一种开关功率器件的叠层式封装结构制造技术

本发明专利技术提供的一种开关功率器件的叠层式封装结构，包括：功率电极，功率电极之间呈叠层式排布，相邻层之间通过连接板连接；芯片，若干芯片安装在底部或中部的功率电极上，芯片的侧面有信号电极安装在功率电极上；所述芯片与功率电极之间通过功率导线连接，所述芯片与信号电极之间通过信号导线连接。DC+相、交流相、DC

【技术实现步骤摘要】
一种开关功率器件的叠层式封装结构


[0001]本专利技术涉及一种开关功率器件的叠层式封装结构。

技术介绍

[0002]现有技术中的开关功率器件是将功率器件的芯片呈水平布置，如图2所示，其塑料框架通过铆钉铆接在底板上，功率端子和信号端子采用一体注塑固定在塑料框架上，陶瓷覆铜板采用软钎焊固定于底板上，IGBT或MOS芯片和快恢复二极管芯片采用软钎焊固定于陶瓷覆铜板上，各电极之间的互联采用键合导线。盖板通过卡扣形式与塑料框架固定。
[0003]由于其呈平面式布置，DC+、DC
‑
、U、V、W各电极在一个平面上，各电极之间通过导线连接，如图2所示，U相上桥换流回路为箭头向上的线路，U相下桥换流回路为箭头向下的线路，可以看到整个回路的路径比较远，导致系统杂散电感和引线电阻比较大，进而系统的动态性能较差、引线损耗较大。整体平面的布置导致其电回路必须向长或宽的方向走，而上下方向空间没有利用上，路径必然长。又因为一般单芯片的电流规格低于300A，大电流规格的IGBT或MOS模块产品需要多芯片并联，所以大规格产品都是长宽比较大，而高度也较低，空间利用率低，不够紧凑。如公开号为CN208923094U一种多层功率器件叠层封装结构，将功率芯片分别固定在呈叠层布置的多层基板上，但其基板仅起到了承载芯片的作用，功率端子任通过其他结构实现，导致其基板的结构复杂。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种开关功率器件的叠层式封装结构。
[0005]本专利技术通过以下技术方案得以实现。
[0006]本专利技术提供的一种开关功率器件的叠层式封装结构，包括：
[0007]功率电极，功率电极之间呈叠层式排布，相邻层之间通过连接板连接；
[0008]芯片，若干芯片安装在底部或中部的功率电极上，芯片的侧面有信号电极安装在功率电极上；
[0009]所述芯片与功率电极之间通过功率导线连接，所述芯片与信号电极之间通过信号导线连接。
[0010]所述功率电极包括DC
‑
相电极、U相电极、V相电极、W相电极、DC+相电极；
[0011]所述U相电极、V相电极、W相电极设在同一层，U相电极、V相电极、W相电极的上端面上均安装有隔离板,隔离板上端面分别通过连接板与DC
‑
连接，U相电极、V相电极、W相电极和连接板之间设有隔离板；
[0012]U相电极、V相电极、W相电极的下端面分别通过连接板与DC+相电极连接，DC+相电极和连接板之间设有隔离板。
[0013]所述连接板为凹型，底部与隔离板连接。
[0014]所述芯片分别对应U相电极、V相电极、W相电极设有三组，每组中有两个芯片安装在U相电极或V相电极或W相电极上，有两个芯片对应安装在DC+相电极上且在U相电极或V相
电极或W相电极下方。
[0015]所述芯片通过功率导线分别其相邻的连接板中部连接。
[0016]安装在同一位置的芯片之间通过信号导线连接，信号导线还与信号电极连接。
[0017]所述信号电极分别固定在U相电极、V相电极、W相电极、DC+相电极的边缘，信号电极的外壁上安装有PIN针。
[0018]所述DC
‑
相电极、U相电极、V相电极、W相电极、DC+相电极在相对于安装信号电极的边缘上加工有垂直的折弯，折弯上加工有通孔。
[0019]所述U相电极、V相电极、W相电极、DC+相电极的下端面上均安装有冷却板。
[0020]器件整体通过绝缘塑胶固化包裹填充，PIN针及DC
‑
相电极、U相电极、V相电极、W相电极、DC+相电极的折弯处露出在外。
[0021]本专利技术的有益效果在于：DC+相、交流相、DC
‑
相竖直排布，电流路径较短，使得杂散电感、引线电阻等寄生参数较小，系统电性能更好；并且使得整个结构更加紧凑，尺寸更小；另外，整个封装最后整体通过灌封或者注塑的方式固化，可靠性高；信号端子和功率端子由两侧引出，互不干扰；同时交流相夹在平行的两块大板DC+和DC
‑
之间，也有利于信号的抗干扰，故系统的抗干扰性能更优。再次，各单元可以设计成完全一致的结构，有利于各单元电性能的一致，进而可靠性更高。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的功率器件叠层封装结构示意图；
[0023]图2是现有的功率器件封装结构示意图；
[0024]图中：1
‑
DC
‑
相电极，2
‑
U相电极，3
‑
V相电极，4
‑
W相电极，5
‑
DC+相电极，6
‑
PIN针，7
‑
连接板，8
‑
信号电极，9
‑
冷却板，10
‑
功率导线，11
‑
芯片，12
‑
信号导线，13
‑
隔离板。
具体实施方式
[0025]下面进一步描述本专利技术的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0026]一种开关功率器件的叠层式封装结构，包括：
[0027]功率电极，功率电极之间呈叠层式排布，相邻层之间通过连接板7连接；
[0028]芯片11，若干芯片11安装在底部或中部的功率电极上，芯片11的侧面有信号电极8安装在功率电极上；
[0029]所述芯片11与功率电极之间通过功率导线10连接，所述芯片11与信号电极8之间通过信号导线12连接。
[0030]所述功率电极包括DC
‑
相电极1、U相电极2、V相电极3、W相电极4、DC+相电极5；
[0031]所述U相电极2、V相电极3、W相电极4设在同一层，U相电极2、V相电极3、W相电极4的上端面上均安装有隔离板13,隔离板13上端面分别通过连接板7与DC
‑
相电极1连接，U相电极2、V相电极3、W相电极4和连接板7之间设有隔离板13；
[0032]U相电极2、V相电极3、W相电极4的下端面分别通过连接板7与DC+相电极5连接，DC+相电极5和连接板7之间设有隔离板13。
[0033]如图1所示，DC+相电极5位于最下侧，为一块大整板，侧面直角弯折，并开有孔，孔内侧放置螺母，用于接线；DC+相电极5上侧烧结有芯片11，芯片11下侧为集电极与DC+相电
极5导通；DC+相电极5上侧烧结有连接板7和信号电极8，中间以绝缘材料隔离，一般为陶瓷材料；芯片11的发射极通过功率导线10连接到连接板7上，连接板7上侧分别与U相电极2、V相电极3、W相电极4的下侧连接，U相电极2、V相电极3、W相电极4，各相之间留有间隙，互不导通；芯片11的栅极通过信号导线12连接到信号电极8上，PIN针6分别烧结在信号电极8上，信号电极8分别与电路板连接，PIN针6用来与电路板内功率器件的栅极和发射极信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关功率器件的叠层式封装结构，其特征在于，包括：功率电极，功率电极之间呈叠层式排布，相邻层之间通过连接板(7)连接；芯片(11)，若干芯片(11)安装在底部或中部的功率电极上，芯片(11)的侧面有信号电极(8)安装在功率电极上；所述芯片(11)与功率电极之间通过功率导线(10)连接，所述芯片(11)与信号电极(8)之间通过信号导线(12)连接。2.如权利要求1所述的开关功率器件的叠层式封装结构，其特征在于：所述功率电极包括DC
‑
相电极(1)、U相电极(2)、V相电极(3)、W相电极(4)、DC+相电极(5)；所述U相电极(2)、V相电极(3)、W相电极(4)设在同一层，U相电极(2)、V相电极(3)、W相电极(4)的上端面上均安装有隔离板(13),隔离板(13)上端面分别通过连接板(7)与DC
‑
相电极(1)连接，U相电极(2)、V相电极(3)、W相电极(4)和连接板(7)之间设有隔离板(13)；U相电极(2)、V相电极(3)、W相电极(4)的下端面分别通过连接板(7)与DC+相电极(5)连接，DC+相电极(5)和连接板(7)之间设有隔离板(13)。3.如权利要求2所述的开关功率器件的叠层式封装结构，其特征在于：所述连接板(7)为凹型，底部与隔离板(13)连接。4.如权利要求1所述的开关功率器件的叠层式封装结构，其特征在于：所述芯片(11)分别对应U相电极(2)、V相电极(3)、W相电极(4)设有三组，每组中有两个芯片(11)安装在U相电极(2)或V相电极(3)或W...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴俊德，周嵘，王智，陆超，江加丽，冉龙玄，张亮，赵冲冲，莫宏康，谭爽，
申请(专利权)人：中国振华集团永光电子有限公司国营第八七三厂，
类型：发明
国别省市：