CN102738139A - 一种新型封装的功率模块 - Google Patents

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钱峰
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    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/50—Bond wires
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Abstract

本发明公开了一种新型封装的功率模块，包括绝缘栅双极型晶体管芯片、二极管芯片、绝缘基板、功率端子、功率圆柱、铝线和塑料外壳；绝缘栅双极型晶体管芯片与二极管芯片回流焊接在绝缘基板导电铜层上；功率端子和功率圆柱接插配合，功率圆柱直接焊接与绝缘基板上。芯片之间、芯片与绝缘基板相应的导电层之间相应的引出处之间通过铝线键合来实现电气连接；固定卡片被注塑于塑料外壳内，以非常可靠地用螺丝把整个模块安装在固定在散热器上。

Description

一种新型封装的功率模块
技术领域
     本发明属于电力电子学领域，涉及功率模块的封装，具体地说
是一种新型封装的功率模块。
背景技术
目前，绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块在变频器，逆变焊机，感应加热，轨道交通以及风能，太阳能发电等领域的应用越来越广泛，对于绝缘栅双极型晶体管模块可靠性要求越来越高，要求绝缘栅双极型晶体管模块体积和质量做的越来越小，成本更低。
发明内容
本发明的目的是设计出一种新型封装的功率模块。
本发明要解决的是现有绝缘栅双极型晶体管模块体积大、热阻大、可靠性低、生产成本高的问题。
本发明的技术方案是：它包括芯片、绝缘基板、功率端子、功率圆柱、铝线、外壳和热敏电阻；芯片、功率圆柱通过回流焊接焊接在绝缘基板（DBC）的导电铜层上；芯片之间、芯片与绝缘基板（DBC）相应的导电层之间通过铝线键合实现电气连接；外壳和绝缘基板（DBC）通过密封胶粘接；功率端子与功率圆柱之间通过插接配合、或功率端子与功率圆柱之间通过铆接压紧配合、或功率端子与功率圆柱之间通过粘导电胶胶配合；塑料外壳内设有固定卡片。
所述的芯片包括绝缘栅双极型晶体管芯片、二极管芯片。
本发明的优点是：本发明提供的无底板绝缘栅双极型晶体管模块，能降低绝缘栅双极型晶体管模块成本和热阻；同时采用功率端子和功率圆柱接插配合，减少功率圆柱焊接部分受到的应力，提高绝缘栅双极型晶体管模块可靠性。
本发明还通过功率端子和功率圆柱接插配合及绝缘基板（DBC）直接压接散热器的方法，制造出低成本，高可靠的绝缘栅双极型晶体管模块。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中A-A的剖面示意图。
图3为本发明芯片布局示意图。
图4为本发明外壳结构示意图。
图5为本发明电路结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
如图所示，本发明包括绝缘栅双极型晶体管芯片9、二极管芯片6、绝缘基板（DBC）1、功率端子3、功率圆柱2、铝线8、塑料外壳4、硅凝胶5和热敏电阻7等部件。缘栅双极型晶体管芯片9、二极管芯片6、功率圆柱2通过回流焊接焊接在绝缘基板（DBC）1的导电铜层上。绝缘栅双极型晶体管芯片9和二极管芯片6之间、绝缘栅双极型晶体管芯片9、二极管芯片6与绝缘基板（DBC）1相应的导电层之间均通过铝线8键合实现电气连接。塑料外壳4和绝缘基板（DBC）1通过密封胶粘接。
功率端子3与功率圆柱2之间通过插接配合、或功率端子3与功率圆柱2之间通过铆接压紧配合、或功率端子3与功率圆柱2之间通过粘导电胶胶配合；塑料外壳4内设有固定卡片4，以非常可靠地用螺丝把整个模块安装在固定在散热器上。
绝缘栅双极型晶体管芯片9、二极管芯片6、绝缘基板（DBC）1、功率圆柱2、铝线8、热敏电阻7等部件上覆盖有绝缘硅凝胶5，以提高各原件之间的耐压性能。
所述的绝缘基板（DBC）1包括两层铜层和一层陶瓷层，两层铜层分别位于陶瓷层的上部和下部。
所述的功率圆柱2的内部孔形状是正方形、圆形、菱形中的一种。
所述的功率圆柱2外形形状是正方形、圆形、菱形中的一种。
铝线8通过超声波与绝缘栅双极型晶体管芯片6、绝缘基板（DBC）1、二极管芯片6键合。
绝缘基板（DBC）1为弧形弯曲预变形基板，其弯曲度按要求确定，对于长度为55mm的弧形绝缘基板（DBC），弯曲程度控制在弧顶高出边端负0.10mm和0.15mm之间。

Claims (7)

1.一种新型封装的功率模块，包括芯片、绝缘基板、功率端子、功率圆柱、铝线、外壳和热敏电阻；芯片、功率圆柱通过回流焊接焊接在绝缘基板的导电铜层上；芯片之间、芯片与绝缘基板相应的导电层之间通过铝线键合实现电气连接；外壳和绝缘基板通过密封胶粘接；其特征在于功率端子与功率圆柱之间插接配合、或是功率端子与功率圆柱之间铆接压紧配合、或是功率端子与功率圆柱之间通过粘导电胶胶配合；塑料外壳内设有固定卡片。
2.根据权利要求1所述的新型封装的功率模块，其特征在于所述的芯片包括绝缘栅双极型晶体管芯片、二极管芯片。
3.根据权利要求1所述的新型封装的功率模块，其特征在于所述的绝缘基板包括两层铜层和一层陶瓷层，两层铜层分别位于陶瓷层的上部和下部。
4.根据权利要求1所述的新型封装的功率模块，其特征在于所述的功率圆柱的内部孔形状是正方形、圆形、菱形中的一种。
5.根据权利要求1所述的新型封装的功率模块，其特征在于所述的功率圆柱外形形状是正方形、圆形、菱形中的一种。
6.根据权利要求1所述的新型封装的功率模块，其特征在于铝线通过超声波与绝缘栅双极型晶体管芯片、绝缘基板、二极管芯片键合。
7.根据权利要求1所述的新型封装的功率模块，其特征在于绝缘基板为弧形弯曲预变形基板，其弯曲度按要求确定，对于长度为55mm的弧形绝缘基板，弯曲程度控制在弧顶高出边端负0.10mm和0.15mm之间。
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