专利名称：功率模块电极以及功率模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及功率模块技术领域，更具体地说，是涉及一种功率模块电极以及
功率模块。
背景技术：
在现有技术中，高压、大电流的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等逆 变功率模块的主电极端的引出方法主要两种一种是将主电极通过注塑的方式埋入塑料外 壳，再在DBC(Direct Bonding Copper,陶瓷-铜键合基板)与所述主电极之间用铝线连接。 另一种是先将主电极直接焊接于DBC上，然后通过折弯的方式将所述主电极弯折引出塑料 外壳。 第一种电极引出结构的缺陷在于，在相同面积的DBC上，铝线的过流能力与由铜 制成的主电极相比相差很大，且各焊点处电阻的不同导致铝线之间的电流不均衡，电流不 均衡进而导致局部过热，严重时会导致铝线烧坏。另外，在铝线内通过的大电流会产生高电 磁场，由于各铝线之间非常接近，由所述高电磁场引起的强机械力在铝线之间产生，从而影 响模块的可靠性。而且，多根铝线之间还会产生寄生电感，这种寄生电感在一定条件下会产 生过压脉冲尖峰和接通电压降，不仅增加了开关的损耗，同时还会导致峰值电压超过模块 的额定值，引起模块的失效。 第二种电极弓I出结构的缺陷在于，在DBC上焊接电极时，DBC与电极之间的接触面 积较小，从而电极焊接面也相对较小。另外，待焊接的电极越长，相应的焊接夹具越难制作， 电极与DBC之间的焊接质量也越难控制。并且在折弯过程中容易造成焊点松动、电极松动、 甚至脱落，影响模块的长期可靠性。以这种方式焊接的功率模块也不利于多次安装，因为多 次外力可能会导致电极松动，引起模块失效。而且，采用这种方式焊接的电极，其焊接位置 的一致性不好，对于电极位置偏差较大的模块，当所述塑料外壳和电极装配时，电极会受到 一个长期的应力，这种应力不但会导致功率模块的使用寿命变短，而且也会影响功率模块 的外观。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种功率模块电极，其可提高电极连接 的可靠性。 本实用新型所要解决的另一技术问题在于提供一种功率模块，其具有上述电极。 对于本实用新型功率模块电极来说，上述技术问题是这样加以解决的提供一种 功率模块电极，包括引出部分、与功率模块电路板电连接并焊接固定的连接部分、以及位于 所述引出部分和所述连接部分之间的弯折部分。 对于本实用新型功率模块来说，上述技术问题是这样加以解决的提供一种功率 模块，包括外壳、固定于所述外壳内的电路板、与所述电路板电连接的功率模块电极，所述 功率模块电极中至少一个具有上述的结构。[0009] 这样，由于所述功率模块电极包括中部的弯折部分和下部的连接部分，所述弯折 部分在震动的环境中，可以起到缓冲抗震的作用，减小了机械应力，从而保证焊接质量，并 提高了功率模块的使用寿命，且利于多次安装。由于功率模块不需要焊接铝线，也增大了电 极的过电流能力，并避免了电流分布不均匀，以及铝线内通过的大电流所产生的高电磁场 等负面影响。
图1是本实用新型功率模块一较佳实施例的局部剖视示意图； 图2是图l所示实施例中第二功率模块电极与电路板和主电极结合时的主视示意
图； 图3是图1所示实施例中第二功率模块电极的主视示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以 下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实 施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 请参照图1及图2，为本实用新型功率模块的一较佳实施例，为了方便叙述，仅示 出了与本实施例相关的部分。该功率模块包括外壳1、固定于所述外壳1内的电路板(即 DBC)2、通过所述外壳1固定并与所述电路板2电连接的主电极3，还包括至少一个与所述电 路板2电连接的第二功率模块电极4。 以下对上述结构作进一步详细介绍。 请结合参照图3，所述第二功率模块电极4包括引出部分41、与所述电路板2电 连接并焊接固定的连接部分43、以及位于所述引出部分41和连接部分43之间的弯折部分 42。这样，由于所述第二功率模块电极4包括中部的弯折部分42和下部的连接部分43，所 述弯折部分42在震动的环境中，可以起到缓冲抗震的作用，减小了机械应力，从而保证焊 接质量，并提高了功率模块的使用寿命，且利于多次安装。由于不需要焊接铝线，也增大了 电极的过电流能力，并避免了现有技术中电流分布不均匀，以及铝线内通过的大电流所产 生的高电磁场等负面影响。 请结合参照图2，本实施例中，所述主电极3通过所述第二功率模块电极4与所述 电路板2电连接。具体做法是，所述主电极3的内端与所述引出部分41连接，所述第二功 率模块电极4的连接部分43与所述电路板电连接。当然，也可使所述第二功率模块电极4 的引出部分41延伸出所述外壳l，从而可使所述第二功率模块电极4取代所述主电极3的 而单独作为电极使用。另外，还可将所述第二功率模块电极4应用在功率模块的电极与电 极之间，电极与其它电路板等处，以实现缓冲抗震、减小了机械应力，从而保证焊接质量，并 提高功率模块的使用寿命的目的。 所述第二功率模块电极4由板状金属弯折而成，其截面呈S形。所述连接部分43 呈平板状并与所述电路板2面接触并焊接固定。所述引出部分41呈平板状并与所述主电 极3的内端面接触并焊接固定。由于本实施例中第二功率模块电极4的引出部分41和连接 部分43的面积较大，焊接时可实现牢固焊接，解决了现有技术所遇到的各种技术问题。由于引出部分41周围的空间较为开阔，因此，本实施例中，引出部分41的面积大于连接部分 43的面积，从而可提高其与主电极3之间的焊接质量。由于所述第二功率模块电极4由板 状金属弯折而成，故其厚度、宽度可根据流过电流的大小和电极长度选择，其高度和弧度可 以通过引出主电极3和电路板2之间的距离确定，从而为电极的设计提供了方便。由于第 二功率模块电极4的长度相对于现有技术中直接通过折弯引出的电极要短很多，所以更便
于焊接夹具的设计和制作，且焊接点的焊接质量也会相应提高。另外，本实施例中，所述弯 折部分42 —个大致呈S形的弯折单元9 (即第二功率模块电极4除去呈平板状的引出部分
41和连接部分43)。当然，所述弯折单元还可以呈C形、<形或者半圆形等，数量也可多于 一个。 所述外壳l包括底座ll以及上盖12，均由绝缘塑胶材料制成。其中所述主电极3 通过预成型注塑在上盖12与内。所述底座11与电路板2固定连接。 生产时，先通过注塑的方式使所述上盖12与主电极3固定连接在一起。并在所述 第二功率模块电极4的连接部分43与DBC(电路板2)的铜底板焊接好之后，把事先注塑好 的带主电极3的上盖12与带有DBC以及第二功率模块电极4的底座11安装好(请参照图 1)，使引出部分41与主电极3的内端重合，然后用电络铁将所述引出部分41与所述主电极 3的内端焊接即可。 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求一种功率模块电极，其特征在于包括引出部分、与功率模块电路板电连接并焊接固定的连接部分、以及位于所述引出部分和所述连接部分之间的弯折部分。
2. 如权利要求1所述的功率模块电极，其特征在于所述功率模块电极的截面呈S形， 并由板状金属弯折而成。
3. 如权利要求2所述的功率模块电极，其特征在于所述连接部分呈平板状，其与所述 功率模块电路板面接触并焊接固定。
4. 如权利要求1所述的功率模块电极，其特征在于所述弯折部分包括至少一个呈S 形、C形、〈形或者半圆形的弯折单元。
5. —种功率模块，包括外壳、固定于所述外壳内的电路板、与所述电路板电连接的至少 一功率模块电极，其特征在于所述功率模块电极中至少一个具有如权利要求1至4任意一 项所述的结构。
6. 如权利要求5所述的功率模块，其特征在于所述功率模块电极包括通过所述外壳 固定并与所述电路板电连接的主电极，还包括至少一个与所述电路板电连接的第二功率模 块电极，所述主电极的内端与所述引出部分连接，所述第二功率模块电极的连接部分与所 述电路板电连接。
7. 如权利要求6所述的功率模块电极，其特征在于所述引出部分呈平板状，其与所述 主电极的内端面接触并焊接固定。
专利摘要本实用新型公开了一种功率模块电极以及功率模块，所述功率模块电极包括引出部分、与功率模块电路板电连接并焊接固定的连接部分、以及位于所述引出部分和所述连接部分之间的弯折部分。所述功率模块包括外壳、固定于所述外壳内的电路板、与所述电路板电连接的功率模块电极，所述功率模块电极中至少一个具有上述的结构。这样，由于所述功率模块电极包括中部的弯折部分和下部的连接部分，所述弯折部分在震动的环境中，可以起到缓冲抗震的作用，减小了机械应力，从而保证焊接质量，并提高了功率模块的使用寿命，且利于多次安装。
文档编号H01L23/12GK201478299SQ20092013440
公开日2010年5月19日 申请日期2009年7月30日 优先权日2009年7月30日
发明者杨胜松, 罗淑斌, 龚胜明 申请人:比亚迪股份有限公司