绝缘栅双极型晶体管装置及半导体芯片制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种绝缘栅双极型晶体管装置及半导体芯片，包括底板、至少两个直接敷铜基板、至少两个绝缘栅双极型晶体管芯片、以及至少两个二极管芯片；直接敷铜基板设置于底板上，且每个直接敷铜基板上至少设置有一个绝缘栅双极型晶体管芯片和一个二极管芯片；二极管芯片相对设置，且至少两个直接敷铜基板上的绝缘栅双极型晶体管芯片和二极管芯片均呈镜像排布；直接敷铜基板上的绝缘栅双极型晶体管芯片和二极管芯片外围设置有绝缘沟槽，以划分出位于绝缘栅双极型晶体管芯片和二极管芯片与绝缘沟槽之间的散热区，且绝缘栅双极型晶体管与二极管芯片之间的散热区宽度大于预设宽度。上述绝缘栅双极型晶体管装置及半导体芯片散热性能好。

【技术实现步骤摘要】
绝缘栅双极型晶体管装置及半导体芯片
本技术涉及半导体封装
，特别是涉及一种绝缘栅双极型晶体管装置及半导体芯片。
技术介绍
在半导体芯片中，高功率的绝缘双极型晶体管(IGBT，InsulatedGateBipolarTransistor)芯片的使用越来越加广泛。由于高功率密度的IGBT芯片如果不能及时散热会导致其所在半导体芯片的温度升高，当半导体芯片持续在高温环境中工作时，其绝缘能力减弱，内部结构材料发生老化，从而影响设备的正常使用，甚至导致设备失灵，因此，在半导体芯片的直接敷铜(DBC，DirectBondedCopper)基板上布局的有限的空间内设计更高热性能的绝缘栅双极型晶体管装置是非常有必要的。但是，传统的包含绝缘栅双极型晶体管芯片的绝缘栅双极型晶体管装置由于直接敷铜基板上布局的不合理导致其散热性能较差，从而容易导致绝缘栅双极型晶体管装置所在的半导体芯片在工艺参数或者使用环境不合理时被损坏。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种绝缘栅双极型晶体管装置及半导体芯片。一种绝缘栅双极型晶体管装置，所述绝缘栅双极型晶体管装置包括底板、至少两个直接敷铜基板、至少两个绝缘栅双极型晶体管芯片、以及至少两个二极管芯片；所述直接敷铜基板设置于所述底板上，且每个所述直接敷铜基板上至少设置有一个所述绝缘栅双极型晶体管芯片和一个所述二极管芯片；所述至少两个直接敷铜基板上的所述二极管芯片相对设置，且所述至少两个直接敷铜基板上的所述绝缘栅双极型晶体管芯片和所述二极管芯片均呈镜像排布；其中，所述直接敷铜基板上的绝缘栅双极型晶体管芯片和所述二极管芯片外围设置有绝缘沟槽，以划分出位于所述绝缘栅双极型晶体管芯片和所述二极管芯片与所述绝缘沟槽之间的散热区，所述散热区内暴露所述直接敷铜基板，且所述绝缘栅双极型晶体管与所述二极管芯片之间的所述散热区宽度大于预设宽度。在其中一个实施例中，所述预设宽度大于等于3mm。在其中一个实施例中，所述绝缘栅双极型晶体管装置还包括设置于所述至少两个直接敷铜基板之间的连接桥；对于所述至少两个直接敷铜基板，其中一个所述直接敷铜基板上所述绝缘沟槽与所述直接敷铜基板边缘之间设置有信号端子区域；所述至少两个直接敷铜基板上的信号端子通过所述连接桥连接，并汇总至所述信号端子区域。在其中一个实施例中，在所述直接敷铜基板上，所述信号端子区域与所述绝缘栅双极型晶体管芯片和所述二极管芯片均相对设置。在其中一个实施例中，对于所述至少两个直接敷铜基板，在未设置有所述信号端子区域的所述直接敷铜基板上，所述绝缘沟槽与所述直接敷铜基板边缘之间设置有功率端子区域，且所述功率端子与所述信号端子区域相对设置；所述至少两个直接敷铜基板上的功率端子通过所述连接桥连接，并汇总至所述功率端子区域。在其中一个实施例中，对于所述至少两个直接敷铜基板，在设置有所述功率端子区域的所述直接敷铜基板上，所述绝缘沟槽与所述直接敷铜基板边缘之间还设置有预留区域；所述预留区域设置于所述功率端子区域远离所述信号端子区域的一侧，且所述预留区域与所述绝缘栅双极型晶体管芯片相对设置。在其中一个实施例中，所述直接敷铜基板的至少一顶角为倒角。在其中一个实施例中，所述至少两个直接敷铜基板的所述倒角呈镜像设置。在其中一个实施例中，所述直接敷铜基板、所述绝缘栅双极型晶体管芯片以及所述二极管芯片的数量均为两个，分别位于两个所述两个直接敷铜基板上的所述绝缘栅双极型晶体管芯片和所述二极管芯片组成半桥电路。一种半导体芯片，所述半导体芯片包括如上任一所述的绝缘栅双极型晶体管装置。上述绝缘栅双极型晶体管装置及半导体芯片，包括底板、设置于底板上的至少两个直接敷铜基板、至少两个绝缘栅双极型晶体管芯片以及至少两个二极管芯片，每个直接敷铜基板上至少设置有一个绝缘栅双极型晶体管芯片和一个二极管芯片，至少两个敷铜基板上的二极管芯片相对设置且绝缘栅双极型晶体管芯片和二极管芯片均呈镜像排布。其中，直接敷铜基板上的绝缘栅双极型晶体管芯片和二极管芯片外部设置有绝缘沟槽以划分出位于绝缘栅双极型晶体管芯片和二极管芯片与绝缘沟槽之间的暴露直接敷铜基板的散热区，散热区的覆铜面更利于散热，从而提升绝缘栅双极型晶体管装置的散热性能；同时，由于限制了绝缘栅双极型晶体管与二极管芯片之间的散热区宽度大于预设宽度，使得减少绝缘栅双极型芯片和二极管芯片的热量耦合，从而进一步提升了绝缘栅双极型晶体管模块的散热性能。包含绝缘栅双极型晶体管模块的半导体芯片即使在工艺参数或者使用环境不合理导致绝缘栅双极型晶体芯片温度升高时，由于绝缘栅双极型晶体管装置良好的散热性能，也不容易损坏半导体芯片。附图说明图1为一实施例中的绝缘栅双极型晶体管装置的立体图。图2为一实施例中的绝缘栅双极型晶体管装置的俯视图。图3为一实施例中的半桥电路电路图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”以及“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，需要说明的是，当元件被称为“形成在另一元件上”时，它可以直接连接到另一元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以直接连接到另一元件或者同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。在半导体芯片中，高功率的绝缘双极型晶体管(IGBT，InsulatedGateBipolarTransistor)芯片的使用越来越加广泛。由于高功率密度的IGBT芯片如果不能及时散热会导致其所在半导体芯片的温度升高，当半导体芯片持续在高温环境中工作时，其绝缘能力减弱，内部结构材料发生老化，从而影响设备的正常使用，甚至导致设备失灵，因此，在半导体芯片的直接敷铜(DBC，DirectBondedCopper)基板上布局的有限的空间内设计更高热性能的绝缘栅双极型晶体管装置是非常有必要的。但是，传统的包含绝缘栅双极型晶体管芯片的绝缘栅双极型晶体管装置由于直接敷铜基板上布局的不合理导致其散热性能较差，从而容易导致绝缘栅双极型晶体管装置所在的半导体芯片在工艺参数或者使用环境不合理时被损坏。本申请提出一种能够在直接敷铜基板上布局合理的绝缘栅双极型晶体管装置，从而增强绝缘栅双极型晶体管装置的散热性能，使得包含绝缘栅双极型晶体管装置的半导体芯片在工艺参数或者使用环境不合理时即使绝缘栅双极型晶体管芯片温度升高，也不容易损坏半导体芯片。图1为一实施例中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绝缘栅双极型晶体管装置，其特征在于，所述绝缘栅双极型晶体管装置包括底板、至少两个直接敷铜基板、至少两个绝缘栅双极型晶体管芯片、以及至少两个二极管芯片；/n所述直接敷铜基板设置于所述底板上，且每个所述直接敷铜基板上至少设置有一个所述绝缘栅双极型晶体管芯片和一个所述二极管芯片；所述至少两个直接敷铜基板上的所述二极管芯片相对设置，且所述至少两个直接敷铜基板上的所述绝缘栅双极型晶体管芯片和所述二极管芯片均呈镜像排布；/n其中，所述直接敷铜基板上的绝缘栅双极型晶体管芯片和所述二极管芯片外围设置有绝缘沟槽，以划分出位于所述绝缘栅双极型晶体管芯片和所述二极管芯片与所述绝缘沟槽之间的散热区，所述散热区内暴露所述直接敷铜基板，且所述绝缘栅双极型晶体管与所述二极管芯片之间的所述散热区宽度大于预设宽度。/n

【技术特征摘要】
1.一种绝缘栅双极型晶体管装置，其特征在于，所述绝缘栅双极型晶体管装置包括底板、至少两个直接敷铜基板、至少两个绝缘栅双极型晶体管芯片、以及至少两个二极管芯片；
所述直接敷铜基板设置于所述底板上，且每个所述直接敷铜基板上至少设置有一个所述绝缘栅双极型晶体管芯片和一个所述二极管芯片；所述至少两个直接敷铜基板上的所述二极管芯片相对设置，且所述至少两个直接敷铜基板上的所述绝缘栅双极型晶体管芯片和所述二极管芯片均呈镜像排布；
其中，所述直接敷铜基板上的绝缘栅双极型晶体管芯片和所述二极管芯片外围设置有绝缘沟槽，以划分出位于所述绝缘栅双极型晶体管芯片和所述二极管芯片与所述绝缘沟槽之间的散热区，所述散热区内暴露所述直接敷铜基板，且所述绝缘栅双极型晶体管与所述二极管芯片之间的所述散热区宽度大于预设宽度。


2.根据权利要求1所述的绝缘栅双极型晶体管装置，其特征在于，所述预设宽度大于等于3mm。


3.根据权利要求1所述的绝缘栅双极型晶体管装置，其特征在于，所述绝缘栅双极型晶体管装置还包括设置于所述至少两个直接敷铜基板之间的连接桥；
对于所述至少两个直接敷铜基板，其中一个所述直接敷铜基板上所述绝缘沟槽与所述直接敷铜基板边缘之间设置有信号端子区域；所述连接桥用于将另一个所述直接敷铜基板上的信号端子引出，所述至少两个所述直接敷铜基板上的所述信号端子均连接至所述信号端子区域。


4.根据权利要求3所述的绝缘栅双极型晶体管装置，其特征在于，在所述直接敷铜基板上，所述信号端子区域与所述绝缘栅双极型晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：王咏，崔晓，方碧芹，
申请(专利权)人：广东芯聚能半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44