本发明专利技术公开了一种压接式IGBT模块，本发明专利技术在发射极电极和集电极电极之间的内腔内设置导电液结构体，在任一芯片失效时，芯片失效点与失效芯片的上钼片产生烧穿壳体的电弧，导电液从烧穿处流出，覆盖内腔内所有芯片及芯片周边空间，从而短接覆盖的导电结构，实现发射极电极和集电极电极的良好稳固性短路，使压接式IGBT模块具有稳定的长期短路失效功能。IGBT模块具有稳定的长期短路失效功能。IGBT模块具有稳定的长期短路失效功能。
【技术实现步骤摘要】
一种压接式IGBT模块
[0001]本专利技术涉及一种压接式IGBT模块，属于功率半导体器件封装领域。
技术介绍
[0002]压接式IGBT模块是结合高压柔性输电应用需求而开发的一种新型的易于串联应用来提升开关电压的IGBT模块，是电网实现高电压、大电流功率转换的核心器件，其长期可靠性和稳定性对电网的长期运行具有具足轻重的作用。但目前压接式IGBT模块在高压、大电流应用中出现失效时，会在1分钟、1小时等有限时间内因过流发热熔断或者电弧烧蚀产生断路，因此在电网投切阀组设计时，不得不采用冗余设计和旁路短路设计来保障电网阀组的长期运行安全。虽然国际知名压接IGBT模块供应商皆采用了不同的设计结构来提升IGBT模块的短路失效能力，但仅可满足当压接式IGBT器件失效时可安全实现短路旁路，不足以实现长期的短路能力。
技术实现思路
[0003]本专利技术提供了一种压接式IGBT模块，解决了
技术介绍
中披露的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种压接式IGBT模块，包括相对设置的发射极电极和集电极电极，发射极电极和集电极电极之间的内腔内设置有导电液结构体和若干芯片结构，芯片结构包括依次堆叠的施压导电结构、上钼片、芯片和下钼片，施压导电结构的上端连接发射极电极，下钼片的底面连接集电极电极，导电液结构体包括壳体和包覆在壳体内的导电液；任一芯片失效时，芯片失效点和失效芯片的上钼片产生烧穿壳体的电弧，导电液从烧穿处流出，覆盖内腔内所有芯片及芯片周边空间。
[0005]施压导电结构中施压件的横截面小于上钼片的顶面面积。
[0006]导电液结构体的底面与上钼片的顶面齐平，流出的导电液覆盖导电液结构体下方的空间。
[0007]导电液为镓铟合金液体或汞液体。
[0008]若压接式IGBT模块为刚性压接IGBT模块，施压导电结构为刚性施压导电金属。
[0009]若压接式IGBT模块为弹性压接IGBT模块，施压导电结构包括设置在发射极电极和上钼片之间的弹性施压结构、以及连接发射极电极和上钼片的旁路金属导电片。
[0010]本专利技术所达到的有益效果：本专利技术在发射极电极和集电极电极之间的内腔内设置导电液结构体，在任一芯片失效时，芯片失效点与失效芯片的上钼片产生烧穿壳体的电弧，导电液从烧穿处流出，覆盖内腔内所有芯片及芯片周边空间，从而短接覆盖的导电结构，实现发射极电极和集电极电极的良好稳固性短路，使压接式IGBT模块具有稳定的长期短路失效功能。
附图说明
[0011]图1为压接式IGBT模块的第一实施例结构图；图2为压接式IGBT模块的第二实施例结构图。
具体实施方式
[0012]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0013]如图1所示，一种压接式IGBT模块，具体为刚性压接IGBT模块，包括相对设置的发射极电极1和集电极电极2，发射极电极1和集电极电极2之间的内腔内设置有导电液结构体和若干芯片结构。
[0014]芯片结构为中心对称的结构，包括依次堆叠的施压导电结构3、上钼片6、芯片7和下钼片8，施压导电结构3的上端连接发射极电极1，下钼片8的底面连接集电极电极2。
[0015]施压导电结构3穿过导电液结构体，施压导电结构3中施压件的横截面小于上钼片6的顶面面积，减小面积主要是为导电液结构体提供机械支撑，减小面积需要与通流面积做好折衷，具体可结合单芯片7的通流需求确定施压件的横截面。
[0016]施压导电结构3为刚性施压导电金属，其即使施压件也是导电件，即通过刚性施压导电金属直接连接发射极电极1和上钼片6，通过刚性施压导电金属直接给芯片7连接面施压接触，电流直接通过刚性施压导电金属进行流通。
[0017]导电液结构体的底面与上钼片6的顶面齐平，导电液结构体包括壳体4和包覆在壳体4内的导电液5，壳体4选用熔点温度高于150℃、易熔化的有机塑性材料或薄金属材料，导电液5为镓铟合金液体。
[0018]当任一芯片7失效时，模块电流集中通过失效芯片7，从而芯片7失效点和失效芯片7的上钼片6产生电弧，电弧会烧穿壳体4，此时导电液5从烧穿处流出，流动的液体会覆盖内腔内所有芯片7及芯片7周边空间，具体是覆盖导电液结构体下方的空间，从而短接覆盖的导电结构，实现发射极电极1和集电极电极2的良好稳固性短路，使压接式IGBT模块具有稳定的长期短路失效功能。
[0019]如图2所示，一种压接式IGBT模块，具体为弹性压接IGBT模块，包括相对设置的发射极电极1和集电极电极2，发射极电极1和集电极电极2之间的内腔内设置有导电液结构体和若干芯片结构。
[0020]芯片结构为中心对称的结构，包括依次堆叠的施压导电结构3、上钼片6、芯片7和下钼片8，施压导电结构3的上端连接发射极电极1，下钼片8的底面连接集电极电极2。
[0021]施压导电结构3穿过导电液结构体，施压导电结构3中施压件的横截面小于上钼片6的顶面面积，减小面积主要是为导电液结构体提供机械支撑，减小面积需要与通流面积做好折衷，具体可结合单芯片7的通流需求确定施压导电结构3的横截面。
[0022]施压导电结构3包括设置在发射极电极1和上钼片6之间的弹性施压结构10、以及连接发射极电极1和上钼片6的旁路金属导电片9，弹性施压结构10为施压件，具体可以是弹簧、蝶簧等柔性施压组件，通过弹性施压结构10给芯片7连接面施压接触，旁路金属导电片9为导电件，电流通过旁路金属导电片9通流。
[0023]导电液结构体的底面与上钼片6的顶面齐平，导电液结构体包括壳体4和包覆在壳
体4内的导电液5，壳体4选用熔点温度高于150℃、易熔化的有机塑性材料或薄金属材料，导电液5为镓铟合金液体。
[0024]当任一芯片7失效时，模块电流集中通过失效芯片7，从而芯片7失效点和失效芯片7的上钼片6产生电弧，电弧会烧穿壳体4，此时导电液5从烧穿处流出，流动的液体会覆盖内腔内所有芯片7及芯片7周边空间，具体是覆盖导电液结构体下方的空间，从而短接覆盖的导电结构，实现发射极电极1和集电极电极2的良好稳固性短路，使压接式IGBT模块具有稳定的长期短路失效功能。
[0025]以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种压接式IGBT模块，其特征在于，包括相对设置的发射极电极和集电极电极，发射极电极和集电极电极之间的内腔内设置有导电液结构体和若干芯片结构，芯片结构包括依次堆叠的施压导电结构、上钼片、芯片和下钼片，施压导电结构的上端连接发射极电极，下钼片的底面连接集电极电极，导电液结构体包括壳体和包覆在壳体内的导电液；任一芯片失效时，芯片失效点和失效芯片的上钼片产生烧穿壳体的电弧，导电液从烧穿处流出，覆盖内腔内所有芯片及芯片周边空间。2.根据权利要求1所述的一种压接式IGBT模块，其特征在于，施压导电结构中施压件的横截面小于上钼片的顶面面积。3.根据权利要求1所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：王豹子，牟哲仪，王立，谢龙飞，姚晨阳，
申请(专利权)人：南瑞联研半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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