【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功率半导体器件领域,尤其是涉及一种应用于压接式半导体模块的结构及其制作方法。
技术介绍
IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOSFET(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和BJT的低导通压降两方面的优点。BJT饱和压降低、载流密度大、但驱动电流较大。MOSFET驱动功率很小、开关速度快、导通压降大、载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。由于以上诸多优点,使得IGBT非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。而压接式半导体模块作为IGBT模块一种常用的封装方式,其具有双面散热、更宽广的安全工作区(SOA)、更高的工作结温、无焊层、无引线键合、高可靠性等特点。尤其是失效短路(Fail-to-Short)的特殊特性,使其相比于BJT晶闸管以及传统的引线键合/焊接式IGBT模块而言,在柔性直流输电换流阀中的器件直接串联、苛刻应用环境和高可靠性要求的铁路机车主变流器等应用领域中具有非常显著的竞争优势。如附图1所示,为现有技术中一种典型的压接型IGBT封装结构,包括多个子模组17,一个PCB7以及外壳(包括管盖4、底座5和管壳23等)等部分。外壳分别连接各子模组17的集电极(漏极)和发射极(源极),栅极通过弹簧针19与PCB7连接,再通过PCB7上的电路汇集到栅极引出端6。其中,银
【技术保护点】
一种压接式半导体模块,其特征在于,包括:半导体芯片(1)、上钼片(2)、下钼片(3)、管盖(4)、底座(5)、栅极引出端(6)、PCB(7)和引线(8);所述上钼片(2)设置在所述半导体芯片(1)的上表面,所述下钼片(3)设置在所述半导体芯片(1)的下表面,所述下钼片(3)采用大钼圆片结构;所述半导体芯片(1)包括IGBT芯片或MOSFET芯片,所述IGBT芯片/MOSFET芯片的集电极/漏极烧结在所述下钼片(3)上,并作为压接式半导体模块的集电极/漏极;所述上钼片(2)烧结在IGBT芯片/MOSFET芯片的发射极/源极上,并作为压接式半导体模块的发射极/源极;所述PCB(7)设置在烧结有半导体芯片(1)的下钼片(3)上,所述IGBT芯片/MOSFET芯片的栅极(13)通过引线键合方式互连至所述PCB(7)上,并通过所述PCB(7)的内部线路汇集至所述栅极引出端(6);烧结有半导体芯片(1)的下钼片(3)固定在所述底座(5)上,所述管盖(4)设置在所述上钼片(2)的上部。
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种压接式半导体模块,其特征在于,包括:半导体芯片(1)、上钼片(2)、下钼片(3)、管盖(4)、底座(5)、栅极引出端(6)、PCB(7)和引线(8);所述上钼片(2)设置在所述半导体芯片(1)的上表面,所述下钼片(3)设置在所述半导体芯片(1)的下表面,所述下钼片(3)采用大钼圆片结构;所述半导体芯片(1)包括IGBT芯片或MOSFET芯片,所述IGBT芯片/MOSFET芯片的集电极/漏极烧结在所述下钼片(3)上,并作为压接式半导体模块的集电极/漏极;所述上钼片(2)烧结在IGBT芯片/MOSFET芯片的发射极/源极上,并作为压接式半导体模块的发射极/源极;所述PCB(7)设置在烧结有半导体芯片(1)的下钼片(3)上,所述IGBT芯片/MOSFET芯片的栅极(13)通过引线键合方式互连至所述PCB(7)上,并通过所述PCB(7)的内部线路汇集至所述栅极引出端(6);烧结有半导体芯片(1)的下钼片(3)固定在所述底座(5)上,所述管盖(4)设置在所述上钼片(2)的上部。
2.根据权利要求1所述的压接式半导体模块,其特征在于:烧结有半导体芯片(1)的下钼片(3)通过定位销(9)固定在所述底座(5)上。
3.根据权利要求2所述的压接式半导体模块,其特征在于:在所述底座(5)边缘的台阶表面或槽内设置有密封胶涂层(12)。
4.一种压接式半导体模块,其特征在于,包括:半导体芯片(1)、上钼片(2)、下钼片(3)、管盖(4)、底座(5)、栅极引出端(6)、PCB(7)和引线(8);所述上钼片(2)设置在所述半导体芯片(1)的上表面,所述下钼片(3)设置在所述半导体芯片(1)的下表面,所述下钼片(3)采用单个或是两个以上子钼片的组合结构;所述半导体芯片(1)包括IGBT芯片或MOSFET芯片,所述IGBT芯片/MOSFET芯片的集电极/漏极烧结在所述下钼片(3)上,并作为压接式半导体模块的集电极/漏极;所述上钼片(2)烧结在IGBT芯片/MOSFET芯片的发射极/源极上,并作为压接式半导体模块的发射极/源极;两面分别烧结有所述上钼片(2)和下钼片(3)的半导体芯片(1)通过所述PCB(7)固定在所述底座(5)的凸台(15)上,所述IGBT芯片/MOSFET芯片的栅极(13)通过引线键合方式互连至所述PCB(7)上,并通过所述PCB(7)的内部线路汇集至所述栅极引出端(6);烧结有半导体芯片(1)的下钼片(3)固定在所述底座(5)上,所述管盖(4)设置在所述上钼片(2)的上部。
5.根据权利要求4所述的压接式半导体模块,其特征在于:在所述底座(5)的凸台(15)边缘的台阶表面设置有密封胶涂层(12)。
6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的压接式半导体模块,其特征在于:所述半导体芯片(1)还包括FRD芯片或SBD芯片,所述FRD芯片或SBD芯片的阴极烧结在所述下钼片(3)上,所述FRD芯片或SBD芯片的阳极烧结在所述上钼片(2)上。
7.根据权利要求6所述的压接式半导体模块,其特征在于:所述压接式半导体模块还包括管壳(23),在所述管壳(23)与两面分别烧结上钼片(2)和下钼片(3)的半导体芯片(1)之间设置有绝缘胶灌注层(11),所述绝缘胶灌注层(11)的上表面低于所述上钼片(2)的上表面。
8.根据权利要求1至5、7中任一权利要求所述的压接式半导体模块,其特征在于:所述PCB(7)通过压紧配合或绝缘螺丝(10)紧固的方式安装在烧结有半导体芯片(1)的下钼片(3)上或安装在所述底座(5)上。
技术研发人员:方杰,李继鲁,窦泽春,肖红秀,常桂钦,彭勇殿,刘国友,
申请(专利权)人:株洲南车时代电气股份有限公司,
类型:发明
国别省市:湖南;43
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