一种开关功率器件的叠层式封装结构的制作方法

本技术涉及一种开关功率器件的叠层式封装结构。

背景技术：

1、现有技术中的开关功率器件是将功率器件的芯片呈水平布置，如图2所示，其塑料框架通过铆钉铆接在底板上，功率端子和信号端子采用一体注塑固定在塑料框架上，陶瓷覆铜板采用软钎焊固定于底板上，igbt或mos芯片和快恢复二极管芯片采用软钎焊固定于陶瓷覆铜板上，各电极之间的互联采用键合导线。盖板通过卡扣形式与塑料框架固定。

2、由于其呈平面式布置，dc+、dc-、u、v、w各电极在一个平面上，各电极之间通过导线连接，如图2所示，u相上桥换流回路为箭头向上的线路，u相下桥换流回路为箭头向下的线路，可以看到整个回路的路径比较远，导致系统杂散电感和引线电阻比较大，进而系统的动态性能较差、引线损耗较大。整体平面的布置导致其电回路必须向长或宽的方向走，而上下方向空间没有利用上，路径必然长。又因为一般单芯片的电流规格低于300a，大电流规格的igbt或mos模块产品需要多芯片并联，所以大规格产品都是长宽比较大，而高度也较低，空间利用率低，不够紧凑。如公开号为cn208923094u一种多层功率器件叠层封装结构，将功率芯片分别固定在呈叠层布置的多层基板上，但其基板仅起到了承载芯片的作用，功率端子任通过其他结构实现，导致其基板的结构复杂。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种开关功率器件的叠层式封装结构。

2、本实用新型通过以下技术方案得以实现。

3、本实用新型提供的一种开关功率器件的叠层式封装结构，包括：

4、功率电极，功率电极之间呈叠层式排布，相邻层之间通过连接板连接；

5、芯片，若干芯片安装在底部或中部的功率电极上，芯片的侧面有信号电极安装在功率电极上；

6、所述芯片与功率电极之间通过功率导线连接，所述芯片与信号电极之间通过信号导线连接。

7、所述功率电极包括dc-相电极、u相电极、v相电极、w相电极、dc+相电极；

8、所述u相电极、v相电极、w相电极设在同一层，u相电极、v相电极、w相电极的上端面上均安装有隔离板,隔离板上端面分别通过连接板与dc-连接，u相电极、v相电极、w相电极和连接板之间设有隔离板；

9、u相电极、v相电极、w相电极的下端面分别通过连接板与dc+相电极连接，dc+相电极和连接板之间设有隔离板。

10、所述连接板为凹型，底部与隔离板连接。

11、所述芯片分别对应u相电极、v相电极、w相电极设有三组，每组中有两个芯片安装在u相电极或v相电极或w相电极上，有两个芯片对应安装在dc+相电极上且在u相电极或v相电极或w相电极下方。

12、所述芯片通过功率导线分别其相邻的连接板中部连接。

13、安装在同一位置的芯片之间通过信号导线连接，信号导线还与信号电极连接。

14、所述信号电极分别固定在u相电极、v相电极、w相电极、dc+相电极的边缘，信号电极的外壁上安装有pin针。

15、所述dc-相电极、u相电极、v相电极、w相电极、dc+相电极在相对于安装信号电极的边缘上加工有垂直的折弯，折弯上加工有通孔。

16、所述u相电极、v相电极、w相电极、dc+相电极的下端面上均安装有冷却板。

17、器件整体通过绝缘塑胶固化包裹填充，pin针及dc-相电极、u相电极、v相电极、w相电极、dc+相电极的折弯处露出在外。

18、本实用新型的有益效果在于：dc+相、交流相、dc-相竖直排布，电流路径较短，使得杂散电感、引线电阻等寄生参数较小，系统电性能更好；并且使得整个结构更加紧凑，尺寸更小；另外，整个封装最后整体通过灌封或者注塑的方式固化，可靠性高；信号端子和功率端子由两侧引出，互不干扰；同时交流相夹在平行的两块大板dc+和dc-之间，也有利于信号的抗干扰，故系统的抗干扰性能更优。再次，各单元可以设计成完全一致的结构，有利于各单元电性能的一致，进而可靠性更高。

技术特征：

1.一种开关功率器件的叠层式封装结构，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的开关功率器件的叠层式封装结构，其特征在于：所述功率电极包括dc-相电极(1)、u相电极(2)、v相电极(3)、w相电极(4)、dc+相电极(5)；

3.如权利要求2所述的开关功率器件的叠层式封装结构，其特征在于：所述连接板(7)为凹型，底部与隔离板(13)连接。

4.如权利要求1所述的开关功率器件的叠层式封装结构，其特征在于：所述芯片(11)分别对应u相电极(2)、v相电极(3)、w相电极(4)设有三组，每组中有两个芯片(11)安装在u相电极(2)或v相电极(3)或w相电极(4)上，有两个芯片(11)对应安装在dc+相电极(5)上且在u相电极(2)或v相电极(3)或w相电极(4)下方。

5.如权利要求4所述的开关功率器件的叠层式封装结构，其特征在于：所述芯片(11)通过功率导线(10)分别其相邻的连接板(7)中部连接。

6.如权利要求4所述的开关功率器件的叠层式封装结构，其特征在于：安装在同一位置的芯片(11)之间通过信号导线(12)连接，信号导线(12)还与信号电极(8)连接。

7.如权利要求6所述的开关功率器件的叠层式封装结构，其特征在于：所述信号电极(8)分别固定在u相电极(2)、v相电极(3)、w相电极(4)、dc+相电极(5)的边缘，信号电极(8)的外壁上安装有pin针(6)。

8.如权利要求2所述的开关功率器件的叠层式封装结构，其特征在于：所述dc-相电极(1)、u相电极(2)、v相电极(3)、w相电极(4)、dc+相电极(5)在相对于安装信号电极(8)的边缘上加工有垂直的折弯，折弯上加工有通孔。

9.如权利要求8所述的开关功率器件的叠层式封装结构，其特征在于：所述dc-相电极(1)、u相电极(2)、v相电极(3)、w相电极(4)、dc+相电极(5)的下端面上均安装有冷却板(9)。

10.如权利要求1所述的开关功率器件的叠层式封装结构，其特征在于：器件整体通过塑胶固化包裹填充，pin针(6)、dc-相电极(1)、u相电极(2)、v相电极(3)、w相电极(4)、dc+相电极(5)的折弯处露出在外。

技术总结
本技术提供的一种开关功率器件的叠层式封装结构，包括：功率电极，功率电极之间呈叠层式排布，相邻层之间通过连接板连接；芯片，若干芯片安装在底部或中部的功率电极上，芯片的侧面有信号电极安装在功率电极上；所述芯片与功率电极之间通过功率导线连接，所述芯片与信号电极之间通过信号导线连接。DC+相、交流相、DC‑相竖直排布，电流路径较短，使得杂散电感、引线电阻等寄生参数较小，系统电性能更好；并且使得整个结构更加紧凑，尺寸更小；信号端子和功率端子由两侧引出，互不干扰；交流相夹在平行的两块大板DC+和DC‑之间，也有利于信号的抗干扰，系统具有更好的的抗干扰性能。

技术研发人员：吴俊德,周嵘,王智,陆超,江加丽,冉龙玄,张亮,赵冲冲,莫宏康,谭爽
受保护的技术使用者：中国振华集团永光电子有限公司（国营第八七三厂）
技术研发日：20230706
技术公布日：2024/3/27