IGBT功率组件制造技术

技术编号:20276795 阅读:21 留言:0更新日期:2019-02-02 05:14
本实用新型专利技术提供一种IGBT功率组件,包括封装下盖板、覆铜陶瓷基板、IGBT芯片及封装上盖板;所述覆铜陶瓷基板位于所述封装下盖板的上表面;所述IGBT芯片位于所述覆铜陶瓷基板的上表面;所述封装上盖板位于所述IGBT芯片的上表面。本实用新型专利技术的IGBT功率组件通过改善的结构设计,将IGBT芯片直接烧结焊接于覆铜陶瓷基板上,避免现有技术中存在的IGBT器件结构复杂、散热不佳、焊接工艺中产生的空洞率高以及因使用的陶瓷片易碎导致器件抗震能力不佳等问题。本实用新型专利技术的IGBT功率组件结构简单,能有效改善空洞率问题,且散热效果和抗震能力得到极大提升。

【技术实现步骤摘要】
IGBT功率组件
本技术涉及功率器件领域,特别是涉及一种IGBT功率组件。
技术介绍
IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是在金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)和双极晶体管(bipolarjunctiontransistor,BJT)基础上发展起来的一种新型复合功率器件,具有MOS输入、双极输出功能。IGBT集Bipolar器件通态压降小、载流密度大、耐压高和功率MOSFET驱动功率小、开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好等优点于一身,被业界誉为功率变流装置的“CPU”,广泛应用于轨道交通、航空航天、船舶驱动、智能电网、新能源、交流变频、风力发电、电机传动、汽车等强电控制等产业领域。目前在中小功率(0.4KW-5.5KW)变频器领域使用的IGBT器件中,IGBT芯片背面通常焊接镀锡铜基板外加焊层或在镀锡铜基板上焊接陶瓷片。这种背面为镀锡铜基板的IGBT器件被安装于变频器上时,存在着大电流经过后产生的背面基板高压放电破坏器件及变频器的风险,同时由于焊接过程中在镀锡铜基板和IGBT芯片之间会产生较多的接触空洞,极易导致IGBT器件散热性能不佳。中国专利CN203774320U中(公开日:2014年8月13日)公开了一种多场效晶体管集成模块,该专利在散热器和陶瓷板之间增涂导热硅脂层以加强散热效果。增加的导热硅脂层虽然一定程度上可以加强陶瓷板和散热器之间的热量交换,但场效应管和陶瓷板之间的热量交换未得到改善。而在镀锡铜基板上焊接陶瓷片,虽然可以进一步改善散热效果,解决安装后的高压放电和散热性能不佳的问题,但是该方案需经过焊接陶瓷片的工序,空洞率无法保障,且陶瓷片具有易碎的缺点,此外,该方案导致器件结构复杂,不利于器件的小型化。公开号为CN201520528494.0的中国专利申请(公开日:2016年1月6日)公开了一种中小功率变频器用IGBT功率组件,在原有IGBT芯片背面镀锡铜基板后焊接陶瓷片以及两面涂覆硅脂,以改善散热效果及解决安装后的高压放电和散热性能不佳的问题,但该方案同样存在着焊接过程中空洞率无法保障,且陶瓷片易碎,且器件结构复杂等问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点,本技术的目的在于提供一种IGBT功率组件,用于解决现有技术中存在的IGBT器件结构复杂、散热不佳、焊接工艺中产生的空洞率高以及因使用的陶瓷片易碎导致器件抗震能力不佳等问题。为实现上述目的及其他相关目的,本技术提供一种IGBT功率组件,包括封装下盖板、覆铜陶瓷基板、IGBT芯片及封装上盖板;所述覆铜陶瓷基板位于所述封装下盖板的上表面;所述IGBT芯片位于所述覆铜陶瓷基板的上表面;所述封装上盖板位于所述IGBT芯片的上表面。优选地,所述覆铜陶瓷基板包括基板主体和一端与所述基板主体相连接的多个管脚,多个所述管脚平行间隔分布在所述基板主体的同一侧。优选地,所述覆铜陶瓷基板的基板主体的尺寸小于所述封装下盖板的尺寸。优选地,所述封装下盖板、覆铜陶瓷基板及所述封装上盖板上均设置有通孔,所述封装下盖板的通孔的中心点、所述覆铜陶瓷基板的通孔的中心点及所述封装上盖板的通孔的中心点位于同一直线上。优选地,所述IGBT芯片位于所述覆铜陶瓷基板表面未设置有所述通孔的区域。优选地,所述封装上盖板上还包括两个半圆孔,两个所述半圆孔位于所述封装上盖板相对的两侧,且两个所述半圆孔的开口方向朝向远离所述通孔的方向。优选地,所述封装上盖板的两个所述半圆孔的中心点与所述封装上盖板的所述通孔的中心点位于同一条直线上。优选地,所述IGBT功率组件还包括散热器,所述散热器位于所述覆铜陶瓷基板和所述封装下盖板之间。优选地,所述覆铜陶瓷基板的厚度介于2~2.5mm之间。优选地,所述IGBT芯片烧结焊接于所述覆铜陶瓷基板的上表面。如上所述,本技术的IGBT功率组件,具有以下有益效果:本技术的IGBT功率组件通过改善的结构设计,将IGBT芯片直接烧结焊接于覆铜陶瓷基板上,避免现有技术中存在的IGBT器件结构复杂、散热不佳、焊接工艺中产生的空洞率高以及因使用的陶瓷片易碎导致器件抗震能力不佳等问题。本技术的IGBT功率组件结构简单,能有效改善空洞率问题,且散热效果和抗震能力得到极大提升。附图说明图1显示为本技术的IGBT功率组件的分解结构示意图。图2显示为本技术的IGBT功率组件中的覆铜陶瓷基板的结构示意图。元件标号说明11封装下盖板12覆铜陶瓷基板121基板主体122管脚122a管脚的第一部分122b管脚的第二部分13IGBT芯片14封装上盖板142半圆孔123,141通孔d间距具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。请参阅图1至图2。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本技术可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
所能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本技术可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质
技术实现思路
的变更下,当亦视为本技术可实施的范畴。且需要说明的是,本说明书在描述数值时采用“介于……之间”的描述,均包含端点值。如图1及图2所示,本技术提供一种IGBT功率组件,包括封装下盖板11、覆铜陶瓷基板12、IGBT芯片13及封装上盖板14;所述覆铜陶瓷基板12位于所述封装下盖板11的上表面;所述IGBT芯片13位于所述覆铜陶瓷基板12的上表面;所述封装上盖板14位于所述IGBT芯片13的上表面。当然,需要特别说明的是,实际的IGBT功率组件中,各部分结构之间是紧密贴合的,本实施例的图1中为明确示意出各部分结构而将各部分结构分隔开来。所述覆铜陶瓷基板12是在各个表面均烧结有铜箔的陶瓷基板,其具有极好的热循环性,且形状稳定、刚性好、导热率高及可靠性高,因而作为所述IGBT芯片13的支撑层,能改善散热效果,解决安装后的高压放电和散热性能不佳的问题,且能够极大提高器件的抗震能力,即采用所述覆铜陶瓷基板12使得本技术的IGBT功率组件的散热性能和抗震能力得到极大提高。在使用所述覆铜陶瓷基板12作为所述IGBT芯片13的支撑层的情况下,无需再焊接普通陶瓷板及/或增涂焊层及导热硅脂层,IGBT功率组件的整体结构大为简化。作为示例,所述IGBT芯片13烧结焊接于所述覆铜陶瓷基板12的上表面,更具体的,是通过高温烧结工艺焊接于所述覆铜陶瓷基板12的上表面。由于所述覆铜陶瓷基板12耐高温,因而烧结焊接过程可以在300℃以上的高温环境下进行,高温焊接过程中空洞率可以得到有效的控制和保障,从而有效避免传统的IGBT功率组件结构下因为增加陶瓷片散热导致焊接空洞率无法保障的问题。作为示例,所述覆铜陶瓷基板12表面刻蚀形成有电路图形,以实现器件间的电性连接或电绝缘。作为示例,所述覆铜陶瓷基板12包括基板主体121和一端与所述基板本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种IGBT功率组件,其特征在于,包括:封装下盖板;覆铜陶瓷基板,位于所述封装下盖板的上表面;IGBT芯片,位于所述覆铜陶瓷基板的上表面;封装上盖板,位于所述IGBT芯片的上表面。

【技术特征摘要】
1.一种IGBT功率组件,其特征在于,包括:封装下盖板;覆铜陶瓷基板,位于所述封装下盖板的上表面;IGBT芯片,位于所述覆铜陶瓷基板的上表面;封装上盖板,位于所述IGBT芯片的上表面。2.根据权利要求1所述的IGBT功率组件,其特征在于:所述覆铜陶瓷基板包括基板主体和一端与所述基板主体相连接的多个管脚,多个所述管脚平行间隔排布在所述基板主体的同一侧。3.根据权利要求2所述的IGBT功率组件,其特征在于:所述覆铜陶瓷基板的基板主体的尺寸小于所述封装下盖板的尺寸。4.根据权利要求1所述的IGBT功率组件,其特征在于:所述封装下盖板、覆铜陶瓷基板及所述封装上盖板上均设置有通孔,所述封装下盖板的通孔的中心点、所述覆铜陶瓷基板的通孔的中心点及所述封装上盖板的通孔的中心点位于同一直线上。5.根据权利要求4所述的IGBT功率组件,其特征在于:所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:李彦莹路笑杨小川
申请(专利权)人:华润微电子重庆有限公司
类型:新型
国别省市:重庆,50

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