半导体设备组件、压接式功率半导体模块及制造方法技术

技术编号:28044520 阅读:21 留言:0更新日期:2021-04-09 23:28
本申请提供了一种半导体设备组件、压接式功率模块及制造方法,该半导体设备组件包括主电路子组件和栅极子组件,所述主电路子组件包括多个主电路导电机构和主电路旁路机构,所述主电路导电机构包括半导体芯片以及一端通过垫片与所述半导体芯片接触的主电路导电柱;其中,所述主电路旁路机构为一体式结构,并且套设在多个所述主电路导电柱上,与每个所述主电路导电柱形成并联连接。通过该半导体设备组件,将所有芯片的旁路结构连通,当某一个导体芯片失效时,与其并联的芯片旁路结构能够继续提供电流导通路径,并且短路结构能够提升通流大小,提升旁路结构的失效通流能力。

【技术实现步骤摘要】
半导体设备组件、压接式功率半导体模块及制造方法
本专利技术涉及功率半导体领域,并且更具体地,涉及一种半导体设备组件、压接式功率半导体模块及其制造方法。
技术介绍
随着绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor,简称“IGBT”)器件应用领域的不断拓展,特别是在柔性直流输电、大型海上风力发电、矿用卡车变频器等高功率密度等级、高可靠性应用需求领域,大功率压接式IGBT无引线键合、无焊层且双面散热的独特设计,以及可以串联的压装方式和稳定的失效通流模式等技术优势,大幅提升了器件的功率容量和可靠性,目前已经逐步取代常规的焊接灌封型常规IGBT器件,成为上述高端领域应用的首选器件。基于以上应用领域,对压接式IGBT模块应用端提出了更高的要求:其一,防爆性,要求模块在失效时不爆炸,或绝缘外框能阻止爆炸时能量冲击;其二,密封性,芯片封装要求在完全密封的腔体内,能够阻止外部湿气浸入,提高可靠性;其三,失效短路特性,要求芯片在失效模式下能够形成可靠的、持续的电流通路(即不能形成开路)。针对以上背景和要求,许多主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体设备组件,其特征在于,包括主电路子组件和栅极子组件,所述主电路子组件包括多个主电路导电机构和主电路旁路机构,所述主电路导电机构包括半导体芯片以及一端通过垫片与所述半导体芯片接触的主电路导电柱;/n其中,所述主电路旁路机构为一体式结构,并且套设在多个所述主电路导电柱上,与每个所述主电路导电柱形成并联连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体设备组件,其特征在于,包括主电路子组件和栅极子组件,所述主电路子组件包括多个主电路导电机构和主电路旁路机构,所述主电路导电机构包括半导体芯片以及一端通过垫片与所述半导体芯片接触的主电路导电柱;
其中,所述主电路旁路机构为一体式结构,并且套设在多个所述主电路导电柱上,与每个所述主电路导电柱形成并联连接。


2.根据权利要求1所述的半导体设备组件,其特征在于,所述主电路旁路机构包括:
多个主电路旁路元件,每个所述主电路旁路元件呈弓形,其两端套设在对应的所述主电路导电柱上,以形成并联连接;
其中,多个所述主电路旁路元件通过短路元件连接为一体式结构;或者多个所述主电路旁路元件一体成型。


3.根据权利要求1或2所述的半导体设备组件,其特征在于,所述半导体设备组件还包括绝缘壳体、底板、栅极衬板、绝缘胶以及上压板,其中,所述绝缘壳体的底部和所述底板密封式接合,所述半导体芯片和所述栅极衬板设置在所述底板的上表面并通过键合线连接,所述主电路子组件固定安装于所述绝缘壳体内部,所述绝缘胶填充在所述绝缘壳体内部,所述上压板与多个所述主电路导电柱的另一端固定接合。


4.根据权利要求3所述的半导体设备组件,其特征在于,所述主电路子组件还包括主电路弹性施力机构,其包括多个主电路弹性施力元件,所述主电路弹性施力元件通过套筒套设在对应的所述主电路导电柱上。


5.根据权利要求3所述的半导体设备组件,其特征在于,所述栅极子组件包括:
栅极导电柱,其一端接触所述栅极衬板;
栅极旁路元件,其呈弓形且两端套设在所述栅极导电柱上;以及
栅极弹性施力元件,其通过套筒套设在所述栅极导电柱上。


6.根据权利要求5所述的半导体设备组件,其特征在于,所述主电路弹性施力元件和所述栅极弹性施力元件为碟簧、液压弹簧或者螺旋弹簧。


7.根据权利要求5所述的半导体设备组件,其特征在于,所述主电路旁路元件和所述栅极旁路元件由Cu或铝制成,且表面镀锡、镍或银。


8.根据权利要求5所述的半导体设备组件,其特征在于,所述主电路导电柱和所述栅极导电柱由Cu或铝制成,且表面镀银或镍。


9.一种压接式功率半导体模块,其特征在于,包括外壳、顶板、栅极PCB以及至少一个如权利要求1至8中任一项所述的半导体设备组件,其中,所述顶板与所述外壳密封式连接形成腔体,至少一个所述半导体设备组件固定设置在所述腔体内部,所述栅极PCB压接式设置于所述顶板和至少一个所述半导体设备...

【专利技术属性】
技术研发人员:常桂钦石廷昌罗海辉李寒吴义伯李星峰彭勇殿李亮星张文浩董国忠
申请(专利权)人:株洲中车时代半导体有限公司
类型:发明
国别省市:湖南;43

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