作时所产生的热能集中在特定区域，而使热能更容易被快速地散出。
[第三实施例]
请参照图10，图10为本发明第三实施例的功率模块的剖面示意图。本实施例与图9的实施例相同的元件具有相同或相似的标号，且不再赘述。在本实施例的功率模块M3中，只具有一个电子元件组2A。在本实施例中，导电结构10用来设置第二线路板12的表面可以是平坦表面，而不具有任何凹陷区。
另外，在本实施例中，电子元件组2A还进一步包括一控制元件24。控制元件24可设置在第一线路板11上，并通过第一线路板11电性连接于功率元件21,22的第三接垫21g,22g(栅极接垫)，以控制各功率元件21,22。在这个实施例中，多个输入/输出引脚4可以被省略。
[第四实施例]
请参照图11，其为本发明第四实施例的功率模块省略封装层的立体分解图。本实施例的功率模块M4与第一实施例的功率模块M1相同的元件具有相同或相似的标号，且不再赘述。在本实施例的电性互连组件1’中，导电结构10只具有彼此绝缘且并排设置的第一导电件101与第二导电件102。第一导电件101与第二导电件102彼此分离，而定义出一开槽h1。
第一线路板11以开口11h对应于开槽h1，而设置在导电结构10的其中一侧，第二线路板12以开口12h对应于开槽h1，而设置在导电结构10的另一侧。当两个电子元件组2A,2B分别设置在电性互连组件1’的两相反侧时，两个电子元件组2A,2B中的多个功率元件21可通过第一导电件101与第二导电件102相互并联。
[第五实施例]
请参照图12与图13，分别显示本发明第五实施例的功率模块的立体示意图与局部放大示意图。本实施例与第三实施例的功率模块M3相同或相似的元件具有相同的标号，且相同的部分不再赘述。
在本实施例中，第一导电件101的第一端部101e、第二导电件102的第二端部102e以及第三导电件103的第三端部103e是朝向相同方向。另外，本实施例的电性互连组件1还进一步包括一线路叠层板13以及绝缘连接部14。线路叠层板13与导电结构10相互并排，且线路叠层板13与导电结构10之间可通过绝缘连接部14隔开。
请配合参照图13，本实施例的线路叠层板13包括两层线路板131,132以及一导电板130，且导电板130是位于两层线路板131,132之间。须说明的是，本实施例的线路叠层板13的导电板130与导电结构10可以在同一工艺中完成，而线路板131,132与第一线路板11以及第二线路板12可以在同一个工艺中完成。一实施例中，线路板131是第一线路板11的一部分，线路板132是第二线路板12的一部分。须说明的是，线路板131,132中的至少其中一者可以是单层线路板或是多层线路板，另一者可以是无线路的绝缘板、单层线路板或是多层线路板。在本实施例中，线路板131是单层线路板或是多层线路板，且在其表面与内部已设有多条走线(图未示)与焊垫(图未示)。
请再参照图12，线路叠层板13包括多个导通孔13h，每一导通孔13h由线路板131通过导电板130，再延伸到另一线路板132。如此，通过在导通孔13h内设置排针(pin)(图未示)，可以使线路板131(或线路板132)的电路连接到外部电路，或者连接两层线路板131,132内的电路。
另外，在本实施例中，电子元件组2A还进一步包括一控制元件24以及至少一无源元件25(图12示出两个为例)。控制元件24是设置在线路叠层板13上，而无源元件25设置在第一线路板11上。详细而言，本实施例的控制元件24是设置在线路板131上，但本发明并不限制。在另一实施例中，控制元件24也可以设置在另一线路板132。无源元件25例如是电阻，但本发明不以此为限。
须说明的是，在第一线路板11设有多条引线6，且每一条引线6会电性连接到对应的第一功率元件21或第二功率元件22。除此之外，一部分引线6会连接到无源元件25，另一部分则用以连接第一线路板11与线路板131内的电路。多条引线6可由第一线路板11延伸到线路叠层板13的表面。
详细而言，在本实施例中，每一条引线6具有延伸段6a，以取代第三实施例所示出的输入/输出引脚4。另外，延伸段6a会由第一线路板11延伸到线路叠层板13的表面。进一步而言，本实施例的每一条引线6的延伸段6a会通过绝缘连接部14而连接到最外侧的线路板131，以电性连接于控制元件24。
[第六实施例]
请参照图14与图15，分别显示本发明第六实施例的功率模块的立体示意图与局部放大示意图。本实施例与图12的实施例同或相似的元件具有相同的标号，且相同的部分不再赘述。本实施例与前一实施例不同的地方在于，本实施例的线路叠层板13包括四层线路板131-134。
本实施例的线路叠层板13的表面具有至少一接触垫28(图14示出多个为例)。多个接触垫28可电性连接线路板131内的线路。通过一连接载体29，可以连接至少一接触垫28与对应的所述引线6。
然而，只要使每一引线6能连接于线路叠层板13，本发明并不限制连接的方式。在另一实施例中，接触垫28也可以被替换为导电接触孔，而连接载体29的其中一端连接于对应的引线6，另一端***对应的导电接触孔内，以使引线6连接于线路叠层板13。
[实施例的有益效果]
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的功率模块，其能通过“并排设置且相互绝缘的一第一导电件101以及一第二导电件102”、“线路板11,12设置在导电结构10上”以及“功率元件21,22的第一接垫21s,22s与第二接垫21d,22d分别电性连接于第一导电件101与第二导电件102，且第三接垫21g设置在线路板11,12上”的技术方案，使功率模块M1-M4可操作在大电压以及大电流下。
更进一步来说，本发明实施例的电性互连组件1中，利用线路板11,12与导电结构10结合，作为电子元件组2A,2B中的多个电子元件的电流传输路径。导电结构10可以增加电流通过的路径，而可允许大电流通过，并具有良好的散热能力。另一方面，可以依照实际需求在线路板11,12上设置控制元件、无源元件或是保护元件，以使本发明实施例的功率模块M1-M4具有较大的元件扩充性(expandability)，并可适用于形成多种规格化电路。
在一实施例中，通过在导电结构10的两相反侧分别设置第一线路板11与第二线路板12，可以增加电子元件的数量而不增加电性互连组件1的面积，进而增加功率模块M1,M2,M4的功率密度(power density)。
另外，封装层5的一部分会填充在第一导电件101与第二导电件102之间的开槽h1内以及第二导电件102与第三导电件103之间的开槽h2内，可以避免功率模块M1-M4操作在高压时，因电弧放电(arcing)而损坏元件，进而提升功率模块M1-M4的耐压能力。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求内。

Claims (19)

1.一种功率模块，其特征在于，所述功率模块包括：
一电性互连组件，其包括:
一导电结构，其包括相互并排设置且相互绝缘的一第一导电件、一第二导电件以及一第三导电件；及
一第一线路板，其局部地覆盖所述导电结构；以及
一第一电子元件组，其包括一第一功率元件以及一第二功率元件，其中，所述第一功率元件跨接于所述第一导电件与所述第二导电件之间，且电性连接于所述第一线路板，所述第二功率元件跨接于所述第一导电件与所述第三导电件之间，且电性连接于所述第一线路板，所述第二功率元件通过所述第一导电件串联所述第一功率元件。
2.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述第一导电件、所述第二导电件以及所述第三导电件定义出一元件设置面，所述第一线路板局部地覆盖所述元件设置面。
3.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述电性互连组件还包括一线路叠层板以及多条引线，所述线路叠层板并排于所述导电结构，多条所述引线设置在所述第一线路板上，并由所述第一线路板延伸到所述线路叠层板的表面。
4.如权利要求3所述的功率模块，其特征在于，所述线路叠层板具有多个导通孔。
5.如权利要求3所述的功率模块，其特征在于，所述线路叠层板包括两层线路板与位于两层所述线路板之间的导电板，所述电子元件组还进一步包括：一控制元件，其设置在其中一所述线路板上，并通过多条所述引线电性连接于所述第一功率元件以及所述第二功率元件。
6.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述电性互连组件还包括一线路叠层板以及多条引线，所述线路叠层板并排于所述导电结构，多条所述引线设置在所述第一线路板上，所述线路叠层板的表面具有至少一接触垫，且通过一连接载体连接所述至少一接触垫与对应的所述引线。
7.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述第一线路板局部地覆盖所述第一导电件以及局部地覆盖所述第二导电件，所述第一功率元件具有一源极接垫、一漏极接垫以及一栅极接垫，所述源极接垫电性连接于所述第一导电件，所述漏极接垫电性连接所述第二导电件，且所述栅极接垫设置在所述第一线路板上。
8.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述第一线路板局部地覆盖所述第三导电件，所述第二功率元件具有一源极接垫、一漏极接垫以及一栅极接垫，所述源极接垫电性连接于所述第三导电件，所述漏极接垫电性连接所述第一导电件，且所述栅极接垫设置在所述第一线路板上。
9.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述第一电子元件组还进一步包括：一二极管元件，其中，所述二极管元件设置在所述导电结构上，且并联于所述第一功率元件或者所述第二功率元件。
10.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述电性互连组件还包括：局部地覆盖所述导电结构的一第二线路板，且所述第一线路板与所述第二线路板分别位于所述导电结构的上下两侧。
11.如权利要求10所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块还进一步包括：第二电子元件组，其设置在所述电性互连组件上，其中，所述第二电子元件组与所述第二线路板位于所述导电结构的相同侧，并具有第三功率元件以及第四功率元件，所述第一功率元件通过所述第一导电件与所述第二导电件并联于所述第三功率元件，且所述第二功率元件通过所述第一导电件与所述第三导电件并联于所述第四功率元件。
12.如权利要求11所述的功率模块，其特征在于，所述第一功率元件与所述第三功率元件相互错开设置，且所述第二功率元件与所述第四功率元件相互错开设置。
13.一种功率模块，其特征在于，所述功率模块包括：
一电性互连组件，其包括:
一导电结构，其包括并排设置且相互绝缘的一第一导电件以及一第二导电件；及
一线路板，其设置在所述导电结构上，其中，所述线路板具有一开口，且所述开口局部地对应于所述第一导电件以及局部地对应于所述第二导电件；以及
一电子元件组，其包括一功率元件，所述功率元件具有一第一接垫、一第二接垫以及一第三接垫，其中，所述第一接垫与所述第二接垫都通过所述开口，而分别电性连接于所述第一导电件与所述第二导电件，且所述第三接垫设置在所述线路板上。
14.如权利要求13所述的功率模块，其特征在于，所述开口在所述第一导电件定义出一第一接垫设置区，所述线路板的一表面与所述第一接垫设置区的顶端面之间的高度相同，且所述第一接垫连接于所述第一接垫设置区。
15.如权利要求13所述的功率模块，其特征在于，所述开口在所述第一导电件定义出一第一接垫设置区，以及在所述第二导电件定义出一第二接垫设置区，所述第一接垫设置区的顶端面与所述第二接垫设置区的顶端面之间具有一高度差。
16.如权利要求13所述的功率模块，其特征在于，所述第一导电件与所述第二导电件彼此分隔设置而定义出一开槽，所述电性互连组件还进一步包括：一绝缘接合材，且所述绝缘接合材位于所述开槽内并连接于所述第一导电件与所述第二导电件之间。
17.如权利要求13所述的功率模块，其特征在于，所述电子元件组还进一步包括：一二极管元件，所述二极管元件设置在所述导电结构上，其中，所述二极管元件的两电极都通过所述开口分别电性连接于所述第一导电件与所述第二导电件，而并联于所述功率元件。
18.如权利要求13所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块还进一步包括：一散热件，其设置于所述功率元件上。
19.如权利要求13所述的功率模块，其特征在于，所述电子元件组还进一步包括：一控制元件，其设置在所述线路板上，并通过所述线路板电性连接于所述功率元件。
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