[發(fā)明專利]一種分立器件及功率模組封裝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110420985.3
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN113346713B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘華;劉志強(qiáng);趙慧超;王宇;文彥東;宋佳茵;侯毅鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H05K1/18
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 郭佳寧

本發(fā)明屬于分立器件電機(jī)控制器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分立器件及功率模組封裝；包括冷卻器、功率單元和驅(qū)動單元；布置在功率單元中的大功率分立器件封裝包括分立器件開關(guān)本體、正功率端子、負(fù)功率端子、控制信號端子和保護(hù)用功率端子。其中，功率端子焊接于功率單元，控制信號端子和保護(hù)用功率端子焊接于驅(qū)動單元，二者分層布置。大功率分立器件封裝的散熱焊接面與冷卻器的上表面接觸。驅(qū)動單元包括驅(qū)動電路板、信號連接端子、驅(qū)動電路、保護(hù)電路和檢測電路。本發(fā)明是一種新能源車用大功率分立器件封裝和多功率器件并聯(lián)電機(jī)控制器功率模組封裝，實現(xiàn)簡單方便、功率大、耐震好、散熱好、集成度高、成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分立器件電機(jī)控制器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分立器件及功率模組封裝。

背景技術(shù)

基于分立器件的電機(jī)控制器在結(jié)構(gòu)上更容易優(yōu)化，便于系統(tǒng)高度集成、小型化即異形結(jié)構(gòu)的設(shè)計，如輪轂電機(jī)控制器，受空間形狀限制，多采用分立器件布置。同時，基于分立器件的電機(jī)控制器更容易根據(jù)系統(tǒng)功率等級控制成本、降低成本。一些新型功率半導(dǎo)體，如碳化硅，目前多以分立器件形式存在，可通過多個分立器件并聯(lián)實現(xiàn)大功率逆變器。

現(xiàn)有分立器件形式主要有兩大類：貼片式和直插式。大功率貼片式封裝主要有D2PAK封裝、SOT23封裝等。大功率直插式封裝主要有TO247、T0262等。這些封裝的分立器件的電流能力最大在300A左右，若想實現(xiàn)更大功率等級的系統(tǒng)通常需要采用多顆并聯(lián)結(jié)構(gòu)。現(xiàn)也有一些特殊的分立器件結(jié)構(gòu)，如分立器件功率端子采用激光焊接技術(shù)，工藝要求高、成本高，且功率器件無相關(guān)保護(hù)與檢測用引腳，無法直接實現(xiàn)短路保護(hù)、母線電壓檢測等，可靠性偏低。

現(xiàn)有基于分立器件的電機(jī)控制器在實現(xiàn)形式上是多樣化的。如現(xiàn)有一種是多貼片功率開關(guān)器件并聯(lián)布置在鋁基板上形成功率變換主電路的電機(jī)控制器，該類電機(jī)控制器的鋁基板單面布板，一般只布置功率器件，功率器件散熱器布置在鋁基板反面?zhèn)龋环矫娌焕诠β势骷难杆偕幔硪环矫娌焕陔姍C(jī)控制器的集成度和緊湊性。現(xiàn)有還有是式功率開關(guān)器件并聯(lián)布置，使用多個夾具固定散熱，安裝太過復(fù)雜，且耐震能力弱。多功率器件并聯(lián)布置在電路板上，現(xiàn)有技術(shù)一般通過電路板鍍錫的方式或焊接外置銅排方式去增加承載電流能力。焊錫的散熱和導(dǎo)流能力都有限，因此，電路板鍍錫的方式不適于大電流逆變器。焊接外置銅排方式不利于安裝，同時不利于結(jié)構(gòu)緊湊。

因此，針對大功率分立器件及基于分立器件設(shè)計的電機(jī)控制器方案存在的上述問題，新能源汽車迫切需要設(shè)計一種新型大功率分立器件，該器件需利于系統(tǒng)散熱、耐震和集成，同時電機(jī)控制器需要便于安裝、成本低。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述問題，本發(fā)明提供一種分立器件及功率模組封裝，是一種新能源車用大功率分立器件封裝和多功率器件并聯(lián)電機(jī)控制器功率模組封裝，實現(xiàn)簡單方便、功率大、耐震好、散熱好、集成度高、成本低。

一種分立器件及功率模組封裝，包括冷卻器1、功率單元2和驅(qū)動單元3，三者分為下、中、上三層平行布置；功率單元2包括大功率分立器件201和功率單元電路基板202，其中大功率分立器件201包括分立器件開關(guān)本體、正功率端子403、負(fù)功率端子404、控制信號端子402和保護(hù)用功率端子401，分立器件本體的底面為絕緣面406，分立器件本體的頂面為散熱焊接面405，分立器件本體底部前端的左右兩側(cè)分別設(shè)有正功率端子403和保護(hù)用功率端子401，分立器件本體底部后端的左右兩側(cè)分別設(shè)有負(fù)功率端子404和控制信號端子402，正功率端子403和負(fù)功率端子404焊接在功率單元電路基板202上，

驅(qū)動單元3包括驅(qū)動電路板、信號連接端子301、驅(qū)動電路302、保護(hù)電路304和檢測電路303，其中信號連接端子301、驅(qū)動電路302、保護(hù)電路304和檢測電路303均設(shè)置在驅(qū)動電路板上，且信號連接端子301分別和驅(qū)動電路302、檢測電路303與保護(hù)電路304之間電連接，控制信號端子402和保護(hù)用功率端子401絕緣穿過功率單元電路基板202的絕緣孔洞后焊接在驅(qū)動單元3的驅(qū)動電路板上，控制信號端子402分別與驅(qū)動電路302和保護(hù)電路304之間電連接；大功率分立器件201的散熱焊接面405絕緣，且與冷卻器1的上表面接觸。