[發明專利]一種結構緊湊型IPM功率模塊

在審

• 申請號: 202010610272.9
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111863763A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 楊陽;牛利剛;金曉行;王玉林
• 申請（專利權）人: 揚州國揚電子有限公司
• 主分類號: H01L23/495
• 分類號: H01L23/495
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 吳海燕

本發明公開了一種結構緊湊型IPM功率模塊，包括設置于底板上的絕緣基板，絕緣基板上設置功率電路；以及位于絕緣基板上方的控制電路板；還包括固定于底板上的外殼，外殼四周設置端子，端子尾部插入控制電路板四周對應設置的連接孔中，固定并電性連接控制電路板；同時，端子頭部伸出外殼電性連接外部電路；所述控制電路板通過針形電極電性連接所述絕緣基板。本發明結構緊湊型IPM功率模塊增加了集成控制和評估邏輯單元的PCB板，PCB板僅靠端子支撐并固定，簡化外殼結構，降低工藝難度。本發明中單個絕緣基板已形成電氣回路，可以進行電性能測試，提前篩選出問題芯片并更換，避免整個模塊的失效報廢，降低成本。

技術領域

本發明涉及電力電子功率模塊領域，尤其涉及一種結構緊湊型IPM功率模塊。

背景技術

電力電子技術在當今快速發展的工業領域占有非常重要的地位，電力電子功率模塊作為電力電子技術的代表，已廣泛應用于電動汽車，光伏發電，風力發電，工業變頻等行業。隨著我國工業的崛起，電力電子功率模塊有著更加廣闊的市場前景。

當前電力電子功率模塊逐步向集成化、智能化方向發展，IPM模塊應運而生。IPM模塊相較于標準的功率模塊，增加了額外的控制和評估邏輯單元，且集成在功率模塊內部的PCB上。

國際主流公司推出的IPM功率模塊已被廣泛的應用，其便捷性及可靠性得到市場的認可。

如圖1所示，現有功率模塊去除蓋板的示意圖，其基本結構為：芯片3通過焊料焊接到絕緣基板2，絕緣基板通過焊料焊接到底板1，鋁線5鍵合連接芯片3和絕緣基板2，最終鍵合到外殼7上的端子8，形成電氣回路。

如圖2所示，現有功率模塊側面剖視簡化示意圖，端子8注塑在外殼7中，外殼7與底板1間通過密封膠粘接，鍵合鋁線5連接絕緣基板2和端子8。由于密封膠本身具有彈性，所以在加速度的較大的振動過程中，外殼與底板間會有相對位移，鍵合鋁線的根部很有可能出現疲勞斷裂。

但現有的IPM功率模塊多為新的封裝結構，對原有系統的兼容性較差，其適配過程必然導致大量原有系統部件的報廢，代價較大。所以有必要開發一種既可以兼容現有封裝結構，又可以實現智能化的功率模塊。

目前市場上的IPM模塊要到模塊封裝完成后才能進行相關電性能測試，待發現失效后直接導致整只模塊的報廢，造成不必要的損失和浪費。

發明內容

發明目的：針對以上問題，本發明提出一種結構緊湊型IPM功率模塊，在保證現有封裝尺寸不變的情況下，優化內部結構，增加集成控制和評估邏輯單元的PCB板，實現現有封裝的智能化。

技術方案：為實現本發明的目的，本發明所采用的技術方案是：一種結構緊湊型IPM功率模塊，包括設置于底板上的絕緣基板，絕緣基板上設置功率電路；以及位于絕緣基板上方的控制電路板；還包括固定于底板上的外殼，外殼周邊設置有端子，端子尾部與控制電路板接觸，并電性連接控制電路板；同時，端子頭部伸出外殼電性連接外部電路；所述控制電路板通過針形電極電性連接所述絕緣基板。

進一步地，所述控制電路板上設置有連接孔，所述端子尾部插入控制電路板的連接孔中，固定并電性連接控制電路板。

進一步地，所述控制電路板固定在所述外殼上，所述端子尾部與控制電路板的焊盤接觸，電性連接控制電路板。

進一步地，外殼的四周設置有端子。

進一步地，所述端子包括端子頭部和端子尾部，呈U型結構；端子頭部包括伸出外殼的頭部連接部；端子尾部包括尾部支撐部和尾部連接部，尾部連接部插入控制電路板連接孔內，尾部支撐部對控制電路板進行支撐和限位。