适用于三端功率器件的薄型封装模块制造技术

技术编号:13820208 阅读:16 留言:0更新日期:2016-10-11 18:33
本实用新型专利技术涉及一种适用于三端功率器件的薄型封装模块,其包括封装基板以及位于所述封装基板上的功率开关电路,在所述封装基板上压盖有与封装基板匹配的封装壳体,功率开关电路位于封装壳体内;还包括用于将功率开关电路内功率器件的功率端引出的功率连接柱以及用于将功率开关电路内功率器件的信号端引出的信号连接体,所述功率连接柱的一端与功率开关电路内功率器件的功率端焊接,功率连接柱的另一端穿出封装壳体外,信号连接体为贴片式排母或排针,封装壳体上设有用于将信号连接体裸露的信号连接体连接孔。本实用新型专利技术结构紧凑,降低封装工艺难度,使用方便,有效降低封装厚度,减少寄生参数,适应范围广,安全可靠。

适用于三端功率器件的薄型封装模块

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种封装模块,尤其是一种适用于三端功率器件的薄型封装模块,属于功率电力电子器件的

技术介绍
功率IGBT(绝缘栅双极晶体管)、MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)模块是高效节能系统和工业自动化系统的核心部件,其广泛应用于逆变焊机、电动汽车控制器、可再生能源(太阳能和风能)等领域,能把电能从一种形式变换成另一种需要形式,以满足用电设备的各种需要,从而达到最佳利用电能的目的。在对电能转换过程中,对功率模块及电力电子系统永恒的要求是:轻薄化、高功率密度、高可靠性、价格便宜、工艺简单和使用安装方便等,这也是功率模块的发展方向。目前,传统大功率模块有多种设计,但针对端子的引出方式主要还是以下三种方式:第一种方式为所有信号和功率端子都一样,都为针式或片状电极形式;第二种方式为带螺母的功率模块,螺母放置于折弯后的端子下方用于大流通路,而信号端子或为针式或为片状电极用于小电流回路;第三种方式也是带螺母的功率模块,和第二种方式的区别是信号端子和功率端子都采用折弯并放置螺母作为连接端的这种方式。上述几种端子引出方式是目前市场上常见的,但用于大功率封装都有其不够理想的一面,第一种方式不管是针式还是片状电极,其用于导电的引脚都比较细小,因而端子的截面积较小,造成其一般只适合运用于中小功率场合中,如需要让端子流过的电流变大,势必会采用多端子并联的方式,这又会带来电流不均匀和杂散电感变大等一系列问题。而且这种多PIN针的引出方式在应用过程中要同时插入PCB板中的安装孔中再进行焊接,这对PIN针的倾斜度和装配匹配性要求较高,使用比较麻烦。上述第二种方式和第三种方式的功率端子都需要通过折弯治具折成90°,在功率端子下方预放入螺母便于后续通过螺丝将功率端子与外部引出端相连,所述引出方式的缺陷在于:功率端子需要进行折弯工艺,但功率端子的折弯力度和角度不易控制,折弯后的端子很难成标准的90°,使得折弯工艺要求较高,一方面功率端子在折弯处可能会产生裂纹,因裂纹处的存在而造成局部电阻的增加的问题,另一方面折弯后的多个电极端子很难在一个平面上,这会造成在应用过程中的电路板和个别端子的接触不良而引起的接触电阻过大,进而造成局部的过热现象,也会影响到连接处的牢固性。此外,对于上述第二种方式及第三种方式焊接的功率端子,如遇到装配匹配或折弯工艺操作不当的情况,最易造成端子受到外壳的限制,而导致端子受到一个长期的应力,加之折弯过程中的应力,应用过程中拧紧螺丝的应力,容易造成端子焊点松动甚至脱落,影响到模块的长期可靠性。而且第二种方式和第三种方式的信号端子不管是针式、片式还是折弯并放螺母的方式,都是单体形式,在模块封装过程中要逐个放置信号端子再焊接,在应用过程中要逐个焊接或拧螺丝,操作比较繁琐,而且这种方式的功率模块特别多,端子形式各样,没有统一的标准,造成终端客户选择,使用和更换困难。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中存在的不足,提供一种适用于三端功率器件的薄型封装模块,其结构紧凑,降低封装工艺难度,使用方便,有效降低封装厚度,减少寄生参数,适应范围广,安全可靠。按照本技术提供的技术方案,所述适用于三端功率器件的薄型封装模块,包括封装基板以及位于所述封装基板上的功率开关电路,在所述封装基板上压盖有与封装基板匹配的封装壳体,功率开关电路位于封装壳体内;还包括用于将功率开关电路内功率器件的功率端引出的功率连接柱以及用于将功率开关电路内功率器件的信号端引出的信号连接体,所述功率连接柱的一端与功率开关电路内功率器件的功率端焊接,功率连接柱的另一端穿出封装壳体外,信号连接体包括贴片式排母或排针,封装壳体上设有用于将信号连接体裸露的信号连接体连接孔。所述功率连接柱穿出封装壳体外的高度至少0.5mm,功率连接柱穿出封装壳体的一端设有用于连接的螺纹。所述螺纹的深度为功率连接柱高度的30%~100%。所述螺纹为内螺纹孔或外螺纹;所述内螺纹孔从功率连接柱的顶端向下延伸或从功率连接柱的侧面向内延伸。所述功率连接柱的截面包括圆形、椭圆形、方形、六角形、菱形或梯形。所述功率器件包括MOSFET、IGBT或可控硅。所述封装基板为覆铜陶瓷基板、铝基覆铜板或铜基覆铜板。所述功率连接柱穿出封装壳体外的端部设有与所述功率连接柱紧固连接的连接柱紧固件。所述功率连接柱通过缓冲结构与功率器件的功率端连接,所述缓冲结构呈L型、S型、C型或U型。本技术的优点:通过功率连接柱将功率器件的功率端引出,信号连接体采用排针或排母的形式,能一次将功率器件的信号端引出,功率连接柱穿出封装壳体的端部具有内螺纹孔或外螺纹,便于与连接柱紧固件紧固连接,从而达到降低功率封装模块的整体高度以减少端子的寄生参数,获得超薄型低电感功率模块,降低了加工成本,缩短了封装的周期;通过功率端子引出端的螺纹孔,节省了螺母,同时省去了封装过程中的折弯工序,也使得整个模块的布局非常简单合理,不仅优化了各项杂散参数,而且使得封装模块在终端的运用特别简单,方便应用人员将终端电路结构设计成叠层直插方式,便于后续模块的维护和更换,便于终端产品的小型化和集成化。附图说明图1为本技术实施例1的示意图。图2为本技术实施例1的电气原理图。图3为本技术实施例2的示意图。图4为本技术实施例2的电气原理图。附图标记说明:1-封装基板、2-封装壳体、3-壳体台阶、4-功率连接柱、5-信号连接体、6-连接柱定位孔、7-信号连接体连接孔、8-连接柱紧固件、9-壳体连接孔、10-第一信号连接端、11-第二信号连接端、12-连接柱端面、13-第一功率连接端、14-第二功率连接端、15-第三信号连接端、16-第四信号连接端、17-内螺纹孔、18-第五信号连接端、19-第六信号连接端、20-第七信号连接端、21-第八信号连接端、22-第三功率连接端、23-第四功率连接端、24-第五功率连接端、25-第九信号连接端以及26-第十信号连接端。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本技术作进一步说明。为了降低封装工艺难度,使用方便,有效降低封装厚度,减少寄生参数,本技术包括封装基板1以及位于所述封装基板1上的功率开关电路,在所述封装基板1上压盖有与封装基板1匹配的封装壳体2,功率开关电路位于封装壳体2内;还包括用于将功率开关电路内功率器件的功率端引出的功率连接柱4以及用于将功率开关电路内功率器件的信号端引出的信号连接体5,所述功率连接柱4的一端与功率开关电路内功率器件的功率端焊接,功率连接柱4的另一端穿出封装壳体2外,信号连接体5包括贴片式排母或排针,封装壳体2上设有用于将信号连接体5裸露的信号连接体连接孔7。具体地,封装基板1为覆铜陶瓷基板、铝基覆铜板或铜基覆铜板,封装基板1也可以选用其他现有常用的形式,封装基板1的形状可以根据需要进行选择确定,封装基板1的形状确定后,封装壳体2与封装基板1的形状匹配一致。通过常规的工艺步骤在封装基板1上布设功率开关电路,功率开关电路的具体形式可以根据需要进行选择,具体为本
人员所熟知,此处不再赘述。本技术实施例中,功率器件包括MOSFET、IGBT或可控硅,当然,功率器件还可以采用其他的三端器件,功率器件可以为单个芯片或封装厚度器件,具体为本技本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种适用于三端功率器件的薄型封装模块,包括封装基板(1)以及位于所述封装基板(1)上的功率开关电路,在所述封装基板(1)上压盖有与封装基板(1)匹配的封装壳体(2),功率开关电路位于封装壳体(2)内;其特征是:还包括用于将功率开关电路内功率器件的功率端引出的功率连接柱(4)以及用于将功率开关电路内功率器件的信号端引出的信号连接体(5),所述功率连接柱(4)的一端与功率开关电路内功率器件的功率端焊接,功率连接柱(4)的另一端穿出封装壳体(2)外,信号连接体(5)包括贴片式排母或排针,封装壳体(2)上设有用于将信号连接体(5)裸露的信号连接体连接孔(7)。

【技术特征摘要】
1.一种适用于三端功率器件的薄型封装模块,包括封装基板(1)以及位于所述封装基板(1)上的功率开关电路,在所述封装基板(1)上压盖有与封装基板(1)匹配的封装壳体(2),功率开关电路位于封装壳体(2)内;其特征是:还包括用于将功率开关电路内功率器件的功率端引出的功率连接柱(4)以及用于将功率开关电路内功率器件的信号端引出的信号连接体(5),所述功率连接柱(4)的一端与功率开关电路内功率器件的功率端焊接,功率连接柱(4)的另一端穿出封装壳体(2)外,信号连接体(5)包括贴片式排母或排针,封装壳体(2)上设有用于将信号连接体(5)裸露的信号连接体连接孔(7)。2.根据权利要求1所述的适用于三端功率器件的薄型封装模块,其特征是:所述功率连接柱(4)穿出封装壳体(2)外的高度至少0.5mm,功率连接柱(4)穿出封装壳体(2)的一端设有用于连接的螺纹。3.根据权利要求2所述的适用于三端功率器件的薄型封装模块,其特征是:所述螺纹的深度为功率连接柱(4)高度的30%~100%。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱袁正朱久桃余传武
申请(专利权)人:无锡新洁能股份有限公司
类型:新型
国别省市:江苏;32

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