一种具有内部测温功能的IGBT封装结构.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115863271A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211443974.8(51)Int.Cl.(22)申请日2022.11.18H01L23/34(2006.01)G01K11/3206(2021.01)(71)申请人中电普瑞电力工程有限公司G01K1/14(2021.01)地址102200北京市昌平区南邵镇南中路H01L23/31(2006.01)16号H01L23/04(2006.01)申请人南瑞集团有限公司H01L23/48(2006.01)国网山西省电力公司超高压变电分公司国家电网有限公司(72)发明人杜雲孙宝奎闻福岳韩磊陈鹏杜宇鹏顾然(74)专利代理机构北京安博达知识产权代理有限公司11271专利代理师徐国文权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种具有内部测温功能的IGBT封装结构(57)摘要本发明提供一种具有内部测温功能的IGBT封装结构，包括：外壳、设置于外壳上的光纤连接器、设置于外壳内的IGBT芯片和测温组件；光纤连接器穿过所述外壳分别与测温组件和外部光学检测系统连接；测温组件采用光纤，并采用飞秒激光光刻技术在单根光纤上连续刻蚀多个光栅，再将光纤光栅埋设在对应IGBT芯片的多个测温区内，能够直接在线测量多点IGBT结温，准确度更高；本发明的光纤连接器，结构体积小，可安装于IGBT外壳上，可采用多种插针端面，连接方便，具有良好的兼容性。CN115863271ACN115863271A权利要求书1/2页1.一种具有内部测温功能的IGBT封装结构，其特征在于，包括：外壳(1)、设置于外壳(1)上的光纤连接器(2)、设置于外壳(1)内的IGBT芯片(10)和测温组件(5)；所述光纤连接器(2)穿过所述外壳(1)，一端与测温组件(5)连接，另一端外接光学检测系统；所述IGBT芯片(10)具有多个测温区；所述测温组件(5)为光纤光栅传感器，其上刻蚀有多个光栅(3)；所述测温组件(5)与IGBT芯片(10)接触，且各光栅传感器位于各测温区内；当光学检测系统提供的光信号通过测温组件(5)时，测温组件(5)各光栅(1)通过感应IGBT芯片(10)上多个测温区的结温后改变中心波长，生成测温光信号，并将所述测温光信号通过光纤连接器(2)发送到光学检测系统。2.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述测温组件(5)包括：感应段(51)和传输段(52)；所述感应段(51)包括第一光纤(14)和套设于所述第一光纤(14)外的第一套管(16)；所述多个光栅(3)刻蚀于所述第一光纤(14)上；所述传输段(52)包括：第二光纤(15)和套设于所述第二光纤(15)外部的第二套管(17)，所述第二光纤(15)与所述第一光纤(14)一体成型，所述第二光纤(15)远离所述第一光纤(14)的尾部与光纤连接器(2)的所述一端固定连接。3.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述光栅(3)采用激光刻蚀技术进行刻蚀。4.如权利要求3所述的封装结构，其特征在于，在刻蚀时使所述各个光栅(3)的中心波长不同，且各光栅(3)的中心波长相差2nm以上；所述光栅(3)的长度小于1mm。5.如权利要求3所述的封装结构，其特征在于，所述激光刻蚀技术包括：飞秒激光在线刻蚀技术。6.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述光栅(3)的数量大于3小于12。7.如权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括固定胶(4)；所述固定胶(4)用于固定所述第一套管(16)与所述第二套管(17)，且使所述第一套管(16)与所述第二套管(17)之间具有一定间隔；所述固定胶(4)还用于将所述第一套管(16)与所述第一光纤(14)固定，且使所述第一光纤(14)的固定处在第一套管(16)内悬空；所述固定胶(4)还用于密封所述第一套管(16)远离所述第二套管(17)的一端。8.如权利要求7所述的封装结构，其特征在于，所述第二套管(17)与第一套管(16)的间距为2～3mm。9.如权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述光纤连接器(2)的所述一端包括：陶瓷插芯(6)和陶瓷套筒(12)；陶瓷插芯(6)与第二光纤(15)远离第一光纤(14)的尾部固定；所述陶瓷插芯(6)设置于所述陶瓷套筒(12)内。10.如权利要求9所述的封装结构，其特征在于，所述陶瓷套筒(12)为C型陶瓷套筒(12)；其内径小于陶瓷插芯(6)的外径。11.如权利要求9所述的封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括基板(11)；所述IGBT芯片(10)设置于所述基板(11)上；所述光纤连接器(2)的所述另一端包括：带有垫片的法兰盘(8)；所述垫片通过导线与基板(11)相连。2CN115863271A权利要求书2/2