[實用新型]便于串聯使用的大功率IGBT模塊

有效

• 申請號: 201620356491.8
• 申請日: 2016-04-25
• 公開（公告）號: CN206148429U
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 唐新靈;莫申楊;崔翔;趙志斌;張朋;李金元;溫家良
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;全球能源互聯網研究院;國家電網公司
• 主分類號: H01L25/11
• 分類號: H01L25/11;H01L23/528
• 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

1.一種便于串聯使用的大功率IGBT模塊，其特征在于，所述大功率IGBT模塊包括功率子單元(1)、金屬電極板(3)和外部管殼(4)；

所述金屬電極板(3)設置在所述外部管殼(4)的底部；

所述外部管殼(4)包括兩列方形框架，每列方形框架包括多個順次排列的方形框架；所述兩列方形框架之間留有空間形成一個條狀框架；

所述功率子單元(1)設置在所述方形框架內且與所述金屬電極板(3)緊密接觸，其包括金屬端蓋(11)、柵極PCB板(17)、輔助柵極PCB板(2)和多個功率半導體芯片(13)；

所述輔助柵極PCB板(2)設置在所述條狀框架內，其通過所述方形框架的通孔(5)與柵極PCB板(17)連接；所述金屬端蓋(11)、金屬電極板(3)和柵極PCB板(17)分別與所述功率半導體芯片(13)的集電極、發射極和柵極電氣連接。

2.如權利要求1所述的一種便于串聯使用的大功率IGBT模塊，其特征在于，所述功率子單元(1)還包括絕緣基板(15)、導電金屬塊(16)、和子單元框架(18)；

所述絕緣基板(15)的上表面敷設有方形銅層(14)，其表面積小于所述絕緣基板(15)的表面積；所述方形銅層(14)的四個邊緣均等間距布置多個功率半導體芯片(13)，所述方形銅層(14)的中央設置一個銅柱(141)，該銅柱(141)的另一端與金屬端蓋(11)焊接或者燒接；

所述導電金屬塊(16)為具有一方形凹槽的方形金屬塊，其底部與所述金屬電極板(3)緊密接觸；所述方形凹槽內由下至上順次設置有絕緣基板(15)、方形銅層(14)和功率半導體芯片(13)；

所述子單元框架(18)套設在所述導電金屬塊(16)的外側，用于支撐所述金屬端蓋(11)與所述金屬電極板(3)；所述柵極PCB板設置在所述子單元框架(18)與導電金屬塊(16)之間。

3.如權利要求2所述的一種便于串聯使用的大功率IGBT模塊，其特征在于，所述功率半導體芯片(13)的集電極一側與所述方形銅層(14)接觸，其發射極通過發射極鍵合線(121)與所述導電金屬塊(16)連接，其柵極通過柵極鍵合線(12)與所述柵極PCB板連接；

所述功率半導體芯片(13)的集電極、方形銅層(14)、銅柱(141)和金屬端蓋(11)順次電氣連接；

所述功率半導體芯片(13)的發射極、發射極鍵合線(121)、導電金屬塊(16)和金屬電極板(3)順次電氣連接；

所述功率半導體芯片(13)的柵極、柵極鍵合線(12)、柵極PCB板(17)和輔助柵極 PCB板(2)順次電氣連接。

4.如權利要求1所述的一種便于串聯使用的大功率IGBT模塊，其特征在于，

所述金屬電極板(3)的邊緣設置有一個輔助發射極端子，該輔助發射極端子與所述輔助柵極PCB板(2)引出所述條狀框架外的部分相對應。

5.如權利要求1所述的一種便于串聯使用的大功率IGBT模塊，其特征在于，

所述功率子單元(1)內部填充透明硅膠。

6.如權利要求1所述的一種便于串聯使用的大功率IGBT模塊，其特征在于，

所述外部管殼(4)采用陶瓷或者高強度復合材料。