CN203165889U - 一种igbt模块 - Google Patents

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薛鹏辉
陈宝川
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Abstract

本实用新型提供一种IGBT模块包括：至少一控制端子、至少一IGBT芯片、具有横梁的框体、以及固定于框体底面且与横梁的底面固定连接的陶瓷基覆板，所述陶瓷基覆板通过横梁划分为至少两个容纳区域，每个IGBT芯片固定于对应容纳区域的陶瓷基覆板上，所述横梁上设有至少一个凹槽，所述控制端子固定于所述凹槽内且与所述IGBT芯片电连接。该IGBT模块的结构不仅可以降低模块的制造成本，还可以简化模块的制造工艺。

Description

一种IGBT模块
技术领域
本实用新型涉及功率模块领域，尤其涉及一种IGBT模块。
背景技术
目前的IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块，特别是车用IGBT模块主要包括三个导电单元，用于导通三相交流电，而导电单元需要与控制端子连接，然后通过控制端子来控制导电单元的导通或断开，每个导电单元包括两个IGBT芯片，分别对应上下桥，即控制端子与对应的IGBT芯片电连接。在现有技术中，将控制端子通过超声波键合在陶瓷基覆板即DBC的IGBT芯片上后，控制端子的引出端位于导电单元之间，然后需要用环氧塑封材料将控制端子完完全全包裹住，IGBT芯片位于所述框体1内的DBC中，从而形成与所述框体1一体的横梁2，因此将控制端子完完全全包裹住，从而造成使用较多的环氧塑封材料，不仅不利于模块的成本降低，而且使得模块的制造工艺复杂化。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，从而提供了一种IGBT模块，不仅可以降低模块的制造成本，还可以简化模块的制造工艺。
为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
一种IGBT模块，所述IGBT模块包括：至少一控制端子、至少一IGBT芯片、具有横梁的框体、以及固定于框体底面且与横梁的底面固定连接的陶瓷基覆板，所述陶瓷基覆板通过横梁划分为至少两个容纳区域，每个IGBT芯片固定于对应容纳区域的陶瓷基覆板上，所述横梁上设有至少一个凹槽，所述控制端子固定于所述凹槽内且与所述IGBT芯片电连接。
优选的，所述横梁与所述框体一体成型。
优选的，所述控制端子包括连接端，所述连接端的底面固定于所述凹槽内。
优选的，所述IGBT模块还包括导电金属线，所述连接端的顶面通过所述导电金属线与IGBT芯片电连接。
优选的，所述导电金属线具体为铝线。
优选的，所述控制端子的连接端呈十字型。
优选的，所述IGBT模块还包括端子基座，所述控制端子还包括引出端以及本体，所述本体分别与所述连接端和引出端连接，所述端子基座包覆于控制端子的本体上，所述控制端子的引出端在纵向方向上高于所述端子基座的顶面，所述端子基座的底面固定在所述凹槽内。
优选的，所述端子基座与所述凹槽一体成型。
优选的，所述端子基座位于所述相邻两个控制端子的连接端之间。
优选的，所述引出端与所述端子基座的顶面垂直连接。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：通过在所述横梁上设有至少一个凹槽，所述控制端子直接固定于所述凹槽内即可，那么就不需要横梁将控制端子完完全全包裹住，从而减少环氧塑封材料的使用量，不仅可以降低模块的制造成本，还可以简化模块的制造工艺。
附图说明
图1为现有技术中IGBT模块的结构示意图。
图2为本实用新型中IGBT模块一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
如图2所示，本实用新型提供一种实施例的IGBT模块，所述IGBT模块包括：至少一控制端子、至少一IGBT芯片4、具有横梁2的框体1、以及固定于框体1底面且与横梁2的底面固定连接的陶瓷基覆板3，陶瓷基覆板3可以为陶瓷基覆铜板，也可以陶瓷基覆铝板，所述陶瓷基覆板3通过横梁划分为至少两个容纳区域，每个IGBT芯片4固定于对应容纳区域的陶瓷基覆板3上，所述横梁2上设有至少一个凹槽5，所述控制端子固定于所述凹槽5内且所述控制端子与所述IGBT芯片4电连接。
本实用新型通过在所述横梁2上设有至少一个凹槽5，所述控制端子直接固定于所述凹槽5内即可，那么就不需要通过横梁2将控制端子完完全全包裹住，从而减少环氧塑封材料的使用量，不仅可以降低模块的制造成本，还可以简化模块的制造工艺。
在本实用新型的一实施例中，所述框体1具有两个横梁2，将所述陶瓷基覆板3即DBC划分为三个容纳区域，每个容纳区域内设置一个导电单元即包括两个IGBT芯片4，每个导电单元需要至少6个控制端子来实现所述导电单元的导通或断开，所述6个控制端子包括第一控制端子11为上桥IGBT芯片4的集电极控制端子，第二控制端子12和第三控制端子13分别为上桥IGBT芯片4的门极控制端子和发射极控制端子，第四控制端子14为下桥IGBT芯片4的集电极控制端子，第五控制端子15和第六控制端子16分别为下桥IGBT芯片4的门极控制端子和发射极控制端子。每个导电单元还包括第七控制端子17和第八控制端子18，第七控制端子17和第八控制端子18分别为热敏电阻6的正负极控制端子，第七控制端子17和第八控制端子18分别与热敏电阻6连接形成回路，给热敏电阻提供电流，从而检测IGBT模块内部的温度变化。第一控制端子11和第四控制端子14的作用是用来测量IGBT芯片4两端的电压，而IGBT芯片4通过门极控制端子和发射极控制端子来实现开通关断。在本实施例中，上下桥IGBT芯片中上桥IGBT芯片均通过门极控制端子，下桥IGBT芯片均通过发射极控制端子来实现控制，直流电流通过上、下桥IGBT芯片的交替导通逆变为三相交流电，从而实现驱动交流电机开始工作。
在本实用新型的一实施例中，所述横梁2与所述框体1一体成型，使得IGBT模块的制造工艺更加简化。
在本实用新型的一实施例中，所述控制端子包括连接端111，所述连接端111的底面固定于所述凹槽内，所述连接端111的顶面远离所述横梁2，即所述连接端111的顶面暴露在空气中，不被其他物体所覆盖。所述IGBT模块还包括导电金属线，所述连接端111的顶面通过所述导电金属线与IGBT芯片4电连接，优选的，所述导电金属线具体为铝线7，所述连接端111的顶面通过所述铝线7与IGBT芯片4电连接。其中所述控制端子的连接端111的形状可以呈一字型、L型或者是T字型等，优选情况下，所述控制端子的连接端111呈十字型，由于在注塑时可以用模具压紧十字型不需要的两端以进行注塑，从而减少在注塑时的塑胶或玻璃等杂质污染连接端111，以防止在连接端111在后续工艺中的互联失效。另外，控制端子没有直接键合到IGBT芯片4上，而是通过铝线7键合间接连接到IGBT芯片4上，同时在控制端子铝线键合位置上不再需要通过环氧塑封材料即横梁2将控制端子完完整整包裹起来，同时由于铝线键合的速度快、能耗低，从而使得单个模块的生产质量提高、制造成本降低以及生产周期缩短，进一步通过铝线键合的方式能使控制端子的整体尺寸减小，减少控制端子制造材料的使用量，使得单个模块的制造成本进一步降低。
在本实用新型的一实施例中，所述IGBT模块还包括端子基座8，所述控制端子还包括引出端112，以及连接所述连接端111和引出端112的本体，所述端子基座8沿着控制端子的本体设置且包覆于控制端子的本体上，所述控制端子的引出端112在纵向方向上高于所述端子基座8的顶面，即所述端子基座8不会包覆引出端112且端子基座8的顶面与引出端112分离，所述端子基座8的底面固定在所述凹槽5内。优选的，所述引出端112与所述端子基座8的顶面垂直，使得IGBT模块的制造工艺更加简化。通过所述端子基座8的设置，从而增加控制端子的引出端112与连接端111之间的爬电距离，从而防止位于同一横梁上的控制端子之间的短路。
在本实用新型的一实施例中，所述端子基座8与所述凹槽5一体成型，使得IGBT模块的制造工艺更加简化。
在本实用新型的一实施例中，所述端子基座8位于所述相邻两个控制端子的连接端之间，使得相邻两个控制端子之间的距离增加，可以增加被击穿时所需要的能量，也就是电压需要更高，从而进一步减小被击穿的风险。
 为了能更好了解IGBT模块的制造工艺，以下进一步说明的是IGBT模块的工艺流程：
首先把控制端子放到框体浇注模具中固定好，然后将融化后的环氧塑封材料倒入模具中，冷却后即可得到具有横梁2的框体1，此时控制端子的连接端111的顶面是暴露在空气中的，并且横梁2在连接端111处形成一个凹槽5；
接着将环氧塑封的框体1通过固体胶粘在已经焊接DBC的底板上；
然后在烤炉中将固体胶烤干之后，通过铝线键合设备将铝线7分别与控制端子和DBC上的IGBT芯片4连接，最终形成一个完整的IGBT芯片。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种IGBT模块，其特征在于，所述IGBT模块包括：至少一控制端子、至少一IGBT芯片、具有横梁的框体、以及固定于框体底面且与横梁的底面固定连接的陶瓷基覆板，所述陶瓷基覆板通过横梁划分为至少两个容纳区域，每个IGBT芯片固定于对应容纳区域的陶瓷基覆板上，所述横梁上设有至少一个凹槽，所述控制端子固定于所述凹槽内且与所述IGBT芯片电连接。
2.如权利要求1所述的IGBT模块，其特征在于，所述横梁与所述框体一体成型。
3.如权利要求1所述的IGBT模块，其特征在于，所述控制端子包括连接端，所述连接端的底面固定于所述凹槽内。
4.如权利要求3所述的IGBT模块，其特征在于，所述IGBT模块还包括导电金属线，所述连接端的顶面通过所述导电金属线与IGBT芯片电连接。
5.如权利要求4所述的IGBT模块，其特征在于，所述导电金属线具体为铝线。
6.如权利要求3所述的IGBT模块，其特征在于，所述控制端子的连接端呈十字型。
7.如权利要求3所述的IGBT模块，其特征在于，所述IGBT模块还包括端子基座，所述控制端子还包括引出端以及本体，所述本体分别与所述连接端和引出端连接，所述端子基座包覆于控制端子的本体上，所述控制端子的引出端在纵向方向上高于所述端子基座的顶面，所述端子基座的底面固定在所述凹槽内。
8.如权利要求7所述的IGBT模块，其特征在于，所述端子基座与所述凹槽一体成型。
9.如权利要求7所述的IGBT模块，其特征在于，所述端子基座位于相邻两个所述控制端子的连接端之间。
10.如权利要求7所述的IGBT模块，其特征在于，所述引出端与所述端子基座的顶面垂直连接。
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License type: Exclusive License

Record date: 20151229

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