[发明专利]实现功率模块超薄化封装的螺母

说明书

技术领域

本发明属于功率模块封装技术领域，涉及一种用于封装功率模块的螺母功率端子、以及使用该螺母功率端子进行封装的功率模块、以及使用该功率模块的印刷电路板。

背景技术

    半导体功率器件芯片（例如，半导体二极管功率器件芯片、IGBT芯片、功率MOSFET芯片）通常采用模块化封装形成功率模块，功率模块广泛应用于电机驱动、电源、输变电等等。

对于功率模块，模块的高度通常反映功率端子的电极长度L，根据电感H的计算公式：H=L×di/dt，L越大，封装所产生的杂生电感H越大；通常地，杂生电感H越大，使功率模块在应用时需要相应设计匹配要求比较高的吸收电路。因此，功率模块的高度的越高其电气性能越差。

另外，功率模块的高度的越高，导致其在印刷电路板（PCB）上应用时，功率模块的高度大大高于其他器件（例如电阻、电容）的高度，从而PCB的高度基本由功率模块的高度决定，进而影响PCB的结构紧凑化，使PCB的体积和成本难以降低。功率模块的高度越高，其体积也越大，消耗的材料也越多（例如，功率端子的电极使用的铜材也越多），从而也限制功率模块的成本降低和重量的降低。

当前地，功率模块的高度为30mm或38mm左右，其能带来较大电感量的杂生电感L，并且体积大、成本高。

图1所示为现有技术的功率模块的俯视图；图2所示为现有技术的功率模块的主视图；图3所示为现有技术的功率模块的右视图。结合图1至图3对功率模块100进行说明。

在图1至图3实例中，功率模块100包括底板110，其设置于功率模块110的底端，在底板110上设置直接键合铜（Direct Bonding Copper，DBC）基板120，一个或多个半导体功率器件芯片140被贴装至DBC基板120的预定位置，在该实施例中，半导体功率器件芯片140为功率二极管芯片，其封装后形成二极管功率模块110。半导体功率器件芯片140通过铝丝形式的连接桥150在功率模块内部进行引线连接。弯折电极130通过弯折铜片形成，铜片的一端弯折地接触于DBC基板120的表面上，其另一端在功率模块的上表面弯折（如图2和图3中虚线所示）形成弯折电极130，弯折电极130的引出口对准螺母160，从而，在需要从弯折电极130固定引出时，可以通过螺丝对准弯折电极130的引出口而拧紧在的螺母160上，引出端方便地固定在弯折电极130上，因此，弯折电极130与螺母160组合用来形成功率端子。进一步，功率模块100还包括外壳120以及填充与外壳120之内的空隙处的硅凝胶170。

图1至图3所示的功率模块100的弯折电极130采用铜片弯折形成，结构复杂，弯折电极130的高度难以降低，从而也影响功率模块的高度难以降低（当前最低能降至17mm）。因此，也具有结构复杂、杂生电感L电感量大、体积大、成本高的特点。

另外，专利申请号为CN201010530403、发明名称为“一种新型封装结构”的中国专利和专利申请号为CN201010530417、发明名称为“一种紧凑型功率模”的中国专利中，也揭示了类似于图1至图3所示实施例的功率模块结构。

发明内容

本发明的目的之一在于，降低功率模块的高度以减小其杂生电感的电感量。

本发明的又一目的在于，简化功率模块的结构并缩小其体积。

本发明的还一目的在于，降低功率模块的成本和重量。

为实现以上目的或者其他目的，本发明提供以下技术方案。

按照本发明的一方面，提供一种螺母功率端子，用于封装功率模块，所述螺母功率端子的下表面固定设置于所述功率模块的直接键合铜基板上，所述螺母功率端子的上表面上设置有用于固定引出端的内螺纹孔。

按照本发明优选实施例的螺母功率端子，其中，所述螺母功率端子的高度大于或等于3.7毫米且小于或等于4.3毫米。

在之前所述任意实施例的螺母功率端子中，优选地，所述内螺纹孔的深度为所述螺母功率端子的高度的70%至95%。

在之前所述任意实施例的螺母功率端子中，优选地，所述螺母功率端子的下表面通过焊片焊接固定于所述直接键合铜基板上。

在之前所述任意实施例的螺母功率端子中，优选地，所述螺母功率端子为六角螺母形状。

在之前所述任意实施例的螺母功率端子中，优选地，所述螺母功率端子的材料为铜。

在之前所述任意实施例的螺母功率端子中，优选地，所述内螺纹孔位于所述螺母功率端子的上表面的中央。

按照本发明的又一方面，提供一种功率模块，其包括：