[實用新型]一種IGBT功率模塊封裝結構

有效

• 申請號: 201921470396.0
• 申請日: 2019-09-05
• 公開（公告）號: CN210156368U
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 紀偉;張若鴻;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: H01L23/492
• 分類號: H01L23/492;H01L23/498
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 李珍

本實用新型涉及電力電子技術領域，尤其是一種IGBT功率模塊封裝結構，包括銅底板、外殼、主電極和柵極端子，外殼安裝在銅底板上，銅底板上設有覆銅陶瓷基板，主電極焊接在覆銅陶瓷基板上，主電極為疊層母排，覆銅陶瓷基板的周邊設有絕緣基板圖形面，銅底板上設有與絕緣基板圖形面連通的小型絕緣基板，柵極端子焊接于小型絕緣基板上，柵極端子的頂部穿出外殼，本實用新型可以解決傳統的IGBT封裝結構會導致模塊內部雜散電感較大的問題。

技術領域

本實用新型涉及電力電子技術領域，具體領域為一種IGBT功率模塊封裝結構。

背景技術

IGBT功率模塊是大功率電力電子系統的重要組成部分，其性能和可靠性影響著電力電子系統的性能和安全運行。在傳統的IGBT封裝中，其電極端子、覆銅陶瓷基板及柵極端子的設計導致模塊內部雜散電感較大，在器件關斷時，其內部電感儲存的能量會對器件造成過電壓過沖，還會與器件的內部電容產生振蕩。電極折彎后對DBC基板會造成一定的應力，應力釋放較差、且電極的焊點不牢固，會嚴重影響模塊的可靠性。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種IGBT功率模塊封裝結構，以解決傳統的IGBT封裝結構會導致模塊內部雜散電感較大的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種IGBT功率模塊封裝結構，包括銅底板、外殼、主電極和柵極端子，所述外殼安裝在銅底板上，所述銅底板上設有覆銅陶瓷基板，所述主電極焊接在覆銅陶瓷基板上，所述主電極為疊層母排，所述覆銅陶瓷基板的周邊設有絕緣基板圖形面，所述銅底板上設有與絕緣基板圖形面連通的小型絕緣基板，所述柵極端子焊接于所述小型絕緣基板上，所述柵極端子的頂部穿出外殼。

優選的，所述主電極包括連接在一起的電極臂和電極腿，所述電極臂的上半部分伸出外殼并折彎，其中伸出外殼的部分開設有安裝孔，所述安裝孔為圓形或橢圓形，所述安裝孔用于與外殼上對應放置的螺母進行結合，所述電極腿焊接在覆銅陶瓷基板上。

優選的，所述電極臂上開設有兩個電極折彎孔，兩個電極折彎孔位于安裝孔的下方。

優選的，所述電極腿為側U型電極腿，所述電極臂的底端與側U型電極腿連接，所述側U型電極腿的U型開口所在豎直面與電極臂豎直延伸面一致，所述側U型電極腿的底部與覆銅陶瓷基板焊接。

優選的，所述電極腿為S型電極腿，所述電極臂的底端與S型電極腿的上端連接，所述S型電極腿的底部與覆銅陶瓷基板焊接。

優選的，所述柵極端子采用合金鍍層。

優選的，所述銅底板上設有四塊覆銅陶瓷基板，四塊覆銅陶瓷基板對稱式布置在銅底板上。

優選的，所述外殼上設有外殼凸臺，所述外殼凸臺上設有電極槽，所述主電極從電極槽穿出，所述外殼上設有柵極槽，所述柵極端子從柵極槽穿出，所述柵極槽的四周還設有柵極護板。

優選的，所述外殼的內側還設有內隔板，所述外殼上還開設有便于灌膠用的通孔。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：本申請中，主電極為疊層母排，可實現主電極間距小、正對面積大以及一致性高的特性，有效地減小模塊內部的雜散電感，有效地減小模塊內儲存的能量對器件造成過電壓過沖；柵極端子焊接在小型絕緣基板上，通過焊接的方式代替傳統的通過絞線引出柵極端子的方式，并且通過絕緣基板圖形面實現邊緣走線，將大電流主電極與小電流柵極端子分開，避免電氣干擾，避免因引線長度不同而導致雜散電感不同的風險，避免非對稱的柵極引線電感可能造成IGBT動態均流變差的風險，并減小器件的射頻振蕩；采用“U”形或“S”形電極腿的設計，增強了電極對機械應力釋放的能力，起到緩沖抗震的作用，起到減小電極焊接熱應力的效果，提高電極端子使用壽命，并提高電極焊接效率和覆銅陶瓷基板的利用率；采用合金鍍層的柵極端子，可有效地提高端子抗氧化能力和焊接性能；采用四陣列、對稱式覆銅陶瓷基板設計，可有效減小因熱循環而對模塊底板造成的應力集中。