CN213071128U - 低成本高性能igbt模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低成本高性能IGBT模块。其包括封装底板、模块第一覆铜陶瓷板以及模块第二覆铜陶瓷板，在模块第一覆铜陶瓷板上设有第一IGBT芯片单元体，在模块第二覆铜陶瓷板上设有第二IGBT芯片单元体；第一IGBT芯片单元体、第二IGBT芯片单元体能与封装底板上的功率端子板组、控制端子板组适配连接，以连接成所需的IGBT拓扑电路；在所述封装底板的一端部设置控制端子覆铜陶瓷板体，控制端子板组安装在所述控制端子覆铜陶瓷板体上，且控制端子板组内的控制端子连板间相互独立。本实用新型结构紧凑，能提高IGBT模块的生产效率以及连接的可靠性，降低生产成本。

Description

低成本高性能IGBT模块

技术领域

本实用新型涉及一种IGBT模块，尤其是一种低成本高性能IGBT模块。

背景技术

IGBT模块是一种标准尺寸的模块产品，由于其优越的开关性能被广泛的应用于电机驱动、感应加热、风能发电、光伏等领域。IGBT模块是一种内部结构相对复杂的产品，制造工艺繁琐，一般地，常用的IGBT模块包括三个功率端子以及四个控制端子。目前，市场大部分34mm的IGBT模块均通过引线焊接方式实现线路连接。

如图1所示，为一种现有IGBT模块包括底板体101、覆铜陶瓷组、IGBT芯片组、二极管组、控制端子引线、控制端子组、功率端子组、控制端子座组等。

通常，在底板体101的覆铜陶瓷组包括覆铜陶瓷板102a以及覆铜陶瓷板102b，在覆铜陶瓷板102a、覆铜陶瓷板102b上均设置一IGBT芯片以及二极管，具体地，在覆铜陶瓷板102a上设置IGBT芯片103a以及二极管104a，在覆铜陶瓷板102b上设置IGBT芯片103b以及二极管104b。整个IGBT模块的控制端子分别为控制端子106a、控制端子106b、控制端子106c和控制端子106d，3个功率端子分别为功率端子107a、功率端子107b和功率端子107c标出。控制端子106a、控制端子106b、控制端子106c和控制端子106d分别安装在控制端子座组内相应的控制端子座109上。

覆铜陶瓷板102a与覆铜陶瓷板102b之间采用金属连接桥108连接。控制端子106a、控制端子106b、控制端子106c和控制端子106d分别通过控制端子引线105分别与覆铜陶瓷板102a、覆铜陶瓷板102b对应电连接，控制端子引线105与覆铜陶瓷板102a、覆铜陶瓷板102b间采用焊接固定，覆铜陶瓷板102a、覆铜陶瓷板102b焊接在底板体101上。

对于上述的IGBT模块中，需要采用控制端子引线105实现控制端子组与对应的覆铜陶瓷板之间的连接，且控制端子引线105需要通过焊接来实现与控制端子组、覆铜陶瓷板102a、覆铜陶瓷板102b间对应连接，而在生产中，引线装配及点焊步骤复杂，并且会带来的信号震荡，会导致控制端子引线105与控制端子组内控制端子间的焊接可靠性差等问题。

由于控制端子座109一般采用塑料材质，其生产过程中带来的变形、收缩、毛刺等问题经常困扰模块组装和生产进度。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种低成本高性能IGBT模块，其结构紧凑，能提高IGBT模块的生产效率以及连接的可靠性，降低生产成本。

按照本实用新型提供的技术方案，所述低成本高性能IGBT模块，包括封装底板、设置于所述封装底板上的模块第一覆铜陶瓷板以及设置于所述封装底板上的模块第二覆铜陶瓷板，在模块第一覆铜陶瓷板上设有第一IGBT芯片单元体，在模块第二覆铜陶瓷板上设有第二IGBT芯片单元体；第一IGBT芯片单元体、第二IGBT芯片单元体能与封装底板上的功率端子板组、控制端子板组适配连接，以连接成所需的IGBT拓扑电路；

在所述封装底板的一端部设置控制端子覆铜陶瓷板体，控制端子板组安装在所述控制端子覆铜陶瓷板体上，且控制端子板组内的控制端子连板间相互独立；

还包括能与控制端子板组电连接的控制端子连接键合引线组以及单元体键合引线组，控制端子连接键合引线组内的一控制端子连接键合引线体通过控制端子覆铜陶瓷板体能与控制端子板组内相对应的控制端子连板呈一一对应的电连接；通过单元体键合引线组内相应的单元体键合引线能实现第一IGBT芯片单元体内、第二IGBT芯片单元体内以及第一IGBT芯片单元体与第二IGBT芯片单元体间所需的电连接。

所述控制端子板组包括控制端子第一连板、控制端子第二连板、控制端子第三连板以及控制端子第四连板；控制端子覆铜陶瓷板体包括控制端子第一覆铜陶瓷板以及控制端子第二覆铜陶瓷板，其中，控制端子第一连板、控制端子第二连板均安装于控制端子第一覆铜陶瓷板上，控制端子第三连板以及控制端子第四连板均安装于控制端子第二覆铜陶瓷板上；

控制端子连接键合引线组包括控制端子第一连接键合引线、控制端子第二连接键合引线、控制端子第三连接键合引线以及控制端子第四连接键合引线，其中，控制端子第一连接键合引线、控制端子第二连接键合引线通过控制端子第一覆铜陶瓷板能分别与控制端子第一连板、控制端子第二连板电连接；控制端子第三连接键合引线、控制端子第四连接键合引线通过控制端子第二覆铜陶瓷板能分别与控制端子第三连板、控制端子第四连板电连接。

模块第二覆铜陶瓷板在封装底板上邻近控制端子板组；

所述第一IGBT芯片单元体包括第一IGBT芯片以及第一快恢复二极管芯片，第二IGBT芯片单元体包括第二IGBT芯片以及第二快恢复二极管芯片，

在模块第二覆铜陶瓷板的一侧设置第二芯片门极连接导带以及第二单元体内阳极发射极第二连接导带，模块第二覆铜陶瓷板的另一侧设置第二单元体内阳极发射极第一连接导带，控制端子第一连接键合引线的一端通过控制端子第一覆铜陶瓷板与控制端子第一连板电连接，控制端子第一连接键合引线的另一端与第二芯片门极连接导带电连接，第二芯片门极连接导带通过单元体内第二芯片门极键合引线与第二IGBT芯片的门极端电连接；

控制端子第二连接键合引线的一端通过控制端子第一覆铜陶瓷板与控制端子第二连板电连接，控制端子第二连接键合引线的另一端与第一单元体内阳极发射极第二连接导带电连接第二单元体内阳极发射极第二连接导带与第二单元体内二极管第二阳极键合引线的一端电连接，第二单元体内二极管第二阳极键合引线的另一端与第二快恢复二极管芯片的阳极端连接，第二快恢复二极管的芯片的阳极端通过第二单元体内二极管第一阳极键合引线与第二单元体内阳极发射极第一连接导带电连接，第二IGBT芯片的发射极端通过第二单元体内发射极连接键合引线与第二单元体内阳极发射极第一连接导带电连接，且第二单元体内阳极发射极第一连接导带通过单元体间连接键合引线与第一IGBT芯片的集电极端以及第一快恢复二极管芯片的阴极端连接。

在所述模块第一覆铜陶瓷板上的一侧设置第一单元体内阳极发射极连接导带，模块第一覆铜陶瓷板上的另一侧设置第一芯片门极连接导带以及第一芯片阳极连接导带；

第一IGBT芯片的门极端通过第一芯片门极键合引线与第一芯片门极连接导带电连接，第一芯片阳极连接导带通过第一单元体内二极管第一阳极键合引线与第一快恢复二极管的阳极端连接，第一快恢复二极管的阳极端还通过第一单元体内二极管第二阳极键合引线第一单元体内阳极发射极连接导带电连接，第一单元体内阳极发射极连接导带通过第一单元体内发射极键合引线与第一IGBT芯片的发射极连接；

控制端子第三连板与第一芯片门极连接导带电连接，控制端子第四连板与第一芯片阳极连接导带电连接。

所述控制端子第一连板、控制端子第二连板、第二芯片门极连接导带、第二单元体内阳极发射极第二连接导带以及第一单元体内阳极发射极连接导带位于封装底板的同一侧；

第一芯片阳极连接导带、第一芯片门极连接导带、第二单元体内阳极发射极第一连接导带、控制端子第三连板以及控制端子第四连板位于封装底板的同一侧；

在模块第二覆铜陶瓷板上还设置单元体间第一过渡导带以及单元体间第二过渡导带，单元体间第一过渡导带、单元体间第二过渡导带位于第二单元体内阳极发射极第一连接导带的外侧；

控制端子第四连接键合引线的一端通过控制端子第二覆铜陶瓷板与控制端子第四连板电连接，控制端子第四连接键合引线的另一端与单元体间第一过渡导带电连接，单元体间第一过渡导带通过第一单元体芯片阳极过渡连接键合引线与第一芯片阳极连接导带电连接，控制端子第三连接键合引线的一端通过控制端子第二覆铜陶瓷板与控制端子第三连板电连接，控制端子第三连接键合引线的另一端与单元体间第二过渡导带电连接，单元体间第二过渡导带通过第一单元体门极过渡连接键合引线与第一芯片门极连接导带电连接。

所述功率端子板组包括功率端子第一板体、功率端子第二板体以及功率端子第三板体，功率端子第一板体、功率端子第二板体以及功率端子第三板体均垂直分布于封装底板上方；

功率端子第一板***于模块第一覆铜陶瓷板上，且功率端子第一板体与第一IGBT芯片的集电极端以及第一快恢复二极管芯片的阴极端连接，功率端子第二板体横跨在模块第一覆铜陶瓷板以及模块第二覆铜陶瓷板上，且功率端子第二板体与第一单元体内阳极发射极连接导带电连接；功率端子第三板体设置于模块第二覆铜陶瓷板上，且功率端子第三板体与第二IGBT芯片的发射极端以及第二快恢复二极管芯片的阴极端连接。

控制端子连接键合引线组、单元体键合引线组为通过铝线键合工艺制备得到。

所述模块第一覆铜陶瓷板、模块第二覆铜陶瓷板焊接固定在封装底板上，在所述封装底板的两端均设置有底板孔，所述底板孔贯通所述封装底板。

控制端子第一连板、控制端子第二连板、控制端子第三连板以及控制端子第四连板均垂直分布于封装底板上方。

本实用新型的优点：在所述封装底板的一端部设置控制端子覆铜陶瓷板体，控制端子板组安装在所述控制端子覆铜陶瓷板体上，且控制端子板组内的控制端子连板间相互独立；利用控制端子覆铜陶瓷本体与封装底板间的连接配合，能避免现有采用塑料的控制端子座时所带来的问题，提高IGBT模块的可靠性与工艺

控制端子连接键合引线组内的一控制端子连接键合引线体通过控制端子覆铜陶瓷板体能与控制端子板组内相对应的控制端子连板呈一一对应的电连接；通过单元体键合引线组内相应的单元体键合引线能实现第一IGBT芯片单元体内、第二IGBT芯片单元体内以及第一IGBT芯片单元体与第二IGBT芯片单元体间所需的电连接；控制端子连接键合引线组、单元体键合引线组均采用铝线键合工艺得到，能简化焊接等工艺，能提高IGBT模块的生产效率以及连接的可靠性，降低生产成本。

附图说明

图1为现有IGBT模块的示意图。

图2为本实用新型的示意图。

图3为本实用新型的等效原理图。

附图标记说明：1-功率端子第一板体、2-功率端子第二板体、3-功率端子第三板体、4-控制端子第一连板、5-控制端子第二连板、6-控制端子第三连板、7-控制端子第四连板、8-封装底板、9-底板孔、10-控制端子第二覆铜陶瓷板、11-控制端子第一覆铜陶瓷板、12-功率端子板体孔、13-控制端子第四连接键合引线、14-控制端子第三连接键合引线、15-单元体间第一过渡导带、16-单元体间第二过渡导带、17-第二单元体内发射极连接键合引线、18-第二单元体内阳极发射极第一连接导带、19-第二单元体内二极管第一阳极键合引线、20-第一单元体门极过渡连接键合引线、21-第一单元体芯片阳极过渡连接键合引线、22-单元体间连接键合引线、23-第一单元体内二极管第一阳极键合引线、24-第一芯片阳极连接导带、25-第一芯片门极键合引线、26-第一芯片门极连接导带、27-第一IGBT芯片、28-第一单元体内阳极发射极连接导带、29-第一单元体内发射极键合引线、30-第一单元体内二极管第二阳极键合引线、31-第二芯片门极连接导带、32-单元体内第二芯片门极键合引线、33-控制端子第一连接键合引线、34-控制端子第二连接键合引线、35-第一单元体内阳极发射极第二连接导带、36-第二单元体内二极管第二阳极键合引线、37-第一快恢复二极管芯片、38-第二快恢复二极管芯片、39-第二IGBT芯片、40-模块第一覆铜陶瓷板、41-模块第二覆铜陶瓷板。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

为了能提高IGBT模块的生产效率以及连接的可靠性，本实用新型包括封装底板8、设置于所述封装底板8上的模块第一覆铜陶瓷板40以及设置于所述封装底板8上的模块第二覆铜陶瓷板41，在模块第一覆铜陶瓷板40上设有第一IGBT芯片单元体，在模块第二覆铜陶瓷板41上设有第二IGBT芯片单元体；第一IGBT芯片单元体、第二IGBT芯片单元体能与封装底板8上的功率端子板组、控制端子板组适配连接，以连接成所需的IGBT拓扑电路；

在所述封装底板8的一端部设置控制端子覆铜陶瓷板体，控制端子板组安装在所述控制端子覆铜陶瓷板体上，且控制端子板组内的控制端子连板间相互独立；

还包括能与控制端子板组电连接的控制端子连接键合引线组以及单元体键合引线组，控制端子连接键合引线组内的一控制端子连接键合引线体通过控制端子覆铜陶瓷板体能与控制端子板组内相对应的控制端子连板呈一一对应的电连接；通过单元体键合引线组内相应的单元体键合引线能实现第一IGBT芯片单元体内、第二IGBT芯片单元体内以及第一IGBT芯片单元体与第二IGBT芯片单元体间所需的电连接。

具体地，封装底板8具体可以采用现有的常用的材料，封装底板8可以呈矩形状，具体可以根据实际需要进行选择，在封装底板8的两端均设置底板孔9，底板孔9贯通封装底板8。模块第一覆铜陶瓷板40、模块第二覆铜陶瓷板41焊接固定在封装底板8上，模块第一覆铜陶瓷板40、模块第二覆铜陶瓷板41具体与封装底板8的配合与现有相一致，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

本实用新型实施例中，第一IGBT芯片单元体设置在模块第一覆铜陶瓷板40上，第二IGBT芯片单元体设置在模块第二覆铜陶瓷板41上，第一IGBT芯片单元体与模块第一覆铜陶瓷板40间的具体配合形式与现有相一致，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。同理，第二IGBT芯片单元体与模块第二覆铜陶瓷板41间的配合也可与现有相一致。当然，在封装底板8还可以设置其他数量的IGBT芯片单元体，具体根据实际需要进行选择，以满足所连接的IGBT拓扑电路为准，此处不再赘述。通过功率端子板组、控制端子板组与第一IGBT芯片单元体、第二IGBT芯片单元体间的对应电连接，能将IGBT拓扑电路引出，便于使用时的连接配合。

具体实施时，在封装底板8的一端部设置控制端子覆铜陶瓷板体，控制端子板组安装在所述控制端子覆铜陶瓷板体上，且控制端子板组内的控制端子连板间相互独立，从而与现有采用塑料的控制端子座109相比，能有效减少生产过程中带来的形变、收缩、毛刺等问题，能提高IGBT模块的生产效率以及连接的可靠性。

此外，控制端子连接键合引线组内的一控制端子连接键合引线体通过控制端子覆铜陶瓷板体能与控制端子板组内相对应的控制端子连板呈一一对应的电连接；通过单元体键合引线组内相应的单元体键合引线能实现第一IGBT芯片单元体内、第二IGBT芯片单元体内以及第一IGBT芯片单元体与第二IGBT芯片单元体间所需的电连接。控制端子连接键合引线组、单元体键合引线组为通过铝线键合工艺制备得到。在采用键合引线连接时，基于键合工艺，能简化生产中的引线装配以及点焊步骤，降低成本。

图3为一种IGBT拓扑电路的原理图，当然，也可以采用其他形式的拓扑形式，具体可以根据需要进行选择。下面以图3中的IGBT拓扑电路为例，对本实用新型进行具体的说明。

如图2所示，所述控制端子板组包括控制端子第一连板4、控制端子第二连板5、控制端子第三连板6以及控制端子第四连板7；控制端子覆铜陶瓷板体包括控制端子第一覆铜陶瓷板11以及控制端子第二覆铜陶瓷板10，其中，控制端子第一连板4、控制端子第二连板5均安装于控制端子第一覆铜陶瓷板11上，控制端子第三连板6以及控制端子第四连板7均安装于控制端子第二覆铜陶瓷板10上；

控制端子连接键合引线组包括控制端子第一连接键合引线33、控制端子第二连接键合引线34、控制端子第三连接键合引线14以及控制端子第四连接键合引线13，其中，控制端子第一连接键合引线33、控制端子第二连接键合引线34通过控制端子第一覆铜陶瓷板11能分别与控制端子第一连板4、控制端子第二连板5电连接；控制端子第三连接键合引线14、控制端子第四连接键合引线13通过控制端子第二覆铜陶瓷板10能分别与控制端子第三连板6、控制端子第四连板7电连接。

本实用新型实施例中，控制端子第一连板4、控制端子第二连板5、控制端子第三连板6以及控制端子第四连板7均垂直分布于封装底板8上方，控制端子第一连板4、控制端子第二连板5、控制端子第三连板6以及控制端子第四连板7相对应的长度方向相互平行。控制端子第一覆铜陶瓷板11与控制端子第二覆铜陶瓷板10分别位于封装底板8的两侧，控制端子第一覆铜陶瓷板11、控制端子第二覆铜陶瓷板10焊接固定在封装底板8上。具体实施时，控制端子第一连板4、控制端子第二连板5均安装于控制端子第一覆铜陶瓷板11上，控制端子第三连板6以及控制端子第四连板7均安装于控制端子第二覆铜陶瓷板10上，控制端子第一连板4、控制端子第二连板5、控制端子第三连板6以及控制端子第四连板7间相互独立，即不会影响具体的电连接状态。采用控制端子第一覆铜陶瓷板11、控制端子第二覆铜陶瓷板10与封装底板8连接时，利用控制端子第一覆铜陶瓷板11、控制端子第二覆铜陶瓷板10的特性，能避免现有采用塑料的控制端子座109时所带来的不利影响。

控制端子第一连接键合引线33、控制端子第二连接键合引线34、控制端子第三连接键合引线14以及控制端子第四连接键合引线13均为采用铝线键合工艺得到。本实用新型实施例中，通过控制端子第一连接键合引线33、控制端子第二连接键合引线34、控制端子第三连接键合引线14以及控制端子第四连接键合引线13进行所需的电连接后，能省去现有采用控制端子引线105时的焊接的工艺步骤，能降低成本。

进一步地，模块第二覆铜陶瓷板41在封装底板8上邻近控制端子板组；

所述第一IGBT芯片单元体包括第一IGBT芯片27以及第一快恢复二极管芯片37，第二IGBT芯片单元体包括第二IGBT芯片39以及第二快恢复二极管芯片38，

在模块第二覆铜陶瓷板41的一侧设置第二芯片门极连接导带31以及第二单元体内阳极发射极第二连接导带35，模块第二覆铜陶瓷板41的另一侧设置第二单元体内阳极发射极第一连接导带18，控制端子第一连接键合引线33的一端通过控制端子第一覆铜陶瓷板11与控制端子第一连板4电连接，控制端子第一连接键合引线33的另一端与第二芯片门极连接导带31电连接，第二芯片门极连接导带31通过单元体内第二芯片门极键合引线32与第二IGBT芯片39的门极端电连接；

控制端子第二连接键合引线34的一端通过控制端子第一覆铜陶瓷板11与控制端子第二连板5电连接，控制端子第二连接键合引线34的另一端与第一单元体内阳极发射极第二连接导带35电连接第二单元体内阳极发射极第二连接导带35与第二单元体内二极管第二阳极键合引线36的一端电连接，第二单元体内二极管第二阳极键合引线36的另一端与第二快恢复二极管芯片38的阳极端连接，第二快恢复二极管的芯片38的阳极端通过第二单元体内二极管第一阳极键合引线19与第二单元体内阳极发射极第一连接导带18电连接，第二IGBT芯片39的发射极端通过第二单元体内发射极连接键合引线17与第二单元体内阳极发射极第一连接导带18电连接，且第二单元体内阳极发射极第一连接导带18通过单元体间连接键合引线22与第一IGBT芯片27的集电极端以及第一快恢复二极管芯片37的阴极端连接。

本实用新型实施例中，图3中的IGBT1即为第一IGBT芯片27，FRD1即为第一快恢复二极管芯片37，IGBT2即为第二IGBT芯片39，FRD2即为第二快恢复二极管芯片38。第一IGBT芯片27、第二IGBT芯片39均可以采用现有常用的器件形式，同理，第一快恢复二极管芯片37、第二快恢复二极管芯片38也均可以采用现有常用的器件形式，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。第一IGBT芯片27、第一快恢复二极管芯片37均采用现有常用的技术手段或方式设置在模块第一覆铜陶瓷板40上，第二IGBT芯片39以及第二快恢复二极管芯片38也可以采用现有常用的技术手段设置在模块第二覆铜陶瓷板41上，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

一般地，对于模块第一覆铜陶瓷板40上的第一IGBT芯片27，第一IGBT芯片27的门极端以及第一IGBT芯片27的发射极端均位于所述第一IGBT芯片27的上表面，第一IGBT芯片27的集电极端位于相对应的背面。对于模块第一覆铜陶瓷板40上的第一快恢复二极管芯片37，第一快恢复二极管芯片37的阳极端位于所述第一快恢复二极管芯片37的上表面，第一快恢复二极管芯片37的阴极端位于相对应的背面。第二IGBT芯片39、第二快恢复二极管芯片38在模块第二覆铜陶瓷板41上的情况，与第一IGBT芯片27、第一快恢复二极管芯片37在模块第一覆铜陶瓷板40上的情况相一致，具体可以参考上述说明，此处不再赘述。

进一步地，在所述模块第一覆铜陶瓷板40上的一侧设置第一单元体内阳极发射极连接导带28，模块第一覆铜陶瓷板40上的另一侧设置第一芯片门极连接导带26以及第一芯片阳极连接导带24；

第一IGBT芯片27的门极端通过第一芯片门极键合引线25与第一芯片门极连接导带26电连接，第一芯片阳极连接导带24通过第一单元体内二极管第一阳极键合引线23与第一快恢复二极管37的阳极端连接，第一快恢复二极管37的阳极端还通过第一单元体内二极管第二阳极键合引线30与第一单元体内阳极发射极连接导带28电连接，第一单元体内阳极发射极连接导带28通过第一单元体内发射极键合引线29与第一IGBT芯片27的发射极连接；

控制端子第三连板6与第一芯片门极连接导带26电连接，控制端子第四连板7与第一芯片阳极连接导带24电连接。

所述控制端子第一连板4、控制端子第二连板5、第二芯片门极连接导带31、第二单元体内阳极发射极第二连接导带35以及第一单元体内阳极发射极连接导带28位于封装底板8的同一侧；

第一芯片阳极连接导带24、第一芯片门极连接导带26、第二单元体内阳极发射极第一连接导带18、控制端子第三连板6以及控制端子第四连板7位于封装底板8的同一侧；

在模块第二覆铜陶瓷板41上还设置单元体间第一过渡导带15以及单元体间第二过渡导带16，单元体间第一过渡导带15、单元体间第二过渡导带16位于第二单元体内阳极发射极第一连接导带18的外侧；

控制端子第四连接键合引线13的一端通过控制端子第二覆铜陶瓷板10与控制端子第四连板7电连接，控制端子第四连接键合引线13的另一端与单元体间第一过渡导带15电连接，单元体间第一过渡导带15通过第一单元体芯片阳极过渡连接键合引线21与第一芯片阳极连接导带24电连接，控制端子第三连接键合引线14的一端通过控制端子第二覆铜陶瓷板10与控制端子第三连板6电连接，控制端子第三连接键合引线14的另一端与单元体间第二过渡导带16电连接，单元体间第二过渡导带16通过第一单元体门极过渡连接键合引线20与第一芯片门极连接导带26电连接。

本实用新型实施例中，第二单元体内发射极连接键合引线17、第二单元体内二极管第一阳极键合引线19、单元体内第二芯片门极键合引线32、第二单元体内二极管第二阳极键合引线36、第一单元体门极过渡连接键合引线20、第一单元体芯片阳极过渡连接键合引线21、单元体间连接键合引线22、第一单元体内二极管第一阳极键合引线23、第一芯片门极键合引线25、第一单元体内发射极键合引线29以及第一单元体内二极管第二阳极键合引线30构成了单元体键合引线组。

所述功率端子板组包括功率端子第一板体1、功率端子第二板体2以及功率端子第三板体3，功率端子第一板体1、功率端子第二板体2以及功率端子第三板体3均垂直分布于封装底板8上方；

功率端子第一板体1位于模块第一覆铜陶瓷板40上，且功率端子第一板体1与第一IGBT芯片27的集电极端以及第一快恢复二极管芯片37的阴极端连接，功率端子第二板体2横跨在模块第一覆铜陶瓷板40以及模块第二覆铜陶瓷板41上，且功率端子第二板体2与第一单元体内阳极发射极连接导带28电连接；功率端子第三板体3设置于模块第二覆铜陶瓷板41上，且功率端子第三板体3与第二IGBT芯片39的发射极端以及第二快恢复二极管芯片38的阴极端连接。

本实用新型实施例中，通过上述的键合引线连接后，能得到图3所示的拓扑电路形式，当为其他拓扑电路形式时，需要改变相应的连接状态。在具体实施时，在功率端子第一板体1、功率端子第二板体2以及功率端子第三板体3上均设置功率端子板体孔12。功率端子第二板体1横跨在模块第一覆铜陶瓷板40以及模块第二覆铜陶瓷板41上，与模块第二覆铜陶瓷板41相对应的部分仅仅为了支撑所述功率端子第二板体2。

Claims (9)

1.一种低成本高性能IGBT模块，包括封装底板(8)、设置于所述封装底板(8)上的模块第一覆铜陶瓷板(40)以及设置于所述封装底板(8)上的模块第二覆铜陶瓷板(41)，在模块第一覆铜陶瓷板(40)上设有第一IGBT芯片单元体，在模块第二覆铜陶瓷板(41)上设有第二IGBT芯片单元体；第一IGBT芯片单元体、第二IGBT芯片单元体能与封装底板(8)上的功率端子板组、控制端子板组适配连接，以连接成所需的IGBT拓扑电路；其特征是：

在所述封装底板(8)的一端部设置控制端子覆铜陶瓷板体，控制端子板组安装在所述控制端子覆铜陶瓷板体上，且控制端子板组内的控制端子连板间相互独立；

还包括能与控制端子板组电连接的控制端子连接键合引线组以及单元体键合引线组，控制端子连接键合引线组内的一控制端子连接键合引线体通过控制端子覆铜陶瓷板体能与控制端子板组内相对应的控制端子连板呈一一对应的电连接；通过单元体键合引线组内相应的单元体键合引线能实现第一IGBT芯片单元体内、第二IGBT芯片单元体内以及第一IGBT芯片单元体与第二IGBT芯片单元体间所需的电连接。

2.根据权利要求1所述的低成本高性能IGBT模块，其特征是：所述控制端子板组包括控制端子第一连板(4)、控制端子第二连板(5)、控制端子第三连板(6)以及控制端子第四连板(7)；控制端子覆铜陶瓷板体包括控制端子第一覆铜陶瓷板(11)以及控制端子第二覆铜陶瓷板(10)，其中，控制端子第一连板(4)、控制端子第二连板(5)均安装于控制端子第一覆铜陶瓷板(11)上，控制端子第三连板(6)以及控制端子第四连板(7)均安装于控制端子第二覆铜陶瓷板(10)上；

控制端子连接键合引线组包括控制端子第一连接键合引线(33)、控制端子第二连接键合引线(34)、控制端子第三连接键合引线(14)以及控制端子第四连接键合引线(13)，其中，控制端子第一连接键合引线(33)、控制端子第二连接键合引线(34)通过控制端子第一覆铜陶瓷板(11)能分别与控制端子第一连板(4)、控制端子第二连板(5)电连接；控制端子第三连接键合引线(14)、控制端子第四连接键合引线(13)通过控制端子第二覆铜陶瓷板(10)能分别与控制端子第三连板(6)、控制端子第四连板(7)电连接。

3.根据权利要求2所述的低成本高性能IGBT模块，其特征是：模块第二覆铜陶瓷板(41)在封装底板(8)上邻近控制端子板组；

所述第一IGBT芯片单元体包括第一IGBT芯片(27)以及第一快恢复二极管芯片(37)，第二IGBT芯片单元体包括第二IGBT芯片(39)以及第二快恢复二极管芯片(38)，

在模块第二覆铜陶瓷板(41)的一侧设置第二芯片门极连接导带(31)以及第二单元体内阳极发射极第二连接导带(35)，模块第二覆铜陶瓷板(41)的另一侧设置第二单元体内阳极发射极第一连接导带(18)，控制端子第一连接键合引线(33)的一端通过控制端子第一覆铜陶瓷板(11)与控制端子第一连板(4)电连接，控制端子第一连接键合引线(33)的另一端与第二芯片门极连接导带(31)电连接，第二芯片门极连接导带(31)通过单元体内第二芯片门极键合引线(32)与第二IGBT芯片(39)的门极端电连接；

控制端子第二连接键合引线(34)的一端通过控制端子第一覆铜陶瓷板(11)与控制端子第二连板(5)电连接，控制端子第二连接键合引线(34)的另一端与第一单元体内阳极发射极第二连接导带(35)电连接第二单元体内阳极发射极第二连接导带(35)与第二单元体内二极管第二阳极键合引线(36)的一端电连接，第二单元体内二极管第二阳极键合引线(36)的另一端与第二快恢复二极管芯片(38)的阳极端连接，第二快恢复二极管的芯片(38)的阳极端通过第二单元体内二极管第一阳极键合引线(19)与第二单元体内阳极发射极第一连接导带(18)电连接，第二IGBT芯片(39)的发射极端通过第二单元体内发射极连接键合引线(17)与第二单元体内阳极发射极第一连接导带(18)电连接，且第二单元体内阳极发射极第一连接导带(18)通过单元体间连接键合引线(22)与第一IGBT芯片(27)的集电极端以及第一快恢复二极管芯片(37)的阴极端连接。

4.根据权利要求3所述的低成本高性能IGBT模块，其特征是：在所述模块第一覆铜陶瓷板(40)上的一侧设置第一单元体内阳极发射极连接导带(28)，模块第一覆铜陶瓷板(40)上的另一侧设置第一芯片门极连接导带(26)以及第一芯片阳极连接导带(24)；

第一IGBT芯片(27)的门极端通过第一芯片门极键合引线(25)与第一芯片门极连接导带(26)电连接，第一芯片阳极连接导带(24)通过第一单元体内二极管第一阳极键合引线(23)与第一快恢复二极管芯片(37)的阳极端连接，第一快恢复二极管芯片(37)的阳极端还通过第一单元体内二极管第二阳极键合引线(30)与第一单元体内阳极发射极连接导带(28)电连接，第一单元体内阳极发射极连接导带(28)通过第一单元体内发射极键合引线(29)与第一IGBT芯片(27)的发射极连接；

控制端子第三连板(6)与第一芯片门极连接导带(26)电连接，控制端子第四连板(7)与第一芯片阳极连接导带(24)电连接。

5.根据权利要求4所述的低成本高性能IGBT模块，其特征是：所述控制端子第一连板(4)、控制端子第二连板(5)、第二芯片门极连接导带(31)、第二单元体内阳极发射极第二连接导带(35)以及第一单元体内阳极发射极连接导带(28)位于封装底板(8)的同一侧；

第一芯片阳极连接导带(24)、第一芯片门极连接导带(26)、第二单元体内阳极发射极第一连接导带(18)、控制端子第三连板(6)以及控制端子第四连板(7)位于封装底板(8)的同一侧；

在模块第二覆铜陶瓷板(41)上还设置单元体间第一过渡导带(15)以及单元体间第二过渡导带(16)，单元体间第一过渡导带(15)、单元体间第二过渡导带(16)位于第二单元体内阳极发射极第一连接导带(18)的外侧；

控制端子第四连接键合引线(13)的一端通过控制端子第二覆铜陶瓷板(10)与控制端子第四连板(7)电连接，控制端子第四连接键合引线(13)的另一端与单元体间第一过渡导带(15)电连接，单元体间第一过渡导带(15)通过第一单元体芯片阳极过渡连接键合引线(21)与第一芯片阳极连接导带(24)电连接，控制端子第三连接键合引线(14)的一端通过控制端子第二覆铜陶瓷板(10)与控制端子第三连板(6)电连接，控制端子第三连接键合引线(14)的另一端与单元体间第二过渡导带(16)电连接，单元体间第二过渡导带(16)通过第一单元体门极过渡连接键合引线(20)与第一芯片门极连接导带(26)电连接。

6.根据权利要求3所述的低成本高性能IGBT模块，其特征是：所述功率端子板组包括功率端子第一板体(1)、功率端子第二板体(2)以及功率端子第三板体(3)，功率端子第一板体(1)、功率端子第二板体(2)以及功率端子第三板体(3)均垂直分布于封装底板(8)上方；

功率端子第一板体(1)位于模块第一覆铜陶瓷板(40)上，且功率端子第一板体(1)与第一IGBT芯片(27)的集电极端以及第一快恢复二极管芯片(37)的阴极端连接，功率端子第二板体(2)横跨在模块第一覆铜陶瓷板(40)以及模块第二覆铜陶瓷板(41)上，且功率端子第二板体(2)与第一单元体内阳极发射极连接导带(28)电连接；功率端子第三板体(3)设置于模块第二覆铜陶瓷板(41)上，且功率端子第三板体(3)与第二IGBT芯片(39)的发射极端以及第二快恢复二极管芯片(38)的阴极端连接。

7.根据权利要求1所述的低成本高性能IGBT模块，其特征是：控制端子连接键合引线组、单元体键合引线组为通过铝线键合工艺制备得到。

8.根据权利要求1所述的低成本高性能IGBT模块，其特征是：所述模块第一覆铜陶瓷板(40)、模块第二覆铜陶瓷板(41)焊接固定在封装底板(8)上，在所述封装底板(8)的两端均设置有底板孔(9)，所述底板孔(9)贯通所述封装底板(8)。

9.根据权利要求1所述的低成本高性能IGBT模块，其特征是：控制端子第一连板(4)、控制端子第二连板(5)、控制端子第三连板(6)以及控制端子第四连板(7)均垂直分布于封装底板(8)上方。

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