一种塑封式IPM的导电结构的制作方法

一种塑封式ipm的导电结构
技术领域
1.本发明涉及电子电路技术领域，尤其是涉及一种塑封式ipm的导电结构。


背景技术：

2.塑封式智能功率模块(intelligentpowermodule，全文均简称ipm)，是将绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor，简称igbt)芯片及其驱动电路、控制电路和过流、欠压、短路、过热等保护电路集成于一体的新型控制模块，一般使用igbt作为功率开关元件，内部集成电流传感器及驱动电路的集成结构。ipm以其高可靠性，使用方便赢得越来越大的市场，尤其适合于驱动电机的变频器和各种逆变电源，是变频调速，冶金机械，电力牵引，伺服驱动，变频家电的一种非常理想的电力电子器件。
3.塑封式ipm是一种复杂、先进的功率模块，不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起。而且还内藏有过电压，过电流和过热等故障检测电路，并可将检测信号送到cpu。它由高速低功耗的管芯和优化的门极驱动电路以及快速保护电路构成。即使发生负载事故或使用不当，也可以保证ipm自身不受损坏。ipm一般使用igbt作为功率开关元件，内藏电流传感器及驱动电路的集成结构。同时它具有低成本、小型化、高可靠、易使用等优点，广泛应用于变频家电、逆变电源、工业控制等领域，社会效益和经济效益十分可观。
4.传统的塑封式ipm是通过键合线将引线框架、igbt芯片、二级管芯、驱动芯片之间电气连接，这样做的缺点是通过键合线将引线框架、igbt芯片、二级管芯和驱动芯片之间电气连接，键合难度，增加了工作人员的劳动强度，同时引线框架、igbt芯片、二级管芯和驱动芯片之间的键合线容易在注塑时破坏，增大了键合线失效的风险。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种塑封式ipm的导电结构，解决了传统的塑封式ipm通过键合线将引线框架、igbt芯片、二级管芯和驱动芯片之间电气连接，键合难度，增加了工作人员的劳动强度，同时引线框架、igbt芯片、二级管芯和驱动芯片之间的键合线容易在注塑时破坏，增大了键合线失效的风险的技术问题。
6.为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种塑封式ipm的导电结构，包括引线框架、igbt芯片、二级管芯、驱动芯片、压板以及导电薄膜，引线框架顶部安装有igbt芯片、二级管芯以及驱动芯片，压板与引线框架可拆卸连接，压板底部设有导电薄膜，压板可将导电薄膜压在引线框架、igbt芯片、二级管芯和驱动芯片上，以使导电薄膜与引线框架、igbt芯片、二级管芯和驱动芯片面接触。
7.进一步，导电薄膜通过导电银浆将引线框架、igbt芯片、二级管芯和驱动芯片电气连接。
8.进一步，导电薄膜在引线框架、igbt芯片、二级管芯、驱动芯片需要连接的地方预留了触点，并通过导电薄膜中的电路将各芯片连接起来。
9.进一步，压板包括第一水平部、连接部以及第二水平部，导电薄膜设在第一水平
部、连接部和第二水平部底部，第一水平部用于将导电薄膜压在igbt芯片、二级管芯、驱动芯片上，第一水平部两端分别倾斜向下设置有连接部，两个连接部远离第一水平部的一端分别设有第二水平部，第二水平部用于将导电薄膜压在引线框架上。
10.进一步，第一水平部中部安装有第一卡块，引线框架中部设有与第一卡块相配合的第一连接孔，第一水平部中部与引线框架中部通过第一卡块和第一连接孔可拆卸连接。
11.进一步，第一卡块为t形结构且与第一水平部一体成型。
12.进一步，第一卡块包括与第一水平部中部连接的第一竖板以及与第一竖板下端连接第一横板，第一横板与第一竖板的连接处且位于第一竖板两侧均设有向下凸起的第二拱形凸起。
13.进一步，两个第二水平部远离连接部的一端均设有第二卡块，引线框架两端均设有与第二卡块相配合的第二卡孔，两个第二水平部远离连接部的一端与引线框架两端通过第二卡块和第二卡孔可拆卸连接。
14.进一步，第二卡块为l形结构且与第二水平部一体成型。
15.进一步，第二卡块包括与第二水平部远离连接部的一端连接的第二竖板以及与第二竖板下端连接的第二横板，第二竖板与第二横板的连接处设有向下凸起的第一拱形凸起。
16.进一步，引线框架底部安装有散热板，散热板底部设有散热片。
17.进一步，散热板顶部与引线框架底部之间通过散热硅胶连接。
18.本发明的有益效果包括：
19.1、通过压板可将导电薄膜压在引线框架、igbt芯片、二级管芯、驱动芯片上，以使导电薄膜与引线框架、igbt芯片、二级管芯和驱动芯片面接触，与传统的通过键合线将引线框架、igbt芯片、二级管芯和驱动芯片之间键合的方式相比，无需要通过键合线将引线框架、igbt芯片、二级管芯和驱动芯片之间键合，降低了工作人员的工作强度，避免了引线框架、igbt芯片、二级管芯和驱动芯片之间的键合线容易在注塑时破坏，键合线失效的风险。
20.2、通过t型结构的第一卡块和第一卡孔配合，可方便对第一水平部与引线框架之间进行连接，通过l形结构的第二卡块与第二卡孔配合，可方便对第二水平部与引线框架之间进行连接，从而可方便对压板进行安装，即可方便对塑封式ipm进行组装。
21.3、引线框架、igbt芯片、二级管芯和驱动芯片工作过程中产生的热量可通过散热板传递到散热片上，并通过散热片散发，从而可快速对引线框架、igbt芯片、二级管芯和驱动芯片进行散热，从而可提高塑封式ipm的使用寿命。
22.4、导热硅胶可提高引线框架与散热片之间的热传导效率，从而可将引线框架、igbt芯片、二级管芯和驱动芯片工作过程中产生的热量快速传递到散热板上，从而可进一步快速对引线框架、igbt芯片、二级管芯和驱动芯片进行散热，从而可进一步提高塑封式ipm的使用寿命。
附图说明
23.图1是本发明实施例的一种塑封式ipm的导电结构结构示意图；
24.图2是本发明实施例的压板结构示意图；
25.图3是图1的a处放大图；
26.图4是图1的b处放大图；
27.图中：1、引线框架；2、igbt芯片；3、二级管芯；4、驱动芯片；5、压板；51、第一水平部；52、连接部；53、第二水平部；54、第一卡块；541、第一竖板；542、第二横板；543、第一拱形凸起；55、第二卡块；551、第二竖板；552、第二横板；553、第二拱形凸起；6、导电薄膜；7、散热板；71、散热片；8、导热硅胶。
具体实施方式
28.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
29.本发明提供了一种塑封式ipm的导电结构，如图1所示，包括引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3、驱动芯片4、压板5以及导电薄膜6，引线框架1顶部安装有igbt芯片2、二级管芯3、驱动芯片4，压板5与引线框架1可拆卸连接，压板5底部设有导电薄膜6，压板5可将导电薄膜6压在引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4上，以使导电薄膜6与引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4面接触。
30.通过压板6可将导电薄膜压在引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3、驱动芯片4上，以使导电薄膜5与引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4面接触，与传统的通过键合线将引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4之间键合的方式相比，无需要通过键合线将引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4之间键合，降低了工作人员的工作强度，避免了引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4之间的键合线容易在注塑时破坏，键合线失效的风险。
31.需要说明的是，导电薄膜6通过导电银浆将引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4电气连接；导电薄膜6上在引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3、驱动芯片4需要连接的地方预留了触点，并通过导电薄膜6中的电路将各芯片连接起来。
32.需要说明的，压板5为绝缘板，具体为塑料板或者橡胶板。不仅可在塑封式tpm注塑时对导电薄膜进行保护，同时也可避免导电薄膜6在使用过程中漏电的风险。
33.更具体地，如图2所示，压板5包括第一水平部51、连接部52以及第二水平部53，导电薄膜6设在第一水平部51、连接部52和第二水平部53底部，第一水平部51用于将导电薄膜6压在igbt芯片2、二级管芯3、驱动芯片4上，第一水平部51两端分别倾斜向下设置有连接部52，两个连接部52向远离第一水平部51的一端分别设有第二水平部53，第二水平部53用于将导电薄膜6压在引线框架1上。通过第一水平部51可将导电薄膜6压在igbt芯片2、二级管芯3、驱动芯片4上，通过第二水平部53可将导电薄膜6压在引线框架1上，从而可将导电薄膜更加牢固压紧在引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4上，可避免在塑封的过程中导电薄膜松动，从而可提高导电薄膜6与引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4之间的接触效果，结构简单，设计合理。
34.需要说明的是，第一水平部51、连接部52与第二水平部53一体成型，可使压板5结构更加简单。
35.本实施例中，如图3所示，第一水平部51底部安装有第一卡块54，引线框架1中部设有与第一卡块54相配合的第一连接孔11，第一水平部51中部与引线框架1中部之间通过第
一卡块54和第二连接孔11可拆卸连接。通过将第一水平部53中部与引线框架1中部之间通过第一卡块54和第一连接孔11可拆卸连接，不仅可使导电薄膜6与igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4之间紧密接触，同时也可对压板5进行拆卸。
36.本实施例中，第一卡块54为t形结构且与第二水平部53一体成型。t形结构的第一卡块54具有一定的弹性，可直接穿过第一卡孔11并固定在第一卡孔11内，同时也可将第一卡块54从第一卡孔11内拔出，操作方便，从而可方便对压板5进行拆装，即可方便对塑封式ipm进行组装。
37.需要说明的是，第一卡块54包括与第一水平部51顶部中间连接的第第二竖板541以及分别与第一竖板541下端连接第二横板542，第二横板542与第一竖板541的连接处且位于第二竖板541两侧均设有向下凸起的第二拱形凸起543。通过第二拱形凸起543可提高第一竖板541与第二横板542之间的弹性性能，从而可使第一卡块54更容易穿过第一卡孔11并固定在第二卡孔12，同时也可提高第一竖板541与第一横板542之间的连接强度，从而可防止在将第一卡块54穿过第一卡孔11时，第一竖板541与第二横板542之间断裂，结构简单，设计合理。
38.本实施例中，如图4所示，两个第二水平部53远离连接部52的一端均设有第二卡块55，引线框架1两端均设有与第二卡块55相配合的第二卡孔12，两个第二水平部53远离连接部52的一端与引线框架1两端通过第一卡块55和第二卡孔12可拆卸连接。通过将两个第二水平部53远离连接部52的一端与引线框架1两端通过第二卡块55和第二卡孔12可拆卸连接，通过将两个第二水平部53远离连接部52的一端分别与引线框架1两端通过第二卡块55和第二连接孔12可拆卸连接，不仅可进一步使导电薄膜6与引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4之间紧密接触，同时也可对压板5进行拆卸。
39.本实施例中，第二卡块55为l形结构且与第二水平部53成型。l形结5构的第二卡块55具有一定的弹性，可直接穿过第二卡孔12并固定在第二
40.卡孔12内，同时也可将第一卡块53从第一卡孔12内拔出，操作方便，从而可方便对压板5进行拆装，即可方便对塑封式ipm进行组装。
41.需要说明的是，第二卡块55包括与第二水平部53远离连接部52的一
42.端连接的第二竖板551以及与第二竖板551下端连接的第二横板552，第一0竖板551与第一横板552的连接处设有向下凸起的第二拱形凸起553。通过
43.第二拱形凸起553可提高第二竖板551与第二横板552之间的弹性性能，从而可使第二卡块55更容易穿过第二卡孔12并固定在第一卡孔，同时可防止在将第二卡块55穿过第二卡孔12时，第二竖板551与第二横板552之间断裂，结构简单，设计合理。
44.5本实施例中，引线框架1底部安装有散热板7，散热板7底部设有散热
45.片71。引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4工作过程中产生的热量可通过散热板7传递到散热片71上，并通过散热片71散发，从而可快速对引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4进行散热，从而可提高塑封式ipm的使用寿命。
46.0需要说明的是，散热片71为多块且等距离设在散热板7底部。
47.需要说明的是，散热板7和散热片71均采用铜或铝制成。采用铜或铝制成散热板7和散热片71，散热效果好。
48.本实施例中，散热板7顶部与引线框架1底部之间设有导热硅胶8。导热硅胶8可提
高引线框架1与散热片7之间的热传导效率，从而可将引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4工作过程中产生的热量快速传递到散热板7上，从而可进一步快速对引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4进行散热，从而可进一步提高塑封式ipm的使用寿命。
49.具体原理：安装时，将igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4焊接在引线框架1上，t形结构第一卡块54穿过第一卡孔11并固定在第一卡孔11，将l形结构的第二卡块54穿过第二卡孔12并固定在第二卡孔12内，即可对压板5进行安装，通过压板6可将导电薄膜压在引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3、驱动芯片4上，以使导电薄膜5与引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4面接触，最后对塑封式ipm进行注塑，即可完成对塑封式ipm的组装和注塑，操作方便。
50.本发明的有益效果包括：本发明提供了一种塑封式ipm的导电结构，通过压板6可将导电薄膜压在引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3、驱动芯片4上，以使导电薄膜5与引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4面接触，与传统的通过键合线将引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4之间键合的方式相比，无需要通过键合线将引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4之间键合，降低了工作人员的工作强度，避免了引线框架1、igbt芯片2、二级管芯3和驱动芯片4之间的键合线容易在注塑时破坏，键合线失效的风险。
51.以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。