[發明專利]一種大功率IPM模塊端子連接結構

在審

• 申請號: 201711405583.6
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108110459A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 聶世義;張敏;麻長勝;王曉寶;趙善麒
• 申請（專利權）人: 江蘇宏微科技股份有限公司
• 主分類號: H01R13/02
• 分類號: H01R13/02;H01R12/71;H01R12/57;H01R4/58
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 褚慶森

本發明提供一種大功率IPM模塊端子連接結構，包括芯片通過第一焊錫層固接在覆銅絕緣板上，所述覆銅絕緣板再通過第二焊錫層焊接在散熱底板上，所述芯片與所述覆銅絕緣板通過鋁絲連接，金屬連接件預先注塑在外殼中成為一個外殼組件，所述組件下端用第一密封膠與所述散熱底板連接，驅動板采用第二密封膠與所述組件連接，所述金屬連接件下端第一區域通過超聲直接與覆銅絕緣板連接,所述金屬連接件上端第二區域與所述驅動板通過鋁絲超聲連接，所述金屬連接件上的緊固端與外部銅排通過螺母連接，所述緊固端采用長條形結構且中間設有一通孔，本發明通過金屬加工和電鍍處理，采用3個作用面，具有寄生電感小，能提高功率IPM模塊封裝效果。

技術領域

本發明屬于IPM模塊端子連接技術領域，尤其涉及一種大功率IPM模塊端子連接結構。

背景技術

現有IPM模塊主要分塑封和灌封兩大類，微小功率采用塑封，小功率以上采用灌封。塑封是將芯片焊接在框架上，通過鋁絲(或金絲)鍵合(wire bonding)到框架上，然后進行塑封，因為引線框架薄，塑封封端子就比較細小，流過的電流也只能很小，所以只適合微小功率；

灌封是將芯片下表面焊接在覆銅絕緣基板上，上表面通過鋁絲(或銅絲)鍵合到覆銅絕緣基板上，而覆銅絕緣基板再與端子進行連接；目前在中小功率IPM模塊中這種連接方式有兩種，一種是鋁絲(或銅絲)鍵合，它采用將不同線徑粗鋁絲(或銅絲)，根據功率等級的不同選擇不同數量、規格的鋁絲(或銅絲)并聯連接；另一種是焊錫連接方式，采用主要成分是錫的焊料進行連接。

以上灌封的兩種覆銅絕緣基板與端子的連接結構，在中小功率上沒有特別明顯的劣勢，但是在大功率，高可靠性的應用中有問題。

1、鋁絲(或銅絲)鍵合需要大量的根數進行并聯，并聯時需要一定的間隙，這導致在很小的鍵合區域內只能打有限數量的根數，這樣電流就會受到限制，而且鋁絲(或銅絲)會有一定的長度，也加大了寄生電感；

2、焊錫的膨脹系數與功率端子和覆銅絕緣基板的有較大差別，在熱應力和溫度作用下，容易產生疲勞，特別是在溫度變化幅度較大時，焊錫處產生很大的應力，嚴重影響可靠性；

3、為了提高焊錫在溫度劇烈變化時的可靠性，端子一般設計成S型，熱應力有所改善的同時，增加了寄生電感。

因此，發明一種大功率IPM模塊端子連接結構顯得非常必要。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種大功率IPM模塊端子連接結構，以解決現有的IPM模塊端子連接裝置寄生電感大，可靠性差的問題。

一種大功率IPM模塊端子連接結構，其特征在于，該大功率IPM模塊端子連接結構包括芯片、第一焊錫層、覆銅絕緣板、第二焊錫層、散熱底板、鋁絲、金屬連接件、外殼、第一區域、驅動板、第二區域、第一密封膠、第二密封膠；芯片通過第一焊錫層焊接在覆銅絕緣板上，所述覆銅絕緣板再通過第二焊錫層焊接在散熱底板上，所述芯片與所述覆銅絕緣板通過鋁絲連接，金屬連接件預先注塑在外殼中成為一個外殼組件，該組件下端用第一密封膠與所述散熱底板連接，驅動板采用第二密封膠與外殼組件連接，所述驅動板通過鋁絲與所述金屬連接件上的超聲鍵合端在第二區域處連接，所述金屬連接件上的緊固端與外部銅排通過螺母連接，所述緊固端采用長條形結構且中間設有一通孔，所述金屬連接件上的超聲焊接端與所述覆銅絕緣板在第一區域處通過超聲焊接連接，所述金屬連接件上的所述超聲焊接端、超聲鍵合端之間設有一釋放平臺。

優選地，所述鋁絲可采用銅絲替代。

優選地，所述超聲焊接端與所述覆銅絕緣板連接時，所述金屬連接件的位移應力通過所述超聲焊接端到所述釋放平臺之間的過渡區進行釋放。

優選地，所述超聲鍵合端與其兩側的所述釋放平臺、所述緊固端之間的過渡區上分別設有一定位孔。