一种大功率压接式IGBT器件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种大功率压接式IGBT器件。IGBT器件为圆柱体或矩形体，所述IGBT器件包括管壳以及设置在管壳上下两端的两个功率电极，上功率电极为平板结构，下功率电极其中一面分布凸台阵列。器件内部在每个凸台上会设置子模组，子模组分为IGBT子模组和FWD子模组两类。IGBT和FWD子模组均包括功率芯片、多片金属垫片和绝缘框架；功率芯片包括IGBT芯片和FWD芯片两组。子模组中的IGBT芯片和FWD芯片均为厚度100-1000微米的矩形硅片。压接IGBT器件内部无任何焊点。在实际应用时，依靠器件外部施加的数十牛压力实现芯片和上下功率电极的良好连接，提高了器件可靠性，降低了工艺复杂度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种大功率压接式IGBT器件
本技术涉及一种功率器件，具体讲涉及一种大功率压接式IGBT器件。
技术介绍
目前发展最为迅猛的电力电子器件绝缘栅双极晶体管IGBT广泛应用于新能源、输变电、轨道交通、冶金、化工等领域。与传统的焊接模块式IGBT器件比，压接式IGBT除具有无焊点、双边冷却、高可靠性等优点外，在发生故障时失效形式为短路，在串联应用时并不会因为个别器件的失效而引起整个装置的运行中断，因此非常适合于有高耐压要求的电力系统应用。现有压接IGBT器件子模组部件不能通用，且IGBT与FWD芯片的布局并不能使电流路径最优化，从而影响器件整体性能。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术的目的是提供一种大功率压接式IGBT器件封装结构，该IGBT器件封装结构外观由上下两个功率电极及侧面的陶瓷管壳组成，内部为多个包含功率芯片的子模组，每一个子模组内包含一片功率芯片。随整个器件电流等级的不同，压接IGBT内部并联有数片至数十片功率芯片，即包含数个至数十个子模组。本技术提高了器件可靠性，降低了工艺复杂度。本技术的目的是采用下述技术方案实现的:本技术提供一种大功率压接式IGBT器件，所述IGB本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率压接式IGBT器件，所述IGBT器件包括管壳以及设置在管壳两端的两个功率电极，其特征在于，其中一个功率电极分布凸台阵列，在每个凸台上设置子模组。

【技术特征摘要】
1.一种大功率压接式IGBT器件，所述IGBT器件包括管壳以及设置在管壳两端的两个功率电极，其特征在于，其中一个功率电极分布凸台阵列，在每个凸台上设置子模组。2.如权利要求1所述的大功率压接式IGBT器件，其特征在于，所述子模组分为IGBT芯片子模组和FWD芯片子模组，均包括绝缘框架、至少两个金属垫片和功率芯片；其中一个金属垫片、功率芯片和另外的金属垫片从上到下依次安装在绝缘框架内； 所述功率芯片包含IGBT芯片以及与其反并联的续流二极管FWD芯片； 所述IGBT芯片和FWD芯片均为厚度100-1000微米的矩形硅片。3.如权利要求2所述的大功率压接式IGBT器件，其特征在于，当为IGBT芯片子模组时对应的功率芯片为IGBT芯片，当为FWD芯片子模组时对应的功率芯片为FWD芯片。4.如权利要求2所述的大功率压接式IGBT器件，其特征在于，所述绝缘框架横切面为正方形，在绝缘框架内部正方形边缘一角自上而下贯穿一个圆柱形的孔，该孔对于IGBT芯片子模组将放置栅极触点，对于FWD芯片子模组将保持中空； 所述绝缘框架外部正方体边沿每一面均分布两个突起的条形柱，将外部正方体每个面均分为四等分，该条形柱约束功率芯片在子模组内，两个条形柱的分布使相邻两个子模组在组装过程中任意方向啮合。5.如权利要求4所述的大功率压接式IGBT器件，其特征在于，在压接IGBT芯子模组时，在所述绝缘框架下方围绕凸台下部放置栅极定位框架；所述栅极定位框架的横切面为正方形且边缘一角自上而下贯穿一个圆柱形的栅极定位孔，栅极触点下部封装于该孔中，栅极触点上部伸入IGBT芯片绝缘框架中与IGBT芯片栅极焊盘接触，形成电连接。6.如权利要求5所述的大功率压接式IGBT器件，其特征在于，所述栅极定位框架上的圆柱形的栅极定位孔与I...

【专利技术属性】
技术研发人员：张朋，包海龙，张宇，刘隽，车家杰，韩荣刚，金锐，于坤山，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网智能电网研究院，国网上海市电力公司，
类型：实用新型
国别省市：