[實用新型]一種薄型大功率半導體模塊

有效

• 申請號: 201120288268.1
• 申請日: 2011-08-10
• 公開（公告）號: CN202205734U
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 陳斌
• 申請（專利權）人: 嘉興斯達微電子有限公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L25/07;H01L25/11
• 代理公司: 嘉興君度知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 沈志良

技術領域

本實用新型涉及一種主要用于變頻器、伺服機、工業電源、電動機車中的功率模塊，根據不同的應用需求，選擇相應的端子數目及位置，實現所需電路拓撲。

背景技術

當今電力工業中，變頻器、伺服機、工業電源、電動機車都在往小型化發展，其內部通常使用絕緣柵雙極性晶體管模塊逆變輸出，因而對于功率模塊來說，需要在較小的體積下，盡可能提高功率密度?，F有的低功率單元由于封裝的局限性，并聯時容易造成體積過大，整體同步性較差，無法適應以上應用領域。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種薄體、功率密度高、低雜散電感、散熱性好、可靠性高的薄型大功率半導體模塊。

本實用新型要解決的是現有低功率絕緣柵雙極性晶體管模塊并聯體積過大，功率密度小的問題。

本實用新型的技術方案是：它包括設有注塑框的下殼體，注塑框的插槽內插有金屬插針端子，在下殼體內設有絕緣金屬基板和功率半導體芯片，下殼體的背面設有導熱底板，其特征在于金屬插針端子包括信號金屬插針端子和功率金屬插針端子；信號金屬插針端子為針式結構，插于注塑外框的長邊插槽內，功率金屬插針端子為“乙”型結構，插于注塑框的短邊插槽內，功率金屬插針端子上設有連接孔；在下殼體內設有溫度傳感器。

本實用新型的優點是：體積小、功率密度高，內部可以封裝多種電路拓撲，并可以附加溫度監控功能；由于所有控制端子都使用信號金屬插針端子引出，可以直接與驅動板通過釬焊結合在一起，方便連接；另外功率金屬插針端子設計時考慮了模塊在震動環境下工況，設計中含有緩沖結構，提高了模塊的可靠性。

附圖說明

?圖1是本實用新型下殼體的結構示意圖。

?圖2是本實用新型一種實施例（三個獨立半橋電路結構）結構示意圖。

?圖3是本實用新型功率金屬插針端子的結構示意圖。?

?圖4是本實用新型另一實施例（單個半橋電路結構）的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。

如圖1到圖3所示，設有注塑框的下殼體6，注塑框的插槽內插有金屬插針端子。在下殼體6內設有絕緣金屬基板15和功率半導體芯片12，下殼體6的背面設有導熱底板14。金屬插針端子包括信號金屬插針端子2和功率金屬插針端子5。信號金屬插針端子2為針式結構，插于注塑框的長邊插槽內。所述長邊插槽包括邊槽2和邊槽7，隔槽3和隔槽9，隔槽3和隔槽9隔槽設于邊槽2和邊槽7之間。功率金屬插針端子5為“乙”型結構，共有十二個，插于注塑框的短邊插槽內，功率金屬插針端子5上設有連接孔5-1。下殼體6內設有溫度傳感器13。

本實用新型的薄型大功率半導體模塊包括三個獨立的半橋電路結構，這三個獨立的半橋電路結構之間被隔槽3和隔槽9隔開。

下殼體6的角上設有金屬卡環16。所述下殼體6通過密封膠、金屬卡環16與導熱底板14結合。

所述導熱底板14和絕緣金屬基板15通過釬焊結合；所述功率半導體芯片12和絕緣金屬基板15通過釬焊結合；所述溫度傳感器13和絕緣金屬基板15通過釬焊結合。

所述絕緣金屬基板15、功率半導體芯片12、溫度傳感器13及信號金屬插針端子2和功率金屬插針端子5間通過鋁線鍵合。短邊插槽中嵌入金屬螺母11。

信號金屬插針端子2和功率金屬插針端子5高導電率材料制作。

導熱底板14的背面，即導熱底板14非焊接面凸起成平面光滑的球面結構，球面的平整在0.08mm以內；導熱底板14采用高導熱率、低膨脹系數材料做成，包括銅、鋁碳化硅材料。

本實用新型的絕緣金屬基板15正面銅層通過化學腐蝕得到所需電路拓撲；功率半導體芯片12、溫度傳感器13通過釬焊的方式分別與絕緣金屬基板15正面銅層結合。，為實現可靠絕緣隔離，溫度傳感器13所用的絕緣金屬基板是獨立的。

本實用新型的模塊內部使用鋁線連接電路、灌膠、蓋上注塑蓋板就完成了整體裝配。

如圖4所示，本實用新型的薄型大功率半導體模塊也可以只有一個半橋電路結構，短邊插槽內插有四個功率金屬插針端子17。?