CN207409474U - Igbt功率模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种IGBT功率模块，包括：基板；IGBT单元，每个IGBT单元的至少一个端部为连接端部，连接端部通过螺钉固定在基板上，每个连接端部设有正极固定端子和负极固定端子；绝缘件，每个绝缘件包括外罩部、连接部和挡板，外罩部和挡板分别设在连接部上，每个绝缘件设在连接端部处且外罩部外罩在螺钉上，位于同一侧的正极固定端子和负极固定端子之间设有挡板；正极导电体和负极导电体，正极导电体和负极导电体放置在绝缘件上且正极导电体与正极固定端子相连，负极导电体与负极固定端子相连。根据本实用新型的IGBT功率模块，可增加正极导电体和负极导电体之间以及正极导电体、负极导电体与螺钉之间的电气间隙和爬行距离。

Description

IGBT功率模块

技术领域

本实用新型涉及电子制造领域，具体涉及一种IGBT功率模块。

背景技术

IGBT(绝缘栅双极型晶体管)功率模块是由MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应管)和双极性晶体管复合而成的一种功率器件，它是既有MOSFET的高速交换功能又有双极性晶体管的高电压、大电流处理能力的新型元件。随着技术的不断发展，IGBT功率模块的功率密度不断提高、尺寸不断减小，这使得正极导电体和负极导电体之间的电气间隙减小以及正极导电体、负极导电体与固定IGBT功率模块的螺钉之间的电气间隙减小，存在一定的放电安全隐患，特别在湿度较高、灰尘较多的应用环境中很可能导致短路。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种IGBT功率模块，所述IGBT功率模块可增加正极导电体和负极导电体之间以及正极导电体、负极导电体与螺钉之间的电气间隙和爬行距离，进而提高IGBT功率模块的可靠性。

根据本实用新型实施例的IGBT功率模块，包括：基板；至少一个IGBT单元，每个所述IGBT单元的至少一个端部为连接端部，所述连接端部通过螺钉固定在所述基板上，每个所述连接端部设有正极固定端子和负极固定端子；至少一个绝缘件，每个所述绝缘件包括外罩部、连接部和挡板，所述外罩部和所述挡板分别设在所述连接部上，每个所述绝缘件设在所述连接端部处且所述外罩部外罩在所述螺钉上，位于同一侧的所述正极固定端子和所述负极固定端子之间设有所述挡板；正极导电体和负极导电体，所述正极导电体和所述负极导电体放置在所述绝缘件上且所述正极导电体与所述正极固定端子相连，所述负极导电体与所述负极固定端子相连。

根据本实用新型实施例的IGBT功率模块，通过在正极导电体和负极导电体之间设置绝缘件，并使绝缘件的外罩部外罩螺钉，同时使挡板位于正极固定端子和负极固定端子之间，可增加正极导电体和负极导电体之间以及正极导电体、负极导电体与螺钉之间的电气间隙和爬行距离，进而提高IGBT功率模块的可靠性。

在本实用新型的一些实施例中，所述连接部形成为平板，所述外罩部包括设在所述连接部的外周沿的围板，所述围板和所述连接部限定出外罩空间，所述螺钉位于所述外罩空间内。

在本实用新型的一些实施例中，所述挡板位于所述正极导电体和所述负极导电体之间。

在本实用新型的一些实施例中，每个所述绝缘件的与所述正极导电体和所述负极导电体接触的平面上设有固定柱，所述正极导电体和/或所述负极导电体上设置与所述固定柱配合的固定孔。

具体地，所述正极导电体和所述负极导电体上均设有固定孔，每个所述绝缘件上设有两个所述固定柱。

在本实用新型的一些实施例中，每个所述绝缘件的朝向所述基板的表面上设有固定凸台，所述固定凸台上设置第一安装孔，所述正极导电体和/或所述负极导电体上设置与所述第一安装孔正对的第二安装孔，所述IGBT功率模块还包括穿过所述第二安装孔固定在所述第一安装孔内的固定件。

具体地，所述正极导电体和所述负极导电体上均设有所述第二安装孔，每个所述绝缘件上设有两个所述第一安装孔。

在本实用新型的一些实施例中，每个所述绝缘件为一体成型件。

在本实用新型的一些实施例中，每个所述IGBT单元的相对端部均为连接端部。

在本实用新型的一些实施例中，每个所述连接端部均设有所述绝缘件。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的IGBT功率模块的爆炸结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的绝缘件的立体结构示意图；

图3是图2中的绝缘件的另一角度的立体结构示意图；

图4是根据本实用新型另一些实施例的绝缘件的立体结构示意图；

图5是图4中的绝缘件的另一角度的立体结构示意图；

图6是根据本实用新型实施例的IGBT单元的安装示意图；

图7是根据本实用新型实施例的绝缘件的安装示意图；

图8是根据本实用新型实施例的正极导电体和负极导电体的安装示意图；

图9是根据本实用新型实施例的吸收电容的安装示意图；

图10是根据本实用新型实施例的IGBT功率模块的结构示意图。

附图标记：

IGBT功率模块100；

基板1；

IGBT单元2；连接端部21；正极固定端子211；负极固定端子212；

螺钉3；

绝缘件4；外罩部41；连接部42；固定柱42a；固定凸台421；第一安装孔421a；挡板43；

正极导电体5；固定孔5a；

负极导电体6；

吸收电容7；

连接螺钉8。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1-图10描述根据本实用新型实施例的IGBT功率模块100，IGBT功率模块100可应用于例如电动汽车、伺服控制器、开关电源、斩波电源、无轨电车等的逆变电路上。

根据本实用新型实施例的IGBT功率模块100，可以包括基板1、至少一个IGBT单元2、至少一个绝缘件4、正极导电体5和负极导电体6。

具体而言，例如，如图1和图2所示，基板1形成为长方体状，IGBT单元2设在基板1上，基板1上可以设置对IGBT功率模块100进行散热的散热器。

每个IGBT单元2的至少一个端部为连接端部21，连接端部21通过螺钉3固定在基板1上，每个连接端部21设有正极固定端子211和负极固定端子212。例如，如图1、图6和图7所示，每个IGBT单元2的前端和后端上都设有连接端部21，每个连接端部21上都设有两个通孔，螺钉3穿过通孔将连接端部21固定在基板1上，正极固定端子211和负极固定端子212在连接端部21的左右方向上间隔分布。

每个绝缘件4包括外罩部41、连接部42和挡板43，外罩部41和挡板43分别设在连接部42上，每个绝缘件4设在连接端部21处且外罩部41外罩在螺钉3上。例如，如图2-图5所示，连接部42形成为平板状，挡板43设在连接部42的中部且朝向远离连接部42的方向延伸，外罩部41设在连接部42的两端且关于挡板43对称，外罩部41形成为沟槽状以外罩螺钉3，进而增加了正极导电体5、负极导电体6与螺钉3之间电气间隙和爬行距离，有利于提高IGBT功率模块100的可靠性。

位于同一侧的正极固定端子211和负极固定端子212之间设有挡板43。例如，如图7所示，位于同一侧的正极固定端子211和负极固定端子212位于挡板43的左右两侧。进而增加了正极导电体5和负极导电体6之间的电气间隙和爬行距离，进一步提高了IGBT功率模块100的可靠性。

正极导电体5和负极导电体6放置在绝缘件4上且正极导电体5与正极固定端子211相连，负极导电体6与负极固定端子212相连。例如，如图7和图8所示，绝缘件4的上表面与正极固定端子211、负极固定端子212的上表面相平齐，正极导电体5的一部分贴合在绝缘件4上，另一部分贴合在正极固定端子211上，进而可实现正极导电体5与正极固定端子211之间的电连通；负极导电体6的一部分贴合在绝缘件4上，另一部分贴合在负极固定端子212上，进而可实现负极导电体6与负极固定端子212之间的电连通。

根据本实用新型实施例的IGBT功率模块100，通过在正极导电体5、负极导电体6和IGBT单元2之间设置绝缘件4，并使绝缘件4的外罩部41外罩螺钉3，同时使挡板43位于正极固定端子211和负极固定端子212之间，可增加正极导电体5和负极导电体6之间以及正极导电体5、负极导电体6与螺钉3之间的电气间隙和爬行距离，进而提高IGBT功率模块100的可靠性。

在本实用新型的一些实施例中，连接部42形成为平板，外罩部41包括设在连接部42的外周沿的围板，围板和连接部42限定出外罩空间，螺钉3位于外罩空间内。例如，如图1-图5所示，连接部42的外周沿的下端设有围板，围板的下端的形状与连接端部21的形状向适配以外罩螺钉3。由此，可使绝缘件4的结构简单，降低生产成本，并使IGBT功率模块100的结构紧凑。

在本实用新型的一些实施例中，挡板43位于正极导电体5和负极导电体6之间。例如，如图1、图9和图10所示，正极导电体5和负极导电体6位于挡板43的左右两侧，当IGBT功率模块100工作时，挡板43可增大正极导电体5和负极导电体6之间的电气距离和爬行距离，有利于提高IGBT功率模块100工作的可靠性。

在本实用新型的一些实施例中，如图2和图3所示，每个绝缘件4的与正极导电体5和负极导电体6接触的平面上设有固定柱42a，正极导电体5和/或负极导电体6上设置与固定柱42a配合的固定孔5a。换言之，可以是每个绝缘件4与正极导电体5和负极导电体6接触的平面上设有一个固定柱42a，正极导电体5或负极导电体6上设置设有一个与固定柱42a配合的固定孔5a，也可以是每个绝缘件4与正极导电体5和负极导电体6接触的平面上设有多个固定柱42a，正极导电体5和负极导电体6上都设有与固定柱42a配合的固定孔5a。由此，结构简单，并可实现对正极导电体5和负极导电体6的定位，有利于增强安装的可靠性。

具体地，如图2和图3所示，正极导电体5和负极导电体6上均设有固定孔5a，每个绝缘件4上设有两个固定柱42a，换言之，绝缘件4上的其中一个固定柱42a与正极导电体5的固定孔5a相配合，另外一个固定柱42a与负极导电体6的固定孔5a相配合。由此，可对每个正极导电体5和负极导电体6都实现定位，有利于进一步增强安装的可靠性。

在本实用新型的一些实施例中，如图4和图5所示，每个绝缘件4的朝向基板1的表面上设有固定凸台421，固定凸台421上设置第一安装孔421a，正极导电体5和/或负极导电体6上设置与第一安装孔421a正对的第二安装孔(图未示出)，IGBT功率模块100还包括穿过第二安装孔固定在第一安装孔421a内的固定件(图未示出)。换言之，可以是每个绝缘件4的朝向基板1的表面上设有一个固定凸台421，固定凸台421上设置第一安装孔421a，正极导电体5或负极导电体6上设置一个与第一安装孔421a正对的第二安装孔，固定件穿过第二安装孔与固定凸台421相连；也可以是每个绝缘件4的朝向基板1的表面上设有多个固定凸台421，每个固定凸台421上设置第一安装孔421a，正极导电体5和负极导电体6上均设置与第一安装孔421a正对的第二安装孔，固定件穿过第二安装孔与固定凸台421相连。由此，可实现对正极导电体5和负极导电体6的固定，有利于增强安装的可靠性。

具体地，如图4和图5所示，正极导电体5和负极导电体6上均设有第二安装孔，每个绝缘件4上设有两个第一安装孔421a，换言之，绝缘件4上的其中一个第一安装孔421a通过固定件与正极导电体5的第二安装孔相配合，另外一个第一安装孔421a通过固定件与负极导电体6的第二安装孔相配合。由此，可对每个正极导电体5和负极导电体6都实现固定，有利于进一步增强安装的可靠性。

在本实用新型的一些实施例中，每个绝缘件4为一体成型件。从而有利于提高绝缘件4结构的强度，增强绝缘件4的可靠性。

在本实用新型的一些实施例中，每个IGBT单元2的相对端部均为连接端部21。由此，有利于提高IGBT单元2与基板1连接的可靠性，并且可使安装方便。

在本实用新型的一些实施例中，每个连接端部21均设有绝缘件4。由此，有利于提高每个IGBT单元2的可靠性，进而提高IGBT功率模块100的可靠性。

在本实用新型的一些实施例中，IGBT功率模块100还包括吸收电容7和连接螺钉8，吸收电容7上设有两个连接端，每个连接端上设有安装孔，如图1和图10所示，对于正极连接，连接螺钉8依次穿过吸收电容7的其中一个连接端、正极导电体5后与正极固定端子211相连；对于负极连接，连接螺钉8依次穿过吸收电容7的另外一个连接端、负极导电体6后与负极固定端子212相连。

下面参考附图1-图3、图6-图10对本实用新型实施例的IGBT功率模块100的具体结构进行详细说明。当然可以理解的是，下述描述旨在用于解释本实用新型，而不能作为对本实用新型的一种限制。

根据本实用新型实施例的IGBT功率模块100，包括基板1、两个IGBT单元2、两个绝缘件4、正极导电体5、负极导电体6。

如图1和图2所示，基板1形成为长方体状，基板1由DCB材料制得。

如图1、图6和图7所示，每个IGBT单元2的前端和后端均设有连接端部21，连接端部21通过螺钉3固定在基板1上，每个连接端部21设有正极固定端子211和负极固定端子212，具体地，每个连接端部21上都设有两个通孔，螺钉3穿过通孔将连接端部21固定在基板1上，正极固定端子211和负极固定端子212在连接端部21的左右方向上间隔分布。

如图2和图3所示，每个绝缘件4包括外罩部41、连接部42和挡板43，外罩部41和挡板43分别设在连接部42上，每个绝缘件4设在连接端部21处且外罩部41外罩在螺钉3上，每个绝缘件4为一体成型件。

如图7所示，位于同一侧的正极固定端子211和负极固定端子212之间设有挡板43，正极导电体5和负极导电体6放置在绝缘件4上且正极导电体5与正极固定端子211相连，负极导电体6与负极固定端子212相连，具体地，绝缘件4的上表面与正极固定端子211、负极固定端子212的上表面相平齐，正极导电体5的一部分贴合在绝缘件4上，另一部分贴合在正极固定端子211上，进而可实现正极导电体5与正极固定端子211之间的电连通；负极导电体6的一部分贴合在绝缘件4上，另一部分贴合在负极固定端子212上，进而可实现负极导电体6与负极固定端子212之间的电连通。

如图2和图3所示，正极导电体5和负极导电体6上均设有固定孔5a，每个绝缘件4上设有两个固定柱42a，绝缘件4上的其中一个固定柱42a与正极导电体5的固定孔5a相配合，另外一个固定柱42a与负极导电体6的固定孔5a相配合。

如图1和图10所示，IGBT功率模块100还包括吸收电容7和连接螺钉8，吸收电容7上设有两个连接端，每个连接端上设有安装孔，对于正极连接，连接螺钉8依次穿过吸收电容7的其中一个连接端、正极导电体5后与正极固定端子211相连；对于负极连接，连接螺钉8依次穿过吸收电容7的另外一个连接端、负极导电体6后与负极固定端子212相连。

根据本实用新型实施例的IGBT功率模块100的其他构成例如门极板等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种IGBT功率模块，其特征在于，包括：

基板；

至少一个IGBT单元，每个所述IGBT单元的至少一个端部为连接端部，所述连接端部通过螺钉固定在所述基板上，每个所述连接端部设有正极固定端子和负极固定端子；

至少一个绝缘件，每个所述绝缘件包括外罩部、连接部和挡板，所述外罩部和所述挡板分别设在所述连接部上，每个所述绝缘件设在所述连接端部处且所述外罩部外罩在所述螺钉上，位于同一侧的所述正极固定端子和所述负极固定端子之间设有所述挡板；

正极导电体和负极导电体，所述正极导电体和所述负极导电体放置在所述绝缘件上且所述正极导电体与所述正极固定端子相连，所述负极导电体与所述负极固定端子相连。

2.根据权利要求1所述的IGBT功率模块，其特征在于，所述连接部形成为平板，所述外罩部包括设在所述连接部的外周沿的围板，所述围板和所述连接部限定出外罩空间，所述螺钉位于所述外罩空间内。

3.根据权利要求1所述的IGBT功率模块，其特征在于，所述挡板位于所述正极导电体和所述负极导电体之间。

4.根据权利要求1所述的IGBT功率模块，其特征在于，每个所述绝缘件的与所述正极导电体和所述负极导电体接触的平面上设有固定柱，所述正极导电体和/或所述负极导电体上设置与所述固定柱配合的固定孔。

5.根据权利要求4所述的IGBT功率模块，其特征在于，所述正极导电体和所述负极导电体上均设有所述固定孔，每个所述绝缘件上设有两个所述固定柱。

6.根据权利要求1所述的IGBT功率模块，其特征在于，每个所述绝缘件的朝向所述基板的表面上设有固定凸台，所述固定凸台上设置第一安装孔，所述正极导电体和/或所述负极导电体上设置与所述第一安装孔正对的第二安装孔，所述IGBT功率模块还包括穿过所述第二安装孔固定在所述第一安装孔内的固定件。

7.根据权利要求6所述的IGBT功率模块，其特征在于，所述正极导电体和所述负极导电体上均设有所述第二安装孔，每个所述绝缘件上设有两个所述第一安装孔。

8.根据权利要求1所述的IGBT功率模块，其特征在于，每个所述绝缘件为一体成型件。

9.根据权利要求1所述的IGBT功率模块，其特征在于，每个所述IGBT单元的相对端部均为连接端部。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的IGBT功率模块，其特征在于，每个所述连接端部均设有所述绝缘件。