CN209232774U - 一种igbt功率模块封装结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种IGBT功率模块封装结构，包括底板和安装在底板上的壳体，所述底板上设有陶瓷覆铜板，所述陶瓷覆铜板设在所述壳体内，所述陶瓷覆铜板上焊接有主电极、功率器件、线栅和触发电极，所述主电极穿出所述壳体，所述底板上还设有底座，所述触发电极通过所述底座焊接在所述陶瓷覆铜板上。本实用新型提高产品良率和封装效率，进而提高产品产量。

Description

一种IGBT功率模块封装结构
技术领域
本实用新型属于半导体功率器件封装技术领域，具体涉及一种IGBT功率模块封装结构。
背景技术
功率模块是功率电力电子器件按照一定的功能组合封装成的电力开关模块，其主要应用于逆变焊机、等离子切割机、UPS、光伏、智能电网、汽车电子以及工业变频等各种场合的功率转换。功率电子电力器件主要包含FRD(快恢复二极管)、MOS(金属氧化物半导体)和IGBT(绝缘栅型场效应晶体管)。
IGBT功率模块是一种常见的功率模块，现有的IGBT功率模块结构是功率器件与触发电极的电气连接需要通过一根金属线来完成，金属线一端焊接在DBC(陶瓷覆铜板)上，另一端焊接在触发电极上，这种封装结构具有如下缺点：
第一，焊接时对金属线的定位处理比较困难，会极易出现脱焊、虚焊等现象，导致焊接不良，造成产品良率低的重要原因。
第二，因为金属线需要焊接在DBC上，手工焊接极难实现，需要和主电极一样进行回流焊接，若出现脱焊、虚焊现象需要返工时，需要再次焊接，造成返工困难，且极可能再次出现焊接不良现象，造成产品封装效率低。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种IGBT功率模块封装结构，提高产品良率和封装效率，进而提高产品产量。
本实用新型提供了如下的技术方案：
一种IGBT功率模块封装结构，包括底板和安装在底板上的壳体，所述底板上设有陶瓷覆铜板，所述陶瓷覆铜板设在所述壳体内，所述陶瓷覆铜板上焊接有主电极、功率器件、线栅和触发电极，所述主电极穿出所述壳体，所述底板上还设有底座；所述触发电极包括依次连接的焊接面、S型前臂、电极长臂、电极下臂和电极上臂，所述焊接面与所述S型前臂相互垂直设置，所述S型前臂与所述电极下臂相互平行设置，所述电极长臂与所述电极下臂相互垂直连接，所述电极上臂与所述焊接面设置方向相反；所述底座包括座体，所述座体内设有若干隔板，所述隔板与所述隔板之间，所述隔板与所述座体内壁之间均设有相连的S型前臂卡槽、长臂卡槽和下臂卡槽，所述S型前臂卡接在所述S型卡槽上，所述电极长臂卡接在所述长臂卡槽上，所述电极下臂卡接在所述下臂卡槽上，所述焊接面和所述电极上臂分别伸出所述座体，所述焊接面焊接在所述陶瓷覆铜板上，所述电极上臂延伸至所述壳体外，所述座体下与所述底板之间设有支撑座。
优选的，所述焊接面上设有焊接通孔。
优选的，所述电极下臂与所述电极上臂之间设有倾斜过度臂，所述倾斜过度臂分别倾斜连接所述电极上臂和所述电极下臂，所述倾斜过度臂伸出所述底座，所述电极上臂与所述电极下臂相互平行。
优选的，所述电极上臂上设有通孔，所述电极上臂上端部为圆弧端部，所述圆弧端部伸出所述壳体。
优选的，所述底座的材质为耐高温PPS材质。
优选的，所述触发电极采用紫铜或纯铜，所述触发电极表面镀有可锡焊镀层。
本实用新型的有益效果是：触发电极采用S型前臂，在安装使用及其他不确定因素下，起缓冲作用，减小对焊接面的应力，且整体触发电极结构设计在焊接时，不会出现触发电极脱焊和虚焊的现象，触发电极焊接好之后，不再需要手工焊接环节；触发电极直接焊接在DBC上，优化了制造工艺，很大程度上提高了封装效率和良率，一定程度上降低了产品成本；底座配合触发电极设计，有效固定触发电极，中间采用隔板设计，将多个触发电极进行绝缘，使器件更具可靠性。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型结构示意图；
图2是本实用新型触发电极结构示意图；
图3是本实用新型底座结构示意图；
图中标记为：1.底板；2.壳体；3.陶瓷覆铜板；31.主电极；32.功率器件；33.线栅；4.底座；41.座体；42.S型前臂卡槽；43.长臂卡槽；44.下臂卡槽；45.支撑座；46.隔板；5.触发电极；51.电极长臂；52.S型前臂；53.焊接面；531.焊接通孔；54.电极下臂；55.电极上臂；551.倾斜过度臂；552.通孔；553.圆弧端部。
具体实施方式
如图1所示，一种IGBT功率模块封装结构，包括底板1和安装在底板1上的壳体2，底板1上设有陶瓷覆铜板3，陶瓷覆铜板3设在壳体2内，陶瓷覆铜板3上焊接有主电极31、功率器件32、线栅33和触发电极5，主电极31穿出壳体2，底板1上还设有底座4，触发电极5采用紫铜或纯铜，表面镀镍、银、金等可锡焊镀层，焊接面直接焊接在陶瓷覆铜板3上。
如图1和图2所示，触发电极5包括依次连接的焊接面53、S型前臂52、电极长臂51、电极下臂54和电极上臂55，焊接面53上设有焊接通孔531，增加焊接强度。焊接面53与S型前臂52相互垂直设置，S型前臂52与电极下臂54相互平行设置，电极长臂51与电极下臂54相互垂直连接，电极上臂55与焊接面53设置方向相反，电极上臂55上设有通孔552，通孔552有助于用户进行焊接，电极上臂55上端部为圆弧端部553，圆弧端部553伸出壳体2，圆弧形端部使得在装配壳体2时更容易。
如图1-图3所示，底座4包括座体41，座体41内设有若干隔板46，隔板46与隔板46之间，隔板46与座体41内壁之间均设有相连的S型前臂卡槽42、长臂卡槽43和下臂卡槽44，S型前臂52卡接在S型卡槽42上，电极长臂41卡接在长臂卡槽43上，电极下臂54卡接在下臂卡槽44上，焊接面53和电极上臂55分别伸出座体41，焊接面53焊接在陶瓷覆铜板3上，电极上臂55延伸至壳体2外，座体41下与底板1之间设有支撑座45。进一步的，底座4的材质为耐高温PPS材质，固定触发电极5，底座4需要与触发电极5一起经过回流焊接，所以采用耐高温的PPS材质。
进一步的，电极下臂54与电极上臂55之间设有倾斜过度臂551，倾斜过度臂551分别倾斜连接电极上臂55和电极下臂54，倾斜过度臂551伸出底座4，电极上臂55与电极下臂54相互平行，倾斜部分的设计有助于用户使用时避免因用力过大而导致的将连接件拔起或折断现象。
如图1-图3所示，一种IGBT功率模块封装结构在使用过程中，触发电极5结构与底座4配合安装，焊接面53直接焊接在陶瓷覆铜板3上，触发电极5前段采用S型前臂52，在安装使用及其他不确定因素下，起缓冲作用，减小对焊接面53的应力；触发电极5下端部分电极下臂54、S型前臂52及电极长臂51均装入底座4内，起固定作用；电极上臂55部分将伸出整个模块的壳体2外，用于用户使用模块时电气连接；在功率模块中用到的触发电极5为多个，相互之间需要绝缘，底座4中间采用隔板46设计，将S型前臂52、电极长臂51、电极下臂54均装入底座4内，只预留出焊接面53，此方式也起到绝缘作用。触发电极5直接焊接在陶瓷覆铜板3上，不再需要手工焊接环节，定位简单，不会出现触发电极脱焊和虚焊的现象，优化了制造工艺，很大程度上提高了封装效率和良率，一定程度上降低了产品成本，从应用的角度，功率模块的可靠性也大大提高。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种IGBT功率模块封装结构，其特征在于，包括底板和安装在底板上的壳体，所述底板上设有陶瓷覆铜板，所述陶瓷覆铜板设在所述壳体内，所述陶瓷覆铜板上焊接有主电极、功率器件、线栅和触发电极，所述主电极穿出所述壳体，所述底板上还设有底座；所述触发电极包括依次连接的焊接面、S型前臂、电极长臂、电极下臂和电极上臂，所述焊接面与所述S型前臂相互垂直设置，所述S型前臂与所述电极下臂相互平行设置，所述电极长臂与所述电极下臂相互垂直连接，所述电极上臂与所述焊接面设置方向相反；所述底座包括座体，所述座体内设有若干隔板，所述隔板与所述隔板之间，所述隔板与所述座体内壁之间均设有相连的S型前臂卡槽、长臂卡槽和下臂卡槽，所述S型前臂卡接在所述S型卡槽上，所述电极长臂卡接在所述长臂卡槽上，所述电极下臂卡接在所述下臂卡槽上，所述焊接面和所述电极上臂分别伸出所述座体，所述焊接面焊接在所述陶瓷覆铜板上，所述电极上臂延伸至所述壳体外，所述座体下与所述底板之间设有支撑座。
2.根据权利要求1所述的一种IGBT功率模块封装结构，其特征在于，所述焊接面上设有焊接通孔。
3.根据权利要求1所述的一种IGBT功率模块封装结构，其特征在于，所述电极下臂与所述电极上臂之间设有倾斜过度臂，所述倾斜过度臂分别倾斜连接所述电极上臂和所述电极下臂，所述倾斜过度臂伸出所述底座，所述电极上臂与所述电极下臂相互平行。
4.根据权利要求1所述的一种IGBT功率模块封装结构，其特征在于，所述电极上臂上设有通孔，所述电极上臂上端部为圆弧端部，所述圆弧端部伸出所述壳体。
5.根据权利要求1所述的一种IGBT功率模块封装结构，其特征在于，所述底座的材质为耐高温PPS材质。
6.根据权利要求1所述的一种IGBT功率模块封装结构，其特征在于，所述触发电极采用紫铜或纯铜，所述触发电极表面镀有可锡焊镀层。
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