CN115911012A - 一种igbt模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种IGBT模块，所述IGBT模块包括底板、IGBT芯片组、功能模组和端子组，所述底板上设有第一导电线路和第二导电线路，所述IGBT芯片组分设多个IGBT芯片，多个IGBT芯片分布于所述底板上，并通过键合线与所述第一导电线路连接，所述功能模组设有至少一个电子元器件，至少一个电子元器件设置于底板上，并与多个IGBT芯片分隔，至少一个电子元器件通过键合线与所述第二导电线路连接，所述端子组包括IGBT端子组和功能端子组，所述IGBT端子组与所述IGBT芯片组电连接，以形成IGBT拓扑电路，所述IGBT模块具备高频率开关功能以及集成复合功能，以实现所述IGBT模块满足功能拓展的应用场景。

Description

一种IGBT模块

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种IGBT模块。

背景技术

IGBT模块广泛应用于新能源领域，具备优越的开关功能。目前，IGBT模块通过设置IGBT芯片及端子组，从而满足高频率开关控制功能，然而随着IGBT模块更多的应用在需要感应温度的场景，IGBT模块功能单一，并不能满足功能拓展需求。

发明内容

本申请的实施例提供一种IGBT模块，以使得IGBT模块满足功能拓展需求。

本申请的实施例提供一种IGBT模块，其中，所述IGBT模块包括底板、IGBT芯片组、功能模组和端子组，所述底板上设有第一导电线路和第二导电线路，所述IGBT芯片组分设多个IGBT芯片，多个IGBT芯片分布于所述底板上，并通过键合线与所述第一导电线路连接，所述功能模组设有至少一个电子元器件，至少一个电子元器件设置于底板上，并与多个IGBT芯片分隔，至少一个电子元器件通过键合线与所述第二导电线路连接，所述端子组包括IGBT端子组和功能端子组，所述IGBT端子组经第一导电线路所述IGBT芯片组电连接，以形成IGBT拓扑电路，所述功能端子组与所述IGBT端子组分隔，并经第二导电线路电连接所述至少一个电子元器件，以形成功能拓扑电路，所述功能拓扑电路，用于增加所述IGBT模块的功能拓展。

其中，所述底板包括基板和设置于所述基板上的覆铜板组，所述第一导电线路和所述第二导电线路设置于所述覆铜班组，所述IGBT端子组与所述覆铜板组焊接，并经所述覆铜板组电连接所述IGBT芯片组。

其中，所述IGBT端子组包括第一功率端子、第二功率端子、第三功率端子、第一信号端子、第二信号端子、第三信号端子和第四信号端子，第一功率端子、第二功率端子、第三功率端子、第一信号端子、第二信号端子、第三信号端子和第四信号端子相互间隔排布，并均与所述覆铜板组电连接。

其中，所述多个IGBT芯片间隔设置于所述覆铜板组。

其中，所述IGBT模块还包括多个FRD芯片，多个FRD芯片设置于所述底板，经第一导电线路与所述多个IGBT芯片电连接。

其中，所述至少一个电子元器件设有热敏电阻，所述功能端子组包括第一温感端子和第二温感端子，所述热敏电阻经所述第二导电线路电连接于所述第一温感端子和所述第二温感端子之间。

其中，所述至少一个电子元器件设有整流器模组，所述功能端子组包括第一整流端子、第二整流端子和第三整流端子，所述第一整流端子、第二整流端子和第三整流端子相互间隔排布，所述整流器模组经所述第二导电线路电连接所述所述第一整流端子、第二整流端子和第三整流端子。

其中，所述整流器模组设有多个整流器，多个所述整流器焊接于所述底板，并经所述第二导电线路与所述第一整流端子、第二整流端子和第三整流端子电连接。

其中，所述IGBT拓扑电路与功能拓扑电路连接。

其中，所述IGBT拓扑电路与所述功能拓扑电路相互独立。

本申请提供的IGBT模块，通过所述底板设置第一导电线路和第二导电线路，所述第一导电线路将所述多个IGBT芯片与所述IGBT端子组连接，以形成IGBT拓扑电路,所述第二导电线路将所述至少一个电子元器件与所述功能端子组连接，以形成功能拓扑电路,从而所述IGBT模块具备高频率开关功能以及集成复合功能，以实现所述IGBT模块满足功能拓展的应用场景。所述功能模组与所述功能端子组连接，以利用所述功能端子组将所述功能模组的复合电路引出所述IGBT模块，从而使得所述IGBT模块可以向外部电子器件提供复合的功能电路，以实现所述IGBT模块除了可以控制高频频率开关，还可以应对外部电子器件的应用需求而提供相应的复合功能电路。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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是本申请实施例一提供的IGBT模块的电路布局示意图；

图2是本申请实施例一提供的IGBT模块的立体示意图一；

图3是本申请实施例一提供的IGBT模块的IGBT拓扑电路原理图；

图4是本申请实施例一提供的IGBT模块的温感拓扑电路原理图；

图5是本申请实施例一提供的IGBT模块的立体分解示意图；

图6是本申请实施例一提供的IGBT模块的立体示意图二；

图7是本申请实施例二提供的IGBT模块的示意图；

图8是本申请实施例二提供的IGBT模块的立体示意图；

图9是本申请实施例二提供的IGBT模块的电路原理示意图；

图10是本申请基于实施例二的另一实施例提供的IGBT模块的示意图；

图11是本申请基于实施例二的另一实施例提供的IGBT模块的电路原理示意图；

图12是本申请实施例提供的IGBT模块的立体分解示意图。

具体实施方式

本申请的实施例提供一种IGBT模块100，所述IGBT模块包括底板、IGBT芯片组30、功能模组和端子组50，所述底板上设有第一导电线路和第二导电线路，所述IGBT芯片组30分设多个IGBT芯片，多个IGBT芯片分布于所述底板上，并通过键合线与所述第一导电线路连接。所述功能模组设有至少一个电子元器件，至少一个电子元器件设置于底板上，并与多个IGBT芯片分隔，至少一个电子元器件通过键合线与所述第二导电线路连接。所述端子组50包括IGBT端子组60和功能端子组，所述IGBT端子组经第一导电线路所述IGBT芯片组电连接，以形成IGBT拓扑电路，所述功能端子组与所述IGBT端子组分隔，并经第二导电线路电连接所述至少一个电子元器件，以形成功能拓扑电路，所述功能拓扑电路，用于增加所述IGBT模块的功能拓展。

可以理解的是，所述功能模组可以由单个或者多个电子元器件构成。所述功能模组与所述功能端子组连接，以利用所述功能端子组将所述功能模组的复合电路引出所述IGBT模块，从而使得所述IGBT模块可以向外部电子器件提供复合的功能电路，以实现所述IGBT模块除了可以控制高频频率开关，还可以应对外部电子器件的应用需求而提供相应的复合功能电路。

本实施方式中，所述底板包括基板10和设置于所述基板10上的覆铜板组20。所述第一导电线路和所述第二导电线路设置于所述覆铜班组20。具体的，所述覆铜板组20上经过蚀刻工艺对覆铜层加工，以利用覆铜板组20上的覆铜线路形成所述第一导电线路和第二导电线路。所述覆铜板组20可以由单个或多个覆铜板构成。所述覆铜板组20由多个覆铜板构成时，多个覆铜板之间利用键合线相互连接，以是的第一导电线路形成通路，以及第二导电线路形成通路。所述IGBT芯片组30焊接于所述覆铜板组20，所述所述IGBT端子组50与所述覆铜板组20焊接，并经所述覆铜板组20上的第一导电线路电连接所述IGBT芯片组30。所述功能模组焊接于所述覆铜板组20，所述功能端子组与所述覆铜板组20焊接或经导电线路连接，并经所述覆铜板组20上的第二导电线路电连接所述功能模组。为对所述功能模组进行举例示意说明，请参阅本实施方式的实施例一和实施例二。

本申请的实施例一：

本申请的实施例一中，所述至少一个电子元器件设有热敏电阻，所述功能端子组包括第一温感端子和第二温感端子，所述热敏电阻经所述覆铜板组20上的第二导电线路电连接于所述第一温感端子和所述第二温感端子之间。

请参阅图1、图2和图3，本申请实施例一提供一种带热敏电阻的IGBT模块100，所述IGBT模块100包括基板10、覆铜板组20、IGBT芯片组30、热敏电阻40和端子组50，所述覆铜板组20固定于所述基板10上，所述IGBT芯片组30设置在所述覆铜板组20上，所述热敏电阻40设置于所述覆铜板组20，并于所述IGBT芯片组30间隔设置，所述端子组50包括IGBT端子组60和温感端子组70，所述IGBT端子组60与所述IGBT芯片组30电连接，以形成IGBT拓扑电路，所述温感端子组70与所述IGBT端子组60分隔，并电连接所述热敏电阻40，以形成温感拓扑电路。

可以理解的是，本申请的IGBT模块100将IGBT电路、集成电路、温感电路结合，具有高集成度、高可靠性等优势，尤其适合应用于驱动电机的变频器及各种逆变电源，可以应用于变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动、变频家电、新能源汽车等常用的电力电子器件。本申请的IGBT模块100可广泛应用于交通、新能源等领域。

通过所述IGBT芯片组30设置在所述覆铜板组20,所述IGBT端子组60与所述IGBT芯片组30电连接，以形成IGBT拓扑电路,所述热敏电阻40设置于所述覆铜板组20,所述温感端子组70电连接所述热敏电阻40，以形成温感拓扑电路,从而所述IGBT模块100具备高频率开关功能以及温感功能，以实现所述IGBT模块100满足需要感应温度的应用场景。

本实施方式中，所述基板10采用常规材料制成。所述基板10为矩形板件。当然所述基板10也可以是其他多边形板件，所述基板10具体形状可以根据需要而选择。所述基板10设有四个安装孔11，四个所述安装孔11分别设置于所述基板10的四个边角处。所述安装孔11贯穿所述基板10。所述安装孔11用于外部固定件适配，以将所述基板10固定在外部器件上。所述基板10具有两个相对的长边12和两个相对的短边13。所述边角由所述长边12与所述短边13的夹角形成。

本实施方式中，所述覆铜板组20有多个覆铜板间隔排布构成。所述覆铜板组20焊接于所述基板10的一面。所述覆铜板为DBC(Direct Bonding Copper，陶瓷覆铜基板10)。所述覆铜板具有陶瓷的高导热、高电绝缘、高机械强度、低膨胀等特性，兼具无氧铜的高导电性和优异焊接性能，覆铜板上可刻蚀出各种图形电路，以形成第一导电线路和第二导电线路，以利用第一导电线路与IGBT芯片电连接，以及便于第二导电线路与热敏电阻40电连接，以形成IGBT拓扑电路，以及形成温感拓扑电路。所述覆铜板与所述基板10的适配方式与现有技术一致，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

本实施方式中，所述IGBT芯片组30适配于所述覆铜板组20上。所述IGBT芯片组30由多个IGBT芯片31构成，分别固定于多个覆铜板上。IGBT芯片31固定于覆铜板的方式与现有技术一致，具体为本领域技术人员熟知，在此不再赘述。IGBT芯片组30经所述覆铜板与所述IGBT端子组60电连接，以实现所述IGBT端子组60将所述IGBT拓扑电路引出，便于IGBT拓扑电路与应用场景的电子器件连接，从而实现利用IGBT模块100驱动应用场景的电子器件运行。

本实施方式中，所述热敏电阻40与所述IGBT芯片组30相互独立。所述热敏电阻40设置于所述覆铜板组20靠近所述温感端子组70的位置，以便于热敏电阻40经所述覆铜板组20连接所述温感端子组70。所述温感端子组70将所述温感拓扑电路引出，以便于所述温感托电路连接外部的电子器件，从而实现IGBT模块100具有温度感应功能，并且能够输出温度感应数据。

本实施方式中，所述IGBT端子组60由多个折弯的金属件制成。所述IGBT端子组60与所述覆铜板组20上刻蚀出的第一导电线路导通，以便于所述IGBT端子组60与所述IGBT芯片组30导通。所述IGBT端子组60与所述覆铜板组20经超声波焊接固定或通过软钎料焊接固定，通过超声波焊接或软钎料焊接方式，能提高IGBT模块100的生产效率以及质量。所述IGBT端子组60一端接触于所述覆铜板组20，另一端大致沿垂直所述基板10布置所述覆铜板的一面向上引出。所述IGBT端子组60远离所述覆铜板组20的一端用于与外部的电子器件连接。

本实施方式中，所述温感端子组70与所述覆铜板组20的适配方式，大致与所述IGBT端子组60与所述覆铜板组20的适配方式相同，在此不再赘述。所述温感端子组70与所述IGBT端子组60分隔，以避免所述温感端子组70的电信号对所述IGBT端子组60的电信号干扰，并且保证所述温感端子组70和所述IGBT端子组60的相互独立性。

进一步地，请参阅图2、图3和图4，所述IGBT端子组60包括第一功率端子51、第二功率端子52、第三功率端子53、第一信号端子54、第二信号端子55、第三信号端子56和第四信号端子57，第一功率端子51、第二功率端子52、第三功率端子53、第一信号端子54、第二信号端子55、第三信号端子56和第四信号端子57相互间隔排布，并均与所述覆铜板组20焊接。

本实施方式中，所述第一功率端子51、第二功率端子52、第三功率端子53沿平行所述基板10的长边12方向并排设置。所述第一功率端子51、第二功率端子52、第三功率端子53的结构大致相同，在此，以第一功率端子51的结构进行示意说明，第二功率端子52的结构和第三功率端子53的结构不再赘述。

具体的，第一功率端子51包括顶板511、侧板512和底板513。所述第一功率端子51包括两个所述侧板512和两个所述底板513。两个所述侧板512分别连接于所述顶部相对的两侧边。所述底板513对应连接于所述侧板512远离所述顶板511的一边。所述侧板512大致垂直所述顶板511，所述底板513大致垂直所述侧板512，并大致与所述顶板511平行。所述底板513与所述顶板511错开，以便于所述底板513位于所述侧板512外侧，从而便于所述底板513延伸出焊接部514，并且有利于焊接部514焊接于所述覆铜板组20。所述焊接部514由所述底板513大致平行所述长边12方向的一端延伸出，并相对所述底板513折弯。所述焊接部514与所述覆铜板组20焊接的技术与现有技术一致，具体为本领域技术人员所熟知，具体不再赘述。

更为具体的，所述顶板511设有过孔，所述过孔贯穿所述顶板511，以便于所述顶板511与外部的电子器件连接，从而实现所述第一功率端子51、第二功率端子52和第三功率端子53与外部电子器件连接。所述侧板512设有沿平行所述长边12延伸出的凸出矩形板515。所述第一功率端子51的凸出矩形板515和所述第二功率端子52的凸出矩形板515凸出方向一致，所述第三功率端子53的凸出矩形板515凸出方向与所述第一功率端子51的凸出矩形板515的凸出方向相反。所述第一功率端子51的底板513延伸出所述焊接部514一端相应的凸出矩形板515之间存在间隙。所述第二功率端子52的底板513从所述凸出矩形板515的一侧边延伸出，且在朝向所述第一功率端子51的一端延伸出所述焊接部514。所述第三功率端子53的底板513由相应的侧板512延伸出，且朝向所述第二功率端子52的一端延伸出所述焊接部514，并且延伸所述焊接部514的一端与相应的凸出矩形板515之间存在间隙。

所述第一功率端子51的焊接部514及所述第三功率端子53的焊接部514均朝所述底板513的外侧延伸，即背离所述底板513面向所述基板10的一侧。所述第二功率端子52的焊接部514则位于相应底板513面向所述基板10一侧与所述基板10之间。

本实施方式中，所述第一信号端子54、第二信号端子55、第三信号端子56和第四信号端子57靠近所述基板10的一短边13，并且沿平行所述短边13方向排布。所述第一信号端子54、第二信号端子55、第三信号端子56和第四信号端子57靠近所述第三功率端子53布置。所述第一信号端子54、第二信号端子55、第三信号端子56和第四信号端子57结构大致相同，在此，以第一信号端子54的结构进行示意说明，第二信号端子55的结构、第三信号端子56的结构和第四信号端子57的结构不再赘述。

具体的，所述第一信号端子54具有竖向顶板541和横向底板542，以及连接于所述竖向顶板541及横向底板542之间的折弯板543。所述竖向顶板541用于与外部电子器件连接。所述横向底板542与所述覆铜板组20焊接。所述横向底板542与所述覆铜板组20的焊接方式与现有技术一致，具体为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

更为具体的，所述第一信号端子54和所述第二信号端子55并排，所述第三信号端子56与所述第四信号端子57并排。所述第二信号端子55与所述第三信号端子56之间排布所述温感端子组70。

进一步地，所述覆铜板组20包括第一覆铜板21和第二覆铜板22，所述第一覆铜板21和第二覆铜板22间隔设置，并通过键合线连接，所述IGBT芯片组30设置于所述第一覆铜板21上，所述第一功率端子51、第二功率端子52和第三功率端子53与所述第一覆铜板21焊接，所述第一信号端子54、第二信号端子55、第三信号端子56和第四信号端子57与所述第二覆铜板22焊接。

本实施方式中，所述第一覆铜板21成矩形排布。所述第一覆铜板21包括多个第一子覆铜板211，多个第一子覆铜板211相互间隔设置，并通过键合线连接，所述IGBT芯片组30包括多个IGBT芯片31，多个IGBT芯片31分别设置于所述多个第一子覆铜板211上。多个IGBT芯片31之间通过键合线连接，以满足IGBT拓扑电路的导电要求。具体的，每一所述IGBT芯片31对应焊接于其中一个所述第一子覆铜板211上。所述第一功率端子51、第二功率端子52和第三功率端子53焊接于布局有所述IGBT芯片31的第一子覆铜板211上。在多个第一子覆铜板211上设有第一焊点2111、第二焊点2112和第三焊点2113，第一功率端子51、第二功率端子52和第三功率端子53分别对应焊接于第一焊点2111、第二焊点2112和第三焊点2113。具体参见图1所示布局示意。当然，在其他实施方式中，所述IGBT芯片31与所述第一功率端子51、第二功率端子52机第三功率端子53也可以采用其他布局形式于多个所述第一子覆铜板211上。

本实施方式中，所述第二覆铜板22包括四个第二子覆铜板221，四个第二子覆铜板221相互间隔排布，并与所述第一覆铜板21经键合线连接，所述第一信号端子54、第二信号端子55、第三信号端子56和第四信号端子57分别与四个所述第二子覆铜板221焊接。四个第二子覆铜板221沿平行所述短边13排布。四个第二子覆铜板221通过键合线与多个所述第一子覆铜板211连接，以满足IGBT拓扑电路的导电要求。四个所述第二子覆铜板221与多个所述第一子覆铜板211之间存在间距，具体参见图1所示。更为具体的，如图3所示，图为本实施方式的IGBT模块100的IGBT拓扑电路的原理图，当然，在其他实施方式中，本申请的IGBT模块100也可以采用其他拓扑形式。

具体的，所述IGBT模块100包括四个所述IGBT芯片31，四个所述IGBT芯片31呈阵列排布。所述IGBT模块100还包括八个FRD芯片60，所述FRD芯片60焊接于所述第一子覆铜板211上。每两个所述FRD芯片60与一个所述IGBT芯片31共一个所述第一子覆铜板211。所述FRD芯片60与所述IGBT芯片31经键合线连接。所述IGBT芯片31、FRD芯片60及第一子覆铜板211在所述基板10上的布局结构参见图所示。所述IGBT芯片31、FRD芯片60、第一子覆铜板211、所述第一功率端子51、第二功率端子52、第三功率端子53、所述第一信号端子54、第二信号端子55、第三信号端子56和第四信号端子57共同形成的IGBT拓扑电路原理图参见图3所示。

更为具体的，为清楚理解，对图3示IGBT拓扑电路的原理图详细说明。对其中两个IGBT芯片31合并简化为第一IGBT器件311，对其中另外两个IGBT芯片31合并简化为第二IGBT器件312。对其中四个FRD芯片60合并简化为第一FRD器件61，对另外四个FRD芯片60合并简化为第二FRD器件62。所述第一功率端子51与第一IGBT器件311的集电极连接，与第二IGBT器件312的发射极连接，与第一FRD器件61的负极连接，与第二FRD器件62的正极连接，与第二信号端子55连接。所述第二功率端子52与第一IGBT器件311的发射极连接。所述第三功率端子53与所述第二IGBT器件312的集电极连接，以及与第二FRD器件62的负极连接。所述第一信号端子54与第二IGBT器件312的门极连接。第三信号端子56与第一IGBT器件311的门极连接。第四信号端子57与第一FRD器件61的正极连接。

进一步地，所述覆铜板组20包括第三覆铜板23和第四覆铜24板，所述第三覆铜板23和所述第四覆铜24板间隔设置，并通过键合线连接，所述热敏电阻40设置于所述第三覆铜板23，所述温感端子组70与所述第四覆铜24板焊接。

本实施方式中，所述第三覆铜板23包括两个第三子覆铜板231，两个第三子覆铜板231间隔设置，所述热敏电阻40设置于两个所述第三子覆铜板231之间。所述第三子覆铜板231靠近所述第一子覆铜板211，并与所述第一子覆铜板211相隔。所述热敏电阻40的两端分别焊接于两个所述第三子覆铜板231上。所述第三子覆铜板231的另一端经键合线连接至所述第四覆铜24板。具体的，所述第四覆铜24板包括两个第四子覆铜板241，两个第四子覆铜板241间隔设置，并与所述第三覆铜板23经键合线连接，所述温感端子组70包括第一温感端子71和第二温感端子72，所述第一温感端子71和第二温感端子72分别与两个所述第四子覆铜板241焊接。两个所述第四子覆铜板241位于两个所述第二子覆铜板221之间，以便于所述第一温感端子71和所述第二温感端子72排布于所述第二信号端子55和所述第三信号端子56之间。所述热敏电阻40经第四子覆铜板241及键合线与所述第一温感端子71和第二温感端子72导通，以形成温感拓扑电路。具体，如图4所示，图4为本申请的IGBT模块100的温感拓扑电路原理图，当然，在其他实施方式中，所述IGBT模块100的温感拓扑电路也可以采取其他拓扑形式。可以理解的是，所述第三子覆铜板231与所述第一子覆铜板211隔离，所述第四子覆铜板241与所述第二子覆铜板221隔离，从而所述IGBT拓扑电路与所述温感拓扑电路相互独立，互相不受影响，以保证IGBT模块100的开关驱动功能和温感功能相互独立互不受影响，且安全有效。

请参阅图5和图6，本申请的IGBT模块100还包括壳体80和支架90。所述壳体80盖合于所述基板10上。所述壳体80设有多个端子孔81。所述第一功率端子51、第二功率端子52第三功率端子53、第一信号端子54、第二信号端子55、第三信号端子56、第四信号端子57、第一温感端子71和第二温感端子72均穿过所述壳体80顶部。所述支架90也穿过所述壳体80顶部，并有效支撑所述第一功率端子51、第二功率端子52第三功率端子53，以保证所述IGBT模块100的结构稳固性。所述壳体80对应所述安装孔11设有衬套孔82。IGBT模块100还包括四个衬套，每一所述衬套对应穿过所述衬套孔82及所述安装孔11，并且将所述壳体80固定于所述基板10上，从而保证所述IGBT模块100的结构可靠性。

本申请提供的带热敏电阻40的IGBT模块100，通过所述IGBT芯片组30设置在所述覆铜板组20,所述IGBT端子组60与所述IGBT芯片组30电连接，以形成IGBT拓扑电路,所述热敏电阻40设置于所述覆铜板组20,所述温感端子组70电连接所述热敏电阻40，以形成温感拓扑电路,从而所述IGBT模块100具备高频率开关功能以及温感功能，以实现所述IGBT模块100满足需要感应温度的应用场景。

本申请的实施例二：

本实施例二中，所述至少一个电子元器件设有整流器模组，所述功能端子组包括第一整流端子、第二整流端子和第三整流端子，所述第一整流端子、第二整流端子和第三整流端子相互间隔排布，所述整流器模组经所述覆铜板组20上的第二导电线路电连接所述所述第一整流端子、第二整流端子和第三整流端子。

请参阅图7、图8和图9，本申请实施例二提供一种内置整流器的IGBT模块100。所述IGBT模块100包括基板10、覆铜板组20、IGBT芯片组30、整流器模组40和端子组，所述覆铜板组20固定于所述基板10上，所述IGBT芯片组30设置在所述覆铜板组20上，所述整流器模组40设置于所述覆铜板组20，并与所述IGBT芯片组30间隔设置，所述端子组包括IGBT端子组50和整流器端子组60，所述IGBT端子组50与所述IGBT芯片组30电连接，以形成IGBT拓扑电路，所述整流器端子组60与所述IGBT端子组50分隔，并电连接所述整流器模组40，以形成整流器拓扑电路。

可以理解的是，本申请的IGBT模块100将IGBT电路、集成电路、整流电路结合，具有高集成度、高可靠性等优势，尤其适合应用于驱动电机的变频器及各种逆变电源，可以应用于变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动、变频家电、新能源汽车等常用的电力电子器件。本申请的IGBT模块100可广泛应用于交通、新能源等领域。

通过所述IGBT芯片组30设置在所述覆铜板组20,所述IGBT端子组50与所述IGBT芯片组30电连接，以形成IGBT拓扑电路,所述整流器模组40设置于所述覆铜板组20,所述整流器端子组60电连接所述整流器模组40，以形成整流器拓扑电路,从而所述IGBT模块100具备高频率开关功能以及电路转换功能，以实现所述IGBT模块100满足需要电路转换的应用场景。

本实施方式中，所述基板10采用常规材料制成。所述基板10为矩形板件。当然所述基板10也可以是其他多边形板件，所述基板10具体形状可以根据需要而选择。所述基板10设有四个安装孔11，四个所述安装孔11分别设置于所述基板10的四个边角处。所述安装孔11贯穿所述基板10。所述安装孔11用于外部固定件适配，以将所述基板10固定在外部器件上。所述基板10具有两个相对的长边12和两个相对的短边13。所述边角由所述长边12与所述短边13的夹角形成。

本实施方式中，所述覆铜板组20有多个覆铜板间隔排布构成。所述覆铜板组20焊接于所述基板10的一面。所述覆铜板为DBC(DirectBondingCopper，陶瓷覆铜基板10)。所述覆铜板具有陶瓷的高导热、高电绝缘、高机械强度、低膨胀等特性，兼具无氧铜的高导电性和优异焊接性能，覆铜板上可刻蚀出各种图形电路，以形成第一导电线路和第二导电线路，以利用第一导电线路与IGBT芯片电连接，以及便于第二导电线路与整流器模组40电连接，以形成IGBT拓扑电路，以及形成整流器拓扑电路。所述覆铜板与所述基板10的适配方式与现有技术一致，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

本实施方式中，所述IGBT芯片组30适配于所述覆铜板组20上。所述IGBT芯片组30由多个IGBT芯片构成，分别固定于多个覆铜板上。IGBT芯片固定于覆铜板的方式与现有技术一致，具体为本领域技术人员熟知，在此不再赘述。IGBT芯片组30经所述覆铜板与所述IGBT端子组50电连接，以实现所述IGBT端子组50将所述IGBT拓扑电路引出，便于IGBT拓扑电路与应用场景的电子器件连接，从而实现利用IGBT模块100驱动应用场景的电子器件运行。

本实施方式中，所述整流器模组40与所述IGBT芯片组30间隔设置。所述基板10设置第一区域101和与所述第一区域101间隔设置的第二区域102。所述IGBT芯片组30设置于所述第一区域101，所述整流器模组40设置于所述第二区域102。所述整流器模组40设置于所述覆铜板组20靠近所述整流器端子组60的位置，以便于整流器模组40经所述覆铜板组20连接所述整流器端子组60。所述整流器端子组60将所述整流器拓扑电路引出，以便于所述整流器拓扑电路连接外部的电子器件，从而实现IGBT模块100具有电路转换功能。

本实施方式中，所述IGBT端子组50由多个折弯的金属件制成。所述IGBT端子组50与所述覆铜板组20上刻蚀出的第一导电线路导通，以便于所述IGBT端子组50与所述IGBT芯片组30导通。所述IGBT端子组50与所述覆铜板组20经超声波焊接固定或通过软钎料焊接固定，通过超声波焊接或软钎料焊接方式，能提高IGBT模块100的生产效率以及质量。所述IGBT端子组50一端接触于所述覆铜板组20，另一端大致沿垂直所述基板10布置所述覆铜板的一面向上引出。所述IGBT端子组50远离所述覆铜板组20的一端用于与外部的电子器件连接。

本实施方式中，所述整流器端子组60与所述覆铜板组20的适配方式，大致与所述IGBT端子组50与所述覆铜板组20的适配方式相同，在此不再赘述。所述整流器端子组60与所述IGBT端子组50分隔，以避免所述整流器端子组60的电信号对所述IGBT端子组50的电信号干扰，并且保证所述整流器端子组60和所述IGBT端子组50的相互独立性。

进一步地，所述覆铜板组20包括第一覆铜板21和第二覆铜板22，所述第一覆铜板21和第二覆铜板22间隔设置，所述IGBT芯片组30设置于所述第一覆铜板21上，所述IGBT端子组50连接于所述第一覆铜板21，所述整流器模组40设置于所述第二覆铜板22上，所述整流器端子组60连接于所述第二覆铜板22。

本实施方式中，所述第一覆铜板21排布于所述第一区域101，所述第二覆铜板22排布于所述第二区域102。所述第一区域101为矩形区域，所述第二区域102为矩形区域。所述第一覆铜板21将所述IGBT芯片组30与所述IGBT端子组50导通，以便于IGBT拓扑电路形成于所述第一区域101。所述第二覆铜板22将所述整流器模组40与所述整流器端子组60导通，以便于整流器拓扑电路形成于所述第二区域102，从而减少IGBT拓扑电路与整流器拓扑电路的相互干扰。

进一步地，所述第一覆铜板21包括多个第一子覆铜板，多个第一子覆铜板相互间隔设置，并通过键合线连接，所述IGBT芯片组30包括多个IGBT芯片31，多个IGBT芯片31分别设置于所述多个第一子覆铜板上。所述IGBT端子组50与多个所述第一子覆铜板连接。

本实施方式中，所述第一覆铜板21包括六个第一子覆铜板。六个第一子覆铜板分为两个大面积的第一子覆铜板、两个小面积的第一子覆铜板和两个中面积的第一子覆铜板。两个大面积的第一子覆铜板、两个小面积的第一子覆铜板和两个中面积的第一子覆铜板相互通过键合线连接。六个所述第一子覆铜板分两个矩形区域排布，每一矩形区域内排布一个大面积的第一子覆铜板、一个中面积的第一子覆铜板和一个小面积的第一子覆铜板。所述IGBT芯片组30包括两个IGBT芯片31，两个IGBT芯片31分别焊接于两个大面积的第一子覆铜板上，有利于集成多电子元器件，从而保证所述IGBT拓扑电路的有效性。所述IGBT端子组50与六个第一子覆铜板连接。六个第一子覆铜板上设置多个IGBT端子连接点211，IGBT端子组50与多个IGBT端子连接点211连接。IGBT端子组50与多个IGBT端子连接点211可以直接焊接，也可以通过导线连接。

具体的，所述IGBT端子组50包括第一功率端子51、第二功率端子52、第三功率端子53、第一信号端子54、第二信号端子55、第三信号端子56和第四信号端子57，第一功率端子51、第二功率端子52、第三功率端子53、第一信号端子54、第二信号端子55、第三信号端子56和第四信号端子57相互间隔排布，并与所述多个第一子覆铜板连接。

所述第一功率端子51和第二功率端子52分别焊接于两个大面积的第一子覆铜板上，所述第三功率端子53焊接于其中一个中面积的第一子覆铜板上，并靠近第二功率端子52。在排布第一功率端子51的矩形区域内的中面积第一子覆铜板上及小面积第一子覆铜板上分别设置两个IGBT端子连接点211，两个IGBT端子连接点211分别经导线连接所述第一信号端子54和第二信号端子55，另外两个IGBT端子连接点211分别经导线连接所述第三信号端子56和第四信号端子57。第一信号端子54经导线连接其中一个靠近第一功率端子51的小面积第一子覆铜板。第二信号端子55经导线连接其中一个靠近第一功率端子51的中面积的第一子覆铜板。第三信号端子56经导线连接其中一个靠近第二功率端子52的小面积第一子覆铜板。第四信号端子57经导线连接其中一个靠近第二功率端子52的中面积第一子覆铜板。第三功率端子53与第四信号端子57共排布一个中面积的第一子覆铜板，从而便于IGBT端子组50与IGBT芯片组30形成IGBT拓扑电路。当然，在其他实施方式中，所述IGBT芯片31与所述第一功率端子51、第二功率端子52、第三功率端、第一信号端子54、第二信号端子55、第三信号端子56和第四信号端子57也可以采用其他布局形式于多个所述第一子覆铜板上。

本实施方式中，所述第一功率端子51、第二功率端子52、第三功率端子53沿平行所述基板10的长边12方向并排设置。所述第一功率端子51、第二功率端子52、第三功率端子53的结构大致相同，在此，以第一功率端子51的结构进行示意说明，第二功率端子52的结构和第三功率端子53的结构不再赘述。

具体的，第一功率端子51包括竖板511和相对所述竖板511折弯的横板512。所述横板512位于所述第一功率端子51的底部。所述横板512用于焊接于第一子覆铜板上。所述第一功率端子51还设有缝隙513。所述缝隙513由竖板511的一侧边向另一侧边开设。所述第一功率端子51的缝隙513开设方向与所述第二功率端子52的缝隙513开设方向相反，所述第三功率端子53的缝隙513开设方向与第二功率端子52的缝隙513开设方向相同。所述横板512靠近所述竖板511的侧边，所述横板512与所述缝隙513所开设的侧边靠近。所述横板512与所述第一子覆铜板焊接的技术与现有技术一致，具体为本领域技术人员所熟知，具体不再赘述。所述竖板511的顶部设有多个小齿板，多个小齿板用于与外部的电子器件连接，从而实现所述第一功率端子51、第二功率端子52和第三功率端子53与外部电子器件连接。

本实施方式中，所述第一信号端子54、第二信号端子55、第三信号端子56和第四信号端子57靠近所述基板10的一短边13，并且沿平行所述短边13方向排布。所述第一信号端子54、第二信号端子55、第三信号端子56和第四信号端子57靠近所述第三功率端子53布置。所述第一信号端子54、第二信号端子55、第三信号端子56和第四信号端子57结构大致相同，在此，以第一信号端子54的结构进行示意说明，第二信号端子55的结构、第三信号端子56的结构和第四信号端子57的结构不再赘述。

具体的，所述第一信号端子54具有竖向顶板541和横向凸板542，所述竖向顶板541用于与外部电子器件连接。所述横向凸板542由竖向顶板541的侧边向外凸出。所述竖向顶板541板的底部与所述第一子覆铜板的连接方式与现有技术一致，具体为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

更为具体的，如图7和图9所示，为本实施方式的IGBT模块100的IGBT拓扑电路的原理图。第一功率端子51与对应的第一子覆铜板上的第一焊点2101焊接。第二功率端子52与对应的第一子覆铜板上的第二焊点2102焊接。第三功率端子53与对应的第一子覆铜板上的第三焊点2103焊接。当然，在其他实施方式中，本申请的IGBT模块100也可以采用其他拓扑形式。

所述IGBT模块100包括两个所述IGBT芯片31，两个所述IGBT芯片31分隔排布。所述IGBT模块100还包括两个FRD芯片32，所述FRD芯片32焊接于所述第一子覆铜板上。每个所述FRD芯片32与一个所述IGBT芯片31共一个大面积的第一子覆铜板。所述FRD芯片32与所述IGBT芯片31经键合线连接其他的第一子覆铜板。所述IGBT芯片31、FRD芯片32及第一子覆铜板在所述基板10上的布局结构参见图所示。所述IGBT芯片31、FRD芯片32、第一子覆铜板、所述第一功率端子51、第二功率端子52、第三功率端子53、所述第一信号端子54、第二信号端子55、第三信号端子56和第四信号端子57共同形成的IGBT拓扑电路原理图参见图9所示。

更为具体的，两个IGBT芯片31分别形成第一IGBT器件311和第二IGBT器件312，两个FRD芯片32分别形成第一FRD器件321和第二FRD器件322。第一功率端子51连接第一IGBT器件311的集电极以及第一FRD器件321的负极。第二功率端子52连接第一FRD器件321的正极及第二FRD器件322的负极。第二功率端子52还连接第一IGBT器件311的发射极和第二IGBT器件312的集电极。第三功率端子53连接第二IGBT器件312的集电极和第二FRD器件322的正极。第一信号端子54连接第一IGBT器件311的门极，第二信号端子55连接第一IGBT器件311的发射极，第三信号端子56连接第二IGBT器件312的门极，第四信号端子57连接第二IGBT器件312的发射极。当然，在其他实施方式中，本申请的IGBT拓扑电路也可以采用其他拓扑形式。

进一步地，所述第二覆铜板22包括多个第二子覆铜板，多个第二子覆铜板相互间隔排布，并通过键合线连接，所述整流器模组40分布于所述多个第二子覆铜板。

本实施方式中，所述第二覆铜板22包括五个第二子覆铜板。五个第二子覆铜板相互通过键合线连接。五个所述第二子覆铜板均设置第二区域102。所述整流器模组40包括六个整流器401，其中三个整流器401共一个第二子覆铜板，另外三个整流器401各焊接于一个第二子覆铜板上，还有一个第二子覆铜板空置。所述整流器端子组60与五个第二子覆铜板连接。五个第二子覆铜板上设置多个整流端子连接点221，整流器端子组60与多个整流端子连接点221连接。整流器端子组60与多个整流端子连接点221可以直接焊接，也可以通过导线连接。

在一个实施方式中，所述整流器端子组60包括第一整流端子61、第二整流端子62、第三整流端子63，第一整流端子61、第二整流端子62、第三整流端子63相互间隔排布，并与所述多个第二子覆铜板连接。第一整流端子61的结构与第一功率端子51的结构大致相同在此不再赘述。第二整流端子62和第三整流端子63与第一整流端子61的结构也大致相同，在此不再赘述，不同的是，第一整流端子61的缝隙513开设方向与第二整流端子62的缝隙513开设方向相反，第三整流端子63的缝隙513开设方向与第一整流端子61的缝隙513开设方向相同。第一整流端子61、第二整流端子62、第三整流端子63沿基板10的另一长边12排布。第一整流端子61对应第二子覆铜板上的第一整流焊点2201焊接。第二整流端子62对应第二子覆铜板上的第二整流焊点2202焊接。第三整流端子63对应第二子覆铜板上的第三整流焊点2203焊接。

利用五个第二子覆铜板将六个整流器401与第一整流端子61、第二整流端子62、第三整流端子63连接，从而形成整流器拓扑电路。所述IGBT模块100的整流拓扑电路原理图参见图9所示。当然，在其他实施方式中，所述整流器模组40与所述第一整流端子61、第二整流端子62、第三整流端子63也可以采用其他布局形式于多个所述第二子覆铜板上。当然，在其他实施方式中，所述IGBT模块100的整流器拓扑电路也可以采取其他拓扑形式。

可以理解的是，在一个实施方式中，所述IGBT拓扑电路与所述整流器401拓扑电路连接。其中一个所述第二子覆铜板与其中一个所述第一子覆铜板通过导电件69连接，从而所述IGBT拓扑电路与所述整流器401拓扑电路连接，以使得所述IGBT拓扑电路与所述整流器拓扑电路复合，具体所形成的IGBT模块100的复合电路原理图如图9所示。

在另一个实施方式中，请参阅图10和图11，与图9示实施例大致相同，不同的是，所述IGBT拓扑电路与所述整流器拓扑电路相互独立。在第二子覆铜板上还设置两个端子焊点209，所述整流器端子组60还包括第一接口端子64和第二接口端子65，两个整流端子分别与第一接口端子64和第二接口端子65经导线连接或者直接焊接。具体的，所述第二子覆铜板与所述第一子覆铜板完全隔离，相互独立，以使得IGBT模块100具备高频率开关功能和电路转换功能，IGBT拓扑电路与所述整流器拓扑电路分别所形成的两个独立电路原理图如10和图11所示。

请参阅图12，本申请的IGBT模块100还包括壳体70。所述壳体70盖合于所述基板10上。所述壳体70设有多个端子孔71。所述第一功率端子51、第二功率端子52第三功率端子53、第一信号端子54、第二信号端子55、第三信号端子56、第四信号端子57、第一整流端子61、第二整流端子62和第三整流端子63均穿过所述壳体70顶部，以便于所述第一功率端子51、第二功率端子52第三功率端子53、第一信号端子54、第二信号端子55、第三信号端子56、第四信号端子57、第一整流端子61、第二整流端子62和第三整流端子63与外部电子器件连接。

本申请提供的内置整流器的IGBT模块100，通过所述IGBT芯片组30设置在所述覆铜板组20,所述IGBT端子组50与所述IGBT芯片组30电连接，以形成IGBT拓扑电路,所述整流器模组40设置于所述覆铜板组20,所述整流器端子组60电连接所述整流器模组40，以形成整流器拓扑电路,从而所述IGBT模块100具备高频率开关功能以及电路转换功能，以实现所述IGBT模块100满足需要电路转换的应用场景。

综上所述，虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，但该较佳实施例并非用以限制本申请，该领域的普通技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本申请的防护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种IGBT模块，其特征在于，所述IGBT模块包括底板、IGBT芯片组、功能模组和端子组，所述底板上设有第一导电线路和第二导电线路，所述IGBT芯片组分设多个IGBT芯片，多个IGBT芯片分布于所述底板上，并通过键合线与所述第一导电线路连接，所述功能模组设有至少一个电子元器件，至少一个电子元器件设置于底板上，并与多个IGBT芯片分隔，至少一个电子元器件通过键合线与所述第二导电线路连接，所述端子组包括IGBT端子组和功能端子组，所述IGBT端子组经第一导电线路所述IGBT芯片组电连接，以形成IGBT拓扑电路，所述功能端子组与所述IGBT端子组分隔，并经第二导电线路电连接所述至少一个电子元器件，以形成功能拓扑电路，所述功能拓扑电路，用于增加所述IGBT模块的功能拓展。

2.如权利要求1所述的IGBT模块，其特征在于，所述底板包括基板和设置于所述基板上的覆铜板组，所述第一导电线路和所述第二导电线路设置于所述覆铜班组，所述IGBT端子组与所述覆铜板组焊接，并经所述覆铜板组上的第一导电线路电连接所述IGBT芯片组。

3.如权利要求2所述的IGBT模块，其特征在于，所述IGBT端子组包括第一功率端子、第二功率端子、第三功率端子、第一信号端子、第二信号端子、第三信号端子和第四信号端子，第一功率端子、第二功率端子、第三功率端子、第一信号端子、第二信号端子、第三信号端子和第四信号端子相互间隔排布，并均与所述覆铜板组电连接。

4.如权利要求1所述的IGBT模块，其特征在于，所述多个IGBT芯片间隔设置于所述覆铜板组。

5.如权利要求4所述的IGBT模块，其特征在于，所述IGBT模块还包括多个FRD芯片，多个FRD芯片设置于所述底板，经第一导电线路与所述多个IGBT芯片电连接。

6.如权利要求1所述的IGBT模块，其特征在于，所述至少一个电子元器件设有热敏电阻，所述功能端子组包括第一温感端子和第二温感端子，所述热敏电阻经所述第二导电线路电连接于所述第一温感端子和所述第二温感端子之间。

7.如权利要求1所述的IGBT模块，其特征在于，所述至少一个电子元器件设有整流器模组，所述功能端子组包括第一整流端子、第二整流端子和第三整流端子，所述第一整流端子、第二整流端子和第三整流端子相互间隔排布，所述整流器模组经所述第二导电线路电连接所述所述第一整流端子、第二整流端子和第三整流端子。

8.如权利要求7所述的IGBT模块，其特征在于，所述整流器模组设有多个整流器，多个所述整流器焊接于所述底板，并经所述第二导电线路与所述第一整流端子、第二整流端子和第三整流端子电连接。

9.如权利要求1所述的IGBT模块，其特征在于，所述IGBT拓扑电路与功能拓扑电路连接。

10.如权利要求1所述的IGBT模块，其特征在于，所述IGBT拓扑电路与所述功能拓扑电路相互独立。

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