【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子器件，具体涉及一种功率单管、功率模组及电子设备。
技术介绍
1、在电力电子变换拓扑中，常用功率器件包括标准封装的灌封功率模组和插件功率单管，插件功率单管因其技术成熟度高、良率高、封测厂利润诉求及封测成本低，得以广泛应用。现有的插件功率单管中以igbt功率单管和mosfet功率单管最为常见。
2、但是，现有的igbt功率单管和mosfet功率单管等功率单管在应用于功率模组时一般会将功率单管的引脚全部都焊接在同一电路板上，以致于在应用于大功率场景时，因功率单管载流能力不足，在通过多管并联等方式将功率单管电连接成电路拓扑时不仅电路布局困难，还容易因使用的功率单管数量多出现占用面积大的问题，导致功率模组整体成本较高、整机功率密度无法提高。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种功率单管、功率模组及电子设备，用于解决因功率单管载流能力不足导致的电路布局难度大、功率模组整体成本高、整机功率密度无法提高的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种功率单管，包括：
3、封装体；
4、芯片组件，设于封装体内，所述芯片组件具有从所述封装体伸出外部的第一引脚和第二引脚；其中，所述第一引脚作为第一电极，所述第二引脚具有至少一个且所述第二引脚中的至少一个作为第二电极，或者，所述第一引脚和第二引脚作为同一个电极；
5、金属底板，设于封装体一侧，所述金属底板与所述芯片组件连接以作为第三电极；
6、所述第一
7、在一实施例中，以所述第一引脚的绑定区域和第二引脚的绑定区域作为总绑定区域，所述第一引脚的绑定区域面积占总绑定区域面积的65-75％。
8、在一实施例中，所述第一引脚的绑定区域设有多个第一连接点位，所述芯片组件通过多个所述第一绑定线与多个所述第一连接点位一一对应连接。
9、在一实施例中，所述第一引脚作为第一电极，所述第二引脚具有至少一个作为第二电极时，所述第一引脚和第二引脚两者中的一者伸出封装体外的部分朝向所述金属底板的一侧面弯折，并与所述第三电极齐平设置；另一者伸出封装体外的部分以背离所述金属底板的方向延伸；
10、所述第一引脚和第二引脚作为同一电极时，所述第一引脚和第二引脚伸出封装体外的部分朝向所述金属底板的一侧面弯折，并与所述第三电极齐平设置。
11、在一实施例中，所述第二引脚有多个，多个所述第二引脚还具有其他至少一个作为第四电极。
12、在一实施例中，所述芯片组件包括相互连接的igbt芯片和frd芯片，所述第一引脚和第二引脚分别与所述igbt芯片电连接，所述第一电极为功率发射极、所述第二电极为栅极、所述第三电极为集电极、所述第四电极为开尔文发射极。
13、在一实施例中，所述芯片组件包括二极管芯片，所述第一引脚和第二引脚分别与所述二极管芯片连接，并作为阳极使用，所述第三电极为阴极。
14、为实现上述目的，本专利技术还提供了一种功率模组，功率模组包括电路板组件和至少一个如上所述的功率单管，至少一个所述功率单管设于所述电路板组件，并通过电连接形成预设电路拓扑。
15、在一实施例中，所述电路板组件包括绝缘金属板，所述绝缘金属板包括散热底板、绝缘层和线路层，所述绝缘层设于所述散热底板上，所述线路层设于所述绝缘层上，所述功率单管有多个，多个所述功率单管设于所述绝缘金属板上，并通过所述线路层电连接形成预设电路拓扑。
16、在一实施例中，所述预设电路拓扑包括整流拓扑、逆变拓扑中的至少一者；其中，所述逆变拓扑包括半桥逆变拓扑、全桥逆变拓扑。
17、在一实施例中，多个所述功率单管通过电连接形成预设半桥逆变拓扑时，多个所述功率单管中包括分立设置的第一igbt功率单管、第二igbt功率单管，所述第一igbt功率单管的集电极通过所述线路层与所述第二igbt功率单管的功率发射极电连接。
18、在一实施例中，多个所述功率单管通过电连接形成预设全桥逆变拓扑时，多个所述功率单管中包括连接成矩阵状的多个igbt功率单管，多个所述igbt功率单管中的部分的集电极通过所述线路层相互连接在第一行上，多个所述igbt功率单管中的其他部分连接在第二行上，第一行的多个igbt功率单管的功率发射极通过所述线路层与第二行的多个igbt功率单管的集电极一一对应连接。
19、在一实施例中，多个所述功率单管通过电连接形成预设整流桥拓扑时，多个所述功率单管中包括连接成矩阵状的多个第一二极管单管，多个所述第一二极管单管中的部分的阳极通过所述线路层相互连接在第一行上，多个所述第一二极管单管中的其他部分连接在第二行上，第一行的多个第一二极管单管的阴极通过所述线路层与第二行的多个第一二极管单管的阳极一一对应连接。
20、在一实施例中，多个所述功率单管中还包括igbt功率单管和第二二极管单管，所述第二二极管单管的阳极通过所述线路层与所述igbt功率单管的集电极连接，所述igbt功率单管的功率发射极通过线路层与设于第一行的多个所述第一二极管单管的阳极连接。
21、为实现上述目的，本专利技术还提供了一种电子设备，该电子设备包括如上所述的功率模组。
22、与现有技术相比本专利技术具有以下有益效果：
23、通过将金属底板设于封装体的一侧，金属底板与芯片组件连接作为第三电极，可简化电路布局，减少引脚数量及布线，降低装配难度，通过增大金属底板的面积以适于连接更大功率的芯片组件并提升功率单管密度，减少大功率应用场景功率单管并联数量，降低成本；通过芯片组件和金属底板连接构造成第三电极，可减小第三电极对空间的占用，使第一引脚和第二引脚之间的间距、第一引脚的宽度及绑定线可绑定的区域面积增大；为进一步提高功率单管载流能力，设置第一引脚通过多个第一绑定线与芯片组件连接，第二引脚通过第二绑定线与芯片组件连接，通过增加第一绑定线连接数量，并设置第一引脚的绑定区域大于第二引脚的绑定区域，使功率单管及功率模组的安全性进一步优化，并适于作为高耐压器件使用，减少在应用时需要额外进行的防护处理，提高整体功率密度；通过增大金属底板面积还可增大散热面积、延长功率单管的使用寿命，避免因散热性能不足导致功率单管在使用过程中需要通过降额使用以防止出现过热失效的问题。
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1.一种功率单管，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的功率单管，其特征在于，以所述第一引脚的绑定区域和第二引脚的绑定区域作为总绑定区域，所述第一引脚的绑定区域面积占总绑定区域面积的65-75％。
3.根据权利要求1所述的功率单管，其特征在于，所述第一引脚的绑定区域设有多个第一连接点位，所述芯片组件通过多个所述第一绑定线与多个所述第一连接点位一一对应连接。
4.根据权利要求1所述的功率单管，其特征在于，所述第一引脚作为第一电极，所述第二引脚具有至少一个作为第二电极时，所述第一引脚和第二引脚两者中的一者伸出封装体外的部分朝向所述金属底板的一侧面弯折，并与所述第三电极齐平设置；另一者伸出封装体外的部分以背离所述金属底板的方向延伸；
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的功率单管，其特征在于，所述第二引脚有多个，多个所述第二引脚还具有其他至少一个作为第四电极。
6.根据权利要求5所述的功率单管，其特征在于，所述芯片组件包括相互连接的IGBT芯片和FRD芯片，所述第一引脚和第二引脚分别与所述IGBT芯片电连接，所述第一电极
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的功率单管，其特征在于，所述芯片组件包括二极管芯片，所述第一引脚和第二引脚分别与所述二极管芯片连接，并作为阳极使用，所述第三电极为阴极。
8.一种功率模组，其特征在于，包括电路板组件和至少一个如权利要求1-7中任意一项所述的功率单管，至少一个所述功率单管设于所述电路板组件，并通过电连接形成预设电路拓扑。
9.根据权利要求8所述的功率模组，其特征在于，所述电路板组件包括绝缘金属板，所述绝缘金属板包括散热底板、绝缘层和线路层，所述绝缘层设于所述散热底板上，所述线路层设于所述绝缘层上，所述功率单管有多个，多个所述功率单管设于所述绝缘金属板上，并通过所述线路层电连接形成预设电路拓扑。
10.根据权利要求9所述的功率模组，其特征在于，所述预设电路拓扑包括整流拓扑、逆变拓扑中的至少一者；其中，所述逆变拓扑包括半桥逆变拓扑、全桥逆变拓扑。
11.根据权利要求10所述的功率模组，其特征在于，多个所述功率单管通过电连接形成预设半桥逆变拓扑时，多个所述功率单管中包括分立设置的第一IGBT功率单管、第二IGBT功率单管，所述第一IGBT功率单管的集电极通过所述线路层与所述第二IGBT功率单管的功率发射极电连接。
12.根据权利要求10所述的功率模组，其特征在于，多个所述功率单管通过电连接形成预设全桥逆变拓扑时，多个所述功率单管中包括连接成矩阵状的多个IGBT功率单管，多个所述IGBT功率单管中的部分的集电极通过所述线路层相互连接在第一行上，多个所述IGBT功率单管中的其他部分连接在第二行上，第一行的多个IGBT功率单管的功率发射极通过所述线路层与第二行的多个IGBT功率单管的集电极一一对应连接。
13.根据权利要求10所述的功率模组，其特征在于，多个所述功率单管通过电连接形成预设整流桥拓扑时，多个所述功率单管中包括连接成矩阵状的多个第一二极管单管，多个所述第一二极管单管中的部分的阳极通过所述线路层相互连接在第一行上，多个所述第一二极管单管中的其他部分连接在第二行上，第一行的多个第一二极管单管的阴极通过所述线路层与第二行的多个第一二极管单管的阳极一一对应连接。
14.根据权利要求13所述的功率模组，其特征在于，多个所述功率单管中还包括IGBT功率单管和第二二极管单管，所述第二二极管单管的阳极通过所述线路层与所述IGBT功率单管的集电极连接，所述IGBT功率单管的功率发射极通过线路层与设于第一行的多个所述第一二极管单管的阳极连接。
15.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求8-14中任一项所述的功率模组。
...【技术特征摘要】
1.一种功率单管，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的功率单管，其特征在于，以所述第一引脚的绑定区域和第二引脚的绑定区域作为总绑定区域，所述第一引脚的绑定区域面积占总绑定区域面积的65-75％。
3.根据权利要求1所述的功率单管，其特征在于，所述第一引脚的绑定区域设有多个第一连接点位，所述芯片组件通过多个所述第一绑定线与多个所述第一连接点位一一对应连接。
4.根据权利要求1所述的功率单管，其特征在于，所述第一引脚作为第一电极，所述第二引脚具有至少一个作为第二电极时，所述第一引脚和第二引脚两者中的一者伸出封装体外的部分朝向所述金属底板的一侧面弯折，并与所述第三电极齐平设置；另一者伸出封装体外的部分以背离所述金属底板的方向延伸；
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的功率单管，其特征在于，所述第二引脚有多个，多个所述第二引脚还具有其他至少一个作为第四电极。
6.根据权利要求5所述的功率单管，其特征在于，所述芯片组件包括相互连接的igbt芯片和frd芯片，所述第一引脚和第二引脚分别与所述igbt芯片电连接，所述第一电极为功率发射极、所述第二电极为栅极、所述第三电极为集电极、所述第四电极为开尔文发射极。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的功率单管，其特征在于，所述芯片组件包括二极管芯片，所述第一引脚和第二引脚分别与所述二极管芯片连接，并作为阳极使用，所述第三电极为阴极。
8.一种功率模组，其特征在于，包括电路板组件和至少一个如权利要求1-7中任意一项所述的功率单管，至少一个所述功率单管设于所述电路板组件，并通过电连接形成预设电路拓扑。
9.根据权利要求8所述的功率模组，其特征在于，所述电路板组件包括绝缘金属板，所述绝缘金属板包括散热底板、绝缘层和线路层，所述绝缘层设于所述散热底板上，所述线路层设于所述绝缘层上，所述功率单管有多个，多个所述功率单管...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓新贵，胡渊，吴桢生，赵国源，邬金星，
申请(专利权)人：苏州汇川控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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