功率端子組及功率電子模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及功率電子模塊技術領域，具體涉及一種功率端子組及包括該功率端子組的功率電子模塊。
【背景技術】
[0002]大功率變流器在軌道交通、工業變流、新能源等領域的應用越來越廣泛。大功率變流器中使用的功率半導體芯片IGBT越來越短的開關時間導致了過高的dv/dt和di/dt，由于寄生電感(或稱雜散電感)的存在，在IGBT關斷時會產生尖峰電壓，一般尖峰電壓在IGBT上容易表現為超過最大允許電壓的過電壓，這種過電壓再加上直流母線電壓可能導致Vra>Vra(Max)，過電壓可能直接導致IGBT芯片損壞，這將導致了分布雜散電感對功率器件關斷特性有更重要的影響。
[0003]由于雜散電感對功率電子模塊的開關損耗有著重大的影響，因此降低功率模塊內部的雜散電感對于增加功率電子模塊的功率密度、開關密度和可靠性有重大意義。
[0004]目前市場上流行的功率模塊的母排端子結構通常是采用由陽極端子11’和陰極端子12’連接形成的直板型并排結構，如圖8所示，母排端子的復雜引腳結構會造成的渦流損耗以及電流分布不均，可能反而會增加母排的電感；而且這種直板型并排結構的母排端子具有較大的電流路徑，使得這種母排端子具有較高的雜散電感。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是，提供一種能降低電感的功率端子組。
[0006]本發明的技術解決方案是，提供一種具有以下結構的功率端子組，包括陽極端子和陰極端子，所述陽極端子和陰極端子在豎直方向呈蛇形蜿蜒疊層結構，且陽極端子與陰極端子構造成:兩者的結構相互配合，以使在通入電流時，陽極端子與陰極端子產生的電感可相互抵消。
[0007]與現有技術相比，本發明的功率端子組具有以下優點。由于陽極端子和陰極端子在豎直方向呈蛇形蜿蜒結構，因此，陽極端子和陰極端子內部相鄰層之間的電流方向相反，陽極端子內部和陰極端子內部產生的電感可相互抵消。另外，由于陽極端子和陰極端子的結構相互配合，尤其是使得陽極端子和陰極端子相對或相配合的部分上的電流方向相反，可實現陽極端子及陰極端子周圍產生的雜散電感相互抵消，從而降低功率端子組的整體電感，得到低電感功率端子組。
[0008]在一個實施例中，所述陽極端子的上部與所述陰極端子的上部為鏡像對稱結構，所述陽極端子的下部與所述陰極端子的下部相互交疊，所述陽極端子的引腳與所述陰極端子的引腳間隔設置。由于陽極端子的上部與陰極端子的上部為鏡像對稱結構，從陽極端子上通入一定量的電流后，電流經陰極端子流出，陽極端子的上部與陰極端子的上部的對應部位的電流方向相反，該兩部分上產生的電感可相互抵消。另外，由于陽極端子的下部與所述陰極端子的下部相互交疊以及陽極端子的引腳與所述陰極端子的引腳間隔設置這樣的結構設置，使得下部和引腳的電感也可以抵消，從而最大限度地降低了雜散電感。
[0009]在一個實施例中，所述陽極端子包括:
[0010]安裝部；
[0011]豎向連接部，其與安裝部垂直連接；
[0012]兩個第一彎折部，兩個第一彎折部均與豎向連接部垂向連接，且平行同向設置，每個第一彎折部由兩個與安裝部平行的平行連接部以及兩個與安裝部垂直的垂向連接部間隔連接形成，且構成兩個反向的彎折部分；
[0013]兩個L型的交疊部，分別連接在兩個第一彎折部的末端且L型的交疊部相向設置；以及
[0014]四個引腳，其分別連接在兩個L型的交疊部上，包括兩個沿L型的交疊部向外延伸并相互遠離的引腳和兩個向內側延伸相互靠近的引腳。在陽極端子中，兩個反向的彎折部分由于流動電流方向相反，因此產生的電感可以在一定程度上形成抵消，從而降低陽極端子內部的電感。
[0015]在一個優選的實施例中，兩個第一彎折部處于第二個彎折部分之間的間隙比第一個彎折部分之間的間隙大，兩個L型的交疊部之間的間隙從大變小。
[0016]在一個實施例中，與所述陽極端子相配的陰極端子包括:
[0017]安裝部；
[0018]豎向連接部，其與安裝部垂直連接；
[0019]兩個第一彎折部，兩個第一彎折部均與豎向連接部垂向連接，且平行同向設置，每個第一彎折部由兩個與安裝部平行的平行連接部以及兩個與安裝部垂直的垂向連接部間隔連接形成，且構成兩個反向的彎折部分；
[0020]兩個L型的交疊部，分別連接在兩個第一彎折部的末端且L型的交疊部相離設置；以及
[0021]四個引腳，其兩兩軸對稱連接在兩個L型的交疊部向外側凸出的部分上。
[0022]在一個優選的實施例中，所述陰極端子中設有間隙，所述間隙從兩個第一彎折部向下延伸，且兩個第一彎折部處于第一個彎折部分的的間隙比處于第二彎折部之間的間隙大。
[0023]在一個實施例中，所述陽極端子包括:
[0024]水平設置的安裝部；
[0025]第一級豎向連接部，其與安裝部連接；
[0026]至少兩個豎向連接的彎折部，每個彎折部包括反向連接的兩個彎折單元，每個彎折單元由一個水平連接部和一個豎向連接部構成；
[0027]交疊部，與彎折部的末端連接，交疊部包括兩個L型的水平連接部，兩個L型的水平連接部徑向設置；以及
[0028]四個引腳，其兩兩軸對稱連接在兩個L型的水平連接部位于第二彎折部外側的凸出部分上。
[0029]在一個實施例中，與所述陽極端子相配的陰極端子包括:
[0030]水平設置的安裝部；
[0031]第一級豎向連接部，其與安裝部連接；
[0032]至少兩個豎向連接的彎折部，每個彎折部包括反向連接的兩個彎折單元，每個彎折單元由一個水平連接部和一個豎向連接部構成；
[0033]交疊部，與彎折部的末端連接，交疊部包括由長連接部和短連接部連接形成的兩個L型的水平連接部，該兩個L型的水平連接部鏡像設置；以及
[0034]四個引腳，其分別通過一個最后一級豎向連接部與交疊部的四個部分連接，且連接到兩個短連接部的兩個引腳朝向內側，連接到兩個長連接部的兩個引腳朝向外側。
[0035]在一個實施例中，所述陽極端子和陰極端子中均設有間隙，所述間隙均從第一個彎折部的中部向下延伸，所述陽極端子彎折部中的間隙比交疊部中的間隙大，所述陰極端子的間隙從第一個彎折部與第一級豎向連接部的連接處向下延伸，到第二個彎折部間隙變大，到兩個L型的水平連接部的相向設置處變小。
[0036]本發明還涉及一種功率電子模塊，包括絕緣襯板和上述的功率端子組，所述絕緣襯板上設有集電極區域和發射極區域，所述功率端子組中的陽極端子的引腳焊接到集電極區域，所述陰極端子的引腳焊接到發射極區域。
【附圖說明】
[0037]圖1所示是本發明的一種具有三層水平連接臺面的豎直型低電感預彎曲功率端子中正電極功率端子的結構示意圖。
[0038]圖2所示是一種具有三層水平連接臺面的豎直型低電感預彎曲功率端子中負電極功率端子的結構示意圖。
[0039]圖3所示是一種具有三層水平連接臺面的豎直型低電感預彎曲功率端子的結構示意圖。
[0040]圖4所示是一種具有五層水平連接臺面的豎直型低電感預彎曲功率端子中正電極功率端子的結構示意圖。
[0041]圖5所示是一種具有五層水平連接臺面的豎直型