CN220556592U - 一种dpim三相整流模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种DPIM三相整流模块，包括：DBC陶瓷基板，DBC陶瓷基板包括DBC上铜层、陶瓷层和DBC下铜层，DBC上铜层和DBC下铜层分别固定在陶瓷层的上下表面；正极端子和负极端子；功率端子和门极控制端子；第一功率芯片和第二功率芯片，正极端子、负极端子、功率端子、门极控制端子、第一功率芯片和第二功率芯片按三相整流电路进行连接；封胶体，封胶体包覆DBC上铜层、第一功率芯片、第二功率芯片以及正极端子、负极端子、功率端子和门极控制端子的下端。本实用新型解决了现有技术中存在的芯片布局仍然较为紧凑和复杂，采用的模块外部添加框架进行封装，这就导致该模块的散热能力不足，制造成本较高问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及功率半导体技术领域，尤其涉及一种DPIM三相整流模块。
背景技术
整流模块作为一种功率半导体电子器件，主要应用于各种变频器、高频逆变焊机、大功率开关电源、高频感应加热电源等设备。而随着电子技术的不断发展，应用领域的不断扩充，对功率半导体的要求也越来越高，小体积、高集成、低成本、高性能和高可靠性已经是整流模块的发展趋势。
在申请号为201410034556.2，实用新型名称为“一种三相整流桥功率模块”的中国公开专利单行本中，公开了一种三相整流桥功率模块，该发明通过集成二极管芯片，形成三对整流二极管芯片的并联状态，并用铜桥通过回流焊将两块覆铜陶瓷基板DBC连接，使六颗整流二极管芯片形成通路，此外通过对功率端子的设计，形成一个较为可靠的整流模块。但是，在该发明提供的整流模块中，不适合多场景运用，功率端子凸出设置，在安装过程中容易损坏，影响整流模块的寿命，此外，该整流模块的芯片布局仍然较为紧凑和复杂，采用的模块外部添加框架进行封装，这就导致该模块的散热能力不足，制造成本较高。基于此，本实用新型在此基础上做出改进，提出一种DPIM三相整流模块。
实用新型内容
针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种DPIM三相整流模块，其解决了现有技术中存在的芯片布局仍然较为紧凑和复杂，采用的模块外部添加框架进行封装，这就导致该模块的散热能力不足，制造成本较高的问题。
根据本实用新型的实施例，一种DPIM三相整流模块，其包括：
DBC陶瓷基板，所述DBC陶瓷基板包括DBC上铜层、陶瓷层和DBC下铜层，所述DBC上铜层和DBC下铜层分别固定在陶瓷层的上下表面；
正极端子和负极端子，所述正极端子和负极端子均固定在DBC上铜层上侧；
功率端子和门极控制端子，所述功率端子和门极控制端子均固定在DBC上铜层上侧；
第一功率芯片和第二功率芯片，所述第一功率芯片和第二功率芯片均设置在DBC上铜层上侧，所述正极端子、负极端子、功率端子、门极控制端子、第一功率芯片和第二功率芯片按三相整流电路进行连接；
封胶体，所述封胶体包覆所述DBC上铜层、第一功率芯片、第二功率芯片以及正极端子、负极端子、功率端子和门极控制端子的下端。
优选地，所述DBC上铜层包括正极铜层、负极铜层、功率铜层和门极控制铜层，所述正极端子和负极端子分别设置在正极铜层和负极铜层上侧，每个功率铜层上均设置有一个所述第一功率芯片和第二功率芯片。
优选地，所述门极控制端子设置在门极控制铜层上，所述功率端子设置在功率铜层上。
优选地，所述第一功率芯片通过键合引线与负极铜层打线连接，所述第二功率芯片通过键合引线分别与正极铜层和门极控制铜层打线连接。
优选地，所述第一功率芯片、第二功率芯片、功率端子、门极控制端子、功率铜层和门极控制铜层均有三个且一一对应，三个第一功率芯片之间通过键合引线打线连接，三个第二功率芯片之间通过键合引线打线连接。
优选地，所述正极端子、负极端子、功率端子和门极控制端子均采用S型贴片或者流片。
优选地，所述正极端子、负极端子、功率端子和门极控制端子通过焊料粘接或以真空回流的方式进行焊接。
优选地，所述第一功率芯片和第二功率芯片通过焊料以真空回流的方式焊接在功率铜层上。
优选地，所述焊料采用锡膏或纳米银焊膏。
优选地，所述封胶体采用封装树脂或硅凝胶，所述封胶体的高度不超过门极控制端子或功率端子高度的1/2，所述第一功率芯片为二极管，所述第二功率芯片为晶闸管。
相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
(1)所有第一功率芯片、第二功率芯片、正极端子、负极端子、功率端子和门极控制端子按三相整流电路进行连接，形成三相整流模块，当模块内电流流过时，模块内形成三相整流回路，通过门极控制端子控制第二功率芯片实现自动斩波，能够更好提升模块性能。
(2)采用集成化无外框封装技术，利用热传导性能强、易塑性强的封装树脂作为填充料将多个芯片和其他功能组件集成在一个封装内，形成一个紧凑的模块，共享相同的环境条件和散热设计，结构更加简单，制造成本更加低廉，通过三组功率芯片的并联设置，极大的提高了模块的性能，电气性能也更加稳定，同时，S型的贴片更易于模块的应用。
附图说明
图1为本实用新型实施例的DPIM三相整流模块结构图。
图2为本实用新型实施例的DPIM三相整流模块侧视图。
图3为本实用新型实施例的DPIM三相整流模块内部结构图。
图4为本实用新型实施例的三相整流电路图，该电路为传统的三相结构。
上述附图中：封胶体1、陶瓷层2、DBC下铜层3、功率铜层4、第二功率芯片5、第一功率芯片6、功率端子7、负极端子8、负极铜层9、键合引线10、正极铜层11、正极端子12、门极控制铜层13、门极控制端子14。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型中的技术方案进一步说明。
如图1至图3所示，本实用新型实施例提出了一种DPIM三相整流模块，包括：
DBC陶瓷基板，DBC陶瓷基板包括DBC上铜层、陶瓷层2和DBC下铜层3，DBC上铜层和DBC下铜层3分别固定在陶瓷层2的上下表面，通过DBC或AMB或其他各种平面陶瓷衬底工艺热压、无机胶焊接、焊接或低温烧结等工艺形成DBC陶瓷基板，陶瓷层2具有优异的绝缘性能、热稳定性和机械强度，同时DBC下铜层3的下侧以贴合的方式连接外置的散热器，用于散热，DBC上铜层包括正极铜层11、负极铜层9、三个功率铜层4和三个门极控制铜层13，三个功率铜层4和三个门极控制铜层13均以相同的间距和方向阵列设置，每个功率铜层4上均设置有一个第一功率芯片6和第二功率芯片5；
正极端子12和负极端子8，对应正负极，正极端子12和负极端子8通过焊料(该焊料可选用锡膏或纳米银焊膏)粘接或以真空回流的方式分别焊接在正极铜层11和负极铜层9上侧；
功率端子7和门极控制端子14，三个功率端子7通过焊料(该焊料可选用锡膏或纳米银焊膏)粘接或以真空回流的方式分别焊接在三个功率铜层4，三个门极控制端子14通过焊料(该焊料可选用锡膏或纳米银焊膏)粘接或以真空回流的方式分别焊接在三个门极控制铜层13上；
第一功率芯片6和第二功率芯片5，第一功率芯片6和第二功率芯片5均有3个，且均通过焊料(该焊料可选用锡膏或纳米银焊膏)以真空回流的方式焊接在功率铜层4上，每个功率铜层4上只有一个第一功率芯片6和第二功率，并且第一功率芯片6和第二功率芯片5分别靠近相对应的功率端子7和门极控制端子14，第一功率芯片6通过键合引线10与负极铜层9打线连接，第二功率芯片5通过键合引线10与正极铜层11打线连接，由于功率铜层4和门极控制铜层13导电，因此对应的第一功率芯片6和功率端子7之间、对应的第二功率芯片5和门极控制端子14之间无需键合引线10连接。
从图3中可以看出，本实施例中有3个二极管(第一功率芯片6)和3个晶闸管(第二功率芯片5)，三个第一功率芯片6或第二功率芯片5之间通过键合引线10打线连接，并且与负极端子8、功率端子7和门极控制端子14如图4所示的三相整流电路进行设置，形成三相整流模块，当模块内电流流过时，模块内形成三相整流回路，通过门极控制端子14控制第二功率芯片5实现自动斩波，能够更好提升模块性能。
封胶体1，封胶体1的截面与陶瓷层2的截面相同，且高度不超过门极控制端子14或功率端子7高度的1/2，封胶体1包覆DBC上铜层、第一功率芯片6、第二功率芯片5以及正极端子12、负极端子8、功率端子7和门极控制端子14的下端，另外，正极端子12、负极端子8、功率端子7和门极控制端子14均采用S型贴片或者流片，提高DPIM整流模块的高集成性和可靠性。
另外需要说明的是，正极端子12、负极端子8、功率端子7和门极控制端子14也可采用插针型的，此时，封胶体1的高度不超过插针型功率端子7的1/3，另外S型贴片功率端子7采用铜，铝，铜合金，铝合金，电镀金、镍、锡、银等可焊接、可导电金属材料；键合引线10为铝线、铜线等，优选为铝线。
本实用新型中，封胶体1采用封装树脂或者硅凝胶作为填充料以固定芯片和其他组件，为功率芯片、DBC陶瓷基板和各种端子等组件提供良好的固定和支撑；同时，采用热传导性能强、易塑性强的封装树脂或者硅凝胶作为填料，可以填满芯片和DBC陶瓷基板之间的空隙，形成一个连续紧凑的模块，共享相同的环境条件和散热设计，结构更加简单，制造成本更加低廉，在DBC下铜层3与外置散热器贴合时，能快速均匀散热，通过三组功率芯片的并联设置，极大地提高了模块的性能，电气性能也更加稳定，同时，S型的贴片更易于模块的应用。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种DPIM三相整流模块，其特征在于，包括：
DBC陶瓷基板，所述DBC陶瓷基板包括DBC上铜层、陶瓷层和DBC下铜层，所述DBC上铜层和DBC下铜层分别固定在陶瓷层的上下表面；
正极端子和负极端子，所述正极端子和负极端子均固定在DBC上铜层上侧；
功率端子和门极控制端子，所述功率端子和门极控制端子均固定在DBC上铜层上侧；
第一功率芯片和第二功率芯片，所述第一功率芯片和第二功率芯片均设置在DBC上铜层上侧，所述正极端子、负极端子、功率端子、门极控制端子、第一功率芯片和第二功率芯片按三相整流电路进行连接；
封胶体，所述封胶体包覆所述DBC上铜层、第一功率芯片、第二功率芯片以及正极端子、负极端子、功率端子和门极控制端子的下端。
2.如权利要求1所述的一种DPIM三相整流模块，其特征在于，所述DBC上铜层包括正极铜层、负极铜层、功率铜层和门极控制铜层，所述正极端子和负极端子分别设置在正极铜层和负极铜层上侧，每个功率铜层上均设置有一个所述第一功率芯片和第二功率芯片。
3.如权利要求2所述的一种DPIM三相整流模块，其特征在于，所述门极控制端子设置在门极控制铜层上，所述功率端子设置在功率铜层上。
4.如权利要求3所述的一种DPIM三相整流模块，其特征在于，所述第一功率芯片通过键合引线与负极铜层打线连接，所述第二功率芯片通过键合引线分别与正极铜层和门极控制铜层打线连接。
5.如权利要求3所述的一种DPIM三相整流模块，其特征在于，所述第一功率芯片、第二功率芯片、功率端子、门极控制端子、功率铜层和门极控制铜层均有三个且一一对应，三个第一功率芯片之间通过键合引线打线连接，三个第二功率芯片之间通过键合引线打线连接。
6.如权利要求3所述的一种DPIM三相整流模块，其特征在于，所述正极端子、负极端子、功率端子和门极控制端子均采用S型贴片或者流片。
7.如权利要求1所述的一种DPIM三相整流模块，其特征在于，所述正极端子、负极端子、功率端子和门极控制端子通过焊料粘接或以真空回流的方式进行焊接。
8.如权利要求1所述的一种DPIM三相整流模块，其特征在于，所述第一功率芯片和第二功率芯片通过焊料以真空回流的方式焊接在功率铜层上。
9.如权利要求7或8所述的一种DPIM三相整流模块，其特征在于，所述焊料采用锡膏或纳米银焊膏。
10.如权利要求1-8任一项所述的一种DPIM三相整流模块，其特征在于，所述封胶体采用封装树脂或硅凝胶，所述封胶体的高度不超过门极控制端子或功率端子高度的1/2，所述第一功率芯片为二极管，所述第二功率芯片为晶闸管。
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