[实用新型]高压功率模块外壳

说明书

本实用新型涉及高压功率模块技术领域，特别是一种高压功率模块外壳,包括基板、壳体和盖板，所述壳体固定在基板上，所述盖板覆盖在壳体上，所述盖板上设置有若干与功率模块相连接的功率端子，所述相邻功率端子之间的盖板上均匀开设有爬电凹槽，所述功率端子穿过盖板上的功率端子通孔固定在盖板上。采用上述结构后，本实用新型的高压功率模块外壳的壳体及盖板均设置了增加爬电距离的爬电凹槽及脊部，在保证带电体最小电气间隙的前提下增加了模块的爬电距离，并采用了脊部、凹槽、折角等措施增加了爬电的复杂度，增大了最小爬电距离。

技术领域

本实用新型涉及高压功率模块技术领域，特别是一种高压功率模块外壳。

背景技术

功率模块是现代中高功率电力电子应用中不可或缺的一部分，承担了主要的电能变换工作，在保证半导体电气性能的同时实现整体可靠散热、机械支撑的模块即为功率模块。如今，随着功率半导体芯片的性能不断提高，功率模块的封装成为了制约其发展的主要因素之一。就以绝缘性能为例，随着半导体的电压等级的提高，在功率模块内部的电场集中现象很容易导致传统封装的密封层和绝缘衬底等部分发生局部放电；同时，由于电压等级的提高，在功率模块外部功率端子为了维持较大功率密度采用较短的直线距离，很容易在壳体表面发生爬电和电晕等现象。

对于高压IGBT功率模块而言，功率模块内部绝缘性能固然重要，由模块壳体承担的外部绝缘问题是被忽视的一个问题，相关的研究也比较少。不同应用场合的功率模块工作环境千差万别，有的功率模块暴露在室外，当遭遇恶劣天气如阴雨冰雪天气时，由于工作电压较高，功率模块端子与端子之间、端子与基板之间可能在绝缘材料表面发生爬电现象或者在空气中发生击穿现象，严重影响电气设备长期工作的可靠性。在长期高压工作环境下，使用传统的功率模块壳体已经不能为功率模块提供可靠的保护，需要在原本模块的基础上引入其他结构来为端子之间提供足够的爬电距离和电气间隙。

中国专利CN 108370220 A中公开了一种高功率模块，包括经由可移除跳线连接的多个子模块。可移除跳线允许各子模块的一个或多个功率半导体裸片之间的连接被重新配置，使得当设置可移除跳线时，功率模块具有第一功能，并且当移除可移除跳线时，功率模块具有第二功能。可移除跳线也可允许独立测试子模块。其通过“爬距增长器”来适应模块的高压环境，即通过多个同心凹陷和脊部结构来增大功率端子之间的爬电距离。这种结构的不足之处在于，每个同心结构之间的凹槽宽度较小，容易导致爬电直接跨过凹槽产生直接爬电现象，且由于同心结构的占地面积较大，不利于实现整体模块较小的体积。

发明内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种能解决高压功率模块功率密度与外部端子绝缘距离之间矛盾的高压功率模块外壳。

为解决上述的技术问题，本实用新型的高压功率模块外壳，包括基板、壳体和盖板，所述壳体固定在基板上，所述盖板覆盖在壳体上，所述盖板上设置有若干与功率模块相连接的功率端子，所述相邻功率端子之间的盖板上均匀开设有爬电凹槽，所述功率端子穿过盖板上的功率端子通孔固定在盖板上。

优选的，相邻爬电凹槽之间的盖板上设置有凸起的爬电脊部。

优选的，相邻爬电脊部之间采用一长一短的方式错开。

优选的，所述壳体侧面均匀开设有爬电凹槽。

优选的，所述功率模块包括若干半导体芯片，所述半导体芯片通过高温焊层焊接在DBC上铜层上；所述功率端子与DBC上铜层焊接固定；所述DBC上铜层固定在DBC陶瓷层上方，所述DBC陶瓷层固定有DBC下铜层，所述DBC下铜层通过低温焊层与基板焊接固定；所述半导体芯片通过键合引线相连接，所述壳体内填充灌封胶。

优选的，相邻爬电凹槽间距1-2mm，爬电凹槽宽度为1.5-2.5mm。

优选的，所述盖板两端开有紧固螺丝螺孔，每个功率端子通孔旁开设有六角螺母嵌入孔；所述盖板上还开有辅助端子通孔。