一种功率半导体模块制造技术

本发明专利技术公开一种功率半导体模块，包括：多个并列设置的功率半导体单元，每个功率半导体单元封装在管壳中，且通过管壳中的弹力单元进行弹力支撑，每个功率半导体单元相互独立设置，且安装在第一金属电极与第二金属电极之间，第一金属电极与每个功率半导体单元电连接，第一金属电极与第二金属电极分别与外部电路电连接。本发明专利技术中的功率半导体模块中的功率半导体单元相互独立设置，当某一功率半导体单元一旦发生故障，可以利用另外正常的功率半导体单元替换，因此，可以充分利用芯片子模块，进而提高芯片子模块的利用率，可以减少芯片子模块的更换成本。

A Power Semiconductor Module

The invention discloses a power semiconductor module, which comprises: a plurality of power semiconductor units arranged in parallel, each power semiconductor unit is encapsulated in a shell, and elastic support is carried out through the elastic unit in the shell, each power semiconductor unit is set independently, and is installed between the first metal electrode and the second metal electrode, and the first metal electrode and each power semiconductor. The body unit is electrically connected, and the first metal electrode and the second metal electrode are electrically connected with the external circuit respectively. The power semiconductor units in the power semiconductor module of the present invention are set independently. Once a power semiconductor unit fails, it can be replaced by another normal power semiconductor unit. Therefore, the chip sub-module can be fully utilized to improve the utilization ratio of the chip sub-module and reduce the replacement cost of the chip sub-module.

【技术实现步骤摘要】
一种功率半导体模块
本专利技术涉及功率半导体器件
，具体涉及一种功率半导体模块。
技术介绍
功率半导体模块是电力电子器件中的核心器件，功率半导体模块主要由绝缘栅双极晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor,IGBT)器件组成，IGBT器件结合了MOSFET器件电压驱动以及BJT器件双极输出等优势，具有控制简单、高压大电流、高频低损耗等优点。因此，由IGBT器件构成的功率半导体器件已经广泛用于轨道交通、柔性直流输电等大容量应用领域，具有良好的市场前景。目前，由于功率半导体模块往往由多个并列的芯片子模组构成，所以传统的功率半导体模块为了便于集中管理多个并列的芯片子模组，故将这多个并列的芯片子模组进行分组，每组的芯片子模组分别安装在同一基板上，并将同一组的芯片子模组的导电电极通过公共接触点进行电连接，显然，当同一组的芯片子模组一旦发生故障，该组的其它芯片子模组也无法继续工作，显然，这将导致每个芯片子模组的利用率大大降低，进而造成功率半导体模块的设计成本进一步提高。
技术实现思路
因此，本专利技术实施例要解决的技术问题在于现有技术中功率半导体模块的利用率较低，且设计成本较高。为此，本专利技术实施例提供了如下技术方案：本专利技术实施例提供一种功率半导体模块，包括：多个并列设置的功率半导体单元，每个所述功率半导体单元封装在管壳中，且通过所述管壳中的弹力单元进行弹力支撑，其特征在于，每个所述功率半导体单元相互独立设置，且安装在第一金属电极与第二金属电极之间，所述第一金属电极与每个所述功率半导体单元电连接，所述第一金属电极与所述第二金属电极分别与外部电路电连接。可选地，每个所述功率半导体单元包括第一芯片子模块和第二芯片子模块，所述第一芯片子模块与所述第二芯片子模块相邻设置。可选地，所述第一芯片子模块包括第一电极块、第一芯片、第二电极块和第三电极块；所述第一电极块位于所述第一芯片的一侧，通过所述第一金属电极设置的第一凹槽与所述第一金属电极电连接；所述第二电极块位于所述第一芯片的中央；所述第三电极块位于所述第一芯片的另一侧，在所述第三电极块的中央设置第一通孔；所述第一电极块、所述第三电极块与所述第一凹槽的大小相等。可选地，所述第二芯片子模块包括第四电极块、第二芯片、第五电极块；所述第四电极块位于所述第二芯片的一侧，通过第一金属电极设置的第二凹槽中与所述第一金属电极电连接；所述第五电极块位于所述第二芯片的另一侧；所述第四电极块、所述第五电极块与所述第二凹槽的大小相等。可选地，在所述第一金属电极与所述第二金属电极之间还设置有第一固定框架和第二固定框架；所述第一固定框架设置在所述第一金属电极旁，且粘结在所述第一芯片子模块的两侧，所述第一固定框架与所述第一芯片子模块构成第一半包围结构；所述第二固定框架设置在所述第一金属电极旁，且粘结在所述第二芯片子模块的两侧，所述第二固定框架与所述第二芯片子模块构成第二半包围结构。可选地，所述第一半包围结构和所述第二半包围结构的开口朝向所述第二金属电极；在所述第一半包围结构的空间中填充有第一绝缘材料，所述第一绝缘材料与所述第一芯片子模块接触，且未覆盖所述第一芯片子模块；在所述第二半包围结构的空间中填充有第二绝缘材料，所述第二绝缘材料与所述第二芯片子模块接触，且未覆盖所述第二芯片子模块。可选地，所述弹力单元包括第一弹簧组件和第二弹簧组件；所述第一弹簧组件包括第一金属块、第二金属块、第一导电金属片和第一弹簧器件，所述第一金属块与所述第三电极块的大小相等；所述第一导电金属片和所述第一弹簧器件位于所述第一金属块与所述第二金属块之间，且被所述第一固定框架半包围，所述第一金属块与所述第二金属块之间的距离根据所述第一弹簧器件的伸缩长度确定；所述第二弹簧组件包括第三金属块、第四金属块、第二导电金属片和第二弹簧器件，所述第二导电金属片和所述第二弹簧器件位于所述第三金属块与所述第四金属块之间，且被所述第二固定框架半包围，所述第三金属块与所述第四金属块之间的距离根据所述第二弹簧器件的伸缩长度确定。可选地，所述第一导电金属片包围所述第一弹簧器件，所述第一导电金属片的外壁与所述第一金属块、所述第二金属块以及所述第一固定框架部分接触，使得所述第一导电金属片被所述第一金属块、所述第二金属块以及所述第一固定框架所夹持；所述第二导电金属片包围所述第二弹簧器件，所述第二导电金属片的外壁与所述第三金属块、所述第四金属块以及所述第二固定框架部分接触，使得所述第二导电金属片被所述第三金属块、所述第四金属块以及所述第二固定框架所夹持。可选地，在所述第一金属块的中央设置第二通孔，在所述第二金属块的中央设置第三通孔，通过所述第二通孔和所述第三通孔安装第一绝缘套管，所述第一绝缘套管位于所述第一金属块与所述第二金属块之间，且穿过所述第一导电金属片和所述第一弹簧器件，所述第一绝缘套管的第一端还穿过所述第二通孔与所述第一通孔接触，所述第一绝缘套管的第二端穿过在所述第三通孔与所述第二金属电极中设置的第三凹槽接触。可选地，在所述第三金属块的中央设置第四通孔，在所述第四金属块的中央设置五通孔，通过所述第四通孔和所述第五通孔安装第二绝缘套管，所述第二绝缘套管位于所述第三金属块与所述第四金属块之间，且穿过所述第二导电金属片和所述第二弹簧器件，所述第二绝缘套管的第一端与所述第四通孔接触，所述第二绝缘套管的第二端穿过在所述第五通孔与所述第二金属电极接触。可选地，在所述第一绝缘套管中设置有导电弹簧，所述导电弹簧的一端与所述第一芯片子模块的第二电极块电连接，所述导电弹簧的另一端与PCB驱动板连接。可选地，所述PCB驱动板安装在所述第三凹槽中，所述第三凹槽插接穿过所述第三通孔的所述第一绝缘套管。本专利技术实施例技术方案，具有如下优点：本专利技术提供一种功率半导体模块，包括：多个并列设置的功率半导体单元，每个功率半导体单元封装在管壳中，且通过管壳中的弹力单元进行弹力支撑，每个功率半导体单元相互独立设置，且安装在第一金属电极与第二金属电极之间，第一金属电极与每个功率半导体单元电连接，第一金属电极与第二金属电极分别与外部电路电连接。本专利技术中的功率半导体模块中的功率半导体单元相互独立设置，相互之间无电气连接关系，当某一功率半导体单元一旦发生故障，可以利用另外正常的功率半导体单元替换，因此，可以充分利用芯片子模块，进而提高芯片子模块的利用率，可以减少芯片子模块的更换成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1中功率半导体模块的结构图；图2为本专利技术实施例1中功率半导体模块的第一示意图；图3A为本专利技术实施例1中功率半导体模块的第二示意图；图3B为本专利技术实施例1中功率半导体模块的第三示意图；图4A为本专利技术实施例1中功率半导体模块的第三示意图；图4B为本专利技术实施例1中功率半导体模块的第四示意图；图5A为本专利技术实施例1中功率半导体模块的第五示意图；图5B为本专利技术实施例1中功率半导体模块的第六示意图；图6A为本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率半导体模块，包括：多个并列设置的功率半导体单元，每个所述功率半导体单元封装在管壳中，且通过所述管壳中的弹力单元进行弹力支撑，其特征在于，每个所述功率半导体单元相互独立设置，且安装在第一金属电极与第二金属电极之间，所述第一金属电极与每个所述功率半导体单元电连接，所述第一金属电极与所述第二金属电极分别与外部电路电连接。

【技术特征摘要】
1.一种功率半导体模块，包括：多个并列设置的功率半导体单元，每个所述功率半导体单元封装在管壳中，且通过所述管壳中的弹力单元进行弹力支撑，其特征在于，每个所述功率半导体单元相互独立设置，且安装在第一金属电极与第二金属电极之间，所述第一金属电极与每个所述功率半导体单元电连接，所述第一金属电极与所述第二金属电极分别与外部电路电连接。2.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，每个所述功率半导体单元包括第一芯片子模块和第二芯片子模块，所述第一芯片子模块与所述第二芯片子模块相邻设置。3.根据权利要求2所述的功率半导体模块，其特征在于，所述第一芯片子模块包括第一电极块、第一芯片、第二电极块和第三电极块；所述第一电极块位于所述第一芯片的一侧，通过所述第一金属电极设置的第一凹槽与所述第一金属电极电连接；所述第二电极块位于所述第一芯片的中央；所述第三电极块位于所述第一芯片的另一侧，在所述第三电极块的中央设置第一通孔；所述第一电极块、所述第三电极块与所述第一凹槽的大小相等。4.根据权利要求2所述的功率半导体模块，其特征在于，所述第二芯片子模块包括第四电极块、第二芯片、第五电极块；所述第四电极块位于所述第二芯片的一侧，通过第一金属电极设置的第二凹槽中与所述第一金属电极电连接；所述第五电极块位于所述第二芯片的另一侧；所述第四电极块、所述第五电极块与所述第二凹槽的大小相等。5.根据权利要求3所述的功率半导体模块，其特征在于，在所述第一金属电极与所述第二金属电极之间还设置有第一固定框架和第二固定框架；所述第一固定框架设置在所述第一金属电极旁，且粘结在所述第一芯片子模块的两侧，所述第一固定框架与所述第一芯片子模块构成第一半包围结构；所述第二固定框架设置在所述第一金属电极旁，且粘结在所述第二芯片子模块的两侧，所述第二固定框架与所述第二芯片子模块构成第二半包围结构。6.根据权利要求5所述的功率半导体模块，其特征在于，所述第一半包围结构和所述第二半包围结构的开口朝向所述第二金属电极；在所述第一半包围结构的空间中填充有第一绝缘材料，所述第一绝缘材料与所述第一芯片子模块接触，且未覆盖所述第一芯片子模块；在所述第二半包围结构的空间中填充有第二绝缘材料，所述第二绝缘材料与所述第二芯片子模块接触，且未覆盖所述第二芯片子模块。7.根据权利要求6所述的功率半导体模块，其特征在于，所述弹力单元包括第一弹簧组件和第二弹簧组件；所述第一弹簧组件包括第一金属块、第二金属块、第一导电金属片和第一弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐新灵，李现兵，赛朝阳，张朋，王亮，林仲康，石浩，张喆，武伟，韩荣刚，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11