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一种高集成度的车用级功率模块

阅读：277发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种高集成度的车用级功率模块专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种高集成度的车用级功率模块，主要包括外壳及设置在外壳内的功率模块主体，所述功率模块主体通过硅胶固定在所述外壳内，功率模块主体包括并列设置的至少三组绝缘基板及设置在绝缘基板上的功率芯片，所述功率芯片包括金属氧化物半导体场效应管、键合电阻、信号端子、热敏电阻、电容层叠母排端子及功率端子；所述金属氧化物半导体场效应管、键合电阻及热敏电阻与绝缘基板的导电层之间通过焊接固定连接，所述电容层叠母排端子及功率端子与绝缘基板的导电层之间通过超声波焊接连接；所述金属氧化物半导体场效应管与键合电阻之间、金属氧化物半导体场效应管及键合电阻与绝缘基板的导电层之间、信号端子的键合面与绝缘基板的导电层之间均通过铝线键合进行连接。，下面是一种高集成度的车用级功率模块专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种高集成度的车用级功率模块，主要包括外壳及设置在外壳内的功率模块主体，其特征在于，所述功率模块主体通过硅胶固定在所述外壳内，功率模块主体包括并列设置的至少三组绝缘基板及设置在绝缘基板上的功率芯片，所述功率芯片包括金属氧化物半导体场效应管、键合电阻、信号端子、热敏电阻、电容层叠母排端子及功率端子；所述金属氧化物半导体场效应管、键合电阻及热敏电阻与绝缘基板的导电层之间通过焊接固定连接，所述电容层叠母排端子及功率端子与绝缘基板的导电层之间通过超声波焊接连接；所述金属氧化物半导体场效应管与键合电阻之间、金属氧化物半导体场效应管及键合电阻与绝缘基板的导电层之间、信号端子的键合面与绝缘基板的导电层之间均通过铝线键合进行连接；
所述绝缘基板的底部设置有散热基板，所述外壳通过密封胶及螺丝与散热基板固定连接。
2.根据权利要求1所述的高集成度的车用级功率模块，其特征在于，所述散热基板的底部设置有水冷水道或风冷散热翅片，散热基板为铝合金材料制成，散热基板的外表面上电镀有镍或锡。
3.根据权利要求1所述的高集成度的车用级功率模块，其特征在于，所述金属氧化物半导体场效应管、键合电阻及热敏电阻与绝缘基板的导电层之间采用锡焊连接，锡焊材料采用SnSb、SnAg、PbSnAg或SnAgCu；所述绝缘基板通过锡焊焊接在所述散热基板上，锡焊材料采用SnSb、SnAg、PbSnAg或SnAgCu。
4.根据权利要求1所述的高集成度的车用级功率模块，其特征在于，所述外壳采用电气绝缘材料材料制成。
5.根据权利要求1所述的高集成度的车用级功率模块，其特征在于，所述信号端子和功率端子采用纯铜或铜合金材料制成。
6.根据权利要求1所述的高集成度的车用级功率模块，其特征在于，所述外壳上均匀设置有一组BOSS柱，BOSS柱采用光孔或内置金属嵌件结构，由自攻螺丝或普通螺丝与PCB进行螺纹连接。
7.根据权利要求6所述的高集成度的车用级功率模块，其特征在于，所述BOSS的外壁上设置有加强筋。

说明书全文

一种高集成度的车用级功率模块

技术领域

[0001] 本实用新型涉及电力电子学领域，具体涉及一种高集成度的车用级功率模块。

背景技术

[0002] 发电机启动器可通过供电驱动发动机转速由零增加至怠速以上，有助于实现汽车的快速起停以达到节能减排的效果。汽车引擎罩空间有限，因此发电机启动器及其电子功率模块的趋势是高度集成化，以满足整车的轻量化需求。发明内容

[0003] 本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种功率大、体积小，可有效减小了器件间的杂散电感的高集成度的车用级功率模块。

[0004] 本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，一种高集成度的车用级功率模块，主要包括外壳及设置在外壳内的功率模块主体，所述功率模块主体通过硅胶固定在所述外壳内，功率模块主体包括并列设置的至少三组绝缘基板及设置在绝缘基板上的功率芯片，所述功率芯片包括金属氧化物半导体场效应管、键合电阻、信号端子、热敏电阻、电容层叠母排端子及功率端子；所述金属氧化物半导体场效应管、键合电阻及热敏电阻与绝缘基板的导电层之间通过焊接固定连接，所述电容层叠母排端子及功率端子与绝缘基板的导电层之间通过超声波焊接连接；所述金属氧化物半导体场效应管与键合电阻之间、金属氧化物半导体场效应管及键合电阻与绝缘基板的导电层之间、信号端子的键合面与绝缘基板的导电层之间均通过铝线键合进行连接；所述绝缘基板的底部设置有散热基板，所述外壳通过密封胶及螺丝与散热基板固定连接。

[0005] 进一步地，所述散热基板的底部设置有水冷水道或风冷散热翅片，散热基板为铝合金材料制成，散热基板的外表面上电镀有镍或锡。

[0006] 进一步地，所述金属氧化物半导体场效应管、键合电阻及热敏电阻与绝缘基板的导电层之间采用锡焊连接，锡焊材料采用SnSb、SnAg、PbSnAg或SnAgCu，焊接温度为100℃-400℃；所述绝缘基板通过锡焊焊接在所述散热基板上，锡焊材料采用SnSb、SnAg、PbSnAg或SnAgCu，焊接温度为100℃-400℃。

[0007] 进一步地，所述外壳采用电气绝缘材料材料制成。

[0008] 进一步地，所述信号端子和功率端子采用纯铜或铜合金材料制成。

[0009] 进一步地，所述外壳上均匀设置有一组BOSS柱，BOSS柱采用光孔或内置金属嵌件结构，由自攻螺丝或普通螺丝与PCB进行螺纹连接。

[0010] 进一步地，所述BOSS的外壁上设置有加强筋。

[0011] 本实用新型的有益技术效果在于：本实用新型将电容端子直接超声波焊接于绝缘基板上，有利于减小电容与模块之间的杂散电感以及提高模块的集成度；绝缘基板直接焊接于散热基板上，有利于提高模块的散热性能；此外，外壳BOSS柱上包含加强筋结构，信号端子及输出功率端子注塑包裹于外壳中，有利于提高模块的抗振动性能；电容端子与输出功率端子直接超声波焊接于绝缘基板上，有利于提高焊接可靠性。在满足功率模块应用所需的电流电压等级情况下采用了高度集成的装配方式及高可靠性的工艺，满足了车用级功率模块大功率、小体积的应用要求，减小了器件间的杂散电感。附图说明

[0012] 图1为本实用新型所述高集成度车用级功率模块示意图；

[0013] 图2为本实用新型所述高集成度车用级功率模块铝线键合示意图；

[0014] 图3为本实用新型所述高集成度车用级功率模块外壳BOSS柱结构示意图；

[0015] 图4为图3的A处放大结构示意图。

具体实施方式

[0016] 为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本实用新型的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。

[0017] 如图1-4所示，本实用新型所述的一种高集成度的车用级功率模块，主要包括外壳1及设置在外壳1内的功率模块主体，所述功率模块主体通过硅胶11固定在所述外壳1内，功率模块主体包括并列设置的至少三组绝缘基板2及设置在绝缘基板2上的功率芯片，所述功率芯片包括金属氧化物半导体场效应管3、键合电阻4、信号端子5、热敏电阻6、电容层叠母排端子7及功率端子8；所述金属氧化物半导体场效应管1、键合电阻4及热敏电阻6与绝缘基板2的导电层之间通过焊接固定连接，所述电容层叠母排端子7及功率端子8与绝缘基板2的导电层之间通过超声波焊接连接；所述金属氧化物半导体场效应管3与键合电阻4之间、金属氧化物半导体场效应管3及键合电阻4与绝缘基板2的导电层之间、信号端子5的键合面与绝缘基板2的导电层之间均通过铝线10键合进行连接；所述绝缘基板2的底部设置有散热基板9，散热基板9的底部设置有水冷水道或风冷散热翅片，散热基板9为铝合金材料制成，散热基板9的外表面上电镀有镍或锡；所述外壳1通过密封胶及螺丝与散热基板固定连接，所述外壳1采用电气绝缘材料材料制成。

[0018] 参照图1所示，所述金属氧化物半导体场效应管1、键合电阻4及热敏电阻6与绝缘基板2的导电层之间采用锡焊连接，锡焊材料采用SnSb、SnAg、PbSnAg或SnAgCu，焊接温度为100℃-400℃；所述绝缘基板通过锡焊焊接在所述散热基板上，锡焊材料采用SnSb、SnAg、PbSnAg或SnAgCu，焊接温度为100℃-400℃。

[0019] 参照图1所示，所述信号端子5和功率端子8采用纯铜或铜合金材料制成。

[0020] 参照图3所示，所述外壳上均匀设置有一组BOSS柱12， BOSS柱12采用光孔或内置金属嵌件结构14，由自攻螺丝或普通螺丝与PCB进行螺纹连接；所述BOSS12的外壁上设置有加强筋13，有助于提高BOSS柱12的抗振动能力。所述外壳1近电容侧高度低于其他三个侧面，外壳近电容测外壳上端框架采用阶梯结构，其他三个侧面外壳上端为平面结构。外壳近电容侧上端框架高度低于其他三个侧面，降低电容端子脚的弧度，有助于减小模块的杂散电感。外壳近电容测外壳上端框架采用阶梯结构，阶梯结构有助于增加硅凝胶的爬胶距离，避免溢胶。

[0021] 本文中所描述的具体实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

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