[實用新型]一種大功率壓接型IGBT模塊

有效

• 申請號: 201420721791.2
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN204230238U
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 韓榮剛;張朋;劉文廣;李現兵
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網智能電網研究院;國網北京市電力公司
• 主分類號: H01L25/11
• 分類號: H01L25/11;H01L23/04;H01L23/367
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種大功率壓接型IGBT模塊，所述模塊為垂直疊層式封裝結構，其特征在于：所述模塊包括子單元殼體(1)、子單元殼蓋組件(2)和模塊外殼(3)；由子單元殼體(1)和子單元殼蓋組件(2)通過冷壓焊封裝形成子單元，數量不少于1個的子單元平行排布于模塊外殼(3)內，子單元在垂直方向與模塊外殼(3)活動連接。

2.如權利要求1所述的大功率壓接型IGBT模塊，其特征在于，所述子單元在垂直方向與模塊外殼(3)發生相對位移的距離為2-3mm。

3.如權利要求1所述的大功率壓接型IGBT模塊，其特征在于，所述子單元殼體(1)包括半導體芯片(1-1)、第二輔助件(1-2)、第三輔助件(1-3)、電極凸臺(1-4)、子單元外殼(1-5)和第一輔助件(1-6)；

所述第一輔助件(1-6)、半導體芯片(1-1)、第二輔助件(1-2)和第三輔助件(1-3)從上到下依次疊放在框架(1-8)內，所述框架(1-8)通過壓力接觸安裝于電極凸臺(1-4)上；所述電極凸臺(1-4)與子單元外殼(1-5)通過殼體法蘭(1-7)連接。

4.如權利要求3所述的大功率壓接型IGBT模塊，其特征在于，所述第一輔助件(1-6)和第三輔助件(1-3)采用與硅材料熱膨脹系數相近的金屬材質；所述第一輔助件(1-6)和第三輔助件(1-3)的形狀均為方形薄片，厚度均為1-2mm；

所述第二輔助件(1-2)采用具有高延展性及高電導率的金屬片；

所述子單元外殼(1-5)采用絕緣材料。

5.如權利要求4所述的大功率壓接型IGBT模塊，其特征在于，所述與硅材料熱膨脹系數相近的金屬材質包括鎢、鉬或合金；所述具有高延展性及高電導率的金屬片包括鋁或銀；所述絕緣材料包括陶瓷或環氧樹脂復合材料。

6.如權利要求1所述的大功率壓接型IGBT模塊，其特征在于，所述子單元殼蓋組件(2)包括子單元蓋凸臺(2-1)、熱管散熱器(2-2)、彈簧組件(2-3)、頂板電極(2-4)、定位框架(2-5)和蓋法蘭(2-6)；

所述子單元凸臺(2-1)、彈簧組件(2-3)與頂板電極(2-4)通過定位框架(2-5)裝配成一體，在所述子單元凸臺(2-1)和彈簧組件(2-3)之間設置熱管散熱器(2-2)；

所述蓋法蘭(2-6)焊接在子單元凸臺(2-1)上，所述蓋法蘭(2-6)通過冷壓焊與殼體法蘭(1-7)形成氣密性子單元。

7.如權利要求6所述的大功率壓接型IGBT模塊，其特征在于，所述彈簧組件(2-3)一端與頂板電極(2-4)鉚接，一端與子單元蓋凸臺(2-1)壓接，并通過定位框架(2-5)與子單元凸臺(2-1)定位；

所述熱管散熱器(2-2)蒸發端與子單元蓋凸臺(2-1)通過凸臺上的定位槽焊接定位。

8.如權利要求1所述的大功率壓接型IGBT模塊，其特征在于，所述模塊外殼(3)由外殼殼體(3-1)和外殼蓋(3-2)通過粘接組成；所述外殼殼體(3-1)和外殼蓋(3-2)端面均有可使頂板電極(2-4)和電極凸臺(1-4)在垂直方向移動的孔。

9.如權利要求8所述的大功率壓接型IGBT模塊，其特征在于，不少于1個子單元通過外殼殼體(3-1)和外殼蓋(3-2)上的孔安裝入外殼殼體(3-1)；

所述電極凸臺(1-4)外端面與頂板電極(2-4)外端面，在非工作狀態分別伸出殼體端面0.5mm～3mm；在工作狀態受壓力作用下，與殼體端面水平。

10.如權利要求1所述的大功率壓接型IGBT模塊，其特征在于，所述模塊的電流通路由子單元殼蓋組件(2)到子單元殼體(1)的垂直方向流動；所述模塊安裝緊固力由模塊外殼(3)與子單元殼蓋組件(2)共同承受，最大安裝緊固力為100kN。