CN216958025U - 功率模块和功率模组 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种功率模块和功率模组。该功率模块包括：电容、功率芯片和两个连接端子，所述连接端子分别为所述电容的正负极引脚端子，所述电容通过所述连接端子与所述功率芯片形成电连接。上述功率模块，通过利用连接端子将电容与功率芯片直接进行连接，同时该连接端子作为电容的正负极引脚端子，以简化电容与功率芯片之间的连接结构，进而减小了电容与功率芯片之间的端子距离。

Description

功率模块和功率模组

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别是涉及一种功率模块和功率模组。

背景技术

电力电子技术在当今快速发展的工业领域占有非常重要的地位，电力电子功率模块作为电力电子技术的代表，已广泛应用于电动汽车，光伏发电，风力发电，工业变频等行业。随着我国工业的崛起，电力电子功率模块有着更加广阔的市场前景。现有电力电子功率模块封装结构复杂，不符合行业高性能、系统结构简单的要求。因此必须开发出更加有效和简单的封装结构才能满足日益增长的应用需求。

申请内容

基于此，有必要针对功率封装结构复杂问题，提供一种功率模块和功率模组。

一种功率模块，包括：

电容、功率芯片和两个连接端子，所述连接端子分别为所述电容的正负极引脚端子，所述电容通过所述连接端子与所述功率芯片形成电连接。

在其中一个实施例中，所述电容包括阳极箔、电解纸和阴极箔，所述阳极箔、电解纸和阴极箔层叠设置并缠绕所述连接端子，其中一连接端子连接所述阳极箔，另一连接端子连接所述阴极箔。

在其中一个实施例中，所述电容包括电容外壳，所述电容外壳收容所述阳极箔、电解纸、阴极箔和连接端子，所述连接端子露出所述电容外壳。

在其中一个实施例中，所述连接端子贯穿所述电容作为所述电容的输入端子。

在其中一个实施例中，所述连接端子与所述功率芯片封装于一体。

在其中一个实施例中，所述连接端子与所述功率芯片的输入引脚电连接。

在其中一个实施例中，所述连接端子与所述电容一体成型。

在其中一个实施例中，所述功率芯片包括：

收容槽，用于收容所述连接端子，所述收容槽的至少一个内表面设置有所述功率芯片的输入引脚，所述连接端子焊接于所述输入引脚，以使所述电容与所述功率芯片形成电连接。

在其中一个实施例中，所述收容槽的内底面设置有所述输入引脚。

在其中一个实施例中，所述连接端子包括第一连接端子和第二连接端子，所述收容槽包括第一收容槽和第二收容槽，所述输入引脚包括第一输入引脚和第二输入引脚，所述第一收容槽用于收容所述第一连接端子并使得所述第一输入引脚与所述第一连接端子形成电连接，所述第二收容槽用于收容所述第二连接端子并使得所述第二输入引脚与所述第二连接端子形成电连接。

在其中一个实施例中，所述功率模块还包括：

散热外壳，所述散热外壳开设有容纳腔，所述容纳腔用于收容所述功率芯片。

在其中一个实施例中，所述容纳腔至少部分收容固定所述电容。

在其中一个实施例中，所述散热外壳的侧壁上设置有端子通孔，所述连接端子穿过所述端子通孔插入所述收容槽。

在其中一个实施例中，所述开设有端子通孔的侧壁上设置有固定槽，所述固定槽用于固定所述电容。

在其中一个实施例中，所述固定槽的至少一个内表面设置有凸起，所述电容的至少一个外表面设置有凹槽，所述凸起与所述凹槽相互配合，以将所述电容进行固定。

一种功率模组，所述功率模组包括：

多个如权利要求11至15所述的功率模块，所述多个功率模块层叠设置。

在其中一个实施例中，所述散热外壳包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面和/或第二表面设置有冷却水容纳槽。

在其中一个实施例中，所述冷却水容纳槽内设置有至少一个导流孔，所述导流孔连通所述第一表面和第二表面，所述导流孔用于连接冷却水源，以带动所述冷却水容纳槽中的冷却水流动。

在其中一个实施例中，所述相邻两个功率模块的导流孔错位设置。

在其中一个实施例中，所述导流孔包括进水导流孔和出水导流孔，所述进水导流孔和出水导流孔分别连通所述第一表面和第二表面。

在其中一个实施例中，所述冷却水容纳槽包括第一表面冷却水容纳槽和第二表面冷却水容纳槽。

在其中一个实施例中，所述功率模组还包括密封圈，所述密封圈设置于所述层叠设置的功率模块之间，所述密封圈用于将所述相邻功率模块进行密封。

在其中一个实施例中，所述功率模组还包括上盖板和下盖板，所述上盖板和所述下盖板分别设置于所述多个层叠设置的功率模块的上下两个表面。

在其中一个实施例中，所述上盖板设置有冷去水出水口，所述下盖板设置有冷却水进水口。

在其中一个实施例中，所述功率模组还包括螺杆和螺帽，所述螺杆贯穿所述多个功率模块和上盖板以及下盖板，并与所述螺帽将所述多个层叠设置的功率模块进行固定。

在其中一个实施例中，所述冷却水容纳槽内设置有散热柱。

上述功率模块，通过将电容输出端子与功率芯片的电源输入端子直接进行焊接，以简化之间的连接结构，减小了电容与功率芯片之间连接距离，从而减少因连接产生的寄生电感，进而减小了功率芯片在开关时母线电压上的电压尖峰，保护了功率芯片不被过高的电压击穿。

附图说明

图1为本申请一实施例中的功率模块的第一示意图；

图2为本申请一实施例中的功率模块的第二示意图；

图3为本申请一实施例中的功率模块的第三示意图；

图4为本申请一实施例中的功率模块的第四示意图；

图5为本申请一实施例中的功率模块的第五示意图；

图6为本申请一实施例中的功率模组的第一示意图；

图7为本申请一实施例中的功率模组的第二示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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。

图1为一个实施例中，功率模块100的示意图,该功率模块100可以包括：电容10、功率芯片20和两个连接端子31和32，所述连接端子分别可以为所述电容10的正负极引脚端子，所述电容10通过所述连接端子与所述功率芯片20形成电连接。作为一种可选的实施方式，其中也可以将电容的正负极引脚端子作为连接端子，直接与功率芯片20进行电连接。

参见图2，电容10可以包括阳极箔、电解纸和阴极箔，所述阳极箔、电解纸和阴极箔层叠设置并缠绕所述连接端子31和32，其中一连接端子连接所述阳极箔，另一连接端子连接所述阴极箔。其中电解纸用于分隔阳极箔和阴极箔，连接阳极箔的端子即为该电容的正极引脚端子，连接阴极箔的端子即为该电容的负极引脚端子。

此外，还电容还可以包括电容外壳11，所述电容外壳11收容所述阳极箔、电解纸、阴极箔和连接端子，所述连接端子露出所述电容外壳11，在某些实施例中，所述连接端子31和32可以贯穿所述电容10而作为所述电容10的输入端子，因此该连接端子可以同时作为该电容10的输入电子以及该电容的正负极引脚端子。

作为一种可选的实施方式，其中所述连接端子31和32还可以与所述功率芯片封装于一体，具体的该连接端子分别与功率芯片20的输入引脚进行电连接，以作为该功率芯片的输入端，此时连接端子与功率芯片封装于一体，之后再形成连接端子上制作电容，形成电容结构。

作为另一种可选的实施例，所述连接端子还可以与所述电容10一体成型，然后再与功率芯片20形成电连接。作为一种可选的实施方式，参见图3，所述功率芯片20可以包括：收容槽21，用于收容所述连接端子，具体地，所述收容槽21的至少一个内表面设置有功率芯片的输入引脚，所述连接端子焊接于所述输入引脚，以使所述电容10与所述功率芯片20形成电连接。其中功率芯片的输入引脚可以设置于所述收容槽21的任意一个内侧壁或者底面，而连接端子则可以收容于该收容槽21内，并与所述输入引脚接触并焊接，进而实现电容10与功率芯片20之间的电连接。

参见图3，为本实施例中的一种功率模块100示意图，在该实施例中，所述连接端子包括第一连接端子31和第二连接端子32，所述收容槽包括第一收容槽211和第二收容槽212，所述输入引脚包括第一输入引脚和第二输入引脚，所述第一收容槽211用于收容所述第一连接端子31并使得所述第一输入引脚与所述第一连接端子31形成电连接，所述第二收容槽212用于收容所述第二连接端子32并使得所述第二输入引脚与所述第二连接端子32形成电连接。其中第一连接端子31可参见上述方式设置于所述第一收容槽211的内表面，进而通过焊接方式，使得该第一连接端子31与功率芯片的第一输入引脚形成电连接，并且通过第一收容槽211将第一连接端子31进行收容，第二连接端子32类似，本处不再赘述。

所述电容10还包括电容输入端子12，所述电容输入端子12包括电容正极输入端子121和电容负极输入端子122，所述电容输入端子12用于连接所述输入电源。在上述实施例中，该电容正极输入端子121可以是第一连接端子31，电容负极输入端子122可以是第二连接端子32。此外，该功率芯片20还包括功率输出端子22，以及控制端子23,其中，所述控制端子23还包括第一控制端子231和第二信号端子232，所述控制端子23用于控制所述功率芯片20。

参见图4，所述功率模块100还可以包括：散热外壳40，所述散热外壳40开设有容纳腔41，所述散热外壳40的容纳腔41用于收容所述功率芯片20。在某些实施例中，所述容纳腔41还可以至少部分收容固定所述电容10，用于将所述电容10进行固定或者收容，以进一步增加架构的稳定性和紧凑性。所述散热外壳40还可以包括端子通孔，所述连接端子可以穿过所述端子通孔42插入所述收容槽21。具体地，所述散热外壳40可以开设有容纳腔41，所述容纳腔41用于收容所述功率芯片20，所述端子通孔21开设于所述散热外壳40的侧壁。其中所述容纳腔的侧壁可以是容纳腔41的厚度方向的侧壁，其中厚度方向为该散热外壳40的尺寸最小方向。

进一步地，所述开设有端子通孔42的侧壁上还可以设置有固定槽，所述固定槽用于固定所述电容10，所述固定槽的至少一个内表面可以设置有凸起，所述电容10的至少一个外表面可以设置有凹槽，所述凸起与所述凹槽相互配合，以将所述电容进行固定。作为一种可选的实施方式，在所述开设有端子通孔42的侧壁上，还可以涂覆有固定胶，用以直接固定电容10，或者在固定槽的内表面进行固定胶的涂覆，进而将电容进行固定。

本申请中，还提供一种功率模组1000，参见图4、图5，所述功率模组包括：多个如上述的功率模块100，其中该功率模组1000中的多个功率模块100层叠设置。在本实施例中，所述功率模块100包括散热外壳40，所述散热外壳40包括相对设置的第一表面44和第二表面45，所述第一表面44和第二表面45设置有冷却水容纳槽46。因此在层叠设置的两个功率模块100之间设置有两个冷却水容纳槽46，或者第一表面44和第二表面45之中的任意一个表面设置有冷却水容纳槽46，因此层叠设置的两个功率模块100之间仅设置有一个冷却水容纳槽46。

在本实施例中，参见图4，所述冷却水容纳槽46内可以设置有至少一个导流孔47，所述导流孔47连通所述散热外壳40的第一表面44和第二表面45，所述导流孔47用于连接冷却水源，以带动所述冷却水容纳槽46中的冷却水流动。当散热外壳的冷却水容纳槽46内设置一个导流孔47时，层叠设置的相邻两个功率模块100的导流孔47可以错位设置，进而达到更好的流动效果。而当所述导流孔为多个时，例如，该导流孔47为进水导流孔471和出水导流孔472，所述进水导流孔和出水导流孔分别连通各自散热外壳的所述第一表面44和第二表面45。此外，参见图6，当所述冷却水容纳槽为多个时，包括第一表面冷却水容纳槽461和第二表面冷却水容纳槽462，此时，出水导流孔与进水导流孔分别与冷却水容纳,46进行连通，进而带动冷却水容纳槽中的冷却水流动，对所述功率芯片进行冷却散热。在一种可选的实施方式中，所述冷却水容纳槽26内还可以设置有散热柱28。

参见图7，在本实施例中，功率模组1000中的所述多个层叠设置的功率模块100之间设置有密封圈50，所述密封圈10用于将所述相邻功率模块100进行密封。此外，所述功率模组1000还包括上盖板61和下盖板62，所述上盖板61和所述下盖板62分别设置于所述多个层叠设置的功率模块100的上下两个表面，其中所述上盖板和下盖板朝向所述功率模块的表面还可以设置有冷却水容纳槽46,其中该冷却水容纳槽中还可以设置有散热柱。所述功率模组还包括螺杆70和螺帽80，所述螺杆70贯穿所述多个功率模块100和上盖板61以及下盖板62，并与所述螺帽80将所述多个层叠设置的功率模块100进行固定。

此外，参见图7，上盖板50还可以设置有进水口90，下盖板60还可以设置有出水口91，该进水口用于接入冷却水源，所述出水口用于在冷却水在功率模组内循环之后排除冷却水。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (26)

1.一种功率模块，其特征在于，包括：

电容、功率芯片和两个连接端子，所述连接端子分别为所述电容的正负极引脚端子，所述电容通过所述连接端子与所述功率芯片形成电连接。

2.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述电容包括阳极箔、电解纸和阴极箔，所述阳极箔、电解纸和阴极箔层叠设置并缠绕所述连接端子，其中一连接端子连接所述阳极箔，另一连接端子连接所述阴极箔。

3.根据权利要求2所述的功率模块，其特征在于，所述电容包括电容外壳，所述电容外壳收容所述阳极箔、电解纸、阴极箔和连接端子，所述连接端子露出所述电容外壳。

4.根据权利要求3所述的功率模块，其特征在于，所述连接端子贯穿所述电容外壳作为所述电容的输入端子。

5.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述连接端子与所述功率芯片封装于一体。

6.根据权利要求5所述的功率模块，其特征在于，所述连接端子与所述功率芯片的输入引脚电连接。

7.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述连接端子与所述电容一体成型。

8.根据权利要求7所述的功率模块，其特征在于，所述功率芯片包括：

收容槽，用于收容所述连接端子，所述收容槽的至少一个内表面设置有所述功率芯片的输入引脚，所述连接端子焊接于所述输入引脚，以使所述电容与所述功率芯片形成电连接。

9.根据权利要求8所述的功率模块，其特征在于，所述收容槽的内底面设置有所述输入引脚。

10.根据权利要求8所述的功率模块，其特征在于，所述连接端子包括第一连接端子和第二连接端子，所述收容槽包括第一收容槽和第二收容槽，所述输入引脚包括第一输入引脚和第二输入引脚，所述第一收容槽用于收容所述第一连接端子并使得所述第一输入引脚与所述第一连接端子形成电连接，所述第二收容槽用于收容所述第二连接端子并使得所述第二输入引脚与所述第二连接端子形成电连接。

11.根据权利要求7所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块还包括：

散热外壳，所述散热外壳开设有容纳腔，所述容纳腔用于收容所述功率芯片。

12.根据权利要求11所述的功率模块，其特征在于，所述容纳腔至少部分收容所述电容。

13.根据权利要求11所述的功率模块，其特征在于，所述散热外壳的侧壁上设置有端子通孔，所述连接端子穿过所述端子通孔插入所述收容槽。

14.根据权利要求11所述的功率模块，其特征在于，所述开设有端子通孔的侧壁上设置有固定槽，所述固定槽用于固定所述电容。

15.根据权利要求14所述的功率模块，其特征在于，所述固定槽的至少一个内表面设置有凸起，所述电容的至少一个外表面设置有凹槽，所述凸起与所述凹槽相互配合，以将所述电容进行固定。

16.一种功率模组，其特征在于，所述功率模组包括：

多个如权利要求11至15所述的功率模块，所述多个功率模块层叠设置。

17.根据权利要求16所述的功率模组，其特征在于，所述散热外壳包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面和/或第二表面设置有冷却水容纳槽。

18.根据权利要求17所述的功率模组，其特征在于，所述冷却水容纳槽内设置有至少一个导流孔，所述导流孔连通所述第一表面和第二表面，所述导流孔用于连接冷却水源，以带动所述冷却水容纳槽中的冷却水流动。

19.根据权利要求18所述的功率模组，其特征在于，所述相邻两个功率模块的导流孔错位设置。

20.根据权利要求19所述的功率模组，其特征在于，所述导流孔包括进水导流孔和出水导流孔，所述进水导流孔和出水导流孔分别连通所述第一表面和第二表面。

21.根据权利要求17所述的功率模组，其特征在于，所述冷却水容纳槽包括第一表面冷却水容纳槽和第二表面冷却水容纳槽。

22.根据权利要求16所述的功率模组，其特征在于，所述功率模组还包括密封圈，所述密封圈设置于所述层叠设置的功率模块之间，所述密封圈用于将所述相邻功率模块进行密封。

23.根据权利要求16所述的功率模组，其特征在于，所述功率模组还包括上盖板和下盖板，所述上盖板和所述下盖板分别设置于所述多个层叠设置的功率模块的上下两个表面。

24.根据权利要求23所述的功率模组，其特征在于，所述上盖板设置有冷去水出水口，所述下盖板设置有冷却水进水口。

25.根据权利要求23所述的功率模组，其特征在于，所述功率模组还包括螺杆和螺帽，所述螺杆贯穿所述多个功率模块和上盖板以及下盖板，并与所述螺帽将所述多个层叠设置的功率模块进行固定。

26.根据权利要求17所述的功率模组，其特征在于，所述冷却水容纳槽内设置有散热柱。

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