CN215069956U - 一种绝缘单管器件 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种绝缘单管器件，包括至少一个TO封装的分立器件、绝缘导热材料、绝缘外壳以及封装材料；所述绝缘外壳具有容纳空间，所述封装材料用于将所述TO封装的分立器件和所述绝缘导热材料封装在所述容纳空间中。本申请通过对TO封装的分立器件进行再封装，可以减少器件与散热器之间、器件与器件之间的安规距离，减小器件间距，提高电力电子装置的功率密度，降低系统成本。
Description
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种绝缘单管器件。
背景技术
分立器件相对IPM(Intelligent Power Module，智能功率模块)和PIM(PowerIntegrated Module，功率集成模块)具有结构简单，价格低廉的优点，因此在变频调速、伺服驱动、变频家电、光伏发电等领域存在广泛的应用。
分立器件的散热和绝缘直接决定了其性能是否能够理想发挥。由于单管器件本身不绝缘，目前主流方案为，在分立器件的散热面和散热器中间加绝缘导热材料，例如陶瓷片，再在陶瓷片两边加导热界面材料(TIM)，例如硅脂，以填补界面缝隙。该方案存在的问题是安装工序复杂，器件与绝缘导热片定位困难；另外，虽然内绝缘的单管器件可以解决绝缘问题，但是存在管脚到散热器的电气间隙和爬电距离不足的问题。如图1-图3所示，TO247器件6对散热器1的电气间隙只有引脚61到散热器1表面的距离a，约2.5mm左右(导热界面材料3厚度较小忽略)。通过管脚套热缩管的方式无法解决爬电距离不够的问题，常见的解决方案是使用面积比器件底接触面62大的绝缘导热材料2，则爬电距离为a+b+c，即通过增加绝缘材料2的尺寸来增加爬电距离b，增加绝缘导热材料2的厚度来增加爬电距离c。
然而随着系统电压等级和功率等级增加，如1500V的光伏逆变系统，需要更多的分立器件和更大的绝缘安规距离。更大面积的绝缘导热材料将会使整个系统的尺寸增加，功率密度降低；此外，外加的绝缘导热垫片的安装定位也给生产带来困难。因此，如何解决器件与器件之间、器件与散热器之间的安规距离就显得尤为重要。
实用新型内容
有鉴于此，本申请提供一种绝缘单管器件，旨在解决分立器件与分立器件之间、分立器件与散热器之间的安规距离的问题。
根据本申请的一个方面，提供一种绝缘单管器件，包括至少一个TO封装的分立器件、绝缘导热材料、绝缘外壳以及封装材料；
所述绝缘外壳具有容纳空间，所述封装材料用于将所述TO封装的分立器件和所述绝缘导热材料封装在所述容纳空间中。
在一种实施方式中，所述TO封装的分立器件位于所述绝缘导热材料的上方。
在一种实施方式中，所述封装材料灌入所述容纳空间时超过所述TO封装的分立器件的上表面。
在一种实施方式中，所述绝缘单管器件还包括导热界面材料，所述导热界面材料用于填补所述TO封装的分立器件与所述绝缘导热材料之间的缝隙。
在一种实施方式中，所述导热界面材料包括硅脂。
在一种实施方式中，所述绝缘导热材料包括氧化铝、氮化铝、氮化硅中的至少一种。
在一种实施方式中，所述封装材料包括环氧树脂。
在一种实施方式中，所述绝缘单管器件包括第一TO封装的分立器件、第二TO封装的分立器件以及线路板；
所述封装材料用于将所述第一TO封装的分立器件、所述第二TO封装的分立器件以及所述绝缘导热材料均封装在所述容纳空间中；
所述线路板用于连接所述第一TO封装的分立器件和所述第二TO封装的分立器件。
在一种实施方式中，所述绝缘单管器件还包括散热器，所述绝缘外壳固定在所述散热器上。
在一种实施方式中，所述绝缘单管器件还包括固定件，所述绝缘外壳具有通孔；所述固定件与所述通孔配合，以将所述绝缘外壳固定在所述散热器上。
本申请实施例提供的绝缘单管器件，通过对TO封装的分立器件进行再封装，可以减少器件与散热器之间、器件与器件之间的安规距离，减小器件间距，提高电力电子装置的功率密度，降低系统成本。
附图说明
图1为现有的TO封装的分立器件结构示意图；
图2为现有的TO封装的分立器件结构另一视角示意图；
图3为现有的TO封装的分立器件结构中分立器件示意图；
图4为本申请实施例提供的绝缘单管器件结构示意图；
图5为本申请实施例提供的绝缘单管器件结构另一视角示意图；
图6为本申请实施例提供的绝缘单管器件结构又一视角示意图；
图7为本申请实施例提供的绝缘单管器件结构中绝缘外壳示意图；
图8为本申请实施例提供的另一绝缘单管器件结构示意图；
图9为本申请实施例提供的另一绝缘单管器件结构另一视角示意图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例一
如图4-图7所示，本申请实施例一提供提供一种绝缘单管器件，包括一个TO封装的分立器件61、绝缘导热材料21、导热界面材料31、绝缘外壳51以及封装材料41。
在本示例中，TO封装的分立器件61包括但不限于MOSFET、IGBT、二极管。导热界面材料31包括硅脂。绝缘导热材料21包括氧化铝、氮化铝、氮化硅中的至少一种，可满足2500V以上绝缘电压。封装材料41包括环氧树脂。
在本示例中，绝缘外壳51具有容纳空间511，封装材料41用于将TO封装的分立器件61和绝缘导热材料21封装在所述容纳空间511中。在封装时，TO封装的分立器件61位于绝缘导热材料21的上方。导热界面材料31用于填补所述TO封装的分立器件61与所述绝缘导热材料21之间的缝隙，从而利于散热；具体地，导热界面材料31可涂覆在绝缘导热材料21的上表面，然后将TO封装的分立器件61设置在绝缘导热材料21的上方。在将封装材料41灌入所述容纳空间511时，封装材料41超过所述TO封装的分立器件61的上表面。
再封装后的器件无需再考虑电气间隙，只需考虑爬电距离，其值为a1+b1与c1+b1中的最小值。a1和c1分别为管脚611到封装后器件整体边缘的横向距离和纵向距离，b1为封装后器件整体高度，至少为器件61的高度和绝缘导热材料21的高度之和。因此，再封装后的爬电距离显著增加，可以极大的减小绝缘导热材料21的面积。且爬电距离可以很容易的达到8mm，从而满足例如光伏1500V系统的应用。并且对于绝缘要求更高的场合，可以通过增大绝缘外壳51的尺寸来增加安规距离，成本低，易于实现。
实施例二：
请结合图8-图9进行理解，与实施例一不同的是，实施例二提供的绝缘单管器件，包括第一TO封装的分立器件62、第二TO封装的分立器件63。第一TO封装的分立器件62和第二TO封装的分立器件63可以为同型号器件并联，也可以IGBT、MOS或Diode组合成不同拓扑，如半桥、Boost、Buck等。
封装材料41将第一TO封装的分立器件62、第二TO封装的分立器件63以及绝缘导热材料21均封装在所述容纳空间511中。需要说明的是，绝缘导热材料21、导热界面材料31的数量可以与TO封装的分立器件的数量保持一致。还需要说明的是，TO封装的分立器件的数量可以为二个以上，也是可行的。
实施例二提供的绝缘单管器件还包括固定件71、线路板81、散热器91，绝缘外壳51还具有通孔521。线路板81用于连接第一TO封装的分立器件62和第二TO封装的分立器件63。固定件71穿过线路板81以及通孔521后，将绝缘外壳51固定在散热器91上；固定件71同时可固定线路板81。固定件71可以为螺钉。
实施例二提供的绝缘单管器件，可以解决采用传统安装方式时，由于螺钉导电而导致的绝缘安规问题。极大的减少了器件之间、器件与散热器之间的安规距离。同时两个或多个器件连体封装，可以减少安装数量、器件间的间距，固定方便。
以上参照附图说明了本申请的优选实施例，并非因此局限本申请的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本申请的权利范围之内。
Claims (9)
1.一种绝缘单管器件，其特征在于，包括至少一个TO封装的分立器件、绝缘导热材料、绝缘外壳以及封装材料；
所述绝缘外壳具有容纳空间，所述封装材料用于将所述TO封装的分立器件和所述绝缘导热材料封装在所述容纳空间中。
2.根据权利要求1所述的绝缘单管器件，其特征在于，所述TO封装的分立器件位于所述绝缘导热材料的上方。
3.根据权利要求2所述的绝缘单管器件，其特征在于，所述封装材料灌入所述容纳空间时超过所述TO封装的分立器件的上表面。
4.根据权利要求2所述的绝缘单管器件，其特征在于，所述绝缘单管器件还包括导热界面材料，所述导热界面材料用于填补所述TO封装的分立器件与所述绝缘导热材料之间的缝隙。
5.根据权利要求4所述的绝缘单管器件，其特征在于，所述导热界面材料包括硅脂。
6.根据权利要求1所述的绝缘单管器件，其特征在于，所述封装材料包括环氧树脂。
7.根据权利要求1所述的绝缘单管器件，其特征在于，所述绝缘单管器件包括第一TO封装的分立器件、第二TO封装的分立器件以及线路板；
所述封装材料用于将所述第一TO封装的分立器件、所述第二TO封装的分立器件以及所述绝缘导热材料均封装在所述容纳空间中；
所述线路板用于连接所述第一TO封装的分立器件和所述第二TO封装的分立器件。
8.根据权利要求1-7任一所述的绝缘单管器件，其特征在于，所述绝缘单管器件还包括散热器，所述绝缘外壳固定在所述散热器上。
9.根据权利要求8所述的绝缘单管器件，其特征在于，所述绝缘单管器件还包括固定件，所述绝缘外壳具有通孔；所述固定件与所述通孔配合，以将所述绝缘外壳固定在所述散热器上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120261971.7U CN215069956U (zh) | 2021-01-30 | 2021-01-30 | 一种绝缘单管器件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202120261971.7U CN215069956U (zh) | 2021-01-30 | 2021-01-30 | 一种绝缘单管器件 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN215069956U true CN215069956U (zh) | 2021-12-07 |
Family
ID=79258085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202120261971.7U Active CN215069956U (zh) | 2021-01-30 | 2021-01-30 | 一种绝缘单管器件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN215069956U (zh) |
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2021
- 2021-01-30 CN CN202120261971.7U patent/CN215069956U/zh active Active
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