[实用新型]一种IGBT功率模块封装结构

说明书

本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其是一种IGBT功率模块封装结构，包括铜底板、外壳、主电极和栅极端子，外壳安装在铜底板上，铜底板上设有覆铜陶瓷基板，主电极焊接在覆铜陶瓷基板上，主电极为叠层母排，覆铜陶瓷基板的周边设有绝缘基板图形面，铜底板上设有与绝缘基板图形面连通的小型绝缘基板，栅极端子焊接于小型绝缘基板上，栅极端子的顶部穿出外壳，本实用新型可以解决传统的IGBT封装结构会导致模块内部杂散电感较大的问题。

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体领域为一种IGBT功率模块封装结构。

背景技术

IGBT功率模块是大功率电力电子系统的重要组成部分，其性能和可靠性影响着电力电子系统的性能和安全运行。在传统的IGBT封装中，其电极端子、覆铜陶瓷基板及栅极端子的设计导致模块内部杂散电感较大，在器件关断时，其内部电感储存的能量会对器件造成过电压过冲，还会与器件的内部电容产生振荡。电极折弯后对DBC基板会造成一定的应力，应力释放较差、且电极的焊点不牢固，会严重影响模块的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种IGBT功率模块封装结构，以解决传统的IGBT封装结构会导致模块内部杂散电感较大的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种IGBT功率模块封装结构，包括铜底板、外壳、主电极和栅极端子，所述外壳安装在铜底板上，所述铜底板上设有覆铜陶瓷基板，所述主电极焊接在覆铜陶瓷基板上，所述主电极为叠层母排，所述覆铜陶瓷基板的周边设有绝缘基板图形面，所述铜底板上设有与绝缘基板图形面连通的小型绝缘基板，所述栅极端子焊接于所述小型绝缘基板上，所述栅极端子的顶部穿出外壳。

优选的，所述主电极包括连接在一起的电极臂和电极腿，所述电极臂的上半部分伸出外壳并折弯，其中伸出外壳的部分开设有安装孔，所述安装孔为圆形或椭圆形，所述安装孔用于与外壳上对应放置的螺母进行结合，所述电极腿焊接在覆铜陶瓷基板上。

优选的，所述电极臂上开设有两个电极折弯孔，两个电极折弯孔位于安装孔的下方。

优选的，所述电极腿为侧U型电极腿，所述电极臂的底端与侧U型电极腿连接，所述侧U型电极腿的U型开口所在竖直面与电极臂竖直延伸面一致，所述侧U型电极腿的底部与覆铜陶瓷基板焊接。

优选的，所述电极腿为S型电极腿，所述电极臂的底端与S型电极腿的上端连接，所述S型电极腿的底部与覆铜陶瓷基板焊接。

优选的，所述栅极端子采用合金镀层。

优选的，所述铜底板上设有四块覆铜陶瓷基板，四块覆铜陶瓷基板对称式布置在铜底板上。

优选的，所述外壳上设有外壳凸台，所述外壳凸台上设有电极槽，所述主电极从电极槽穿出，所述外壳上设有栅极槽，所述栅极端子从栅极槽穿出，所述栅极槽的四周还设有栅极护板。

优选的，所述外壳的内侧还设有内隔板，所述外壳上还开设有便于灌胶用的通孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本申请中，主电极为叠层母排，可实现主电极间距小、正对面积大以及一致性高的特性，有效地减小模块内部的杂散电感，有效地减小模块内储存的能量对器件造成过电压过冲；栅极端子焊接在小型绝缘基板上，通过焊接的方式代替传统的通过绞线引出栅极端子的方式，并且通过绝缘基板图形面实现边缘走线，将大电流主电极与小电流栅极端子分开，避免电气干扰，避免因引线长度不同而导致杂散电感不同的风险，避免非对称的栅极引线电感可能造成IGBT动态均流变差的风险，并减小器件的射频振荡；采用“U”形或“S”形电极腿的设计，增强了电极对机械应力释放的能力，起到缓冲抗震的作用，起到减小电极焊接热应力的效果，提高电极端子使用寿命，并提高电极焊接效率和覆铜陶瓷基板的利用率；采用合金镀层的栅极端子，可有效地提高端子抗氧化能力和焊接性能；采用四阵列、对称式覆铜陶瓷基板设计，可有效减小因热循环而对模块底板造成的应力集中。