一種平板式功率半導(dǎo)體模塊的制作方法
【專利摘要】一種平板式功率半導(dǎo)體模塊，它包括一在兩對稱的外側(cè)分別布置有輸入側(cè)功率端子和輸出側(cè)功率端子的外殼主體，在與兩功率端子分布邊垂直的外殼主體邊上布置有信號端子，每個(gè)輸入側(cè)功率端子和輸出側(cè)功率端子的底部設(shè)有支撐的凸臺，相鄰?fù)古_之間設(shè)置有貫穿槽結(jié)構(gòu)隔離，凸臺的背面為懸空結(jié)構(gòu)；所述的外殼主體由殼體和導(dǎo)熱底板連接而成，所述導(dǎo)熱底板上面設(shè)置有導(dǎo)電發(fā)熱體，且所述導(dǎo)電發(fā)熱體與邊置的溫度檢測裝置機(jī)械隔離，并在內(nèi)部填充絕緣膠后電隔離；所述導(dǎo)熱底板內(nèi)部設(shè)置有環(huán)形凹槽結(jié)構(gòu)，并且向下設(shè)置有圓柱陣列，并構(gòu)成圓柱散熱結(jié)構(gòu)；它具有體積小、功率大、寄生參數(shù)小、散熱效率高、內(nèi)部集成度高等特點(diǎn)。
【專利說明】一種平板式功率半導(dǎo)體模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種平板式功率半導(dǎo)體模塊，主要用于變頻器、伺服機(jī)、工業(yè)電源、電動機(jī)車中，特別對散熱、寄生參數(shù)、模塊體積要求都比較高的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今電力工業(yè)中，變頻器、伺服機(jī)、工業(yè)電源、電動機(jī)車都在廣泛使用功率模塊，主要以兩類模塊居多，一種是大功率單管、半橋，其內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)比較簡單，必須使用多個(gè)模塊才能組合成需要的電路拓?fù)洌涣硗庖环N是小功率集成模塊，此種模塊內(nèi)部集成了整個(gè)電路拓?fù)?，但是功率等級往往較小，只能滿足一些小型機(jī)的需求。
[0003]為了實(shí)現(xiàn)大功率的應(yīng)用，使用多個(gè)模塊組成了相應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)，但是相應(yīng)的也帶來了一些問題，首先，由于是多個(gè)模塊組成電路，其體積往往比較大，需要體積較大的散熱器，綜合起來直接加大了機(jī)器的體積、重量；其次，這種大功率方案內(nèi)部往往有模塊并聯(lián)，使用時(shí)需要對模塊進(jìn)行降額，無法發(fā)揮模塊的最大性能；還有，多個(gè)模塊之間的電路連接比較復(fù)雜，各種連線的引入帶來了大量的寄生參數(shù)，需要引入更多的外部器件才能平衡這些參數(shù)。
[0004]現(xiàn)在的功率模塊一般都采用風(fēng)冷技術(shù)散熱，成本比較低，但是此種散熱方式的傳熱效率相對較低，在一些特殊場合中無法適用，比如電動汽車。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種體積小、功率大、寄生參數(shù)小、散熱效率高、內(nèi)部集成度高的平板式功率半導(dǎo)體模塊。
[0006]本實(shí)用新型的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，所述的平板式功率半導(dǎo)體模塊，它包括一在兩對稱的外側(cè)分別布置有輸入側(cè)功率端子和輸出側(cè)功率端子的外殼主體，在與兩功率端子分布邊垂直的外殼主體邊上布置有信號端子，每個(gè)輸入側(cè)功率端子和輸出側(cè)功率端子的底部設(shè)有支撐的凸臺，相鄰?fù)古_之間設(shè)置有貫穿槽結(jié)構(gòu)隔離，凸臺的背面為懸空結(jié)構(gòu)；所述的外殼主體由殼體和導(dǎo)熱底板連接而成，所述導(dǎo)熱底板上面設(shè)置有導(dǎo)電發(fā)熱體，且所述導(dǎo)電發(fā)熱體與邊置的溫度檢測裝置機(jī)械隔離，并在內(nèi)部填充絕緣膠后電隔離；所述導(dǎo)熱底板內(nèi)部設(shè)置有環(huán)形凹槽結(jié)構(gòu)，并且向下設(shè)置有圓柱陣列，并構(gòu)成圓柱散熱結(jié)構(gòu)。
[0007]所述的圓柱陣列區(qū)域完全覆蓋導(dǎo)熱底板的發(fā)熱區(qū)域；所述功率端子用高導(dǎo)電率材料制作，外部引出端中心設(shè)有圓孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)部連接端為可鍵合結(jié)構(gòu)或可焊接結(jié)構(gòu)，外部引出端與內(nèi)部連接端之間有兩個(gè)以上的折彎結(jié)構(gòu)。
[0008]所述功率端子的底部設(shè)有支撐功率端子并在凸出模塊的三個(gè)方向上尺寸大于功率端子的凸臺，凸臺內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，并且內(nèi)置有緊固件；所述圓柱陣列底部面平整度控制在0.1mm內(nèi)。
[0009]所述凸臺正面邊緣設(shè)有凹槽，兩個(gè)凸臺間的間距不小于5mm。
[0010]所述信號端子用高導(dǎo)電率材料制作，外部引出端為焊接結(jié)構(gòu)或卡口結(jié)構(gòu)，內(nèi)部連接端為可鍵合結(jié)構(gòu)或可焊接結(jié)構(gòu)。
[0011]所述溫度檢測裝置與底部散熱體使用高導(dǎo)熱率絕緣材料隔離，與內(nèi)部導(dǎo)電發(fā)熱半導(dǎo)體元件使用絕緣膠隔離；所述殼體由上殼體和下殼體組成，所述下殼體與導(dǎo)熱底板通過金屬卡環(huán)緊密配合，卡環(huán)中心、正面結(jié)構(gòu)用于緊固件安裝；所述導(dǎo)熱底板上設(shè)有環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)部區(qū)域大于圓柱散熱陣列。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:體積小、功率大、二相橋電路拓?fù)?，所有電路拓?fù)浞庋b在同一模塊中，每個(gè)功率單元使用多芯片并聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)高功率；所有輸入端子的在模塊一側(cè)，方便安置母線排，同時(shí)也可以使外置的濾波電容更加接近芯片，優(yōu)化輸入波形；輸入端子、輸出端子、型號端子在模塊的四個(gè)方向上，減少相互干擾；模塊內(nèi)置隔離的溫度檢測裝置，直接監(jiān)控模塊內(nèi)部溫度，同時(shí)提高安全系數(shù)；模塊底部為圓柱陣列，配合液冷散熱器提高模塊散熱效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型去除了上殼體的平面結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型的底部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是本實(shí)用新型的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。圖1-3所示，本實(shí)用新型所述的一種平板式功率半導(dǎo)體模塊，它包括一在兩對稱的外側(cè)分別布置有輸入側(cè)功率端子I和輸出側(cè)功率端子2的外殼主體，在與兩功率端子1、2分布邊垂直的外殼主體邊上布置有信號端子3，每個(gè)輸入側(cè)功率端子I和輸出側(cè)功率端子2的底部設(shè)有支撐的凸臺9，相鄰?fù)古_9之間設(shè)置有貫穿槽8結(jié)構(gòu)隔離，凸臺9的背面為懸空結(jié)構(gòu)；所述的外殼主體由殼體和導(dǎo)熱底板15連接而成，所述導(dǎo)熱底板15上面設(shè)置有導(dǎo)電發(fā)熱體7，且所述導(dǎo)電發(fā)熱體7與邊置的溫度檢測裝置6機(jī)械隔離，并在內(nèi)部填充絕緣膠后電隔離；所述導(dǎo)熱底板15內(nèi)部設(shè)置有環(huán)形凹槽結(jié)構(gòu)11，并且向下設(shè)置有圓柱陣列10，并構(gòu)成圓柱散熱結(jié)構(gòu)。
[0017]本實(shí)用新型所述的圓柱陣列10區(qū)域完全覆蓋導(dǎo)熱底板15的發(fā)熱區(qū)域；所述功率端子1、2用高導(dǎo)電率材料制作，外部引出端中心設(shè)有圓孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)部連接端為可鍵合結(jié)構(gòu)或可焊接結(jié)構(gòu)，外部引出端與內(nèi)部連接端之間有兩個(gè)以上的折彎結(jié)構(gòu)。
[0018]所述功率端子1、2的底部設(shè)有支撐功率端子并在凸出模塊的三個(gè)方向上尺寸大于功率端子1、2的凸臺9，凸臺9內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，并且內(nèi)置有緊固件；所述圓柱陣列10底部面平整度控制在0.1mm內(nèi)；所述凸臺9正面邊緣設(shè)有凹槽，兩個(gè)凸臺9間的間距不小于5mm ο
[0019]所述信號端子3用高導(dǎo)電率材料制作，外部引出端為焊接結(jié)構(gòu)或卡口結(jié)構(gòu)，內(nèi)部連接端為可鍵合結(jié)構(gòu)或可焊接結(jié)構(gòu)。
[0020]所述溫度檢測裝置6與底部散熱體使用高導(dǎo)熱率絕緣材料隔離，與內(nèi)部導(dǎo)電發(fā)熱半導(dǎo)體元件使用絕緣膠隔離；所述殼體由上殼體和下殼體14組成，所述下殼體14與導(dǎo)熱底板15通過金屬卡環(huán)4緊密配合，卡環(huán)中心、正面結(jié)構(gòu)用于緊固件安裝；所述導(dǎo)熱底板15上設(shè)有環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)部區(qū)域大于圓柱散熱陣列。[0021]實(shí)施例:本實(shí)用新型是將輸入側(cè)功率端子1、輸出側(cè)功率端子2、信號端子3各自布置在不同的邊上，功率端子所在邊與信號端子所在邊垂直；每個(gè)輸入側(cè)功率端子1、輸出側(cè)功率端子2底部有凸臺9支撐，每個(gè)凸臺9之間都有貫穿槽8隔離，凸臺9正面邊緣有凹槽結(jié)構(gòu)5，凸臺9背面為懸空結(jié)構(gòu)12 ;卡環(huán)4用于固定下殼體14與導(dǎo)熱底板15 ;溫度檢測裝置6與內(nèi)部導(dǎo)電發(fā)熱體7機(jī)械隔尚，并且在模塊內(nèi)部填充絕緣膠后電隔尚；導(dǎo)熱底板15內(nèi)部有環(huán)形凹槽結(jié)構(gòu)11，并且有圓柱陣列10，圓柱陣列底部平面13平整度要求在0.1mm以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種平板式功率半導(dǎo)體模塊，它包括一在兩對稱的外側(cè)分別布置有輸入側(cè)功率端子和輸出側(cè)功率端子的外殼主體，在與兩功率端子分布邊垂直的外殼主體邊上布置有信號端子，每個(gè)輸入側(cè)功率端子和輸出側(cè)功率端子的底部設(shè)有支撐的凸臺，相鄰?fù)古_之間設(shè)置有貫穿槽結(jié)構(gòu)隔離，凸臺的背面為懸空結(jié)構(gòu)；所述的外殼主體由殼體和導(dǎo)熱底板連接而成，所述導(dǎo)熱底板上面設(shè)置有導(dǎo)電發(fā)熱體，且所述導(dǎo)電發(fā)熱體與邊置的溫度檢測裝置機(jī)械隔離，并在內(nèi)部填充絕緣膠后電隔離；所述導(dǎo)熱底板內(nèi)部設(shè)置有環(huán)形凹槽結(jié)構(gòu)，并且向下設(shè)置有圓柱陣列，并構(gòu)成圓柱散熱結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板式功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于所述的圓柱陣列10區(qū)域完全覆蓋導(dǎo)熱底板的發(fā)熱區(qū)域；所述功率端子用高導(dǎo)電率材料制作，外部引出端中心設(shè)有圓孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)部連接端為可鍵合結(jié)構(gòu)或可焊接結(jié)構(gòu)，外部引出端與內(nèi)部連接端之間有兩個(gè)以上的折彎結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的平板式功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于所述功率端子的底部設(shè)有支撐功率端子并在凸出模塊的三個(gè)方向上尺寸大于功率端子的凸臺，凸臺內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，并且內(nèi)置有緊固件；所述圓柱陣列底部面平整度控制在0.1mm內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平板式功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于所述凸臺正面邊緣設(shè)有凹槽，兩個(gè)凸臺間的間距不小于5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板式功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于所述信號端子用高導(dǎo)電率材料制作，夕卜部引出端為焊接結(jié)構(gòu)或卡口結(jié)構(gòu)，內(nèi)部連接端為可鍵合結(jié)構(gòu)或可焊接結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板式功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于所述溫度檢測裝置與底部散熱體使用高導(dǎo)熱率絕緣材料隔離，與內(nèi)部導(dǎo)電發(fā)熱半導(dǎo)體元件使用絕緣膠隔離；所述殼體由上殼體和下殼體組成，所述下殼體與導(dǎo)熱底板通過金屬卡環(huán)緊密配合，卡環(huán)中心、正面結(jié)構(gòu)用于緊固件安裝；所述導(dǎo)熱底板上設(shè)有環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)部區(qū)域大于圓柱散熱陣列。
【文檔編號】H01L23/10GK203746852SQ201420044784
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】陳斌 申請人:嘉興斯達(dá)微電子有限公司