專利名稱：一種igbt功率模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種功率模塊，特別涉及一種IGBT功率模塊。
背景技術(shù)：
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor絕緣柵型雙極晶體管)功率模塊是 使用在變頻器、風(fēng)力發(fā)電變流器等領(lǐng)域的常用功率模塊。由于使用環(huán)境特殊， 希望IGBT功率模塊結(jié)構(gòu)緊湊、成為一個(gè)功能完善的功率模塊單元，以滿足使 用維護(hù)方便的要求。
現(xiàn)有的IGBT功率模塊結(jié)構(gòu)上存在如下缺陷
1、 由于中間直流濾波電解電容的體積和重量較大，現(xiàn)有IGBT功率模塊 在結(jié)構(gòu)上很難將直流濾波電解電容與主開關(guān)器件IGBT安裝在一起， 而常常獨(dú)立布置， 一方面給功率模塊維修帶來不便，另一方面，造 成直流濾波電解電容與IGBT元件之間的雜散電感很大，容易產(chǎn)生關(guān) 斷過電壓，造成元件損壞；
2、 在滿足IGBT功率模塊結(jié)構(gòu)緊湊的前提下，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)很難兼顧直流濾 波電解電容的散熱調(diào)節(jié)，導(dǎo)致直流濾波電解電容散熱效果不佳、壽 命降低，從而影響整個(gè)IGBT功率模塊的使用；如果采用定制金膜電 容來替代直流濾波電解電容，雖然解決了直流濾波電解電容散熱不 良、壽命短的問題，但又帶來了電容容量不足和成本太高的新問題。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，提供一種IGBT功率模塊，在滿足結(jié) 構(gòu)緊湊、方便維修的同時(shí)，解決現(xiàn)有IGBT功率模塊存在的關(guān)斷過電壓、直流 濾波電解電容散熱不良、壽命短等現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷。
3本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種IGBT功率模
±央，包括底架、直流濾波電解電容、IGBT模塊、IGBT散熱器、連接所述直 流濾波電解電容和所述IGBT模塊的正直流Bus銅排和負(fù)直流Bus銅排、位于 所述正直流Bus銅排與所述負(fù)直流Bus銅排之間的片狀絕緣件、連接在所述 IGBT模塊上的IGBT驅(qū)動(dòng)板和交流引出銅排；其特征在于，所述IGBT散熱 器固定在所述底架上，所述IGBT模塊布置在所述IGBT散熱器上側(cè)，所述直 流濾波電解電容緊鄰所述IGBT散熱器的進(jìn)風(fēng)口固定在所述底架上。
在本實(shí)用新型的IGBT功率模塊中，所述直流濾波電解電容為多個(gè)并成兩 排、三排或多排布置，所述IGBT功率模塊包括連接所述直流濾波電解電容的 串并聯(lián)銅排，所述片狀絕緣件位于所述正直流Bus銅排與所述負(fù)直流Bus銅 排、所述串并聯(lián)銅排之間。
在本實(shí)用新型的IGBT功率模塊中，所述正直流Bus銅排包括露出所述負(fù) 直流Bus銅排和所述串并聯(lián)銅排的對應(yīng)連接螺釘頭的孔。
在本實(shí)用新型的IGBT功率模塊中，所述IGBT模塊為焊針式IGBT模塊， 所述IGBT功率模塊包括連接在所述IGBT模塊直流端正負(fù)極兩端的IGBT門 極附加板。
在本實(shí)用新型的IGBT功率模塊中，包括連接在所述IGBT模塊直流端正 負(fù)極兩端的無感吸收電容。
在本實(shí)用新型的IGBT功率模塊中，所述IGBT模塊直流端和交流端分別 位于模塊兩端，所述IGBT模塊直流端鄰近所述直流濾波電解電容、交流端鄰 近所述IGBT散熱器出風(fēng)口。
在本實(shí)用新型的IGBT功率模塊中，所述IGBT模塊為兩塊以上并聯(lián)平行 間隔布置。
實(shí)施本實(shí)用新型的IGBT功率模塊，與現(xiàn)有技術(shù)比較，其有益效果是 1.將直流濾波電解電容布置在位于IGBT散熱器的進(jìn)風(fēng)口處，充分利用 散熱器的進(jìn)風(fēng)風(fēng)流改善直流濾波電解電容的散熱，大大降低了直流濾 波電解電容的溫度、可以延長電解電容的壽命，保證設(shè)備的長期可靠 運(yùn)行；2. 在設(shè)計(jì)上以最大限度地縮小直流濾波電解電容與IGBT模塊直流端之 間的連接距離，將直流濾波電解電容與IGBT元件之間的雜散電感降 低至最低，減小關(guān)斷過電壓，保證設(shè)備安全可靠運(yùn)行；
3. 將直流濾波電解電容與IGBT散熱器等統(tǒng)一固定在底架上成為一體， 這種模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以大大降低維護(hù)難度、節(jié)省維護(hù)時(shí)間和成本。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中
圖1是本實(shí)用新型IGBT功率模塊一種實(shí)施例的立體圖。
圖2是本實(shí)用新型IGBT功率模塊去掉正直流Bus銅排3后的結(jié)構(gòu)立體圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的IGBT功率模塊包括底架1、直流濾波電解電 容2、 IGBT模塊9、 IGBT散熱器11 ，直流濾波電解電容2和IGBT模塊9的 正負(fù)極分別用正直流Bus銅排3和負(fù)直流Bus銅排4連接，正直流Bus銅排3 與負(fù)直流Bus銅排4之間采用片狀絕緣件5 (如絕緣紙、聚酯薄膜、片狀石棉 等)進(jìn)行絕緣，在IGBT模塊9上連接無感吸收電容6、 IGBT門極附加板7、 IGBT驅(qū)動(dòng)板8和交流引出銅排10。
將IGBT散熱器11連接在底架1上，IGBT模塊9布置在IGBT散熱器11 的上側(cè)，直流濾波電解電容2緊鄰IGBT散熱器11的進(jìn)風(fēng)口處連接在底架1 上。這樣，IGBT散熱器11不僅對IGBT模塊9進(jìn)行散熱，同時(shí)IGBT散熱器 11進(jìn)風(fēng)口的風(fēng)流也對直流濾波電解電容2進(jìn)行冷卻，改善直流濾波電解電容2 的散熱條件。
如圖2所示，在本實(shí)施例中，直流濾波電解電容2采用三排共12個(gè)，三 排電容之間采用串并聯(lián)銅排12進(jìn)行連接，串并聯(lián)銅排12位于正直流Bus銅排 3下方，正直流Bus銅排3與串并聯(lián)銅排12之間也采用上述片狀絕緣件5進(jìn) 行絕緣。為了避開連接串并聯(lián)銅排12與直流濾波電解電容2的螺釘頭和連接 負(fù)直流Bus銅排4與直流濾波電解電容2的螺釘頭，在正直流Bus銅排3上對應(yīng)位置設(shè)置露出上述螺釘頭的孔31。
在其他實(shí)施例中，根據(jù)需要直流濾波電解電容2可以采用兩排或多排布
置，每排電容之間采用串并聯(lián)銅排12進(jìn)行連接，然后再使用正直流Bus銅排 3和負(fù)直流Bus銅排4將直流濾波電解電容2與IGBT模塊9的直流端進(jìn)行連 接。
在其他實(shí)施例中，直流濾波電解電容2也可以采用單排布置，直接采用正 直流Bus銅排3和負(fù)直流Bus銅排4將直流濾波電解電容2與IGBT模塊9的 直流端進(jìn)行連接。
在本實(shí)施例中，無感吸收電容6連接在IGBT模塊直流端正負(fù)極兩端，降 低IGBT的Vce (IGBT模塊C、 E極電壓)電壓尖峰值，進(jìn)一步保證元件安全。 在其他實(shí)施例中，不設(shè)置無感吸收電容6，不影響本實(shí)用新型基本發(fā)明目的的 實(shí)現(xiàn)。
在本實(shí)施例中，連接在IGBT模塊直流端正負(fù)極兩端的IGBT門極附加板 7是在采用焊針式IGBT模塊時(shí)的對應(yīng)附加結(jié)構(gòu)。在其他實(shí)施例中，IGBT模 塊采用非焊針式IGBT模塊時(shí)，IGBT門極附加板7的功能集成在IGBT驅(qū)動(dòng) 板8中，從而省略了 IGBT門極附加板7。
如圖1所示，在本實(shí)施例中，采用三個(gè)直流端和交流端分別位于模塊兩端 的IGBT模塊9，將IGBT模塊9的直流端鄰近直流濾波電解電容2、交流端 鄰近IGBT散熱器11的出風(fēng)口平行間隔布置。這樣，可以最大限度減小直流 濾波電解電容2與IGBT模塊9直流端的連接距離，降低直流濾波電解電容與 IGBT元件之間的雜散電感。
在其他實(shí)施例中，當(dāng)采用兩個(gè)或多個(gè)直流端和交流端分別位于模塊兩端的 IGBT模塊9時(shí)，可以同樣可以采用上述結(jié)構(gòu)。
在其他實(shí)施例中，當(dāng)僅采用一個(gè)直流端和交流端分別位于模塊兩端的 IGBT模塊9時(shí)，將IGBT模塊9的直流端鄰近直流濾波電解電容2、交流端 鄰近IGBT散熱器11的出風(fēng)口平行間隔布置。
在其他實(shí)施例中，IGBT模塊9不限于采用平行間隔方式布置，如根據(jù)需 要，可以采用交流端位于模塊端部、直流端位于模塊中部的IGBT模塊，此時(shí)，將IGBT模塊的直流端鄰近直流濾波電解電容2布置，以保證IGBT模塊的直 流端與直流濾波電解電容2的連接距離最短。當(dāng)功率模塊采用兩塊以上交流端 位于模塊端部、直流端位于模塊中部的IGBT模塊時(shí)，將每塊IGBT模塊的直 流端側(cè)鄰近直流濾波電解電容2布置，各IGBT模塊之間前后依次并列首尾間 隔布置，以保證IGBT模塊的直流端與直流濾波電解電容2的連接距離最短。 此時(shí)，各IGBT模塊的交流端用滿足連接需要形狀的交流引出銅排連接。
權(quán)利要求1、一種IGBT功率模塊，包括底架、直流濾波電解電容、IGBT模塊、IGBT散熱器、連接所述直流濾波電解電容和所述IGBT模塊的正直流Bus銅排和負(fù)直流Bus銅排、位于所述正直流Bus銅排與所述負(fù)直流Bus銅排之間的片狀絕緣件、連接在所述IGBT模塊上的IGBT驅(qū)動(dòng)板和交流引出銅排；其特征在于，所述IGBT散熱器固定在所述底架上，所述IGBT模塊布置在所述IGBT散熱器上側(cè)，所述直流濾波電解電容緊鄰所述IGBT散熱器的進(jìn)風(fēng)口固定在所述底架上。
2、 如權(quán)利要求1所述的IGBT功率模塊，其特征在于所述直流濾波電 解電容為多個(gè)并成兩排、三排或多排布置，所述IGBT功率模塊包括連接所述 直流濾波電解電容的串并聯(lián)銅排，所述片狀絕緣件位于所述正直流Bus銅排與 所述負(fù)直流Bus銅排、所述串并聯(lián)銅排之間。
3、 如權(quán)利要求2所述的IGBT功率模塊，其特征在于所述正直流Bus 銅排包括露出所述負(fù)直流Bus銅排和所述串并聯(lián)銅排的對應(yīng)連接螺釘頭的孔。
4、 如權(quán)利要求1所述的IGBT功率模塊，其特征在于所述IGBT模塊 為焊針式IGBT模塊，所述IGBT功率模塊包括連接在所述IGBT模塊直流端 正負(fù)極兩端的IGBT門極附加板。
5、 如權(quán)利要求1至4之一所述的IGBT功率模塊，其特征在于包括連 接在所述IGBT模塊直流端正負(fù)極兩端的無感吸收電容。
6、 如權(quán)利要求1至4之一所述的IGBT功率模塊，其特征在于所述IGBT 模塊直流端和交流端分別位于模塊兩端，所述IGBT模塊直流端鄰近所述直流 濾波電解電容、交流端鄰近所述IGBT散熱器出風(fēng)口。
7、 如權(quán)利要求6所述的IGBT功率模塊，其特征在于所述IGBT模塊 為兩塊以上并聯(lián)平行間隔布置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種IGBT功率模塊，包括底架、直流濾波電解電容、IGBT模塊、IGBT散熱器、連接直流濾波電解電容和IGBT模塊的正直流Bus銅排和負(fù)直流Bus銅排、位于正直流Bus銅排與負(fù)直流Bus銅排之間的片狀絕緣件、連接在IGBT模塊上的IGBT驅(qū)動(dòng)板和交流引出銅排；IGBT散熱器固定在底架上，IGBT模塊布置在IGBT散熱器上側(cè)，直流濾波電解電容緊鄰IGBT散熱器的進(jìn)風(fēng)口固定在底架上。本實(shí)用新型改善了直流濾波電解電容的散熱條件，減小了直流濾波電解電容與IGBT模塊直流端之間的雜散電感，從而可以增加直流濾波電解電容的壽命，降低IGBT的開關(guān)過電壓，保證電源設(shè)備的長期安全可靠運(yùn)行。
文檔編號H01L25/07GK201408759SQ20092013170
公開日2010年2月17日 申請日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月7日
發(fā)明者曾建友, 盛小軍 申請人:深圳市禾望電氣有限公司