:厚铜功率端子
1、冷却基板2、焊料层3、厚铜缓冲垫块4、焊料层5、焊料层6、厚铜缓冲垫块7、绑定线8、导热绝缘层9、厚铜功率端子10、D1de(二极管)芯片11、焊料层12、厚铜缓冲垫块13、焊料层14、焊料层15、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)芯片16、厚铜缓冲垫块17、焊料层18、焊料层19、导热绝缘层20、冷却基板21和模制树脂22组成。
[0027]IGBT(绝缘栅双极型晶体管)芯片16和D1de(二极管)芯片11通过焊料层3、5、6、12、15、18与厚铜缓冲垫块4、7、13、17相连，厚铜缓冲垫块13、17通过焊料层14、19与厚铜功率端子10相连，实现功率连接，厚铜功率端子1、10通过导热绝缘层9、20与冷却基板2、21相连，树脂注模形成模制树脂22之后形成IGBT功率模块。
[0028]所述焊料层，采用银楽、SnAgCu或SnAg焊料。
[0029]所述厚铜缓冲垫块，采用与芯片膨胀系数接近的材料，如铜钼合金。
[0030]所述冷却基板，单面针脚或单面翅片。
[0031 ]所述树脂注模，通过树脂压铸将其成为一个整体。
[0032]IGBT芯片和二极管芯片，2个并联或多个并联。
[0033]IGBT功率模块为单管封装、半桥封装或三相全桥封装，通过内部电路连接。
[0034]如图2IGBT功率模块内部关键组件布置图，IGBT功率模块关键组件由如下几部分构成:厚铜功率端子10、厚铜功率端子1、010如(二极管)芯片114、010(16(二极管)芯片11-B ,IGBT (绝缘栅双极型晶体管)16-A、IGBT (绝缘栅双极型晶体管)16-B、绑定线9-A、绑定线9-B、信号端子23、信号端子24和信号端子25。
[0035]如图3IGBT功率模块的冷却布置方案图，冷却布置方案由如下几部分构成:冷却下底板29、冷却下底板密封垫30、冷却下底板密封垫31、冷却上盖板26、冷却上盖板密封垫27和冷却上盖板密封垫28。
[0036]IGBT功率模块中的D1de(芯片)11一面通过焊料层5与厚铜缓冲垫块4连接，厚铜缓冲垫块4再通过焊料层3与厚铜功率端子I连接，最后厚铜功率端子I通过导热绝缘层9与冷却基板2连接;D1de(芯片)11的另一面通过焊料层12与厚铜缓冲垫块13连接，厚铜缓冲垫块13再通过焊料层14与厚铜功率端子10连接，最后厚铜功率端子10通过导热绝缘层20与冷却基板21连接。
[0037]IGBT功率模块中的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)芯片16—面通过焊料层15与厚铜缓冲垫块7连接，厚铜缓冲垫块7再通过焊料层6与厚铜功率端子I连接，最后厚铜功率端子I通过导热绝缘层9与冷却基板2连接;IGBT(绝缘栅双极型晶体管)芯片16的另一面通过焊料层18与厚铜缓冲垫块17连接，厚铜缓冲垫块17再通过焊料层19与厚铜功率端子10连接，最后厚铜功率端子10通过导热绝缘层20与冷却基板21连接。
[0038]IGBT(绝缘栅双极型晶体管)芯片16-A和16-B的栅极驱动信号通过绑定线8-A和8-B与信号端子23连接，结合信号端子24、信号端子25实现控制信号驱动和关键信号采样。
[0039]IGBT功率模块最终通过模制树脂22封装成IGBT功率模块模块，IGBT功率模块内部封装的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)芯片16和D1de(二极管)芯片11数量可通过芯片并联满足不同性能需求。
[0040]IGBT功率模块采用双面液冷冷却方式，IGBT功率模块与冷却下底板29通过冷却下底板密封垫30和冷却下底板密封垫31相连，达到冷却液密封的目的，同理，IGBT功率模块与冷却上盖板26通过冷却上盖板密封垫27和冷却上盖板密封垫28。
[0041]厚铜缓冲垫块形状与芯片大小一致，厚度按保证厚铜功率端子焊接之后水平进行调整。厚度还需试制样件试验。
[0042]所述冷却板是金属的，一般是铜板，用于散热；所述冷却垫片一般是非导电，强导热的材料，如陶瓷片。
[0043]以上通过【具体实施方式】对本发明进行了详细的说明，该实施方式仅仅是本发明的较佳实例，不应理解为对本发明的限制，任何依据本发明的原理所做的更改都应在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种新能源车用IGBT功率模块，其特征在于:由IGBT芯片、二极管芯片、厚铜缓冲垫块、功率端子、信号端子、冷却基板、导热绝缘层和模制树脂组成， 所述IGBT芯片和所述二极管芯片通过所述焊料层与所述厚铜缓冲垫块相连，所述厚铜缓冲垫块通过所述焊料层与所述厚铜功率端子相连，所述厚铜功率端子通过所述导热绝缘层与所述冷却基板相连，由模制树脂形成IGBT功率模块。2.根据权利要求1所述的IGBT功率模块，其特征在于:所述焊料层，采用银浆、SnAgCu或SnAg焊料。3.根据权利要求1所述的IGBT功率模块，其特征在于: 所述厚铜缓冲垫块，采用与芯片膨胀系数接近的材料。4.根据权利要求1所述的IGBT功率模块，其特征在于: 所述冷却基板，单面针脚或单面翅片。5.根据权利要求1所述的IGBT功率模块，其特征在于: 所述树脂注模，通过树脂压铸将其成为一个整体。6.根据权利要求1所述的IGBT功率模块，其特征在于: 所述IGBT芯片和所述二极管芯片，2个并联或多个并联。7.根据权利要求1的IGBT功率模块，其特征在于 为单管封装、半桥封装或三相全桥封装，通过内部电路连接。8.根据权利要求4所述的IGBT功率模块，其特征在于: 所述针脚可采用圆柱、菱形柱形状。9.根据权利要求1所述的IGBT功率模块，其特征在于: 所述厚铜功率端子连接二极管芯片和IGBT芯片，所述IGBT芯片通过绑定线与信号端子连接。10.根据权利要求1所述的IGBT功率模块，其特征在于: 所述的IGBT功率模块，通过冷却下底板、冷却下底板密封垫以及冷却上盖板、冷却上盖板密封垫冷却。
【专利摘要】本发明涉及了一种新能源车用IGBT功率模块，由IGBT芯片、Diode芯片、厚铜缓冲垫块、功率端子、信号端子、冷却基板、导热绝缘层和树脂注模组成，所述IGBT芯片和二极管芯片通过焊料层与厚铜缓冲垫块相连，厚铜缓冲垫块通过焊料层与厚铜功率端子相连，实现功率连接，厚铜功率端子通过导热绝缘层与冷却基板相连，树脂注模之后形成IGBT功率模块。IGBT功率模块通过双面布置单端针脚或是单端翅片的冷却基板实现功率模块双面直接液冷，提高功率模块的强制散热能力；通过缓冲垫块实现芯片与厚铜功率端子连接，增加芯片散热热容，提高芯片极限工况抗热冲击能力；通过内置绝缘导热片，消除外置绝缘片接触不良或振动掉落引起热阻增加造成模块性能下降或模块损坏。
【IPC分类】H01L23/367, H01L25/11, H01L23/538, H01L23/473
【公开号】CN105590930
【申请号】CN201610070303
【发明人】刘志强, 张功, 文彦东, 苏瑞涛, 赵慧超
【申请人】中国第一汽车股份有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年2月2日