CN219476676U - 用于功率模块的连桥件、功率模块和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力电子设备的技术领域，具体提供一种用于功率模块的连桥件、功率模块和车辆，旨在解决现有碳化硅芯片和连接线接触面积较小，造成碳化硅芯片的高导热性和导电性不能充分发挥出来，进而造成碳化硅模块性能受到影响的问题。为此目的，本实用新型的用于功率模块的连桥件包括板状本体，所述板状本体包括依次交替相连的多个平面区段和拱形区段，所述平面区段与所述功率模块的芯片和/或基板电连接。本实用新型的平面区段和功率模块的芯片和/或基板电连接，能够增加芯片和/或基板的接触面积，因此芯片和/或基板的高导热性和导电性发挥充分，进而可提升模块性能。

Description

用于功率模块的连桥件、功率模块和车辆

技术领域

本实用新型涉及电力电子设备的技术领域，具体提供一种用于功率模块的连桥件、功率模块和车辆。

背景技术

碳化硅功率模块在能源系统中扮演越来越重要的角色，其凭借击穿电场强度高、热稳定性好、载流子饱和漂移速度高和热导率高等特点，可大幅降低逆变器及变频器等电力转换类器件的能量损失和体积重量，在高频高功率应用领域脱颖而出。碳化硅功率模块封装技术急需在传统的封装技术上进行创新，以提高碳化硅模块的性能。传统的模块封装技术采用的芯片互联技术，多为铝线、金线和铜线等键合技术，连接线与芯片的接触面积较小，不能将碳化硅芯片的高导热性和导电性充分的发挥出来，因此碳化硅模块性能受到影响。

相应地，本领域需要一种新的用于功率模块的连桥件来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题，即，解决现有碳化硅芯片和连接线接触面积较小，造成碳化硅芯片的高导热性和导电性不能充分发挥出来，因此造成碳化硅模块性能受到影响的问题。

在第一方面，本实用新型提供一种用于功率模块的连桥件，所述连桥件包括板状本体，所述板状本体包括依次交替相连的多个平面区段和拱形区段，所述平面区段与所述功率模块的芯片和/或基板电连接。

在上述用于功率模块的连桥件的优选技术方案中，所述拱形区段包括半拱形区段和全拱形区段，所述板状本体的一端为半拱形区段，另一端为与所述功率模块的基板电连接的平面区段。

在上述用于功率模块的连桥件的优选技术方案中，所述板状本体从一端到另一端依次包括第一半拱形区段、第一平面区段、第一全拱形区段、第二平面区段、第二全拱形区段和第三平面区段；其中，所述第一平面区段和所述第二平面区段与所述功率模块的两个芯片电连接，所述第三平面区段与所述功率模块的基板电连接。

在上述用于功率模块的连桥件的优选技术方案中，所述板状本体从一端到另一端依次包括第二半拱形区段、第四平面区段、第三全拱形区段和第五平面区段；其中，所述第四平面区段与所述功率模块的一个芯片电连接，所述第五平面区段与所述功率模块的基板电连接。

在上述用于功率模块的连桥件的优选技术方案中，所述平面区段通过焊接方式与所述功率模块的芯片和/或基板电连接，至少部分所述平面区段上设置有阻焊孔。

在上述用于功率模块的连桥件的优选技术方案中，每个所述平面区段的两侧均设置有至少一个半圆形观察孔。

在上述用于功率模块的连桥件的优选技术方案中，每个所述全拱形区段上均设置有至少一个贯穿孔。

在上述用于功率模块的连桥件的优选技术方案中，所述贯穿孔为长条孔，所述长条孔沿所述板状本体的长度方向延伸。

在采用上述技术方案的情况下，本实用新型的连桥件包括板状本体，板状本体包括依次交替相连的多个平面区段和拱形区段，平面区段与功率模块的芯片和/或基板电连接，本实用新型的平面区段和功率模块的芯片和/或基板电连接，能够增加芯片和/或基板的接触面积，因此芯片和/或基板的高导热性和导电性发挥充分，进而可提升模块性能。

进一步，本实用新型的连桥件与芯片相连的一端设置有半拱形结构，该半拱形结构与相邻平面区段另一侧的全拱形结构形成对称结构，有助于连桥件加工成型时边缘的毛刺不与芯片直接接触，减小芯片的划伤与失效，提高模块的生产良率。

此外，本实用新型的连桥件在每个平面区段上都设置了半圆形观察孔，在进行平面区段与芯片的焊接时，该半圆形观察孔有助观察焊料焊接情况，进而增强焊接的可靠性。

再者，本实用新型的连桥件在每个全拱形区段上都设置了贯穿孔，在填充塑封料或硅胶时可将全拱形区内的空气排出，因此可降低塑封料分层的风险或产生硅胶空洞和气泡的风险，进而提高模块的绝缘性和可靠性。

在第二方面，本实用新型提供一种功率模块，所述功率模块是第一方面所述的功率模块并且包括第一方面所述的连桥件。

本技术方案的功率模块包括如本实用新型任一技术方案的连桥件，因而其具有如本实用新型任一技术方案的连桥件的全部技术效果。

在第三方面，本实用新型提供一种车辆，所述车辆包括第二方面所述的功率模块。

本技术方案的车辆包括本实用新型任一技术方案的功率模块，因而其具有本实用新型任一技术方案的功率模块的全部技术效果。

附图说明

下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：

图1是本实用新型一个实施例的用于功率模块的连桥件的结构示意图；

图2是图1的侧视结构图；

图3是本实用新型另一个实施例的用于功率模块的连桥件的结构示意图；

图4是图3的侧视结构图。

图中标记：

1、第一半拱形区段；2、第一平面区段；3、第一全拱形区段；4、第二平面区段；5、第二全拱形区段；6、第三平面区段；7、第二半拱形区段；8、第四平面区段；9、第三全拱形区段；10、第五平面区段；11、半圆形观察孔；12、贯穿孔；13、板状本体。

具体实施方式

为了更好地说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。

基于背景技术指出的现有碳化硅芯片和连接线接触面积较小，造成碳化硅芯片的高导热性和导电性不能充分发挥出来，因此造成碳化硅模块性能受到影响的问题，本实用新型提供了一种用于功率模块的连桥件，旨在解决现有碳化硅芯片和连接线接触面积较小，造成碳化硅芯片的高导热性和导电性不能充分发挥出来，因此造成碳化硅模块性能受到影响的问题。

为实现上述目的，下面结合图1-4来描述本实用新型的两个实施例。在图1-4中，图1是本实用新型一个实施例的用于功率模块的连桥件的结构示意图；图2是图1的侧视结构图；图3是本实用新型另一个实施例的用于功率模块的连桥件的结构示意图；图4是图3的侧视结构图。首先参照图1和2，本实用新型的第一方面提供了一种用于功率模块的连桥件，该连桥件整体上包括板状本体13，该板状本体13一般包括依次交替相连的多个平面区段和拱形区段，该平面区段与功率模块的芯片(图中未示出)和/或基板(图中未示出)电连接。本实用新型的平面区段和功率模块的芯片和/或基板电连接，能够增加芯片和/或基板的接触面积，因此芯片和/或基板的高导热性和导电性发挥充分，进而可提升模块性能。此外，连桥件还具有结构简单，便于加工的优点。

具体地，参见图1，板状本体13上压制有下沉形式的多个平面区段和拱起来的拱形区段。其中，平面区段与功率模块的芯片和/或基板电连接，由于平面区段与功率模块的芯片和/或基板的接触面积较大，这样功率模块的芯片和/或基板的高导热性和导电性能够充分发挥出来，因此可提升模块性能。

优选地，平面区段与功率模块的芯片和/或基板通过焊料焊接的方式完成电气连接。

需要说明的是，本实用新型不对平面区段的具体尺寸作出限制，本领域技术人员可根据实际情况-例如待连接的芯片尺寸，自行设定平面区段的尺寸。

继续参阅图1和2，在一个实施例中，拱形区段包括半拱形区段和全拱形区段，板状本体13的一端为半拱形区段，另一端为与功率模块的基板电连接的平面区段。通过设置半拱形区段、有助于连桥件加工成型时边缘的毛刺不与芯片直接接触，因此可减小芯片的划伤与失效，可提高模块的生产良品率，同时有助于平面区段的轮廓尺寸和成型面积，保证平面区段与芯片的接触面，使芯片的高导热性和导电性发挥充分。

在本实施例中，半拱形区段，即全拱形区段的二分之一，半拱形区段的高度可根据实际需求而定。

继续参阅图1和2，在一个具体实施例中，板状本体13从一端到另一端依次包括第一半拱形区段1、第一平面区段2、第一全拱形区段3、第二平面区段4、第二全拱形区段5和第三平面区段6。其中，第一平面区段2和第二平面区段4与功率模块的两个芯片电连接，第三平面区段6与功率模块的基板电连接。通过设置第一平面区段2和第二平面区段4能够分别与各自对应的芯片通过焊料焊接的方式电气连接，且第一平面区段2和第二平面区段4和各自对应连接的芯片的接触面积较大，因此芯片的高导热性和导电性能够充分发挥出来，因此可提升模块性能。

在本实施例中，参见图1，第一平面区段2、第二平面区段4和第三平面区段6处于同一个水平面上，这样第一平面区段2、第二平面区段4和对应的芯片电连接、第三平面区段6和基板电连接后不会出现高低不平的问题，可避免对功率模块产生影响。

在本实施例中，参见图1，第一半拱形区段1、第一全拱形区段3和第二全拱形区段5的高度一致，便于芯片和陶瓷基板连接，实现电气互联、且占用空间小。

需要说明的是，本实用新型不对第一平面区段2、第二平面区段4和第三平面区段6的具体尺寸作出限制，本领域技术人员可根据实际情况-例如待连接的芯片和局部基板的尺寸，自行设定第一平面区段2、第二平面区段4和第三平面区段6的尺寸。

此外，尽管图1和2中的连桥件包括三个拱形区段和三个平面区段，但这种具体数量并不是限制性的，在不偏离本实用新型的基本原理-即多个拱形区段和平面区段交替设置的前提下，本领域技术人员可以根据具体应用场景对拱形区段和平面区段的数量进行适应性调整。

参阅图3和4，在一个实施例中，板状本体13从一端到另一端依次包括第二半拱形区段7、第四平面区段8、第三全拱形区段9和第五平面区段10。其中，第四平面区段8与功率模块的一个芯片电连接，第五平面区段10与功率模块的基板电连接。通过设置第四平面区段8和芯片通过焊料完成电气连接，该第四平面区段8和芯片的接触面积较大，芯片的高导热性和导电性能够充分发挥出来，因此可提升模块性能。

在本实施例中，参见图3，第四平面区段8和第五平面区段10位于同一个水平面，这样第四平面区段8和芯片电连接、第五平面区段10和功率模块的基板电连接后不会出现高低不平的问题，可避免对功率模块产生影响。

在本实施例中，参见图3，第二半拱形区段7和第三全拱形区段9的高度一致，便于芯片和陶瓷基板连接，实现电气互联，且占用空间小。

需要说明的是，本实用新型不对第四平面区段8和第五平面区段10的具体尺寸作出限制，本领域技术人员可根据实际情况-例如待连接的芯片和局部基板的尺寸，自行设定第四平面区段8和第五平面区段10的尺寸。

其中，第三全拱形区段9的长度以实际使用而定。

参阅图3和4，在一个实施例中，平面区段8和10通过焊接方式与功率模块的芯片和/或基板电连接，并且每个平面区段8和10上都设置有阻焊孔。

参阅图3和4，在一个实施例中，每个平面区段的两侧均设置有一个半圆形观察孔11。通过设置半圆形观察孔11有助于观察焊料的爬坡，进而增强焊接的可靠性。其中，两侧的半圆形观察孔11可对称设置、并位于每个平面区段的侧面中部位置，当然两侧的半圆形观察孔11也可以是错开设置。

进一步地，半圆形观察孔11的上下边缘(即，其与板状本体13的上下表面之间)均为圆弧过渡，避免对芯片产生影响。

需要说明的是，本实用新型不对半圆形观察孔11的具体位置和尺寸作出限制，本领域技术人员可根据实际情况自行设定半圆形观察孔11的尺寸及其在平面区段上的位置。例如，半圆形观察孔11可以设置在平面区段的一侧，也可以在两侧都设置，其可以在平面区段侧边的居中位置，也可以不居中，相对于平面区段侧边长度的大小也可以根据实际应用的需要灵活调整。

此外，尽管在本实施例中每个平面区段的两侧各设置了一个半圆形观察孔11，但这并不是限制性的，本领域技术人员可以在每个平面区段的一侧设置两个或更多半圆形观察孔11，甚至可以在一侧设置多个，另一侧不设置，具体数量以实际情况而定，本实用新型对此不作限制。

继续参阅图1和3，在本实用新型的两个优选实施例中，每个全拱形区段上均设置有至少一个贯穿孔12(图1中为一个，图3中为两个)，在填充塑封料或硅胶时可将全拱形区内的空气排出，因此可降低塑封料分层的风险或产生硅胶空洞和气泡的风险，进而提高模块的绝缘性和可靠性。

需要说明的是，尽管图1中显示的贯穿孔12为一个，图3中显示的贯穿孔12为两个，但这并不是限制性的，本领域技术人员可根据实际情况自行设定贯穿孔12的数量及其在全拱形区段上的具体位置。例如，当板状本体13的宽度足够大时，每个全拱形区段上可以并排设置多个贯穿孔12。

继续参阅图1和3，在本实用新型的两个实施例中，贯穿孔12为长条孔，该长条孔沿板状本体13的长度方向延伸，这样塑封料或硅胶的贯穿流动较好，进一步降低塑封料分层的风险或产生硅胶空洞和气泡的风险，提高模块的绝缘性和可靠性。

需要说明的是，虽然图1和3中显示的贯穿孔12为椭圆形的长条孔，但这并不是限制性的，该贯穿孔12还可以是圆形通孔或是矩形通孔，本领域技术人员可根据实际情况自行设定。

在第二方面，本实用新型提供一种功率模块，该功率模块是第一方面所述的功率模块并且包括第一方面所述的连桥件。

本技术方案的功率模块包括如本实用新型任一技术方案的连桥件，因而其具有如本实用新型任一技术方案的连桥件的全部技术效果。

在第三方面，本实用新型提供一种车辆，所述车辆包括第二方面所述的功率模块。

本技术方案的车辆包括本实用新型任一技术方案的功率模块，因而其具有本实用新型任一技术方案的功率模块的全部技术效果。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于功率模块的连桥件，其特征在于，所述连桥件包括板状本体，所述板状本体包括依次交替相连的多个平面区段和拱形区段，所述平面区段与所述功率模块的芯片和/或基板电连接。

2.根据权利要求1所述的用于功率模块的连桥件，其特征在于，所述拱形区段包括半拱形区段和全拱形区段，所述板状本体的一端为半拱形区段，另一端为与所述功率模块的基板电连接的平面区段。

3.根据权利要求2所述的用于功率模块的连桥件，其特征在于，所述板状本体从一端到另一端依次包括第一半拱形区段、第一平面区段、第一全拱形区段、第二平面区段、第二全拱形区段和第三平面区段；

其中，所述第一平面区段和所述第二平面区段与所述功率模块的两个芯片电连接，所述第三平面区段与所述功率模块的基板电连接。

4.根据权利要求2所述的用于功率模块的连桥件，其特征在于，所述板状本体从一端到另一端依次包括第二半拱形区段、第四平面区段、第三全拱形区段和第五平面区段；

其中，所述第四平面区段与所述功率模块的一个芯片电连接，所述第五平面区段与所述功率模块的基板电连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于功率模块的连桥件，其特征在于，所述平面区段通过焊接方式与所述功率模块的芯片和/或基板电连接，至少部分所述平面区段上设置有阻焊孔。

6.根据权利要求5所述的用于功率模块的连桥件，其特征在于，每个所述平面区段的两侧均设置有至少一个半圆形观察孔。

7.根据权利要求2至4中任一项所述的用于功率模块的连桥件，其特征在于，每个所述全拱形区段上均设置有至少一个贯穿孔。

8.根据权利要求7所述的用于功率模块的连桥件，其特征在于，所述贯穿孔为长条孔，所述长条孔沿所述板状本体的长度方向延伸。

9.一种功率模块，其特征在于，所述功率模块是权利要求1至8中任一项所述的功率模块并且包括权利要求1至8中任一项所述的连桥件。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求9所述的功率模块。