[发明专利]集成电流传感器的功率模块连接结构

说明书

本发明公开了一种集成电流传感器的功率模块连接结构，本结构中覆铜陶瓷基板设于冷却板表面，功率模块设于覆铜陶瓷基板，母排端子连接覆铜陶瓷基板，本连接结构还包括电流传感器，母排端子包括与覆铜陶瓷基板连接的第一连接部、插入电流传感器磁芯和/或设置电流传感器感应芯片的第二连接部和与电机连接的第三连接部，第二连接部宽度小于第一和第三连接部宽度，第二连接部厚度大于第一和第三连接部厚度，或第二和第三连接部厚度大于第一连接部厚度。本结构克服传统功率模块采用独立电流传感器进行电流采样的缺陷，有效减少母排宽度减小后的热量产生，缩小电流传感器体积，降低占用空间和设备成本，满足车载驱动功率模块小体积、低成本的应用。

技术领域

本发明涉及功率半导体技术领域，尤其涉及一种集成电流传感器的功率模块连接结构。

背景技术

功率模块是功率电子电力器件按一定的功能组合经封装的控制模块，用于电路负载的驱动。在新能源汽车的电机驱动中，如图1所示，常规功率模块的电流采样大多采用独立的电流传感器1通过螺栓与功率模块2进行连接装配。如图2所示，电流传感器1由磁芯11或感应芯片12构成，通过缩小电流传感器磁芯11的宽度L2，可以达到电流传感器1整体小型化的目的。但是，这样需要同时缩少穿过电流传感器磁芯11的母排端子21的宽度L1，而一旦母排端子21宽度变窄，流经母排端子21的电流密度和母排端子21温度都会上升，这样会引发过多热量传导至电机，以及母排端子21自身及其周边零件超过耐热温度的问题，而要解决这种问题，必须单独对母排端子或对母排端子所连接的接线座进行散热，常规的应用一般在母排端子或接线座周围再增加导热垫、导热胶等导热填料。且这种结构装配复杂，成本较高，占用空间大。现阶段新能源汽车所用控制器要求体积越来越小、成本越来低，该功率模块的电流采样方案已无法满足车载驱动功率模块的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种集成电流传感器的功率模块连接结构，本结构克服传统功率模块采用独立电流传感器进行电流采样的缺陷，有效减少母排宽度减小后的热量产生，高度集成减短了母排长度，缩小发热母排到冷却板的距离，通过母排连接放置在冷却板的覆铜陶瓷基板上，保证母排产生的热量快速通过覆铜陶瓷基板和冷却板散发。并且缩小电流传感器的体积，降低占用空间和设备成本，满足车载驱动功率模块小体积、低成本的应用。

为解决上述技术问题，本发明集成电流传感器的功率模块连接结构包括冷却板、覆铜陶瓷基板、功率模块和母排端子，所述覆铜陶瓷基板设于所述冷却板表面，所述功率模块设于所述覆铜陶瓷基板，所述母排端子连接所述覆铜陶瓷基板，本连接结构还包括电流传感器，所述母排端子包括与所述覆铜陶瓷基板连接的第一连接部、插入电流传感器磁芯和/或设置电流传感器感应芯片的第二连接部和与电机连接的第三连接部，所述第二连接部的宽度小于所述第一连接部和第三连接部的宽度。

进一步，所述第二连接部的厚度大于所述第一连接部和第三连接部的厚度，或所述第二连接部和第三连接部的厚度大于所述第一连接部的厚度，并且所述第二连接部与第一连接部厚度变化的分界线在两者中间或在第一连接部，所述第二连接部与第三连接部厚度变化的分界线在两者中间或在第三连接部。其中，由第一连接部、第二连接部和第三连接部构成的母排端子可以通过冷锻或挤压一体成型。

进一步，所述第二连接部包括由第一连接部延伸的第一端子和由第三连接部延伸的第二端子，所述第一端子和第二端子重叠并采用焊接或铆钉连接，所述电流传感器磁芯插入所述第一端子和第二端子的重叠位置，和/或所述电流传感器感应芯片设于所述第一端子和第二端子的重叠位置上方。

进一步，本连接结构还包括铜排，所述铜排的长度和宽度与所述第二连接部的长度和宽度匹配，所述铜排设于所述第二连接部的正面或背面并且采用焊接或铆钉连接，所述电流传感器磁芯插入所述铜排和第二连接部的连接部位，和/或所述电流传感器感应芯片设于所述铜排和第二连接部的连接部位上方。