CN105957860A - 一种设有绝缘隔板的功率模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种设有绝缘隔板的功率模块，包括芯片集合、输出电极和电源电极，电源电极均包括电极引出部、与电极引出部相连的电极主体部以及与电极主体部相连的电极接触部，所述电极接触部与芯片集合相连，还包括绝缘隔板，所述绝缘隔板包括绝缘隔板主体部，绝缘隔板主体部在靠近电极接触部的一侧向芯片集合方向延伸有绝缘隔板延伸部，绝缘隔板主体部设置于电极主体部与芯片集合之间。本发明能够在芯片出现爆炸现象时，将爆炸产生的导电性气体与电极隔开，从而防止其中任意两个电极导通而导致电极拉弧和模块燃烧等危险状况，提高了模块使用的安全性。

Description

一种设有绝缘隔板的功率模块
技术领域
本发明涉及电力电子领域，具体涉及一种设有绝缘隔板的功率模块。
背景技术
功率模块是功率电力电子器件如MOS管(金属氧化物半导体)、IGBT(绝缘栅型场效应晶体管)、FRD(快恢复二极管)按一定的功能组合封装成的电力开关模块，其主要用于电动汽车、光伏发电、风力发电、工业变频等各种场合下的功率转换。
现有的一些功率模块，其多个电源电极之间的距离很近，以三电平功率模块为例，如图1所示，是一种现有的功率模块，包括芯片集合1、输出电极2、中间电极3、正电极4和负电极5，而中间电极3、正电极4和负电极5三者距离较近，这三个电源电极与下方芯片集合的距离也很近。在模块使用过程中，由于某些原因芯片可能会产生爆炸，而爆炸会产生大量导电性气体，正电极、负电极与中间电极之间并无绝缘防护，当爆炸产生的导电性气体导通其中任意两个电极时，便会发生电极拉弧燃烧现象，从而使安装模块的整机系统造成损失，甚至产生危险。
发明内容
发明目的：针对上述问题，本发明旨在提供一种避免芯片爆炸时造成电极拉弧的一种设有绝缘隔板的功率模块。
技术方案：一种设有绝缘隔板的功率模块，包括芯片集合、输出电极和电源电极，电源电极均包括电极引出部、与电极引出部相连的电极主体部以及与电极主体部相连的电极接触部，所述电极接触部与芯片集合相连，还包括绝缘隔板，所述绝缘隔板包括绝缘隔板主体部，绝缘隔板主体部在靠近电极接触部的一侧向芯片集合方向延伸有绝缘隔板延伸部，绝缘隔板主体部设置于电极主体部与芯片集合之间。
进一步的，绝缘隔板主体部在靠近输出电极的一侧向远离芯片集合的方向延伸有绝缘隔板固定部，绝缘隔板固定部可拆卸连接在电极主体部上，绝缘隔板固定部与绝缘隔板主体部将电极主体部包围在内侧。
进一步的，绝缘隔板主体部延伸有多个绝缘隔板延伸部。
进一步的，绝缘隔板固定部与绝缘隔板主体部的交线的长度不小于电源电极最长边的长度。
进一步的，电源电极为中间电极。
进一步的，绝缘隔板固定部通过螺钉连接在电极主体部上。
进一步的，绝缘隔板为耐热绝缘隔板。
有益效果：本发明通过在功率模块的中间电极与芯片集合之间设置绝缘隔板，环绕在中间电极、正电极和负电极的内侧和底部，即使芯片出现爆炸现象，也能够有效的将爆炸产生的导电性气体与电极隔开，从而防止其中任意两个电极导通而导致电极拉弧和模块燃烧等危险状况，提高了模块使用的安全性。
附图说明
图1是现有技术的功率模块的结构示意图；
图2(a)是本发明的结构示意图；
图2(b)是本发明的局部结构放大图；
图3是绝缘隔板安装在功率模块中的结构示意图；
图4(a)是绝缘隔板与中间电极安装后的主视图；
图4(b)是绝缘隔板与中间电极的安装AA方向剖视图；
图4(c)是绝缘隔板与中间电极的安装BB方向剖视图；
图4(d)是绝缘隔板与中间电极的安装俯视图；
图5(a)是绝缘隔板与中间电极的安装完成的立体图；
图5(b)是绝缘隔板与中间电极的另一个视角的立体图；
图5(c)是绝缘隔板与中间电极的安装过程示意图。
具体实施方式
如图2(a)所示，为本发明提供的一种设有绝缘隔板的功率模块，包括芯片集合1、输出电极2和电源电极，此处以三电平功率模块为例，这里的电源电极可以指代图中的中间电极3或者正电极4或者负电极5，本实施例中的绝缘隔板6安装在长度最长的电极——中间电极3上，如此一来绝缘隔板6便可以环绕在中间电极3、正电极4和负电极5的内侧和底部，以获得最佳的绝缘效果，因此，电源电极在本实施中即为中间电极3，绝缘隔板6为耐热绝缘隔板。
如图2(b)所示，中间电极3包括水平设置的电极引出部7、与电极引出部7垂直连接的电极主体部8以及与电极主体部8相连的电极接触部9，所述电极接触部9与芯片集合1相连，绝缘隔板6包括绝缘隔板主体部62，绝缘隔板主体部62在靠近电极接触部9的一侧向芯片集合1方向延伸有多个绝缘隔板延伸部63，如图3所示，本实施例中绝缘隔板延伸部63的数量为6个，绝缘隔板主体部62设置于电极主体部8与芯片集合1之间；绝缘隔板主体部62在靠近输出电极2的一侧向远离芯片集合1的方向延伸有绝缘隔板固定部61，绝缘隔板固定部61可拆卸连接在电极主体部8上，绝缘隔板固定部61与绝缘隔板主体部62将电极主体部8包围在内侧。
如图3所示，绝缘隔板固定部61与中间电极3的电极主体部8通过螺钉连接，本实施例中使用四颗螺钉将中间电极3的电极主体部8与绝缘隔板固定部61固定，如图4(a)、图4(b)、图4(c)、图4(d)所示。
为了保证绝缘效果，绝缘隔板固定部61与绝缘隔板主体部62的交线的长度不小于中间电极3最长边的长度，如图5(a)、图5(b)、图5(c)所示。
本发明通过在功率模块的电极与芯片集合之间设置绝缘隔板，提高了模块使用的安全性。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种设有绝缘隔板的功率模块，包括芯片集合(1)、输出电极(2)和电源电极，电源电极均包括电极引出部(7)、与电极引出部(7)相连的电极主体部(8)以及与电极主体部(8)相连的电极接触部(9)，所述电极接触部(9)与芯片集合(1)相连，其特征在于，还包括绝缘隔板(6)，所述绝缘隔板(6)包括绝缘隔板主体部(62)，绝缘隔板主体部(62)在靠近电极接触部(9)的一侧向芯片集合(1)方向延伸有绝缘隔板延伸部(63)，绝缘隔板主体部(62)设置于电极主体部(8)与芯片集合(1)之间。
2.根据权利要求1所述的一种设有绝缘隔板的功率模块，其特征在于，所述绝缘隔板主体部(62)在靠近输出电极(2)的一侧向远离芯片集合(1)的方向延伸有绝缘隔板固定部(61)，绝缘隔板固定部(61)可拆卸连接在电极主体部(8)上，绝缘隔板固定部(61)与绝缘隔板主体部(62)将电极主体部(8)包围在内侧。
3.根据权利要求1所述的一种设有绝缘隔板的功率模块，其特征在于，所述绝缘隔板主体部(62)延伸有多个绝缘隔板延伸部。
4.根据权利要求1所述的一种设有绝缘隔板的功率模块，其特征在于，所述绝缘隔板固定部(61)与绝缘隔板主体部(62)的交线的长度不小于电源电极最长边的长度。
5.根据权利要求1所述的一种设有绝缘隔板的功率模块，其特征在于，所述电源电极为中间电极(3)。
6.根据权利要求2所述的一种设有绝缘隔板的功率模块，其特征在于，绝缘隔板固定部(61)通过螺钉连接在电极主体部(8)上。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种设有绝缘隔板的功率模块，其特征在于，所述绝缘隔板(6)为耐热绝缘隔板。
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