[發明專利]一種全橋功率模塊

在審

• 申請號: 201911141290.0
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN110867419A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 馬偉力
• 申請（專利權）人: 嘉興斯達半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L23/495;H01L25/07;H01L25/16;H05K1/02
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳琦;陳繼亮

一種全橋功率模塊，主要包括注塑外殼及設置在注塑外殼內的功率模塊主體，所述功率模塊主體包括散熱基板、電路模塊以及固定電路模塊的支架；所述電路模塊包括絕緣陶瓷基板、IGBT芯片、二極管芯片、功率端子及信號端子，且電路模塊的各元件通過全橋電路連接，所述絕緣陶瓷基板固定設置在散熱基板上，所述IGBT芯片及二極管芯片固定設置在所述絕緣陶瓷基板上，且所述IGBT芯片、二極管芯片、絕緣陶瓷基板之間通過鋁線相互連接，所述功率端子及信號端子的底部分別穿過所述支架與絕緣陶瓷基板固定連接，功率端子及信號端子的頂部分別穿過注塑外殼上穿設的通孔并向注塑外殼的外側延伸。

技術領域

本發明屬于電力電子學領域，涉及一種功率模塊，具體涉及一種全橋功率模塊。

背景技術

功率半導體模塊主要應用于電能轉換的應用場合，如：電機驅動、電源、輸變電等，功率半導體模塊包括：IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）、功率MOSFET（場效應晶體管）、晶閘管以及功率二極管等，功率半導體模塊是將以上功率半導體芯片封裝成各種電路基本單元，應用于電力電子系統功率回路。目前電力電子行業有采用45mm寬度封裝結構的功率模板，不過都是3個功率端子，模塊內部集成的電路結構主要為半橋電路、斬波電路等，這種封裝無法制作全橋電路。

然而很多應用背景例如焊機行業需要使用H橋電路結構。目前比較通用的方式是使用分立器件搭建成H橋的電路結構，或者使用兩個半橋的功率模塊搭建成H橋的電路結構，這種搭建的方式不僅成本高、方案復雜，同時搭建后的系統整體雜散電感無法做到最優化。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種結構簡單、占用面積小、雜散電感低的全橋功率模塊。

本發明的目的是通過如下技術方案來完成的，一種全橋功率模塊，主要包括注塑外殼及設置在注塑外殼內的功率模塊主體，所述功率模塊主體包括散熱基板、電路模塊以及固定電路模塊的支架；所述電路模塊包括絕緣陶瓷基板、IGBT芯片、二極管芯片、功率端子及信號端子，且電路模塊的各元件通過全橋電路連接，所述絕緣陶瓷基板固定設置在散熱基板上，所述IGBT芯片及二極管芯片固定設置在所述絕緣陶瓷基板上，且所述IGBT芯片、二極管芯片、絕緣陶瓷基板之間通過鋁線相互連接，所述功率端子及信號端子的底部分別穿過所述支架與絕緣陶瓷基板固定連接，功率端子及信號端子的頂部分別穿過注塑外殼上穿設的通孔并向注塑外殼的外側延伸。

進一步地，所述注塑外殼的頂部外表面上設置有外凸部，外凸部上設置有4個大小相同的凸塊，相鄰凸塊之間的間隔為5-10mm，且每個所述凸塊上均穿設有供功率端子的頂部穿過的通孔，所述功率端子露出在注塑外殼的部分設置有帶安裝孔的彎折邊，所述注塑外殼對應于彎折邊上安裝孔的位置嵌設有安裝螺母。

進一步地，所述功率端子的底部一體設置有U形緩沖邊，U形緩沖邊遠離功率端子的一側設置有固定邊，所述功率端子通過U形緩沖邊的固定邊與所述絕緣陶瓷基板固定連接。

進一步地，所述電路模塊內設置有2塊絕緣陶瓷基板，且每塊所述絕緣陶瓷基板均包括Al₂O₃或AlN陶瓷層材料制成的中間層及設置在中間層上下兩側的無氧銅層。

進一步地，所述絕緣陶瓷基板通過高溫回流焊接到所述散熱基板上，所述IGBT芯片及二極管芯片通過高溫回流焊接到所述絕緣陶瓷基板上。

進一步地，所述注塑外殼通過環氧密封膠與所述散熱基板的外側部分粘結在一起，所述功率模塊主體與注塑外殼的相對空間內灌裝有硅凝膠。

本發明的有益技術效果在于：本發明可以在寬度為45—55mm封裝的功率模塊中，制作全橋電路，相較于目前使用分立器件搭建成H橋的電路結構，或者使用兩個半橋的功率模塊搭建成H橋的電路結構，安裝方便快捷、占用面積小、雜散電感低、成本便宜等優勢。

附圖說明

圖1為本發明所述全橋功率模塊的整體結構示意圖；