一种IGBT器件的复合装载连线方法技术

本发明专利技术公开了一种IGBT器件的复合装载连线方法，包括有IGBT芯片、二极管芯片、底板、打线区和三个引脚，根据底板的长宽尺寸和IGBT芯片和二极管芯片焊料的长宽尺寸确定IGBT芯片和二极管芯片在底板上的装载位置，通过导电引线将IGBT芯片的发射极E与第三引脚的打线区实现电气连接，通过导电引线将二极管芯片的阳极A与第三引脚的打线区实现电气连接，通过导电引线将IGBT芯片的栅极G与第一引脚的打线区实现电气连接，实现IGBT芯片与二极管芯片以反并联的方式连接在一起，这样的方法，形成一个集成度更高、带逆向导通二极管的IGBT分立器件，降低整机内部引线电感，提高产品的功率密度，具有结构精巧简单，节省空间，可靠性高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造的
，特别是一种IGBT器件的复合装载连线方法。
技术介绍
IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor的缩写，意为绝缘栅双极型晶体管。IGBT是由BJT (双极型晶体管)与MOSFET (绝缘栅型场效应晶体管)组成的复合全控型电压驱动式电子器件。该器件具有开关频率高、输入阻抗较大、热稳定性好、驱动电路简单、低饱和电压及大电流等特性，被作为功率器件广泛应用于交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动、数码相机、电磁加热设备、UPS、电焊机、风力发电等工业控制和电力电子系统领域中。IGBT在整机中主要工作在开关状态下，且大多数使用在感性负载条件下。为使我们设计的整机能够更安全、更可靠的工作，对IGBT的保护显得尤为重要。目前，在使用和设计IGBT的时候，一般所留的余量都较大，但仍无法抵抗来自外界的干扰和自身整机引起的各种失效问题内因如器件外围分 布的杂散电感、电机感应电动势、负载突变等引起过电压和过电流；外因如电网波动、电力线感应、浪涌等。IGBT失效主要是由集电极和发射极的过压/过流和栅极的过压/过流引起。另外，漏感及引线电感的存在，将导致IGBT集电极过电压，而在器件内部产生擎住效应，使IGBT锁定失效。同时，较高的过电压会使IGBT击穿。IGBT由于上述原因进入放大区，使管子开关损耗增大。在具体的电路使用中，防止IGBT失效的措施之一就是在IGBT的集电极C和发射极E间反向并联焊接一个二极管FRD (Fast Recovery Diode,快速恢复二极管),作用就是为IGBT工作时提供续流通道、防止被击穿损坏。这种做法虽一定程度上可保护IGBT，但是因为两者间的连接导线较长，分布电感、电容较大，失效情况的出现还是不可避免，且二极管FRD的存在会占用PCB线路板一部分的空间，同时影响装配效率。
技术实现思路
鉴于上述现有技术存在的问题，本专利技术旨在提出一种IGBT器件的复合装载连线方法，将IGBT芯片与二极管芯片以反并联的方式封装在一起，形成一个集成度更高、带逆向导通二极管的IGBT分立器件，降低整机内部引线电感，提高产品的功率密度和可靠性。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了下述技术方案一种IGBT器件的复合装载连线方法，包括IGBT芯片、二极管芯片、底板、打线区和三个引脚，所述底板与第二引脚连接、与第一引脚和第三引脚隔离，其特征在于包括以下步骤第一步，根据IGBT芯片和二极管芯片的长宽尺寸，分别确定将芯片焊接到底板上所需焊料的长宽尺寸，IGBT芯片焊料的长宽尺寸是IGBT芯片的长宽尺寸的1. 2-1. 5倍，二极管芯片焊料的长宽尺寸是二极管芯片的长宽尺寸的1. 2-1. 5倍，即尺寸系数为1. 2-1. 5 ；第二步，根据底板的长宽尺寸和IGBT芯片焊料的长宽尺寸、二极管芯片焊料的长宽尺寸确定IGBT芯片和二极管芯片在底板上的装载位置，所述IGBT芯片的焊料与二极管芯片的焊料之间的边缘间距大于等于O. 5_，所述的IGBT芯片的焊料、二极管芯片的焊料与所述底板之间的边缘间距大于等于O. 5mm ；第三步，在底板上，根据第二步确定的装载位置，先点上焊接IGBT芯片的焊料，将IGBT芯片焊接到底板上，然后在旁侧点上焊接二极管芯片的焊料，再将二极管芯片焊接到底板上，通过焊接，所述的IGBT芯片的集电极C与二极管芯片的阴极K分别通过焊料与底板实现电气连接；第四步，通过导电引线将IGBT芯片的发射极E与第三引脚的打线区实现电气连接，通过导电引线将二极管芯片的阳极A与第三引脚的打线区实现电气连接，通过导电引线将IGBT芯片的栅极G与第一引脚的打线区实现电气连接，实现IGBT芯片与二极管芯片以反并联的方式连接在一起；第五步，通过注塑机将IGBT芯片与二极管芯片及底板和打线区用塑封料包封起来。进一步地，在所述第二步确定IGBT芯片和二极管芯片在底板上的装载位置时，以底板的长度减去IGBT芯片焊料和二极管芯片焊料的长度，所得数值平均为三等份，这个平均值就是IGBT芯片焊料边缘与相邻底板侧边的间距、也是二极管芯片焊料边缘与相邻底板侧边的间距、也是IGBT芯片焊料边缘与相邻二极管芯片焊料边缘之间的间距，该间距要大于等于O. 5mm ;底板的宽度减去IGBT芯片焊料的宽度，所得数值平均为两等份，这个平均值就是IGBT芯片焊料上边缘到底板上边、下边缘到底板下边的间距，该间距要大于等于 O.5mm;底板的宽度减去二极管芯片焊料的宽度，所得数值平均为两等份，这个平均值就是二极管芯片焊料上边缘到底板上边、下边缘到底板下边的间距，该间距要大于等于O. 5mm。在IGBT芯片的发射极(E)与第三引脚的打线区之间共设有P条导电引线，该P条导电引线的布局是，将IGBT芯片的发射区的长度平均分为P等份，在每等份的中心点焊一条铝导电引线，连接至第三引脚的打线区，且该P条铝导电引线与连接于二极管芯片的阳极(A)和第三引脚之间的另一导电引线一起共有p+1条，该p+1条导电引线的布局是，将第三引脚的打线区的长度平均分为P+1等份，在每等份的中心点焊一条铝导电引线，与IGBT芯片的发射区和二极管芯片的阳极连接，且P的值为2至5。所述导电引线的弧高，即导电引线最高点到芯片表面的垂直距离为Imm至2mm。所述焊料的厚度为20 μ m至60 μ m。当所述第二步中确定芯片装载位置得出的间距小于O. 5_时，说明焊料的长宽尺寸过大，尺寸系数选取过大，必须重新选择更小的尺寸系数，重新确定芯片装载位置。本专利技术具有以下有益效果采用复合封装结构，将IGBT芯片与二极管芯片以反并联的方式封装在一起，形成一个集成度更高、带逆向导通二极管芯片的IGBT分立器件。降低整机内部引线电感，解决寄生参数大导致的失效问题；简化用户设计，进一步提高产品的功率密度和可靠性，减少开关损耗；减少整机体积，降低使用和装配成本。反并联方式下器件工作模式=IGBT芯片导通时，集电极C的电位比发射极E的高，电流从集电极C流往发射极E，这种条件下，反并联的二极管因为电压反向而处于截止状态；当二极管导通时，阳极A的电位比阴极K的高，电流从阳极A流往阴极K，这种条件下，IGBT芯片因为电压反向而处于截止状态。并联的情况是IGBT芯片导通时，二极管导通；反并联则是IGBT芯片导通时二极管截止，而二极管导通时IGBT芯片截止。附图说明图1为IGBT芯片的等效示意图；图2为_■极管芯片的等效不意图；图3为本专利技术的等效示意图；图4为装片支架的示意图；图5为本专利技术的结构示意图；图6为图5的A-A截面示意图；图7为IGBT芯片发射极E的三条导电引线的布局坐标示意图。标号说明1、IGBT芯片2、二极管芯片3、底板4. 1,4. 2、焊料 5.1、第一引脚的打线区5. 2、第三引脚的打线区6G、第一引脚6C、第二引脚6E、第三引脚7· 1、7· 2、7· 3、导电引线 8、封装壳9. 1、9· 2、金属层具体实施例方式图1为IGBT芯片的等效示意图，包括栅极G，发射极E和集电极C。 图2为_■极管芯片的等效不意图，包括阳极A和阴极K。图3为本专利技术的等效示意图，如图所示，将IGBT芯片和二极管芯片以反并联的方式复合封装在一起。使当IGBT导通时，集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种IGBT器件的复合装载连线方法，包括IGBT芯片、二极管芯片、底板、打线区和三个引脚，所述底板与第二引脚连接、与第一引脚和第三引脚隔离，其特征在于：包括以下步骤：第一步，根据IGBT芯片和二极管芯片的长宽尺寸，分别确定将芯片焊接到底板上所需焊料的长宽尺寸，IGBT芯片焊料的长宽尺寸是IGBT芯片的长宽尺寸的1.2?1.5倍，二极管芯片焊料的长宽尺寸是二极管芯片的长宽尺寸的1.2?1.5倍，即尺寸系数为1.2?1.5；第二步，根据底板的长宽尺寸和IGBT芯片焊料的长宽尺寸、二极管芯片焊料的长宽尺寸确定IGBT芯片和二极管芯片在底板上的装载位置，所述IGBT芯片的焊料区与二极管芯片的焊料区之间的边缘间距大于等于0.5mm，所述的IGBT芯片的焊料区、二极管芯片的焊料区与所述底板之间的边缘间距大于等于0.5mm；第三步，在底板上，根据第二步确定的装载位置，先点上焊接IGBT芯片的焊料，将IGBT芯片焊接到底板上，然后在旁侧点上焊接二极管芯片的焊料，再将二极管芯片焊接到底板上，通过焊接，所述的IGBT芯片的集电极（C）与二极管芯片的阴极（K）分别通过焊料与底板实现电气连接；第四步，通过导电引线将IGBT芯片的发射极（E）与第三引脚的打线区实现电气连接，通过导电引线将二极管芯片的阳极（A）与第三引脚的打线区实现电气连接，通过导电引线将IGBT芯片的栅极（G）与第一引脚的打线区实现电气连接，实现IGBT芯片与二极管芯片以反并联的方式连接在一起；第五步，通过注塑机将IGBT芯片与二极管芯片及底板和打线区用塑封料包封起来。...

【技术特征摘要】
1.一种IGBT器件的复合装载连线方法，包括IGBT芯片、二极管芯片、底板、打线区和三个引脚，所述底板与第二引脚连接、与第一引脚和第三引脚隔离，其特征在于包括以下步骤 第一步，根据IGBT芯片和二极管芯片的长宽尺寸，分别确定将芯片焊接到底板上所需焊料的长宽尺寸，IGBT芯片焊料的长宽尺寸是IGBT芯片的长宽尺寸的1. 2-1. 5倍，二极管芯片焊料的长宽尺寸是二极管芯片的长宽尺寸的1. 2-1. 5倍，即尺寸系数为1. 2-1. 5 ； 第二步，根据底板的长宽尺寸和IGBT芯片焊料的长宽尺寸、二极管芯片焊料的长宽尺寸确定IGBT芯片和二极管芯片在底板上的装载位置，所述IGBT芯片的焊料区与二极管芯片的焊料区之间的边缘间距大于等于O. 5_，所述的IGBT芯片的焊料区、二极管芯片的焊料区与所述底板之间的边缘间距大于等于O. 5mm ； 第三步，在底板上，根据第二步确定的装载位置，先点上焊接IGBT芯片的焊料，将IGBT芯片焊接到底板上，然后在旁侧点上焊接二极管芯片的焊料，再将二极管芯片焊接到底板上，通过焊接，所述的IGBT芯片的集电极(C)与二极管芯片的阴极(K)分别通过焊料与底板实现电气连接； 第四步，通过导电引线将IGBT芯片的发射极(E)与第三引脚的打线区实现电气连接，通过导电引线将二极管芯片的阳极(A)与第三引脚的打线区实现电气连接，通过导电引线将IGBT芯片的栅极(G)与第一引脚的打线区实现电气连接，实现IGBT芯片与二极管芯片以反并联的方式连接在一起； 第五步，通过注塑机将IGBT芯片与二极管芯片及底板和打线区用塑封料包封起来。2.根据权利要求1所述的复合装载连线方法，其特征是，在所述第二步确定IGBT芯片和二极管芯片在底板上的装载位置时，以底板的长度减去IGBT芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨林，严向阳，张国光，袁凤江，杨全忠，黄荣华，姚剑锋，王光明，
申请(专利权)人：佛山市蓝箭电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：