[發明專利]一種絕緣柵雙極型晶體管模塊

在審

• 申請號: 201710046848.1
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106816445A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 姚禮軍
• 申請（專利權）人: 上海道之科技有限公司
• 主分類號: H01L27/12
• 分類號: H01L27/12;H01L23/373;H01L23/50;H01L23/31
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司33101
• 代理人: 翁霽明

1.一種絕緣柵雙極型晶體管模塊，包括絕緣柵雙極型晶體管芯片（9）、二極管芯片（6）、絕緣基板（1）、功率端子（3）、功率圓柱（2）、鋁線（8）、塑料外殼（4）、硅凝膠（5）、熱敏電阻（7），其特征在于所述的絕緣柵雙極型晶體管芯片（9）、二極管芯片（6）和功率圓柱（2）通過回流焊焊接在絕緣基板（1）導電銅層上；絕緣柵雙極型晶體管芯片（9）和二極管芯片（6）之間、絕緣柵雙極型晶體管芯片（9）、二極管芯片（6）與絕緣基板（1）相應的導電層之間均通過鋁線（8）鍵合來實現電氣連接；塑料外殼（4）和絕緣基板（1）通過密封膠粘接；所述的絕緣柵雙極型晶體管芯片（9）、二極管芯片（6）、絕緣基板（1）、功率圓柱（2）、鋁線（8）以及熱敏電阻（7）均覆蓋有能提高各原件之間的耐壓絕緣硅凝膠（5）；用于把整個模塊固定安裝在散熱器上的固定卡片（10）被注塑于塑料外殼（4）內。

2.根據權利要求1所述的絕緣柵雙極型晶體管模塊，其特征在于所述的絕緣基板（1）由上銅層（120）、下銅層（130）以及中間夾著的一層陶瓷（110）經燒結而成，上銅層（120）和下銅層（130）采用純銅或者銅合金材料，中間的陶瓷（110）采用氧化鋁（AL2O3）、氮化鋁（ALN）或氧化鈹（BeO）絕緣性能和散熱性能良好的陶瓷材料制成；

所述的功率圓柱（2）采用純銅或者銅合金材料，表層裸銅或者電鍍金、鎳或錫可焊接金屬材料層；

所述的功率端子（3）也采用純銅或者銅合金材料，表層裸銅或者電鍍金，鎳，錫等可焊接金屬材料層。

3.根據權利要求1或2所述的絕緣柵雙極型晶體管模塊，其特征在于所述功率圓柱（2）的內部孔形狀是正方形、圓形或菱形；所述功率圓柱（2）的內部孔是通孔或是盲孔；所述的功率端子（3）外形形狀是正方形、圓形或菱形；所述的功率端子（3）和功率圓柱（2）通過接插配合連接，或通過焊接配合連接，或通過鉚接壓緊配合連接，或通過粘導電膠膠連接。

4.根據權利要求1所述的絕緣柵雙極型晶體管模塊，其特征在于所述的塑料外殼（4）采用耐高溫且絕緣性能良好的PBT，PPS，尼龍材料制成；所述的硅凝膠（5）是絕緣性涂料，且覆蓋在絕緣柵雙極型晶體管芯片（9）、二極管芯片（6）、絕緣基板（1）、熱敏電阻（7）、功率圓柱（2）、鋁線（8）上面；

所述的鋁線（8）采用純鋁或鋁合金材料，通過超聲波方式被鍵合連接于絕緣柵雙極型晶體管芯片（9）、絕緣基板（1）和二極管芯片（6）。

5.根據權利要求1或2或4所述的絕緣柵雙極型晶體管模塊，其特征在于所述的緣柵雙極型晶體管芯片（9）與絕緣基板（1）之間、絕緣基板（1）與二極管芯片（6）之間、絕緣基板（1）與功率圓柱（2）之間、絕緣基板（1）與熱敏電阻（7）之間均通過焊接方式連接，所述的焊接采用含Sn的Snpb、SnAg、SnAgCu或PbSnAg焊接材料，焊接最高溫度控制在100—400℃之間。

6.根據權利要求5所述的絕緣柵雙極型晶體管模塊，其特征在于所述絕緣基板（1）為弧形彎曲預變形基板，其中的彎曲度按要求確定，且對于長度為55mm的弧形絕緣基板（1），其彎曲程度控制在弧頂高出邊端負0.10mm和0.15mm之間。

7.根據權利要求1所述的絕緣柵雙極型晶體管模塊，其特征在于所述絕緣基板（1）的上銅層（120）厚度A從0.1毫米到3毫米之間；下銅層（130）厚度C從0.1毫米到3毫米之間；中間層（110）厚度B從0.1毫米到1毫米之間；其中上銅層（120）厚度（A）和下銅層（130）厚度（C）必須不同，且厚度差（A-C）在-3到﹢3毫米之間。