[实用新型]一种基于梯度功能复合材料封装的压接型IGBT功率模块

权利要求书

1.一种基于梯度功能复合材料封装的压接型IGBT功率模块，其特征在于，包括同轴设置的集电极金属层和发射极金属层，集电极金属层和发射极金属层之间压接有IGBT子模块，IGBT子模块包括从上到下依次压接的集电极梯度功能复合材料层、IGBT功率芯片、发射极梯度功能复合材料层、铜底座和栅极PCB板，发射极梯度功能复合材料层和铜底座形状均为带缺口的长方体，压接后的IGBT子模块外套装封装外壳支架，压接后发射极梯度功能复合材料层和铜底座的缺口内放置栅极弹簧顶针，集电极梯度功能复合材料层分别与集电极金属层和IGBT功率芯片集电极表面的热膨胀系数相匹配，发射极梯度功能复合材料层分别与IGBT功率芯片的发射极表面和铜底座的热膨胀系数相匹配。

2.一种基于梯度功能复合材料封装的压接型IGBT功率模块，其特征在于，包括同轴设置的集电极金属层和发射极金属层，集电极金属层和发射极金属层之间压接有若干个并联连接的IGBT子模块，并联连接IGBT子模块外围的发射极金属层上安装有一圈Diode子模块，即不带缺角的反向续流二极管，IGBT子模块包括从上到下依次压接的集电极梯度功能复合材料层、IGBT功率芯片、发射极梯度功能复合材料层、铜底座和栅极PCB板，发射极梯度功能复合材料层和铜底座形状均为带缺口的长方体，压接后的发射极梯度功能复合材料层和铜底座外套装封装外壳支架，压接后发射极梯度功能复合材料层和铜底座的缺口内放置有栅极弹簧顶针，栅极PCB板上引出栅极驱动端子，各个IGBT子模块的栅极PCB板通过栅极驱动端子连接，外部驱动电路通过栅极驱动端子传输信号经PCB板和栅极弹簧顶针后控制IGBT子模块的通断，集电极梯度功能复合材料层分别与集电极金属层和IGBT功率芯片集电极表面的热膨胀系数相匹配，发射极梯度功能复合材料层分别与IGBT功率芯片的发射极表面和铜底座的热膨胀系数相匹配。

3.如权利要求1或2所述的压接型IGBT功率模块，其特征在于，集电极梯度功能复合材料层分别与集电极金属层和IGBT功率芯片集电极表面的热膨胀系数差值在5％以内；发射极梯度功能复合材料层分别与IGBT功率芯片的发射极表面和铜底座的热膨胀系数差值在5％以内。

4.如权利要求1或2所述的压接型IGBT功率模块，其特征在于，集电极梯度功能复合材料层与IGBT功率芯片集电极表面接触一侧材料硬度相同；发射极梯度功能复合材料层与IGBT功率芯片的发射极表面接触一侧材料硬度相同。

5.如权利要求1或2所述的压接型IGBT功率模块，其特征在于，集电极金属层和发射极金属层均为圆柱形，均由高导电、高导热的材料制成。

6.如权利要求1或2所述的压接型IGBT功率模块，其特征在于，栅极弹簧顶针上端连接至IGBT功率芯片，下端连接至栅极PCB板，尺寸为直径2mm的圆柱体，两端呈半球弧形。