[发明专利]一种车用级高可靠功率模块

说明书

一种车用级高可靠功率模块，包括绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分、绝缘基板、功率端子、信号端子、铝线、塑料外壳、硅凝胶、热敏电阻、功率基板，绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分、信号端子分别通过锡焊焊接在绝缘基板的导电铜层上；功率端子通过超声波焊接在绝缘基板的导电铜层上；所述绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分之间、绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分与绝缘基板相应的导电层之间均通过铝线键合实现电气连接；塑料外壳和绝缘基板通过密封胶粘接，同时配合螺丝连接；置于塑料外壳内的绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分、绝缘基板、功率端子、信号端子、铝线、热敏电阻均通过覆盖有以提高各原件之间耐压的绝缘硅凝胶。

技术领域

本发明涉及功率模块的设计、封装和车用，具体地说是一种新型车用级高可靠功率模块，属于电力电子学领域。

背景技术

目前绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块在变频器、逆变焊机、感应加热、轨道交通以及风能、太阳能发电、新能源汽车等领域的应用越来越广泛，特别是功率模块，因此也对功率模块的结构和电路可靠性、集成度要求更高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种能有效提高结构和电路可靠性和集成度的车用级高可靠功率模块。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种车用级高可靠功率模块，包括绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分、绝缘基板、功率端子、信号端子、铝线、塑料外壳、硅凝胶、热敏电阻、功率基板，绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分、信号端子分别通过锡焊焊接在绝缘基板的导电铜层上；功率端子通过超声波焊接在绝缘基板的导电铜层上；所述绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分之间、绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分与绝缘基板相应的导电层之间均通过铝线键合实现电气连接；塑料外壳和绝缘基板(DBC)通过密封胶粘接，同时配合螺丝连接；置于塑料外壳内的绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分、绝缘基板、功率端子、信号端子、铝线、热敏电阻均通过覆盖有以提高各原件之间耐压的绝缘硅凝胶。

作为优选：所述的功率端子和信号端子采用纯铜或者铜合金材料，表层裸铜或者电镀金、镍、锡可焊接金属材料之一；所述的塑料外壳采用PBT、PPS、尼龙这些耐高温、绝缘性能良好的塑料制成；所述的功率端子通过注塑镶件工艺被注塑外壳注塑包裹；铝线采用纯铝或铝合金材料制成，并通过超声波方式被键合连接于绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分和绝缘基板。

作为优选：所述的绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分和绝缘基板通过采用SnPb、SnAg,、SnAgCu、PbSnAg中含Sn焊接材料之一焊接连接，且焊接最高温度控制在100°到400°之间；

所述的功率端子与绝缘基板通过采用SnPb、SnAg、SnAgCu、PbSnAg中含Sn焊接材料之一超声波或者焊接连接，且焊接最高温度控制在100°到400°之间；

所述的信号端子与绝缘基板通过采用SnPb、SnAg,、SnAgCu、PbSnAg中含Sn焊接材料之一焊接连接，且焊接最高温度控制在100°到400°之间；

所述的热敏电阻和绝缘基板通过通过采用SnPb、SnAg,、SnAgCu、PbSnAg中含Sn焊接材料之一焊接连接，且焊接最高温度控制在100°到400°之间；

作为优选：所述的功率端子分布于模块的两边，信号端子分布于绝缘基板上方区域；

所述的绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分、绝缘基板、热敏电阻、功率端子、超声波键合区域、信号端子底座焊接区域、铝线上面覆盖有用绝缘性涂料构成的、用于提高各器件相互之间绝缘耐压的硅凝胶。