绝缘栅双极型功率管模块制造技术

本发明专利技术公开了一种ＩＧＢＴ模块，包括：底板；设置在所述底板上的多个ＩＧＢＴ芯片和至少一个反向二极管；设置在所述底板上的第一导电连接板和第二导电连接板，所述第一和第二导电连接板分别对应与每个ＩＧＢＴ芯片和所述反向二极管的正、负极电连接，以并联所述多个ＩＧＢＴ芯片和所述反向二极管，其中所述第一导电连接板两端之间和第二导电连接板两端之间预定位置分别设置有电极引出部以引出所述ＩＧＢＴ模块的安装电极。本发明专利技术可以使得ＩＧＢＴ模块提供高可靠性的较大功率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及绝缘栅双极型功率管(IGBT)，尤其涉及一种大功率的IGBT模块。
技术介绍
随着绝缘栅双极型功率管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)模块的应用范围越来越广，对IGBT应用的功率要求也越来越高，同时为了有利用模块的安装使用， 对IGBT模块封装的尺寸要求也越来越高，因此设计一种大功率超紧凑结构的IGBT模块 十分必要。目前IGBT单芯片的最高电流等级为150A，要得到大功率的IGBT模块，必须使 用多个IGBT芯片并联的方法。现有设计的大功率IGBT模块需要在敷铜陶瓷基板(DBC) 上引线来并联IGBT芯片，因此沿电流传输方向，会由于DBC横向分布电阻压降及各芯 片本身饱和压降不一致而带来芯片不均流，从而导致模块可靠性降低的问题，因此现有 简单的多芯片并联方案并不能达到增大IGBT模块功率的目的。由于上述一些技术难题的存在，目前市场上存在的大功率模块的电流等级不会 超过1000A。因此，如何设计得到一种高可靠性的大功率IGBT模块是当前亟待解决的 一项技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决现有技术中的上述问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种可提供高可靠性大功率的IGBT模块。根据本专利技术的一个方面，本专利技术实施例的IGBT模块包括底板；设置在所述 底板上的多个IGBT芯片和至少一个反向二极管；设置在所述底板上的第一导电连接板和 第二导电连接板，所述第一和第二导电连接板分别对应与每个IGBT芯片和所述反向二极 管的正、负极电连接，以并联所述多个IGBT芯片和所述反向二极管，其中所述第一导电 连接板两端之间和第二导电连接板两端之间预定位置分别设置有电极引出部以引出所述 IGBT模块的安装电极。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术实施例的IGBT模块包括所述IGBT模块包 括多个IGBT子模块，每个IGBT子模块包括底板；设置在所述底板上的多个IGBT芯 片和至少一个反向二极管；设置在所述底板上的第一导电连接板和第二导电连接板，所 述第一和第二导电连接板分别对应与每个IGBT芯片和反向二极管的正、负极电连接，以 并联所述多个IGBT芯片和所述反向二极管，其中所述第一导电连接板两端之间和第二导 电连接板两端之间预定位置分别设置有正、负电极引出部；每个IGBT子模块的正电极引 出部互相并联以引出所述IGBT模块的正安装电极，每个IGBT子模块的负电极引出部互 相并联以引出所述IGBT模块的负安装电极。本专利技术通过利用具有中间引出电极结构的导电连接板对多个IGBT芯片进行并 联，使得电流流过时串联到各IGBT芯片的电阻减小，有效减少横向电阻对均流的影响。从而在IGBT模块整体的可靠性不降低的前提下，增大IGBT模块功率，使得IGBT模块 的额定电流可以达到远大于市场上存在的同类模块。另外，本专利技术还可以通过将多个具有较大功率的IGBT模块进一步进行并联，从 而得到更大功率的、高可靠性的IGBT模块。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中 变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中图1为本专利技术实施例的IGBT模块整体结构俯视图；图2为本专利技术实施例的IGBT模块整体结构立体图；图3为本专利技术实施例的导电连接板结构示意图；图4为本专利技术另一个实施例的IGBT模块整体结构立体图；图5为本专利技术又一个实施例的IGBT模块整体结构立体图。具体实施例方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至 终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。现在参考图1和图2，该图显示了本专利技术IGBT模块的一个具体实施例。从图1 和图2所示的结构可以看出，绝缘栅双极型功率管(IGBT)模块100包括有底板10，设置 在底板10上的多个IGBT芯片12和反向二极管14，并且在底部10的两侧分别设置有导 电连接板3和导电连接板4。导电连接板3和4例如通过图中所标示的粗铝线1、2分别 对应与每个IGBT芯片12和反向二极管14的正、负极电气连接，从而将多个IGBT芯片 12和反向二极管进行并联。并且，导电连接板3两端之间和导电连接板4两端之间预定位置分别设置有电极 引出部5和6，从而引出IGBT模块100的安装电极。通过安装电极可以将IGBT模块100 连接到外部电路上。例如在图示实施例中，电极引出部5、6上设置有安装孔7和8，通 过安装孔对应的连接结构将IGBT模块100的正、负极与外部电路连接起来。如图3的实施例所示，其中图3给出了导电连接板4的具体结构，电极引出部6 可以是冲压导电连接板4上预定位置的得到的弯折结构。电极引出部6位于导电连接板 4两端之间靠近大约中间的位置，最佳的是位于其中间。另外，如图3所示，电极引出部6的弯折结构为部分冲压导电连接板4得到的不 完全弯折结构，即导电连接板4上对应电极引出部6的位置仍留有部分区域a用于粗铝线 1的引线位置，剩余区域则为电极引出安装位置。通过图3所示的不完全折弯方式，既引出了安装电极，又留出了足够的位置用 于通过绑定粗铝线与对应的IGBT芯片之间实现电气连接。因此，对应电极引出部6的 位置不需要通过另外的焊接来引出电极，这样可以使模块的结构相当紧凑，有效的减小模块的封装尺寸。因此，采用折弯方式引出电极，节省了 IGBT模块的空间位置，使模块更加紧 凑；同时该不完全折弯方式也解决了简单的完全折弯电极方式影响电气连接的问题。另一个导电连接板3可具有与导电连接板4类似的结构，其电极引出部5可以位 于大概中间的位置。当然，为了适应不同的安装需求，电极引出部5和6可以在对应的 导电连接板横向任何位置采用上述方式引出。图示实施例中给出了 8个IGBT芯片12和一个反向二极管14并联，该模块的 单个额定电流可以达到1600A。这种在多个IGBT芯片一侧并联一个反向二极管得到的 IGBT模块尤其适用于向汽车电池提供大功率。在一个实施例中，用来并联多个IGBT芯片的导电连接板3和4可以是具有较大 横过流面积的汇流排，从而具有较小的横向电阻。当进一步结合导电连接板的中间引出 电极结构时，电流流过时串联到各IGBT芯片的电阻小，可以更有效减少横向电阻对均流 的影响。从而使IGBT模块的额定电流可以达到远大于市场上存在的同类模块，同时模 块整体的可靠性不会降低。此外，可以选用饱和压降一致的IGBT芯片进行多个并联。导电连接板3和4可 以是铜或其他具有较强导电性的合适金属，以进一步减小由导电连接板自身产生电阻对 IGBT模块的性能影响。这就解决了目前设计大电流模块需要多个DBC并联时DBC横向电阻较大对均流 的影响而带来的可靠性问题。当然本专利技术不局限于该具体实施例限定的IGBT芯片数量，根据应用功率的需 求，本领域普通技术人员显然可知所采用的IGBT芯片数量。另外，本专利技术也不局限于在 多个IGBT芯片12的一侧并联一个反向二极管。在一个实施例中，IGBT模块100所包 括的反向二极管的数量可以与其包括的多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝缘栅双极型功率管ＩＧＢＴ模块，其特征在于，所述ＩＧＢＴ模块包括：底板；设置在所述底板上的多个ＩＧＢＴ芯片和至少一个反向二极管；设置在所述底板上的第一导电连接板和第二导电连接板，所述第一和第二导电连接板分别对应与每个ＩＧＢＴ芯片和所述反向二极管的正、负极电连接，以并联所述多个ＩＧＢＴ芯片和所述反向二极管，其中所述第一导电连接板两端之间和第二导电连接板两端之间预定位置分别设置有电极引出部以引出所述ＩＧＢＴ模块的安装电极。

【技术特征摘要】
1.一种绝缘栅双极型功率管IGBT模块，其特征在于，所述IGBT模块包括 底板；设置在所述底板上的多个IGBT芯片和至少一个反向二极管； 设置在所述底板上的第一导电连接板和第二导电连接板，所述第一和第二导电连 接板分别对应与每个IGBT芯片和所述反向二极管的正、负极电连接，以并联所述多个 IGBT芯片和所述反向二极管，其中所述第一导电连接板两端之间和第二导电连接板两端之间预定位置分别设置有 电极引出部以引出所述IGBT模块的安装电极。2.如权利要求1所述的IGBT模块，其特征在于，所述电极引出部为冲压所述预定位 置的第一/第二导电连接板得到的弯折结构。3.如权利要求2所述的IGBT模块，其特征在于，所述弯折结构为部分冲压所述预定 位置的第一/第二导电连接板得到的不完全弯折结构。4.如权利要求1到3其中任一项所述的IGBT模块，其特征在于，所述预定位置大约 位于所述第一/第二导电连接板的中间。5.如权利要求1所述的IGBT模块，其特征在于，所述反向二极管为一个，并与并联 的所述多个IGBT芯片并联。6.如权利要求1所述的IGBT模块，其特征在于，所述反向二极管的数量与所述多个 IGBT芯片的数量相同，并分别与每个所述IGBT芯片对应并联。7.如权利要求1所述的IGBT模块，其特征在于，所述第一和第二导电连接板由铜制成。8.如权利要求1所述的IGBT...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓海明，刘春江，杨胜松，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94