本實(shí)用新型涉及的是一種新型絕緣柵雙極型晶體管模塊，屬于電力電子學(xué)的功率模塊封裝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）模塊在變頻器，逆變焊機(jī)，感應(yīng)加熱，軌道交通以及風(fēng)能，太陽能發(fā)電等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，對絕緣柵雙極型晶體管模塊可靠性要求越來越高，要求器件體積和質(zhì)量做的越來越小，價(jià)格越來越低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，制造低成本，高可靠性的絕緣柵雙極型晶體管模塊。

本實(shí)用新型的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，一種絕緣柵雙極型晶體管模塊，包括絕緣柵雙極型晶體管芯片、二極管芯片、絕緣基板、功率端子、功率圓柱、鋁線、塑料外殼、硅凝膠、熱敏電阻，所述的絕緣柵雙極型晶體管芯片、二極管芯片和功率圓柱通過回流焊焊接在絕緣基板導(dǎo)電銅層上；絕緣柵雙極型晶體管芯片和二極管芯片之間、絕緣柵雙極型晶體管芯片、二極管芯片與絕緣基板相應(yīng)的導(dǎo)電層之間均通過鋁線鍵合來實(shí)現(xiàn)電氣連接；塑料外殼和絕緣基板通過密封膠粘接；所述的絕緣柵雙極型晶體管芯片、二極管芯片、絕緣基板、功率圓柱、鋁線以及熱敏電阻均覆蓋有能提高各原件之間的耐壓絕緣硅凝膠；用于把整個(gè)模塊固定安裝在散熱器上的固定卡片被注塑于塑料外殼內(nèi)。

作為優(yōu)選：所述的絕緣基板由上銅層和下銅層并在中間夾著的一層陶瓷經(jīng)燒結(jié)而成，上銅層和下銅層采用純銅或者銅合金材料，中間的陶瓷采用氧化鋁、氮化鋁或氧化鈹絕緣性能和散熱性能良好的陶瓷材料制成；

所述的功率圓柱采用純銅或者銅合金材料，表層裸銅或者電鍍金、鎳或錫可焊接金屬材料層。

所述的功率端子也采用純銅或者銅合金材料，表層裸銅或者電鍍金，鎳，錫等可焊接金屬材料層。

作為優(yōu)選：所述功率圓柱的內(nèi)部孔形狀是正方形、圓形或菱形；所述功率圓柱的內(nèi)部孔是通孔或是盲孔；所述的功率端子外形形狀是正方形、圓形或菱形；所述的功率端子和功率圓柱通過接插配合連接，或通過焊接配合連接，或通過鉚接壓緊配合連接，或通過粘導(dǎo)電膠連接。

作為優(yōu)選：所述的塑料外殼采用耐高溫且絕緣性能良好的PBT，PPS，尼龍材料制成；所述的硅凝膠是絕緣性涂料，且覆蓋在絕緣柵雙極型晶體管芯片、二極管芯片、絕緣基板、熱敏電阻、功率圓柱、鋁線上面；

所述的鋁線采用純鋁或鋁合金材料，通過超聲波方式被鍵合連接于絕緣柵雙極型晶體管芯片、絕緣基板和二極管芯片。

作為優(yōu)選：所述的緣柵雙極型晶體管芯片與絕緣基板之間、絕緣基板與二極管芯片之間、絕緣基板與功率圓柱之間、絕緣基板與熱敏電阻之間均通過焊接方式連接，所述的焊接采用含Sn的Snpb、SnAg、SnAgCu或PbSnAg焊接材料，焊接最高溫度控制在100—400℃之間；

作為優(yōu)選：所述絕緣基板為弧形彎曲預(yù)變形基板，其中的彎曲度按要求確定，且對于長度為55mm的弧形絕緣基板，其彎曲程度控制在弧頂高出邊端負(fù)0.10mm和0.15mm之間。

作為優(yōu)選：所述絕緣基板的上銅層厚度A從0.1毫米到3毫米之間；下銅層厚度C從0.1毫米到3毫米之間；中間層厚度B從0.1毫米到1毫米之間；其中上銅層厚度A和下銅層厚度必須不同，且厚度差在-3到﹢3毫米之間。

本實(shí)用新型通過功率端子和功率圓柱接插配合和絕緣基板（DBC）直接壓接散熱器的方法，制造低成本，高可靠的新型無底板絕緣柵雙極型晶體管模塊；本實(shí)用新型通過對注塑外殼采用特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高外殼絕緣耐壓；所述的絕緣基板（DBC）、功率圓柱、鋁線、熱敏電阻等部件，通過覆蓋絕緣硅凝膠，提高各原件之間的耐壓；固定卡片被注塑于塑料外殼內(nèi)，可以非?？煽康赜寐萁z把整個(gè)模塊安裝在固定在散熱器上。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：采用無底板工藝，生產(chǎn)絕緣柵雙極型晶體管模塊，降低絕緣柵雙極型晶體管模塊成本和熱阻；同時(shí)采用功率端子和功率圓柱接插配合，減少功率圓柱焊接部分受到的應(yīng)力，提高絕緣柵雙極型晶體管模塊可靠性。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型所述絕緣柵雙極型晶體管模塊示意圖。

圖2是圖1中的A-A剖視圖。

圖3為本實(shí)用新型所述絕緣柵雙極型晶體管模塊剖切面示意圖。

圖4為本實(shí)用新型所述一種絕緣柵雙極型晶體管模塊芯片布局示意圖。

圖5為本實(shí)用新型所述另一種絕緣柵雙極型晶體管模塊芯片布局示意圖。

圖6為新型絕緣柵雙極型晶體管模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為新型絕緣柵雙極型晶體管模塊的外殼示意圖。

圖8為本實(shí)用新型所述絕緣柵雙極型晶體管模塊的絕緣基板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是圖8中的B處局部放大圖。

具體實(shí)施方式：

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1-9所示，本實(shí)用新型所述的一種絕緣柵雙極型晶體管模塊，包括絕緣柵雙極型晶體管芯片9、二極管芯片6、絕緣基板1、功率端子3、功率圓柱2、鋁線8、塑料外殼4、硅凝膠5、熱敏電阻7，所述的絕緣柵雙極型晶體管芯片9、二極管芯片6和功率圓柱2通過回流焊焊接在絕緣基板1導(dǎo)電銅層上；絕緣柵雙極型晶體管芯片9和二極管芯片6之間、絕緣柵雙極型晶體管芯片9、二極管芯片6與絕緣基板1相應(yīng)的導(dǎo)電層之間均通過鋁線8鍵合來實(shí)現(xiàn)電氣連接；塑料外殼4和絕緣基板1通過密封膠粘接；所述的絕緣柵雙極型晶體管芯片9、二極管芯片6、絕緣基板1、功率圓柱2、鋁線8以及熱敏電阻7均覆蓋有能提高各原件之間的耐壓絕緣硅凝膠5；用于把整個(gè)模塊固定安裝在散熱器上的固定卡片10被注塑于塑料外殼4內(nèi)。

本實(shí)用新型所述的絕緣基板1由上銅層120和下銅層130并在中間夾著的一層陶瓷110經(jīng)燒結(jié)而成，上銅層120和下銅層130采用純銅或者銅合金材料，中間的陶瓷110采用氧化鋁（AL2O3）、氮化鋁（ALN）或氧化鈹（BeO）絕緣性能和散熱性能良好的陶瓷材料制成；

所述的功率圓柱2采用純銅或者銅合金材料，表層裸銅或者電鍍金、鎳或錫可焊接金屬材料層。

所述的功率端子3也采用純銅或者銅合金材料，表層裸銅或者電鍍金，鎳，錫等可焊接金屬材料層。

本實(shí)用新型所述功率圓柱2的內(nèi)部孔形狀是正方形、圓形或菱形；所述功率圓柱2的內(nèi)部孔是通孔或是盲孔；所述的功率端子3外形形狀是正方形、圓形或菱形；所述的功率端子3和功率圓柱2通過接插配合連接，或通過焊接配合連接，或通過鉚接壓緊配合連接，或通過粘導(dǎo)電膠連接。

本實(shí)用新型所述的塑料外殼4采用耐高溫且絕緣性能良好的PBT，PPS，尼龍材料制成；所述的硅凝膠5是絕緣性涂料，且覆蓋在絕緣柵雙極型晶體管芯片9、二極管芯片6、絕緣基板（DBC）1、熱敏電阻7、功率圓柱2、鋁線8上面；

所述的鋁線8采用純鋁或鋁合金材料，通過超聲波方式被鍵合連接于絕緣柵雙極型晶體管芯片9、絕緣基板1和二極管芯片6。

本實(shí)用新型所述的緣柵雙極型晶體管芯片9與絕緣基板1之間、絕緣基板1與二極管芯片6之間、絕緣基板1與功率圓柱2之間、絕緣基板1與熱敏電阻7之間均通過焊接方式連接，所述的焊接采用含Sn的Snpb、SnAg、SnAgCu或PbSnAg焊接材料，焊接最高溫度控制在100—400℃之間；

所述絕緣基板1為弧形彎曲預(yù)變形基板，其中的彎曲度按要求確定，且對于長度為55mm的弧形絕緣基板1，其彎曲程度控制在弧頂高出邊端負(fù)0.10mm和0.15mm之間。

所述絕緣基板1的上銅層120厚度A從0.1毫米到3毫米之間；下銅層130厚度C從0.1毫米到3毫米之間；中間的陶瓷110厚度B從0.1毫米到1毫米之間；其中上銅層120厚度A和下銅層130厚度C必須不同，且厚度差A(yù)-C在-3到﹢3毫米之間。

本實(shí)用新型要解決的是實(shí)現(xiàn)無底板絕緣柵雙極型晶體管模塊制造，降低絕緣柵雙極型晶體管模塊模塊成本和熱阻；同時(shí)采用功率端子和功率圓柱接插配合，減少功率圓柱焊接部分受到的應(yīng)力，提高絕緣柵雙極型晶體管模塊可靠性。