一種igbt模塊用跨橋電極以及igbt模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種IGBT模塊用跨橋電極以及IGBT模塊，所述的IGBT模塊包括至少2個IGBT模塊子單元，各IGBT模塊子單元包括DBC基板，所述的DBC基板上設有預留連接區(qū)域，包括：分別位于兩端的第一固定連接部和第二固定連接部；位于第一固定連接部和第二固定連接部中間、且沿軸向延伸凸出的跨橋；所述的第一固定連接部和第二固定連接部分別與不同DBC基板上的預留連接區(qū)域固定連接；本發(fā)明有效減少了DBC基板需要預留的連接區(qū)域，同時能夠簡單、方便、準確、有效地完成不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接問題，提高不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接質量，有效確保IGBT模塊的電氣性能。
【專利說明】—種IGBT模塊用跨橋電極以及IGBT模塊
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于IGBT模塊制造領域，具體涉及了一種IGBT模塊用跨橋電極以及IGBT模塊，尤其適合用于結構設計復雜、DBC基板預留連接區(qū)域較小的不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。
【背景技術】
[0002]IGBT模塊(Insulated Gate Bipolar Transistor,中文譯文為絕緣柵雙極型晶體管)是由MOSFET和雙極型晶體管復合而成的一種器件，其輸入極為M0SFET，輸出極為PNP晶體管。它融和了這兩種器件的優(yōu)點，既具有MOSFET器件驅動功率小和開關速度快的優(yōu)點，又具有雙極型器件飽和壓降低而容量大的優(yōu)點，其頻率特性介于MOSFET與功率晶體管之間，可正常工作頻率范圍為數(shù)十kHz。在現(xiàn)代電力電子技術中，IGBT模塊的應用越來越廣泛,在較高頻率的大、中功率應用場合中占據(jù)了主導地位。
[0003]由于采用單芯片的IGBT模塊電流容量不夠，因此為了提高IGBT模塊整體電流容量等級，得到高壓大功率IGBT模塊。通常地，在IGBT模塊內部采用多個IGBT芯片、二極管芯片并聯(lián)連接，且集成于DBC基板上，形成IGBT模塊子單元，進一步地，根據(jù)IGBT模塊設計連接形式要求，在后續(xù)封裝制造工藝中，再將多個IGBT模塊子單元進行串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。
[0004]請參見圖1所示的現(xiàn)有技術中不同IGBT模塊子單元之間的并聯(lián)連接結構示意圖，IGBT模塊子單元100包括DBC基板120，DBC基板120上設有IGBT芯片121和二極管芯片122，現(xiàn)有的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接方法為鋁線連接方法，具體為:通過超聲波鍵合技術，將多根鋁線110與兩個或多個IGBT模塊子單元100中DBC基板120上的預留連接區(qū)域123分別進行連接，最終實現(xiàn)將兩個或多個IGBT模塊子單元100之間進行串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。采用鋁線鍵合方法存在如下問題:
[0005]1、分別采用多根鋁線進行超聲波鍵合的工序較為繁瑣，且成本較高；
[0006]2、進一步地，由于現(xiàn)有技術分別采用多根鋁線進行超聲波鍵合，鋁線不僅占用DBC基板上的預留連接區(qū)域，而且鋁線之間的間距也會占用預留連接區(qū)域，甚至會占用更多的預留連接區(qū)域，尤其IGBT模塊內部子單元的結構設計復雜，且其DBC基板由于受到尺寸限制，很可能不能預留足夠的連接區(qū)域供多根鋁線鍵合，而鋁線的載流能力是恒定不變的，因此當IGBT模塊子單元的電流容量等級要求較高時，DBC基板上用于鋁線鍵合的預留連接區(qū)域的面積過小會使得鋁線鍵合的數(shù)量受到嚴重限制，導致兩個或者不同IGBT模塊子單元之間的連接質量受到影響，進而導致IGBT模塊壽命降低，影響IGBT模塊的電氣性能。
[0007]因此，有必要尋求一種技術方案來解決上述技術問題。
【發(fā)明內容】
[0008]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種IGBT模塊用跨橋電極以及IGBT模塊，有效減少了 DBC基板需要預留的連接區(qū)域，同時能夠簡單、方便、準確、有效地完成不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接問題，提高不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接質量，有效確保IGBT模塊的電氣性能，尤其適合用于結構設計復雜、DBC基板預留連接區(qū)域較小的不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術方案如下:
[0010]一種IGBT模塊用跨橋電極，所述的IGBT模塊包括至少2個IGBT模塊子單元，各IGBT模塊子單元包括DBC基板，所述的DBC基板上設有預留連接區(qū)域，其中，所述的跨橋電極采用導電材料制成，整體呈U型形狀，包括:
[0011]分別位于兩端的第一固定連接部和第二固定連接部；
[0012]位于第一固定連接部和第二固定連接部中間、且沿軸向延伸凸出的跨橋；
[0013]所述的第一固定連接部和第二固定連接部分別與不同DBC基板上的預留連接區(qū)域固定連接，用于不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。
[0014]優(yōu)選地，所述的跨橋電極為銅質跨橋電極。
[0015]優(yōu)選地，所述的銅質跨橋電極表面采用鍍鎳防腐處理。
[0016]優(yōu)選地，所述的第一固定連接部端面和第二固定連接部端面分別向中間縮進，第一固定連接部端面中心和第二固定連接部端面中心分別形成第一連接端點和第二連接端點，所述的第一連接端點和第二連接端點分別與不同DBC基板上的預留連接區(qū)域接觸連接。
[0017]優(yōu)選地，所述的第一固定連接部端面和第二固定連接部端面為彎折面或曲面。
[0018]優(yōu)選地，所述的第一固定連接部和第二固定連接部的形狀與預留連接區(qū)域的形狀相對應。
[0019]優(yōu)選地，所述的第一固定連接部和第二固定連接部分別通過焊接與不同DBC基板上的預留連接區(qū)域固定連接。
[0020]優(yōu)選地，所述的第一固定連接部和第二固定連接部上分別設有用于焊料流入的第一焊孔和第二焊孔。
[0021]優(yōu)選地，所述的銅質跨橋電極的寬度為1-10_。
[0022]優(yōu)選地，一種IGBT模塊，包括至少2個IGBT模塊子單元，各IGBT模塊子單元包括DBC基板，所述的DBC基板上設有預留連接區(qū)域，其中，采用如上所述的跨橋電極與不同DBC基板上的預留連接區(qū)域固定連接，用于不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。
[0023]本發(fā)明提出一種IGBT模塊用跨橋電極，采用導電材料制成，整體呈U型形狀，包括分別位于兩端的第一固定連接部和第二固定連接部以及位于第一固定連接部和第二固定連接部中間、且沿軸向延伸凸出的跨橋，通過第一固定連接部和第二固定連接部分別與不同DBC基板上的預留連接區(qū)域固定連接，進而實現(xiàn)不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接，結合【背景技術】所述內容，由于本發(fā)明避免采用現(xiàn)有的鋁線超聲波鍵合式連接，因此本發(fā)明可以有效減少DBC基板需要預留的連接區(qū)域，同時能夠簡單、方便、準確、有效地完成不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接問題，提高不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接質量，有效確保IGBT模塊的電氣性能，尤其適合用于結構設計復雜、DBC基板預留連接區(qū)域較小的不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接；由于銅的單位面積載流能力高于鋁，進一步優(yōu)化地，本發(fā)明將跨橋電極設置為銅質跨橋電極，因此本發(fā)明的銅質跨橋電極寬度可設置在1-1Omm即可滿足IGBT模塊子單元的電流容量等級要求，因此可進一步減少DBC基板需要預留的連接區(qū)域，非常適合進行推廣應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1是現(xiàn)有技術中不同IGBT模塊子單元之間的并聯(lián)連接結構示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明【具體實施方式】下的IGBT模塊用跨橋電極的立體結構示意圖；
[0027]圖3是圖2的俯視圖。
【具體實施方式】
[0028]本發(fā)明實施例公開了一種IGBT模塊用跨橋電極，IGBT模塊包括至少2個IGBT模塊子單元，各IGBT模塊子單元包括DBC基板，DBC基板上設有預留連接區(qū)域，其中，跨橋電極采用導電材料制成，整體呈U型形狀，包括:
[0029]分別位于兩端的第一固定連接部和第二固定連接部；
[0030]位于第一固定連接部和第二固定連接部中間、且沿軸向延伸凸出的跨橋；
[0031]第一固定連接部和第二固定連接部分別與不同DBC基板上的預留連接區(qū)域固定連接，用于不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。
[0032]優(yōu)選地，跨橋電極為銅質跨橋電極，進一步優(yōu)選地，銅質跨橋電極表面采用鍍鎳防腐處理，進一步優(yōu)選地，銅質跨橋電極的寬度為1-lOmm，可進一步減少DBC基板需要預留的連接區(qū)域，同時可以降低跨橋電極的制造成本。
[0033]優(yōu)選地，第一固定連接部端面和第二固定連接部端面分別向中間縮進，第一固定連接部端面中心和第二固定連接部端面中心分別形成第一連接端點和第二連接端點，第一連接端點和第二連接端點分別與不同DBC基板上的預留連接區(qū)域接觸連接，同時可進一步減少DBC基板需要預留的連接區(qū)域。
[0034]優(yōu)選地，第一固定連接部端面和第二固定連接部端面為彎折面或曲面，更優(yōu)選地，為彎折面。
[0035]優(yōu)選地，第一固定連接部和第二固定連接部的形狀與預留連接區(qū)域的形狀相對應，適用范圍廣。
[0036]優(yōu)選地，第一固定連接部和第二固定連接部分別通過焊接與不同DBC基板上的預留連接區(qū)域固定連接，簡單且方便。
[0037]優(yōu)選地，第一固定連接部和第二固定連接部上分別設有用于焊料流入的第一焊孔和第二焊孔，有效確保焊接質量。
[0038]本發(fā)明實施例還公開了一種IGBT模塊，包括至少2個IGBT模塊子單元，各IGBT模塊子單元包括DBC基板，DBC基板上設有預留連接區(qū)域，其中，采用如上所述的跨橋電極與不同DBC基板上的預留連接區(qū)域固定連接，用于不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。
[0039]本發(fā)明全文所述的DBC基板中的DBC全稱為Direct Bonding Copper,意為:陶瓷直接覆銅基板。
[0040]本發(fā)明實施例提出一種IGBT模塊用跨橋電極，采用導電材料制成，整體呈U型形狀，包括分別位于兩端的第一固定連接部和第二固定連接部以及位于第一固定連接部和第二固定連接部中間、且沿軸向延伸凸出的跨橋，通過第一固定連接部和第二固定連接部分別與不同DBC基板上的預留連接區(qū)域固定連接，進而實現(xiàn)不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接，結合【背景技術】所述內容，由于本發(fā)明實施例避免采用現(xiàn)有的鋁線超聲波鍵合式連接，因此本發(fā)明實施例可以有效減少DBC基板需要預留的連接區(qū)域，同時能夠簡單、方便、準確、有效地完成不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接問題，提高不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接質量，有效確保IGBT模塊的電氣性能，尤其適合用于結構設計復雜、DBC基板預留連接區(qū)域較小的不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接；由于銅的單位面積載流能力高于鋁，進一步優(yōu)化地，本發(fā)明實施例將跨橋電極設置為銅質跨橋電極，因此本發(fā)明實施例的銅質跨橋電極寬度可設置在1_10_即可滿足IGBT模塊子單元的電流容量等級要求，因此可進一步減少DBC基板需要預留的連接區(qū)域，非常適合進行推廣應用。
[0041 ] 為了使本【技術領域】的人員更好地理解本發(fā)明中的技術方案，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0042]請參見圖2和圖3所示，一種IGBT模塊用跨橋電極，IGBT模塊包括至少2個IGBT模塊子單元，各IGBT模塊子單元(未圖示)包括DBC基板，DBC基板上設有預留連接區(qū)域，其中，跨橋電極200為銅質跨橋電極，寬度為1-lOmm，且表面采用鍍鎳防腐處理，整體呈U型形狀，包括:
[0043]分別位于兩端的第一固定連接部210和第二固定連接部220，第一固定連接部210和第二固定連接部220的形狀與預留連接區(qū)域的形狀相對應；
[0044]位于第一固定連接部210和第二固定連接部220中間、且沿軸向延伸凸出的跨橋230 ；
[0045]第一固定連接部210和第二固定連接部220分別與不同DBC基板上的預留連接區(qū)域固定連接，用于不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。
[0046]優(yōu)選地，在本實施方式中，第一固定連接部210端面和第二固定連接部220端面為分別向中間縮進的彎折面210a、220a，當然地，在其他實施方式中，也可以采用曲面，第一固定連接部210端面中心和第二固定連接部220端面中心分別形成第一連接端點211和第二連接端點221，第一連接端點211和第二連接端點221分別與不同DBC基板上的預留連接區(qū)域接觸連接。
[0047]優(yōu)選地，在本實施方式中，第一固定連接部210和第二固定連接部220上分別設有用于焊料流入的第一焊孔212和第二焊孔222，第一固定連接部210和第二固定連接部220分別通過焊接與不同DBC基板上的預留連接區(qū)域固定連接。
[0048]一種IGBT模塊，包括至少2個IGBT模塊子單元，各IGBT模塊子單元包括DBC基板，DBC基板上設有預留連接區(qū)域，其中，采用如上所述的跨橋電極與不同DBC基板上的預留連接區(qū)域固定連接，用于不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。
[0049]對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發(fā)明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
[0050]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【權利要求】
1.一種IGBT模塊用跨橋電極，所述的IGBT模塊包括至少2個IGBT模塊子單元，各IGBT模塊子單元包括DBC基板，所述的DBC基板上設有預留連接區(qū)域，其特征在于，所述的跨橋電極采用導電材料制成，包括: 分別位于兩端的第一固定連接部和第二固定連接部； 位于第一固定連接部和第二固定連接部中間、且沿軸向延伸凸出的跨橋； 所述的第一固定連接部和第二固定連接部分別與不同DBC基板上的預留連接區(qū)域固定連接，用于不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。
2.如權利要求1所述的IGBT模塊用跨橋電極，其特征在于，所述的跨橋電極為銅質跨橋電極。
3.如權利要求2所述的IGBT模塊用跨橋電極，其特征在于，所述的銅質跨橋電極表面采用鍍鎳防腐處理。
4.如權利要求1所述的IGBT模塊用跨橋電極，其特征在于，所述的第一固定連接部端面和第二固定連接部端面分別向中間縮進，第一固定連接部端面中心和第二固定連接部端面中心分別形成第一連接端點和第二連接端點，所述的第一連接端點和第二連接端點分別與不同DBC基板上的預留連接區(qū)域接觸連接。
5.如權利要求4所述的IGBT模塊用跨橋電極，其特征在于，所述的第一固定連接部端面和第二固定連接部端面為彎折面或曲面。
6.如權利要求1所述的IGBT模塊用跨橋電極，其特征在于，所述的第一固定連接部和第二固定連接部的形狀與預留連接區(qū)域的形狀相對應。
7.如權利要求1所述的IGBT模塊用跨橋電極，其特征在于，所述的第一固定連接部和第二固定連接部分別通過焊接與不同DBC基板上的預留連接區(qū)域固定連接。
8.如權利要求7所述的IGBT模塊用跨橋電極，其特征在于，所述的第一固定連接部和第二固定連接部上分別設有用于焊料流入的第一焊孔和第二焊孔。
9.如權利要求2所述的IGBT模塊用跨橋電極，其特征在于，所述的銅質跨橋電極的寬度為 l-10mm。
10.一種IGBT模塊，包括至少2個IGBT模塊子單元，各IGBT模塊子單元包括DBC基板，所述的DBC基板上設有預留連接區(qū)域，其特征在于，采用如權利要求1-9任意一項所述的跨橋電極與不同DBC基板上的預留連接區(qū)域固定連接，用于不同IGBT模塊子單元之間的串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。
【文檔編號】H01L23/49GK103594446SQ201310590027
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權日:2013年11月19日
【發(fā)明者】李先亮, 王富珍 申請人:西安永電電氣有限責任公司