CN103066045A - 智能功率模块 - Google Patents

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张强
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Abstract

本发明公开了一种智能功率模块，包括主体部以及自主体部延伸的多个电极引脚，所述电极引脚的中部折弯形成有弹性缓冲部。本发明的智能功率模块，其电极引脚的中部折弯形成有弹性缓冲部，该结构在很大程度缓冲了应用安装过程中的对引脚的应力，降低智能功率模块在安装过程中由于引脚应力可能造成的损坏，以及降低了智能功率模块在运行过程中由于震动引起引脚应力可能造成的损坏，从而提高智能功率模块应用的可靠性。

Description

智能功率模块
技术领域
本发明涉及一种智能功率模块（IPM），特别是涉及一种功率模块的电极引脚。
背景技术
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低，在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用，在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
IPM（Intelligent Power Module，智能功率模块），不仅把IGBT等功率开关器件和驱动电路集成在一起，而且还内藏有过电压，过电流和过热等故障检测电路，并可将检测信号送到控制器。它由高速低功耗的管芯和优化的门极驱动电路以及快速保护电路构成。即使发生负载事故或使用不当，也可以保证IPM自身不受损坏。IPM以其高可靠性，使用方便赢得越来越大的市场，尤其适合于驱动电机的变频器和各种逆变电源，是变频调速，冶金机械，电力牵引，伺服驱动，变频家电的一种非常理想的电力电子器件。
现有的IPM产品都是直线型引脚，应用安装时将直的引脚直接压入芯片底座或者直接焊接在电路板上。IPM产品中，通过键合线将芯片与电极引脚进行电气连接。在应用时，将IPM的直引脚插入底座，可能会引起键合线和电极引脚的连接点产生形变或断裂，有可能造成IPM失效或者加速IPM的失效，减少使用寿命。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种新型的IPM电极引脚结构。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种智能功率模块，该智能功率模块的电极引脚结构在很大程度缓冲了应用安装过程中的对引脚的应力，避免应力对智能功率模块内部电气连接造成损伤。
为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：
一种智能功率模块，包括主体部以及自主体部延伸的多个电极引脚，其中，所述电极引脚的中部折弯形成有弹性缓冲部。
作为本发明的进一步改进，所述弹性缓冲部设计为弧形。
作为本发明的进一步改进，所述弹性缓冲部设计为锯齿形、方齿形、螺旋形中的一种。
作为本发明的进一步改进，所述主体部包括封装体、以及位于封装体内的IGBT模块、IC芯片和键合线，所述键合线电性连接于所述电极引脚、IGBT模块和IC芯片之间。
与现有技术相比，本发明的智能功率模块，其电极引脚的中部折弯形成有弹性缓冲部，该结构在很大程度缓冲了应用安装过程中的对引脚的应力，降低智能功率模块在安装过程中由于引脚应力可能造成的损坏，以及降低了智能功率模块在运行过程中由于震动引起引脚应力可能造成的损坏，从而提高智能功率模块应用的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明最佳实施例中智能功率模块的结构示意图；
图2所示为图1中A的放大示意图；
图3所示为本发明第二实施例中智能功率模块电极引脚的结构示意图。
具体实施方式
现有技术中，智能功率模块的引脚都设计成直线型，直线型的引脚在安装时可能会引起键合线和电极引脚的连接点产生形变或断裂，有可能造成IPM失效或者加速IPM的失效，减少使用寿命。
鉴于上述技术问题，本发明实施例公开了一种智能功率模块，包括主体部以及自主体部延伸的多个电极引脚，所述电极引脚的中部折弯形成有弹性缓冲部。
在上述智能功率模块中，弹性缓冲部优选设计为弧形或锯齿形；主体部包括封装体、以及位于封装体内的IGBT模块、IC芯片和键合线，所述键合线电性连接于所述电极引脚、IGBT模块和IC芯片之间。
由于智能功率模块电极引脚的中部折弯形成有弹性缓冲部，该结构在很大程度缓冲了应用安装过程中的对引脚的应力，降低智能功率模块在安装过程中由于引脚应力可能造成的损坏，以及降低了智能功率模块在运行过程中由于震动引起引脚应力可能造成的损坏，从而提高智能功率模块应用的可靠性。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
图1所示为本发明最佳实施例中智能功率模块的结构示意图。
参图1和图2所示，智能功率模块包括主体部11，主体部11包括封装体、以及位于封装体内的IGBT模块、IC芯片和键合线等，键合线电性连接于电极引脚12、IGBT模块和IC芯片之间。封装体内还可以设有门级驱动器、保护电路、散热器等。
智能功率模块还包括多个电极引脚12，电极引脚12分布于智能功率模块的两侧。电极引脚12的中部折弯有弧形的弹性缓冲部121，弧形结构形成一个类弹簧的结构，在很大程度缓冲了应用安装过程中的对引脚的应力，避免应力对智能功率模块内部电气连接造成损伤。这种弹簧结构的引脚设计可以应用在不同电压和电流等级，只需要根据不同电流等级的智能功率模块，调整引脚弧形之间的直径和距离。
图3所示为本发明第二实施例中智能功率模块电极引脚的结构示意图。
参图3所示，与实施例1相比，在实施例2中，电极引脚22的中部折弯形成有锯齿形的弹性缓冲部221，图中所示的锯齿有3个。易于想到的是，锯齿的数量也可以为1个或2个，也可以大于3个。
在其他实施例中，弹性缓冲部的形状也可以为其他非直线形状，只要能实现弹性功能即可，例如方齿形、螺旋形等。
由以上技术方案可以见，本发明实施例中的智能功率模块，其电极引脚的中部折弯形成有弹性缓冲部，该结构在很大程度缓冲了应用安装过程中的对引脚的应力，降低智能功率模块在安装过程中由于引脚应力可能造成的损坏，以及降低了智能功率模块在运行过程中由于震动引起引脚应力可能造成的损坏，从而提高智能功率模块应用的可靠性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种智能功率模块，包括主体部以及自主体部延伸的多个电极引脚，其特征在于：所述电极引脚的中部折弯形成有弹性缓冲部。
2.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于：所述弹性缓冲部设计为弧形。
3.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于：所述弹性缓冲部设计为锯齿形、方齿形、螺旋形中的一种。
4.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于：所述主体部包括封装体、以及位于封装体内的IGBT模块、IC芯片和键合线，所述键合线电性连接于所述电极引脚、IGBT模块和IC芯片之间。
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