CN219832634U - Igbt组件和压缩机 - Google Patents

Abstract

本申请提供IGBT组件和压缩机。该IGBT组件包括：IGBT本体；多个端子，它们从IGBT本体延伸出，并且包括靠近IGBT本体的第一部分和远离IGBT本体的第二部分；绝缘支架，其套接在多个端子上并且抵靠IGBT本体，使得第一部分的至少一部分定位在绝缘支架与IGBT本体之间，其中，绝缘支架包括：支架本体，其包括多个通孔，端子的第一部分延伸穿过通孔；以及一个或多个隔绝部，隔绝部从支架本体远离IGBT本体延伸，隔绝部定位在相邻的端子之间并与端子间隔开；以及绝缘胶，其至少在绝缘支架与IGBT本体之间布置在第一部分周围。本申请的IGBT组件和压缩机具有结构简单、易于实施、使用方便等优点，并且能够提供改善的力学性能和绝缘性能。

Description

IGBT组件和压缩机

技术领域

本申请涉及IGBT结构领域。更具体而言，本申请涉及一种IGBT组件，其旨在提供改善的绝缘和结构解决方案。本申请还涉及一种包括上述IGBT组件的压缩机。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)即为绝缘栅双极型晶体管。IGBT通常具有多个导电端子，并且IGBT组件可组装在电控单元中，例如作为电气元件连接到印刷电路板。IGBT组件可能需要较高的工作电压，因此对其绝缘性能提出了较高的要求。此外，IGBT组件在组装时可能会在被按压到其他部件上的情况下被固定，因此在IGBT组件的结构中会产生应力。本领域中存在对改善IGBT组件的绝缘性能和应力分布的持续需求。

实用新型内容

本申请一方面的目的在于提供一种的IGBT组件，其提供改善的绝缘性能和力学性能。本申请另一方面的目的在于提供一种包括上述IGBT组件的压缩机。

本申请的目的是通过如下技术方案实现的：

一种IGBT组件，包括：

IGBT本体；

多个端子，它们从IGBT本体延伸出，并且包括靠近IGBT本体的第一部分和远离IGBT本体的第二部分；

绝缘支架，其套接在多个端子上并且抵靠IGBT本体，使得第一部分的至少一部分定位在绝缘支架与IGBT本体之间，其中，绝缘支架包括：

支架本体，其包括多个通孔，端子的第一部分延伸穿过通孔；以及

一个或多个隔绝部，隔绝部从支架本体远离IGBT本体延伸，隔绝部定位在相邻的端子之间并与端子间隔开；以及

绝缘胶，其至少在绝缘支架与IGBT本体之间布置在第一部分周围。

在上述IGBT组件中，可选地，绝缘支架还包括：

壁，其从支架本体朝向IGBT本体延伸，并且与IGBT本体接触，使得支架本体与IGBT本体间隔开，并且在支架本体与IGBT本体之间形成容纳部；

其中，绝缘胶设置在以下位置处：在容纳部之内围绕第一部分周围、在通孔之内围绕第一部分周围。

在上述IGBT组件中，可选地，开口延伸穿过壁并且通向容纳部，以便绝缘胶通过开口布置到容纳部中。

在上述IGBT组件中，可选地，相邻的端子的第一部分之间的间距小于相邻的端子的第二部分之间的间距，第二部分的截面尺寸小于第一部分的截面尺寸，其中，第二部分的宽度大于第一部分的厚度，并且第一部分和第二部分具有相等的厚度。

在上述IGBT组件中，可选地，还包括冷却区域，其布置在IGBT本体的底面上；

其中，冷却区域的电动势与多个端子中的一个的电动势相等，并且多个端子中的其他从绝缘支架延伸出的位置到冷却区域的爬电路径具有第一爬电距离。

在上述IGBT组件中，可选地，相邻的端子之间的爬电路径沿着支架本体的表面和隔绝部的外轮廓延伸，并且在相邻的端子之间具有第二爬电距离；

其中，第一爬电距离和第二爬电距离设置为使得：在预定工作电压下，阻止端子与冷却区域之间的短路，并且阻止相邻的端子之间的短路。

在上述IGBT组件中，可选地，第二部分包括一个或多个弯曲区段，以便提供在第二部分的长度方向上的弹性余量，第二部分相对于第一部分垂直地延伸，其中，第二部分垂直于冷却区域远离底面延伸。

在上述IGBT组件中，可选地，弯曲区段构造为具有以下形状之一：圆的一部分、椭圆的一部分、圆角矩形的一部分、圆角三角形的一部分或它们的组合。

在上述IGBT组件中，可选地，壁的末端与对应的IGBT本体的外表面部分形状构造为互相匹配的。

一种压缩机，包括：

上述IGBT组件，其中，三个端子并排地从IGBT本体的侧面延伸出；

电路板，端子的第二部分电气地连接到电路板；

散热部；以及

冷却垫，其定位在IGBT本体的冷却区域与散热部之间，使得IGBT本体与散热部之间建立热连接。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本申请进行进一步详细描述。本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本申请范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造，并可能包含夸张性显示。附图也并非一定按比例绘制。

图1是本申请的IGBT组件的一个实施例的分解视图。

图2是图1所示实施例在组装就位之后的立体视图。

图3是图2所示实施例的俯视图。

图4是图1所示实施例在组装时的截面示意图。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本申请的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限制了本申请的保护范围。

首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中的方向来定义的。这些方位是相对的概念，并且因此将根据其所处于的位置和状态而变化。所以，不应将这些或其他方位用语理解为限制性的。

此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征来说，这些技术特征(或其等同物)能够继续组合，从而获得未在本文中直接提及的其他实施例。

应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的部件。

图1是本申请的IGBT组件的一个实施例的分解视图。如图1所示，IGBT组件10可包括IGBT本体100、多个端子200、绝缘支架300和绝缘胶400等。出于清楚的目的，绝缘胶400示出为其布置之后的形状。容易理解的是，图1中所示的绝缘胶400并非单独制造的部件，而是由绝缘胶灌装或填充之后凝固形成的形状轮廓。

IGBT本体100可构造为大致长方体形状，并且可具有预定的长度、宽度和厚度。冷却区域102可设置在IGBT本体100的底面101上。在图示的实施例中，冷却区域102可构造为具有大致矩形的轮廓。此外，出于清楚的目的，冷却区域102用斜线阴影示出。容易理解的是，冷却区域102可以是虚拟的概念，并且在实际产品上，IGBT本体100的底面101并不包括标识为102的斜线和矩形轮廓。

端子200可从IGBT本体100延伸出。在一个实施例中，端子200从IGBT本体100的侧面延伸出，并且可以包括靠近IGBT本体100的第一部分201和远离IGBT本体100的第二部分202。在一个实施例中，第一部分201可构造为大致平行于底面101延伸，并且第二部分202可构造为大致垂直于底面101延伸。如图所示，第一部分201的截面尺寸可以大于第二部分202的截面尺寸，并且第二部分202大致垂直于第一部分201在远离底面101的方向上延伸。例如，第一部分201的宽度可大于第二部分202的宽度，并且第一部分201和第二部分202可构造为一体的，并且可具有大致相等的厚度。在一个实施例中，端子200可以由金属一体地形成，并且通过金属片冲压来形成。

此外，第二部分202还可包括一个或多个弯曲区段210。弯曲区段210可由第二部分202经过折弯来形成，并且可具有以下形状之一：圆的一部分、椭圆的一部分、圆角矩形的一部分、圆角三角形的一部分或它们的组合。在弯曲区段210之外，第二部分202的剩余部分可以是大致保持沿同一直线延伸。容易理解的是，第二部分202与第一部分201之间的过渡部分可包括弯曲或折弯的部分，并且第二部分202可包括用于与未示出的印刷电路板或PCB板形成电气接触的区段。弯曲区段210意在提供在第二部分202的长度方向上的弹性余量。

在图示的实施例中，端子200的数量为三个，并且分别对应于IGBT的E、C和G接口。容易理解的是，根据实际需要，端子200的数量可以是更多或更少，并且可对应于任何合适的接口。此外，图1到图3所示的端子200是已经折弯之后的状态。容易理解的是，在开始折弯之前，端子200可以是沿着直线延伸，并且是大致平行于底面101延伸。因此，端子200的第一部分201位于靠近IGBT本体100的近端处，而第二部分202位于远离IGBT本体的远端处。三个端子200从IGBT本体的侧面延伸出，并且三个端子200并排地布置，以形成用于IGBT的TO-247封装形式。

绝缘支架300可套接在端子200上。绝缘支架300可包括：支架本体310、壁320和多个隔绝部330等。支架本体310可构造为大致矩形轮廓，并且与IGBT本体100的侧面相平行地延伸。壁320可朝向IGBT本体100延伸，并且可以设置在支架本体310的端部处。绝缘部330可远离IGBT本体100延伸，并且可在远离IGBT本体100侧面的方向上延伸。此外，绝缘部330可与端子200间隔开，并且更具体而言，绝缘部330与端子200的第一部分201间隔开，并且还可与端子200的第二部分202间隔开。

支架本体310可以包括多个通孔311，通孔311可构造为与端子200的第一部分201在尺寸上相适配。因此，在端子200折弯之前，绝缘支架300可与端子200对齐，使得各个端子200的第二部分202首先穿过通孔311，并且然后各个端子200的第一部分201适配到通孔311之内，直到壁320抵靠在IGBT本体100的侧面上。以此方式，绝缘支架300的支架本体310与IGBT本体100的侧面间隔开定位，并且在绝缘支架300与IGBT本体100之间限定腔或容纳部321。容易理解的是，开口322可延伸穿过壁320，并且通向容纳部321。端子200的第一部分201的至少一部分定位在容纳部321之内，并且端子200的第一部分201的至少另一部分定位在通孔311之内。在图1和图2中未示出的另一侧上，壁320可构造为一直延伸的，并且由此形成口袋形的壁轮廓。在口袋形的壁轮廓中，口袋的开口对应于开口322，口袋的侧面对应于图1和图2中所示的壁320的部分，并且口袋的底面对应于图1和图2中不可见的壁的部分。

此外，壁320的末端与对应的IGBT本体100的外表面可形状构造为互相匹配的。例如，如图1中所示，壁320的末端包括两条互相成一定角度的线段组成的轮廓，以形成略微凹入的形状。对应地，IGBT本体100的侧面的外轮廓包括略微突起的屋顶形状。如图2中所示，壁320的末端与对应的IGBT本体100的侧面在形状上匹配，使得两者贴合在一起。此类形状构造一方面有利于准确地定位支架300，另一方面还促进壁320与IGBT本体100之间的形状配合，以便为容纳部321提供改善的封闭性能。容易理解的是，壁320的末端和IGBT本体100的侧面在形状上并不限于图示的情况，而是可以采用各种形状和匹配形式。

绝缘胶400可通过将未凝固的绝缘胶通过开口322注入容纳部321之内来形成。绝缘胶可以是任何合适的绝缘性能良好的流体，包括但不限于环氧树脂、硅胶等。如图1所示，绝缘胶400可包括第一绝缘胶部分411和第二绝缘胶部分421。第一绝缘胶部分411可定位在端子200的第一部分201与通孔311的内壁之内。第二绝缘胶部分421可定位在容纳部321之内，并且包围在端子200的第一部分201周围。

图2是图1所示实施例在组装就位之后的立体视图，并且图3是图2所示实施例的俯视图。如图所示，绝缘胶400的一部分在容纳部321之内是可见的，并且绝缘胶400可以并不占据整个容纳部321，而是仅占据容纳部321的一部分。

图3还示出了绝缘部330定位在相邻的端子200之间，并且端子200的第一部分201暴露于绝缘支架300左侧的部分与冷却区域102之间按预定距离间隔开。在图示的实施例中，冷却区域102的电动势可以是大致与多个端子200中的一个端子的电动势相等，并且与多个端子200中的其他端子之间存在电动势上的差异。例如，冷却区域102的电动势可以大致等于三个端子200中的中间一个端子200的电动势，并且与上下两个端子200的电动势之间存在差异。因此，在上下两个端子200与冷却区域102之间存在潜在的短路风险。类似地，在相邻的两个端子200之间也存在潜在的短路风险。

在本文中，不同电势差的部件之间产生短路时电流需要跨越的距离被称为爬电(creepage)距离。在上下两个端子200与冷却区域102之间的爬电路径在图3中用虚线直线示出，并且该爬电路径的爬电距离是第一爬电距离d1。类似地，在相邻两个端子200之间，如果要发生短路，则电流需要越过支架本体310的外表面的一部分、绝缘部330的外轮廓以及支架本体310的外表面的另一部分。相邻两个端子之间的爬电路径在图3中用另一根弯曲的虚线示出，并且该爬电路径的爬电距离是第二爬电距离d2。

第一爬电距离d1和第二爬电距离d2选择为使得：当IGBT组件10在预定工作电压下操作时，在上下两个端子200与冷却区域102之间以及在相邻的端子200之间不会发生短路。预定工作电压可以是在700伏到1000伏之间的电压，例如可以是800伏。容易理解的是，该电压可以是指交流电的有效电压。

因此，通过采用本申请的绝缘支架300和绝缘胶400，IGBT组件10获得了改善的绝缘性能。本申请的附图中展示的IGBT组件10的实施例采用名为TO-247的封装形式。容易理解的是，本申请的绝缘支架结构和密封方式并不限于特定的封装形式，而是可以用于IGBT的各种封装形式和封装方式。

图4是图1所示实施例在组装时的截面示意图。IGBT本体100的底面101面朝散热部30布置，并且将冷却垫110夹在IGBT本体100的底面101与散热部30之间。在一个实施例中，冷却垫110大致与IGBT本体100的底面101处的冷却区域102对齐。因此，底面101、冷却垫110和散热部30的上表面是大致互相平行的，并且在IGBT本体100与散热部30之间建立热连接。在一个实施例中，散热部30又称为热沉。端子200的第二部分202在远离冷却垫110和远离散热部30的方向上大致垂直于底面101延伸，并且第二部分202与印刷电路板20电气连接。

在组装中，散热部30和印刷电路板20之间会产生压紧。例如，第二部分202可以首先电气地连接到印刷电路板20，例如焊接到印刷电路板20。然后，印刷电路板20和IGBT组件10一起朝向散热部30按压，使得散热部30与IGBT本体100之间产生紧密的热接触。在此过程中，IGBT组件10将传递应力和压力。此时，端子200的第二部分202上的弯曲区段210可以提供弹性余量，例如在图4中的垂直方向上提供弹性余量，以便至少部分地吸收通过IGBT组件传递的应力，由此提供了改善的力学性能。

本申请还提供一种压缩机，其包括上文描述的IGBT组件10、印刷电路板20和散热部30等。根据一个实施例，压缩机可以是电动压缩机，例如涡旋压缩机等。

本申请的IGBT组件和压缩机具有简单可靠、易于实施、使用方便等优点，并且能够提供改善的力学性能和绝缘性能。因此，IGBT组件和压缩机的安装方便性、安全性和经济性得到进一步的改善。

本说明书参考附图来公开本申请，并且还使本领域中的技术人员能够实施本申请，包括制造和使用任何装置或系统、选用合适的材料以及使用任何结合的方法。本申请的范围由请求保护的技术方案限定，并且包含本领域中的技术人员想到的其他实例。只要此类其他实例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他实例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他实例应当被认为处于由本申请请求保护的技术方案所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种IGBT组件，其特征在于，包括：

IGBT本体(100)；

多个端子(200)，它们从所述IGBT本体(100)延伸出，并且包括靠近所述IGBT本体(100)的第一部分(201)和远离所述IGBT本体(100)的第二部分(202)；

绝缘支架(300)，其套接在多个端子(200)上并且抵靠所述IGBT本体(100)，使得所述第一部分(201)的至少一部分定位在所述绝缘支架(300)与所述IGBT本体(100)之间，其中，所述绝缘支架(300)包括：

支架本体(310)，其包括多个通孔(311)，所述端子(200)的所述第一部分(201)延伸穿过所述通孔(311)；以及

一个或多个隔绝部(330)，所述隔绝部(330)从所述支架本体(310)远离IGBT本体(100)延伸，所述隔绝部(330)定位在相邻的端子(200)之间并与所述端子(200)间隔开；以及

绝缘胶(400)，其至少在所述绝缘支架(300)与所述IGBT本体(100)之间布置在所述第一部分(201)周围。

2.根据权利要求1所述的IGBT组件，其特征在于，所述绝缘支架(300)还包括：

壁(320)，其从所述支架本体(310)朝向所述IGBT本体(100)延伸，并且与所述IGBT本体(100)接触，使得所述支架本体(310)与所述IGBT本体(100)间隔开，并且在所述支架本体(310)与所述IGBT本体(100)之间形成容纳部(321)；

其中，所述绝缘胶(400)设置在以下位置处：在容纳部(321)之内围绕所述第一部分(201)周围、在通孔(311)之内围绕所述第一部分(201)周围。

3.根据权利要求2所述的IGBT组件，其特征在于，开口(322)延伸穿过所述壁(320)并且通向所述容纳部(321)，以便所述绝缘胶(400)通过开口(322)布置到容纳部(321)中。

4.根据权利要求1所述的IGBT组件，其特征在于，相邻的端子(200)的第一部分(201)之间的间距小于相邻的端子(200)的第二部分(202)之间的间距，所述第二部分(202)的截面尺寸小于所述第一部分(201)的截面尺寸，其中，所述第二部分(202)的宽度大于所述第一部分(201)的厚度，并且所述第一部分(201)和所述第二部分(202)具有相等的厚度。

5.根据权利要求1所述的IGBT组件，其特征在于，还包括冷却区域(102)，其布置在所述IGBT本体(100)的底面(101)上；

其中，所述冷却区域(102)的电动势与多个端子(200)中的一个的电动势相等，并且多个端子(200)中的其他从所述绝缘支架(300)延伸出的位置到所述冷却区域(102)的爬电路径具有第一爬电距离(d1)。

6.根据权利要求5所述的IGBT组件，其特征在于，相邻的端子(200)之间的爬电路径沿着所述支架本体(310)的表面和所述隔绝部(330)的外轮廓延伸，并且在相邻的端子(200)之间具有第二爬电距离(d2)；

其中，所述第一爬电距离(d1)和所述第二爬电距离(d2)设置为使得：在预定工作电压下，阻止所述端子(200)与所述冷却区域(102)之间的短路，并且阻止相邻的端子(200)之间的短路。

7.根据权利要求5所述的IGBT组件，其特征在于，所述第二部分(202)包括一个或多个弯曲区段(210)，以便提供在所述第二部分(202)的长度方向上的弹性余量，所述第二部分(202)相对于所述第一部分(201)垂直地延伸，其中，所述第二部分(202)垂直于所述冷却区域(102)远离所述底面(101)延伸。

8.根据权利要求7所述的IGBT组件，其特征在于，所述弯曲区段(210)构造为具有以下形状之一：圆的一部分、椭圆的一部分、圆角矩形的一部分、圆角三角形的一部分或它们的组合。

9.根据权利要求2所述的IGBT组件，其特征在于，所述壁(320)的末端与对应的所述IGBT本体(100)的外表面部分形状构造为互相匹配的。

10.一种压缩机，其特征在于，包括：

根据权利要求1-9中任一项所述的IGBT组件(10)，其中，三个端子(200)并排地从所述IGBT本体(100)的侧面延伸出；

电路板(20)，所述端子(200)的所述第二部分(202)电气地连接到所述电路板(20)；

散热部(30)；以及

冷却垫(110)，其定位在所述IGBT本体(100)的冷却区域(102)与散热部(30)之间，使得所述IGBT本体(100)与所述散热部(30)之间建立热连接。