螺母功率端子以及包括其的功率模块和电路系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种螺母功率端子以及包括其的功率模块和电路系统，属于功率模块封装技术领域。本实用新型专利技术提供的螺母功率端子用于封装功率模块，其下表面固定设置于所述功率模块的直接键合铜（DBC）基板上，其上表面上设置有用于固定引出端的内螺纹孔。使用该螺母功率端子封装的功率模块的高度小，由螺母功率端子所导致产生的杂生电感的电感量小，并且功率模块结构简单、成本低、体积小、重量轻，易于实现超薄化封装。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于功率模块封装
，涉及一种用于封装功率模块的螺母功率端子、以及使用该螺母功率端子进行封装的功率模块、以及使用该功率模块的印刷电路板。
技术介绍
半导体功率器件芯片(例如，半导体二极管功率器件芯片、IGBT芯片、功率MOSFET芯片)通常采用模块化封装形成功率模块，功率模块广泛应用于电机驱动、电源、输变电等坐寸ο对于功率模块，模块的高度通常反映功率端子的电极长度L，根据电感H的计算公式H=LXi/iA/i，L越大，封装所产生的杂生电感H越大；通常地，杂生电感H越大，使功率模 块在应用时需要相应设计匹配要求比较高的吸收电路。因此，功率模块的高度的越高其电气性能越差。另外，功率模块的高度的越高，导致其在印刷电路板(PCB)上应用时，功率模块的高度大大高于其他器件(例如电阻、电容)的高度，从而PCB的高度基本由功率模块的高度决定，进而影响PCB的结构紧凑化，使PCB的体积和成本难以降低。功率模块的高度越高，其体积也越大，消耗的材料也越多(例如，功率端子的电极使用的铜材也越多)，从而也限制功率模块的成本降低和重量的降低。当前地，功率模块的高度为30mm或38mm左右，其能带来较大电感量的杂生电感L，并且体积大、成本高。图I所示为现有技术的功率模块的俯视图；图2所示为现有技术的功率模块的主视图；图3所示为现有技术的功率模块的右视图。结合图I至图3对功率模块100进行说明。在图I至图3实例中，功率模块100包括底板110，其设置于功率模块110的底端，在底板110上设置直接键合铜(Direct Bonding Copper，DBC)基板120，一个或多个半导体功率器件芯片140被贴装至DBC基板120的预定位置，在该实施例中，半导体功率器件芯片140为功率二极管芯片，其封装后形成二极管功率模块110。半导体功率器件芯片140通过铝丝形式的连接桥150在功率模块内部进行引线连接。弯折电极130通过弯折铜片形成，铜片的一端弯折地接触于DBC基板120的表面上，其另一端在功率模块的上表面弯折(如图2和图3中虚线所示)形成弯折电极130，弯折电极130的引出口对准螺母160，从而，在需要从弯折电极130固定引出时，可以通过螺丝对准弯折电极130的引出口而拧紧在的螺母160上，引出端方便地固定在弯折电极130上，因此，弯折电极130与螺母160组合用来形成功率端子。进一步，功率模块100还包括外壳120以及填充与外壳120之内的空隙处的硅凝胶170。图I至图3所示的功率模块100的弯折电极130采用铜片弯折形成，结构复杂，弯折电极130的高度难以降低，从而也影响功率模块的高度难以降低(当前最低能降至17_)。因此，也具有结构复杂、杂生电感L电感量大、体积大、成本高的特点。另外，专利申请号为CN201010530403、技术名称为“一种新型封装结构”的中国专利和专利申请号为CN201010530417、技术名称为“一种紧凑型功率模”的中国专利中，也揭示了类似于图I至图3所示实施例的功率模块结构。
技术实现思路
本技术的目的之一在于，降低功率模块的高度以减小其杂生电感的电感量。本技术的又一目的在于，简化功率模块的结构并缩小其体积。本技术的还一目的在于，降低功率模块的成本和重量。为实现以上目的或者其他目的，本技术提供以下技术方案。 按照本技术的一方面，提供一种螺母功率端子，用于封装功率模块，所述螺母功率端子的下表面固定设置于所述功率模块的直接键合铜基板上，所述螺母功率端子的上表面上设置有用于固定引出端的内螺纹孔。按照本技术优选实施例的螺母功率端子，其中，所述螺母功率端子的高度大于或等于3. 7毫米且小于或等于4. 3毫米。在之前所述任意实施例的螺母功率端子中，优选地，所述内螺纹孔的深度为所述螺母功率端子的高度的70%至95%。在之前所述任意实施例的螺母功率端子中，优选地，所述螺母功率端子的下表面通过焊片焊接固定于所述直接键合铜基板上。在之前所述任意实施例的螺母功率端子中，优选地，所述螺母功率端子为六角螺母形状。在之前所述任意实施例的螺母功率端子中，优选地，所述螺母功率端子的材料为铜。在之前所述任意实施例的螺母功率端子中，优选地，所述内螺纹孔位于所述螺母功率端子的上表面的中央。按照本技术的又一方面，提供一种功率模块，其包括底板；设置于所述底板之上的直接键合铜基板；功率器件芯片；以及以上所述及的任一种螺母功率端子。优选地，所述功率模块还包括外壳和填充在所述外壳内的硅凝胶。具体地，所述功率器件芯片可以为半导体二极管功率器件芯片按照本技术的还一方面，提供一种电路系统，其包括印刷电路板；以及设置于所述印刷电路板上的以上所述及的任一种功率模块。本技术的技术效果是，使用螺母功率端子从DBC基板上直接引出来实现功率模块的封装时，功率模块的高度小，由螺母功率端子所导致产生的杂生电感的电感量小，功率模块结构简单、成本低、体积小、重量轻，易于实现超薄化封装。附图说明从结合附图的以下详细说明中，将会使本技术的上述和其他目的及优点更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。图I是现有技术的功率模块的俯视图。图2是现有技术的功率模块的主视图。图3是现有技术的功率模块的右视图。图4是按照本技术一实施例的功率模块的立体结构示意图。图5是图4所示功率模块的主视图。图6是图4所示功率模块在封装外壳之后的、带部分剖面结构的主视图。图7是图4所示实施例的功率模块中所使用的螺母功率端子的立体结构示意图。图8是图7所示实施例的螺母功率端子的主视图；图9是图8所示实施例的螺母功率端子的A-A截面图；图10是图8所示实施例的螺母功率端子的B-B截面图。具体实施方式下面介绍的是本技术的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本技术的基本了解，并不旨在确认本技术的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本技术的技术方案，在不变更本技术的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本技术的全部或者视为对本技术技术方案的限定或限制。本文中，“上”、“下”和“底面”等方位术语是相对于附图中的功率模块在正常使用状态时的置放方位来定义的，例如，在附图中，相对于功率模块来说，其高度方向定义为z坐标方向，其宽度方向定义为y坐标方向，其长度方向定义为X坐标方向，“上”、“下”和“底面”等方位术语在以下描述中是相对z坐标来说的。并且，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据功率模块所放置的方位的变化而相应地发生变化。在本文中，功率模块的端子按用途可以分为功率端子和信号端子，对本领域技术人员来说，功率端子是相对较大电流的通流端；而信号端子是较小电流的通流端，其能控制功率端子的大电流的流通或者关闭。图4所示为按照本技术一实施例的功率模块的立体结构示意图，其中，使用了本技术一实施例的螺母功率端子430 (如图所示为两个螺母功率端子430a和430b);图5所示为图4所示功率模块的主视图；图6所示为图4所示功率模块在封装外壳46本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺母功率端子，用于封装功率模块，其特征在于，所述螺母功率端子的下表面固定设置于所述功率模块的直接键合铜基板上，所述螺母功率端子的上表面上设置有用于固定引出端的内螺纹孔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周锦源，
申请(专利权)人：江苏宏微科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：