具有嵌入式门电路的电力电子功率模块

摘要

本发明涉及具有嵌入式门电路的电力电子功率模块。具体地，提供一种电力电子功率模块。所述电力电子功率模块包括：导电基板；电子芯片，所述电子芯片具有第一和第二相对的表面和形成在其上的至少一个晶体管，所述电子芯片安装到所述导电基板，并且所述至少一个晶体管构造成使得：当所述至少一个晶体管被激活时，电流从所述电子芯片的所述第一表面流动到所述导电基板中；以及，至少部分地嵌入在所述导电基板中的控制构件，所述控制构件具有控制导体，所述控制导体形成在所述控制构件中并且电连接到所述至少一个晶体管，使得：当控制信号提供给所述控制导体时，所述至少一个晶体管被激活。

权利要求

1.一种电力电子功率模块，包括：

导电基板；

电子芯片，所述电子芯片具有第一和第二相对的表面和形成在其上的至少一个晶体管，所述电子芯片安装到所述导电基板，并且所述至少一个晶体管构造成使得：当所述至少一个晶体管被激活时，电流从所述电子芯片的第一表面流动到所述导电基板中；以及至少部分地嵌入在所述导电基板中的控制构件，所述控制构件具有控制导体，所述控制导体形成在所述控制构件上并且电连接到所述至少一个晶体管，使得：当控制信号提供给所述控制导体时，所述至少一个晶体管被激活。

2.如权利要求1所述的电力电子功率模块，其中，所述电子芯片的第一表面定位在所述导电基板和所述电子芯片的第二表面之间。

3.如权利要求2所述的电力电子功率模块，其中，所述至少一个晶体管包括集电极、基极和发射极，所述至少一个晶体管的基极电连接到所述控制导体，所述至少一个晶体管的发射极电连接到所述电子芯片的第一表面。

4.如权利要求3所述的电力电子功率模块，其中，控制导体定位在所述电子芯片与所述导电基板之间。

5.如权利要求4所述的电力电子功率模块，其中，导电基板包括槽并且所述控制构件压配合到所述槽中。

6.如权利要求5所述的电力电子功率模块，其中，所述控制构件还包括定位在所述导电基板与所述控制导体之间的绝缘部分。

7.如权利要求6所述的电力电子功率模块，其中，所述至少一个晶体管的基极电连接到所述电子芯片的第一表面。

8.如权利要求7所述的电力电子功率模块，其中，所述电子芯片安装到所述导电基板，使得所述电子芯片的第一表面的至少一部分邻近所述槽。

9.如权利要求8所述的电力电子功率模块，其中，所述槽包括相对的第一和第二内表面，所述第一和第二内表面中每个在其上包括交替的一系列凸起和凹陷的构造。

10.如权利要求9所述的电力电子功率模块，其中，所述控制构件被陷型、焊接或者以其组合方式结合到槽中，使得所述控制导体与所述导电基板的表面大体共面。

11.一种汽车电力电子功率模块，包括：

导电基板；

多个电子芯片，所述多个电子芯片具有第一和第二相对的表面和形成在其上的至少一个晶体管，所述多个电子芯片中每个安装到所述导电基板，使得其第一表面大体邻近所述导电基板并且构造成使得：当所述至少一个晶体管被激活时，电流从所述电子芯片的第一表面流动到所述导电基板中；以及至少部分地嵌入在所述导电基板中的至少一个控制构件，所述至少一个控制构件包括绝缘部分和形成在所述绝缘部分上的控制导体，所述控制导体电连接到所述多个电子芯片中每个的所述至少一个晶体管，使得：当控制信号提供给所述控制导体时，所述至少一个晶体管被激活。

12.如权利要求11所述的汽车电力电子功率模块，其中，所述多个电子芯片中每个的所述至少一个晶体管包括基极、集电极和发射极，所述基极和所述发射极电连接到相应电子芯片的第一表面。

13.如权利要求12所述的汽车电力电子功率模块，其中，所述控制导体的至少一部分定位在所述多个电子芯片中每个的第一表面和所述导电基板之间。

14.如权利要求13所述的汽车电力电子功率模块，其中，所述导电基板是散热器。

15.如权利要求14所述的汽车电力电子功率模块，其中，所述导电基板包括在其中形成的多个槽，所述多个槽中每个邻近所述电子芯片中的相应一个，并且其中所述至少一个控制构件的一部分压配合到所述多个槽中的每一个。

16.一种用于构建汽车电力电子功率模块的方法，所述方法包括：

提供导电基板，所述导电基板在其表面上形成有多个槽；

将至少一个控制构件的至少一部分装配到所述多个槽中，所述至少一个控制构件包括绝缘部分和在所述绝缘部分上形成的控制导体；以及将多个电子芯片安装到所述导电基板的表面上，所述电子芯片中每个都具有第一和第二相对的表面和形成在其上的至少一个晶体管，所述多个电子芯片中每个都布置成使得其第一表面大体邻近所述导电基板并且覆盖在所述控制导体上。

17.如权利要求16所述的方法，其中，所述至少一个晶体管包括集电极、基极、和发射极，所述至少一个晶体管的基极电连接到所述控制导体，而所述至少一个晶体管的发射极电连接到所述电子芯片的第一表面。

18.如权利要求17所述的方法，其中，所述多个槽中的每个都包括相对的第一和第二内表面，所述第一和第二内表面中每个在其上都包括交替的一系列凸起和凹陷的构造。

19.如权利要求18所述的方法，其中，所述至少一个控制构件的一部分陷型到每个所述槽中。

20.如权利要求19所述的方法，其中，所述至少一个控制构件包括绝缘金属基板。

说明书

具有嵌入式门电路的电力电子功率模块

技术领域

[0001] 本发明总体涉及一种功率转换器，并且更具体地涉及一种具有嵌入式门电路的功率转换器组件。

背景技术

[0002] 近年来，技术的发展以及日益演进的风格，已经引起汽车设计中的重大变化。其中一个变化涉及汽车，尤其是使用电压源的替代燃料(或推进)车辆(例如混合动力和电池电动车辆)内的电气系统的复杂性。这些替代燃料车辆典型地使用一个或多个电动机(通常由电池供以动力)，或许结合另一个致动器以驱动车轮。

[0003] 这些车辆通常使用两个独立电压源，例如电池和燃料电池，以给驱动车轮的电动机供以动力。电力电子(或电力电子系统)，例如直流到直流(DC/DC)转换器，典型地用于管理和传送来自所述两个电压源的功率。由于替代燃料机动车通常仅包括直流(DC)电源的事实，所以直流到交流(DC/AC)逆变器(或功率逆变器)还被提供以将DC功率转换成通常由马达需求的交流(AC)功率。

[0004] 现代功率转换器典型地使用包括电子部件，例如形成在半导体基板上的二极管和开关的功率模块。用于控制开关和二极管的电气连接通常使用分立线的线结合来形成。这种电气连接通常提供不合希望的信号质量、相对脆弱并且增加制造时间和成本。

[0005] 此外，随着替代燃料车辆中电气系统上的功率需求继续增加，还总是希望减小这些电气系统内的部件的尺寸以便使车辆的总成本和重量最小化。

[0006] 因此，希望提供一种具有用于所述电子部件的改进电气连接的电力电子功率模块。此外，从后续描述以及结合附图和前述技术领域和背景技术，本发明的其他希望特征和特点将变得显见。

发明内容

[0007] 提供一种电力电子功率模块。所述电力电子功率模块包括：导电基板；电子芯片，所述电子芯片具有第一和第二相对的表面和形成在其上的至少一个晶体管，所述电子芯片安装到所述导电基板，并且所述至少一个晶体管构造成使得：当所述至少一个晶体管被激活时，电流从所述电子芯片的所述第一表面流动到所述导电基板中；以及，至少部分地嵌入在所述导电基板中的控制构件，所述控制构件具有控制导体，所述控制导体形成在所述控制构件中并且电连接到所述至少一个晶体管，使得：当控制信号提供给所述控制导体时，所述至少一个晶体管被激活。

[0008] 提供一种汽车电力电子功率模块。所述汽车电力电子功率模块包括：导电基板；多个电子芯片，所述多个电子芯片具有第一和第二相对的表面和形成在其上的至少一个晶体管，所述多个电子芯片中每个都安装到所述导电基板，使得其第一表面大体邻近到所述导电基板并且构造成使得：当所述至少一个晶体管被激活时，电流从所述电子芯片的所述第一表面流动到所述导电基板中；以及，至少部分地嵌入在所述导电基板中的至少一个控制构件，所述至少一个控制构件包括绝缘部分和形成在所述绝缘部分上的控制导体，所述控制导体电连接到所述多个电子芯片中每个的所述至少一个晶体管，使得：当控制信号提供给所述控制导体时，所述至少一个晶体管被激活。

[0009] 提供一种用于构建汽车电力电子功率模块的方法。提供一种导电基板，其中所述导电基板在其表面上形成有多个槽。至少一个控制构件的至少一部分被装配到所述多个槽中。所述至少一个控制构件包括绝缘部分和在所述绝缘部分上形成的控制导体。多个电子芯片安装到所述导电基板的表面上。所述电子芯片中每个都具有第一和第二相对的表面和形成在其上的至少一个晶体管，并且布置成使得其第一表面大体邻近到所述导电基板并且覆盖在所述控制导体上。

[0010] 本发明还提供了以下方案：

[0011] 1.一种电力电子功率模块，包括：

[0012] 导电基板；

[0013] 电子芯片，所述电子芯片具有第一和第二相对的表面和形成在其上的至少一个晶体管，所述电子芯片安装到所述导电基板，并且所述至少一个晶体管构造成使得：当所述至少一个晶体管被激活时，电流从所述电子芯片的第一表面流动到所述导电基板中；以及[0014] 至少部分地嵌入在所述导电基板中的控制构件，所述控制构件具有控制导体，所述控制导体形成在所述控制构件上并且电连接到所述至少一个晶体管，使得：当控制信号提供给所述控制导体时，所述至少一个晶体管被激活。

[0015] 2.如方案1所述的电力电子功率模块，其中，所述电子芯片的第一表面定位在所述导电基板和所述电子芯片的第二表面之间。

[0016] 3.如方案2所述的电力电子功率模块，其中，所述至少一个晶体管包括集电极、基极和发射极，所述至少一个晶体管的基极电连接到所述控制导体，所述至少一个晶体管的发射极电连接到所述电子芯片的第一表面。

[0017] 4.如方案3所述的电力电子功率模块，其中，控制导体定位在所述电子芯片与所述导电基板之间。

[0018] 5.如方案4所述的电力电子功率模块，其中，导电套管包括槽并且所述控制构件压配合到所述槽中。

[0019] 6.如方案5所述的电力电子功率模块，其中，所述控制构件还包括定位在所述导电基板与所述控制导体之间的绝缘部分。

[0020] 7.如方案6所述的电力电子功率模块，其中，所述至少一个晶体管的基极电连接到所述电子芯片的第一表面。

[0021] 8.如方案7所述的电力电子功率模块，其中，所述电子芯片安装到所述导电基板，使得所述电子芯片的第一表面的至少一部分邻近所述槽。

[0022] 9.如方案8所述的电力电子功率模块，其中，所述槽包括第一和第二相对的内表面，所述第一和第二表面中每个在其上包括交替的一系列凸起和凹陷的构造。

[0023] 10.如方案9所述的电力电子功率模块，其中，所述控制构件被陷型、焊接、结合或者以其组合方式到槽中，使得所述控制导体与所述导电基板的表面大体共面。

[0024] 11.一种汽车电力电子功率模块，包括：

[0025] 导电基板；

[0026] 多个电子芯片，所述多个电子芯片具有第一和第二相对的表面和形成在其上的至少一个晶体管，所述多个电子芯片中每个安装到所述导电基板，使得其第一表面大体邻近所述导电基板并且构造成使得：当所述至少一个晶体管被激活时，电流从所述电子芯片的第一表面流动到所述导电基板中；以及

[0027] 至少部分地嵌入在所述导电基板中的至少一个控制构件，所述至少一个控制构件包括绝缘部分和形成在所述绝缘部分上的控制导体，所述控制导体电连接到所述多个电子芯片中每个的所述至少一个晶体管，使得：当控制信号提供给所述控制导体时，所述至少一个晶体管被激活。

[0028] 12.如方案11所述的汽车电力电子功率模块，其中，所述多个电子芯片中每个的所述至少一个晶体管包括基极、集电极和发射极，所述基极和所述发射极电连接到相应电子芯片的第一表面。

[0029] 13.如方案12所述的汽车电力电子功率模块，其中，所述控制导体的至少一部分定位在所述多个电子芯片中每个的第一表面和所述导电基板之间。

[0030] 14.如方案13所述的汽车电力电子功率模块，其中，所述导电基板是散热器。

[0031] 15.如方案14所述的汽车电力电子功率模块，其中，所述导电基板包括在其中形成的多个槽，所述多个槽中每个邻近所述电子芯片中的相应一个，并且其中所述至少一个控制构件的一部分压配合到所述多个槽中的每一个。

[0032] 16.一种用于构建汽车电力电子功率模块的方法，所述方法包括：

[0033] 提供导电基板，所述导电基板在其表面上形成有多个槽；

[0034] 将至少一个控制构件的至少一部分装配到所述多个槽中，所述至少一个控制构件包括绝缘部分和在所述绝缘部分上形成的控制导体；以及

[0035] 将多个电子芯片安装到所述导电基板的表面上，所述电子芯片中每个都具有第一和第二相对的表面和形成在其上的至少一个晶体管，所述多个电子芯片中每个都布置成使得其第一表面大体邻近所述导电基板并且覆盖在所述控制导体上。

[0036] 17.如方案16所述的方法，其中，所述至少一个晶体管包括集电极、基极、和发射极，所述至少一个晶体管的基极电连接到所述控制导体，而所述至少一个晶体管的发射极电连接到所述电子芯片的第一表面。

[0037] 18.如方案17所述的方法，其中，所述多个槽中的每个都包括第一和第二相对的表面，所述第一和第二表面中每个在其上都包括交替的一系列凸起和凹陷的构造。

[0038] 19.如方案18所述的方法，其中，所述至少一个控制构件的一部分陷型到每个所述槽中。

[0039] 20.如方案19所述的方法，其中，所述至少一个控制构件包括绝缘金属基板。

附图说明

[0040] 此后将结合下列附图来描述本发明，在附图中，相同的附图标记标识相同的元件，以及

[0041] 图1是根据本发明一个实施例的示例性汽车的示意图；

[0042] 图2是图1中汽车内的直流到直流(DC/DC)功率转换器系统的示意图；

[0043] 图3是图1中汽车内的直流到交流(DC/AC)功率逆变器系统的示意图；

[0044] 图4是根据本发明一个实施例的功率模块的分解等距视图；

[0045] 图5是图4中功率模块内的AC母线的等距视图；以及

[0046] 图6、7和8是图5中AC母线的部分的等距视图。

具体实施方式

[0047] 下面的详细描述本质上仅是示范性的并且绝不是要限制本发明或者本发明的应用或使用。此外，无意于受到在前面的技术领域、背景技术和发明内容或下面的详细描述中所呈现的任何明示或默示理论的限制。

[0048] 下面的描述涉及被“连接”或“联接”在一起的元件或特征。如这里所使用的，“连接”可指一个元件/特征机械地结合至另一个元件/特征(或者与另一个元件/特征直接连通)，并且不必是直接地。同样地，“联接”可指一个元件/特征被直接地或间接地结合至另一个元件/特征(或者与另一个元件/特征直接地或间接地连通)，并且不必是机械地。然而，应当理解，虽然下面在一个实施例中两个元件可被描述为“连接”，但是，在替代实施例中，相似的构件可以为“联接”，反之亦然。因此，虽然在此示出的示意图描述元件的实例布置，但是额外的干涉元件、装置、特征或部件可以出现在实际实施例中。

[0049] 此外，可通过使用具体的数字描述，例如第一、第二、第三等以及位置和/或角度描述，例如水平的和垂直的来引用在此描述的各种部件和特征。然而，这些描述仅用于涉及附图的描述性目的并且不应解释为限制，因为所述各种部件在其他实施例中可重新布置。还应当理解，图1-8仅是示意性的并且可不按比例来绘制。

[0050] 图1到图8示出根据本发明一个实施例的电力电子功率模块。该功率模块可使用在例如直流到直流(DC/DC)功率转换器或直流到交流(DC/AC)逆变器组件。该功率模块包括导电基板、电子芯片(die)和控制构件。电子芯片包括第一和第二相对表面和形成在其上的至少一个晶体管。电子芯片安装到导电基板，并且所述至少一个晶体管构造成使得：当该至少一个晶体管被激活时，电流从电子芯片的第一表面流入导电基板。该控制构件至少部分地嵌入在导电基板中并且具有形成在其上的控制导体，所述控制导体电连接到所述至少一个晶体管，使得：当控制信号提供给控制导体时，该至少一个晶体管被激活。

[0051] 图1示出根据本发明一个实施例的车辆或汽车10。汽车10包括底盘12、车身14、四个车轮16和电子控制系统18。车身14布置在底盘12上并且大体上包围汽车10的其他部件。车身14和底盘12可以共同地形成车架。车轮16每个都在车身14的相应拐角附近联接到底盘12。

[0052] 汽车10可为多种不同类型汽车中的任何一种，例如轿车、货车、卡车或运动多用途车(SUV)，并且可为两轮驱动(2WD)(即，后轮驱动或前轮驱动)、四轮驱动(4WD)、或全轮驱动(AWD)。汽车10也可包含下列多种不同类型的发动机中的任何一种或其组合，例如汽油燃料燃烧发动机或柴油燃料燃烧发动机、“灵活燃料车辆”(FFV)发动机(即，使用汽油和乙醇的混合物)、气体化合物(例如，氢和/或天然气)燃料发动机、内燃机/电动机混合动力发动机(即，例如混合电动车辆(HEV))以及电动机。

[0053] 在图1示出的示范性实施例中，汽车10是燃料电池车辆，并且还包括电动机/发电机20、电池22、燃料电池功率模块(FCPM)24、DC/DC转换器系统(或第一功率转换器)26、DC/AC逆变器(或第二功率转换器)28和散热器30。虽然未示出，但是电动机/发电机20(或马达)包括定子组件(包括导电线圈)、转子组件(包括铁磁芯)、和冷却流体(即，冷却剂)，如本领域技术人员所明白的。马达20还可包括集成在其中的变速器，使得马达
20和该变速器通过一个或多个驱动轴31机械地联接到至少某些车轮16。

[0054] 如所示，电池22和FCPM 24与电子控制系统18和DC/DC转换器系统26可操作地连通和/或电连接到电子控制系统18和DC/DC转换器系统26。虽然未示出，但是在一个实施例中，FCPM 24除其他部件外还包括燃料电池，所述燃料电池具有阳极、阴极、电解质和催化剂。如通常所理解的，阳极、或负电极传导例如从氢分子中释放的电子，使得它们可使用在外电路中。阴极、或正电极(即，燃料电池的正极柱)将电子从外电路传导回催化剂，在那里它们可与氢离子和氧重新结合形成水。电解质、或质子交换膜仅传导带正电荷的离子同时阻止电子。催化剂利于氧和氢的反应。

[0055] 图2更详细地示意性地示出根据本发明示范性实施例的DC/DC转换器系统26。在所描述的实施例中，DC/DC转换器系统26包括联接到FCPM 24和电池22的双向DC/DC转换器(BDC)32。在所描述的实施例中，BDC转换器32包括具有两个对偶的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)支脚36和38的功率开关部分，每个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)支脚分别具有两个IGBT 40和42以及44和46。所述两个支脚36和38在中点通过具有电感的开关感应器(或多个开关感应器，如下文所述)互连。BDC转换器32还包括连接到第一IGBT支脚36的正轨迹的第一滤波器50和连接到第二IGBT支脚38的正轨迹的第二滤波器52。如所示，滤波器50和52分别包括第一感应器54、第一电容器56、第二感应器58和第二电容器
60。第一IGBT支脚36通过第一滤波器50连接到FCPM 24，而第二IGBT支脚38通过第二滤波器52连接到电池22。如所示，FCPM 24和电池并不是电绝缘的，因为负(-)端子被电连接。

[0056] 虽然未示出，但是DC/DC转换器系统26还可包括与BDC转换器32可操作连通的BDC控制器。BDC控制器可被实施在电子控制系统18(图1)内，如本领域所通常理解的。

[0057] 图3更详细地示意性地示出根据本发明示范性实施例的DC/AC逆变器28。逆变器28包括联接到马达20的三相电路。更具体地，逆变器28包括开关网络，其具有联接到电压源62(例如通过DC/DC转换器系统26联接到电池22和/或FCPM 24)的第一输入和联接到马达20的输出。虽然仅示出单个电压源，但是可以使用具有两个串联电压源的分布式直流(DC)链路。

[0058] 开关网络包括对应于每一相的三对串联开关(即IGBT)，所述串联开关带有反并联二极管(即，与每一开关反并联)。每一对串联开关都包含第一开关、或晶体管(即，“高电平”开关)64、66和68和第二开关(即，“低电平”开关)70、72和74，其中第一开关的第一端子联接到电压源62的正电极，第二开关的第二端子联接到电压源62的负电极并且第一端子联接到相应第一开关64、66和68的第二端子。

[0059] 虽然未示出，但是DC/AC逆变器28还可包括逆变器控制模块，所述逆变器控制模块可被实施在电子控制系统18(图1)内，如本领域所通常理解的。

[0060] BDC 32和逆变器28还可包括多个功率模块装置，每个包括半导体基板、或电子芯片，并具有形成在其上的集成电路，开关40-46和64-74分布在其中，如所通常理解的。

[0061] 再次参考图1，散热器30在其外部连接到车架，并且虽然未详细示出，但是散热器30包括通过其中的多个冷却通道并且联接到马达20和逆变器28，冷却通道含有冷却流体(即，冷却剂)例如水和/或乙二醇(即，“防冻剂”)。在一个实施例中，逆变器28接收冷却剂并且与电动机20共用冷却剂。散热器30可类似地连接到逆变器28和/或电动机20。

[0062] 电子控制系统18与马达20、电池22、FCPM 24、DC/DC转换器系统26和逆变器28可操作地连通。虽然未详细示出，但是电子控制系统18包括各种传感器和汽车控制模块、或电子控制单元(ECU)，例如BDC控制器、逆变器控制模块、和车辆控制器，并且包括至少一个处理器和/或存储器，其包括用于执行如下所述的过程和方法的存储在其上(或其他计算机可读介质中)的指令。

[0063] 图4-8示出根据本发明一个实施例的电力电子功率模块80。在一个实施例中，功率模块80在逆变器28内使用。然而，应当理解，功率模块80还可使用在或者可替代地使用在BDC 32中，如本领域技术人员所将明白的。

[0064] 功率模块80包括AC母线82、DC母线84、和负母线86。AC母线82为大体板形构件或基板，具有上表面88和下表面90。AC母线82由导电材料(例如铜)制成，并且虽然未示出，但包括通过其中延伸的一个或多个流体导管，流体导管与散热器30流体连通。AC母线82还包括连接到其电力牵引马达的一个端部的三个AC端子92。

[0065] 参考图4和5，包括晶体管芯片96和二极管芯片98的各种电子部件和门控制构件94在AC母线82的上表面88上。

[0066] 参考图6和7，在一个实施例中，门控制构件94由绝缘金属基板(IMS)形成，如通常所理解的，并且包括基层100、介电层102、和门控制导体(或引线)104。基层100可由铜或铝制成并且具有例如约1.0毫米(mm)的厚度。介电层102可位于基层100上并且例如由环氧树脂基材料制成并且具有约100微米(μm)的厚度。门控制导体104还可由例如约100μm厚的铜制成。在所描述的实施例中，门控制构件还包括互连门控制导体104的分立部分的门控制导体电阻器106(例如，由钨制成)。

[0067] 在所示的例子中，门控制构件94为大体字母“E”形状，其中接触部分108至少部分地嵌入在AC母线82的上表面88中。特别地，接触部分108压配合到形成在AC母线82的上表面88中的槽110中，如图8中所示。

[0068] 仍然参考图8，槽110具有相对的内表面112和114，其中内表面上具有交替的一系列凸起和凹陷的构造(例如，锯齿或齿)。在一个实施例中，槽110的宽度与门接触构件94的接触部分108的宽度大体相同，以便接触部分108如通常所理解的被“陷型(swedged)”到槽110中。其他实施例可具有被焊接或以其他方式结合到槽110中的接触部分108。

[0069] 在所描述的实施例中，槽110的深度还与门接触构件94的总厚度大体相同，以便门控制导体104可被压入到槽110中，直到它与AC母线82的上表面88邻近槽110的部分大体共面(或，“齐平”)。

[0070] 在所示的实施例中，电子部件包括三个晶体管芯片96和三个二极管芯片98。晶体管芯片96具有第一和第二相对表面(或侧)118和120，并且被安装到AC母线82，其中第一表面118“面对”或邻近AC母线82的上表面。也即是说，每个晶体管芯片96的第一表面118定位在其第二表面120与AC母线82的上表面88之间。

[0071] 每个晶体管芯片96包括形成在其上(或在其中)的集成电路，该集成电路包括一个或多个晶体管(开关)，每个晶体管包括基极(或栅极)、集电极(或漏极)和发射极(或源级)，如通常所理解。晶体管的集电极电连接到每个相应晶体管芯片96的第二侧120，而每一个的发射极和基极电连接到每个相应晶体管芯片96的第一侧118，其中如图6所示基极连接到第一侧118的角区域122用于上部开关。相似地，每个二极管芯片98包括形成在其上的集成电路，该集成电路包括电连接到AC母线82的一个或多个二极管。这样，安装到AC母线82的上表面88的晶体管芯片96和二极管芯片98可被理解为联合地形成如图3中所示的上部开关/二极管组合64、66或68之一。

[0072] 再次参考图6，晶体管芯片96安装(例如，经过焊接)到AC母线82的上表面88，使得它们至少部分地叠盖门控制导体104。特别地，晶体管芯片96的第一侧118的角部分122叠盖并电连接到门控制导体104在槽110内的部分。

[0073] 再次参考图4，在所描述的实施例中，DC母线84为连接到晶体管芯片的第二表面120以及二极管芯片98的大体板形构件。DC母线84由导电材料制成，例如由铜制成。

[0074] 负母线86也是大体板形构件。在一个实施例中，负母线86由IMS形成，类似于门控制构件94，具有形成在其上的类似的门控制导体124，以及相应基层的暴露区域126。

[0075] 类似于AC母线82的上表面88，三个晶体管芯片128和三个二极管芯片130(类似于相应的芯片96和98)在暴露区域126处安装到负母线86。虽然未具体示出，但是晶体管芯片128的第一侧“面对”或邻近(或电连接)到负母线86，其中角区域与门控制导体124接触，并且第二侧电连接到AC母线82的下表面90。

[0076] 这样，安装到负母线86的晶体管芯片128和二极管芯片130可被理解为联合地形成如图3中所示的下部开关/二极管组合70、72或74之一。

[0077] 因此，功率模块80可大体形成逆变器28的与电动机20的操作的一个相所对应的其中一个开关支脚(图3)。虽然未示出，但是门控制导体104和124电连接到电子控制系统18内的逆变器控制模块，而DC母线84和负母线86电连接到电压源62(例如，电池22和/或FCPM 24)并且AC端子92电连接到电动机20。

[0078] 在操作期间，参考图1，利用电动机20以交替方式使用来自电池22和FCPM 24的功率和/或同时利用电池28和电动机20以已知方式通过使用逆变器28和/或BDC 26来将功率提供给车轮16而操作汽车10。

[0079] 上述的功率模块的一个优点在于往来电子部件的各种电连接可不使用线结合或分立线来形成。因此，信号质量、尤其是用于操作开关的门控制信号得到改进，因而耐用性增加，同时制造时间和成本降低。

[0080] 虽然在前面的详细描述中描述了至少一个示范性实施例，但是应当明白存在大量的变形。还应当明白一个示范性实施例或多个示范性实施例仅仅是例子，并不旨在以任何方式限制本发明的范围、适用性或构造。相对，前面的详细描述将为本领域技术人员提供方便的指引以实施所述一个示范性实施例或多个示范性实施例。应当理解在不偏离由所附权利要求及其合法等同方案阐明的本发明范围的情况下可以对元件的功能和排列做出各种变化。