[发明专利]一种分立器件及功率模组封装

说明书

本发明属于分立器件电机控制器技术领域，具体涉及一种分立器件及功率模组封装；包括冷却器、功率单元和驱动单元；布置在功率单元中的大功率分立器件封装包括分立器件开关本体、正功率端子、负功率端子、控制信号端子和保护用功率端子。其中，功率端子焊接于功率单元，控制信号端子和保护用功率端子焊接于驱动单元，二者分层布置。大功率分立器件封装的散热焊接面与冷却器的上表面接触。驱动单元包括驱动电路板、信号连接端子、驱动电路、保护电路和检测电路。本发明是一种新能源车用大功率分立器件封装和多功率器件并联电机控制器功率模组封装，实现简单方便、功率大、耐震好、散热好、集成度高、成本低。

技术领域

本发明属于分立器件电机控制器技术领域，具体涉及一种分立器件及功率模组封装。

背景技术

基于分立器件的电机控制器在结构上更容易优化，便于系统高度集成、小型化即异形结构的设计，如轮毂电机控制器，受空间形状限制，多采用分立器件布置。同时，基于分立器件的电机控制器更容易根据系统功率等级控制成本、降低成本。一些新型功率半导体，如碳化硅，目前多以分立器件形式存在，可通过多个分立器件并联实现大功率逆变器。

现有分立器件形式主要有两大类：贴片式和直插式。大功率贴片式封装主要有D2PAK封装、SOT23封装等。大功率直插式封装主要有TO247、T0262等。这些封装的分立器件的电流能力最大在300A左右，若想实现更大功率等级的系统通常需要采用多颗并联结构。现也有一些特殊的分立器件结构，如分立器件功率端子采用激光焊接技术，工艺要求高、成本高，且功率器件无相关保护与检测用引脚，无法直接实现短路保护、母线电压检测等，可靠性偏低。

现有基于分立器件的电机控制器在实现形式上是多样化的。如现有一种是多贴片功率开关器件并联布置在铝基板上形成功率变换主电路的电机控制器，该类电机控制器的铝基板单面布板，一般只布置功率器件，功率器件散热器布置在铝基板反面侧，一方面不利于功率器件的迅速散热，另一方面不利于电机控制器的集成度和紧凑性。现有还有是式功率开关器件并联布置，使用多个夹具固定散热，安装太过复杂，且耐震能力弱。多功率器件并联布置在电路板上，现有技术一般通过电路板镀锡的方式或焊接外置铜排方式去增加承载电流能力。焊锡的散热和导流能力都有限，因此，电路板镀锡的方式不适于大电流逆变器。焊接外置铜排方式不利于安装，同时不利于结构紧凑。

因此，针对大功率分立器件及基于分立器件设计的电机控制器方案存在的上述问题，新能源汽车迫切需要设计一种新型大功率分立器件，该器件需利于系统散热、耐震和集成，同时电机控制器需要便于安装、成本低。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种分立器件及功率模组封装，是一种新能源车用大功率分立器件封装和多功率器件并联电机控制器功率模组封装，实现简单方便、功率大、耐震好、散热好、集成度高、成本低。

一种分立器件及功率模组封装，包括冷却器1、功率单元2和驱动单元3，三者分为下、中、上三层平行布置；功率单元2包括大功率分立器件201和功率单元电路基板202，其中大功率分立器件201包括分立器件开关本体、正功率端子403、负功率端子404、控制信号端子402和保护用功率端子401，分立器件本体的底面为绝缘面406，分立器件本体的顶面为散热焊接面405，分立器件本体底部前端的左右两侧分别设有正功率端子403和保护用功率端子401，分立器件本体底部后端的左右两侧分别设有负功率端子404和控制信号端子402，正功率端子403和负功率端子404焊接在功率单元电路基板202上，

驱动单元3包括驱动电路板、信号连接端子301、驱动电路302、保护电路304和检测电路303，其中信号连接端子301、驱动电路302、保护电路304和检测电路303均设置在驱动电路板上，且信号连接端子301分别和驱动电路302、检测电路303与保护电路304之间电连接，控制信号端子402和保护用功率端子401绝缘穿过功率单元电路基板202的绝缘孔洞后焊接在驱动单元3的驱动电路板上，控制信号端子402分别与驱动电路302和保护电路304之间电连接；大功率分立器件201的散热焊接面405绝缘，且与冷却器1的上表面接触。