低成本高性能IGBT模块制造技术

本实用新型专利技术涉及一种低成本高性能IGBT模块。其包括封装底板、模块第一覆铜陶瓷板以及模块第二覆铜陶瓷板，在模块第一覆铜陶瓷板上设有第一IGBT芯片单元体，在模块第二覆铜陶瓷板上设有第二IGBT芯片单元体；第一IGBT芯片单元体、第二IGBT芯片单元体能与封装底板上的功率端子板组、控制端子板组适配连接，以连接成所需的IGBT拓扑电路；在所述封装底板的一端部设置控制端子覆铜陶瓷板体，控制端子板组安装在所述控制端子覆铜陶瓷板体上，且控制端子板组内的控制端子连板间相互独立。本实用新型专利技术结构紧凑，能提高IGBT模块的生产效率以及连接的可靠性，降低生产成本。降低生产成本。降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
低成本高性能IGBT模块


[0001]本技术涉及一种IGBT模块，尤其是一种低成本高性能IGBT模块。

技术介绍

[0002]IGBT模块是一种标准尺寸的模块产品，由于其优越的开关性能被广泛的应用于电机驱动、感应加热、风能发电、光伏等领域。IGBT模块是一种内部结构相对复杂的产品，制造工艺繁琐，一般地，常用的IGBT模块包括三个功率端子以及四个控制端子。目前，市场大部分34mm的IGBT模块均通过引线焊接方式实现线路连接。
[0003]如图1所示，为一种现有IGBT模块包括底板体101、覆铜陶瓷组、IGBT芯片组、二极管组、控制端子引线、控制端子组、功率端子组、控制端子座组等。
[0004]通常，在底板体101的覆铜陶瓷组包括覆铜陶瓷板102a以及覆铜陶瓷板102b，在覆铜陶瓷板102a、覆铜陶瓷板102b上均设置一IGBT芯片以及二极管，具体地，在覆铜陶瓷板102a上设置IGBT芯片103a以及二极管104a，在覆铜陶瓷板102b上设置IGBT芯片103b以及二极管104b。整个IGBT模块的控制端子分别为控制端子106a、控制端子106b、控制端子106c和控制端子106d，3个功率端子分别为功率端子107a、功率端子107b和功率端子107c标出。控制端子106a、控制端子106b、控制端子106c和控制端子106d分别安装在控制端子座组内相应的控制端子座109上。
[0005]覆铜陶瓷板102a与覆铜陶瓷板102b之间采用金属连接桥108连接。控制端子106a、控制端子106b、控制端子106c和控制端子106d分别通过控制端子引线105分别与覆铜陶瓷板102a、覆铜陶瓷板102b对应电连接，控制端子引线105与覆铜陶瓷板102a、覆铜陶瓷板102b间采用焊接固定，覆铜陶瓷板102a、覆铜陶瓷板102b焊接在底板体101上。
[0006]对于上述的IGBT模块中，需要采用控制端子引线105实现控制端子组与对应的覆铜陶瓷板之间的连接，且控制端子引线105需要通过焊接来实现与控制端子组、覆铜陶瓷板102a、覆铜陶瓷板102b间对应连接，而在生产中，引线装配及点焊步骤复杂，并且会带来的信号震荡，会导致控制端子引线105与控制端子组内控制端子间的焊接可靠性差等问题。
[0007]由于控制端子座109一般采用塑料材质，其生产过程中带来的变形、收缩、毛刺等问题经常困扰模块组装和生产进度。

技术实现思路

[0008]本技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种低成本高性能IGBT模块，其结构紧凑，能提高IGBT模块的生产效率以及连接的可靠性，降低生产成本。
[0009]按照本技术提供的技术方案，所述低成本高性能IGBT模块，包括封装底板、设置于所述封装底板上的模块第一覆铜陶瓷板以及设置于所述封装底板上的模块第二覆铜陶瓷板，在模块第一覆铜陶瓷板上设有第一IGBT芯片单元体，在模块第二覆铜陶瓷板上设有第二IGBT芯片单元体；第一IGBT芯片单元体、第二IGBT芯片单元体能与封装底板上的功率端子板组、控制端子板组适配连接，以连接成所需的IGBT拓扑电路；
[0010]在所述封装底板的一端部设置控制端子覆铜陶瓷板体，控制端子板组安装在所述控制端子覆铜陶瓷板体上，且控制端子板组内的控制端子连板间相互独立；
[0011]还包括能与控制端子板组电连接的控制端子连接键合引线组以及单元体键合引线组，控制端子连接键合引线组内的一控制端子连接键合引线体通过控制端子覆铜陶瓷板体能与控制端子板组内相对应的控制端子连板呈一一对应的电连接；通过单元体键合引线组内相应的单元体键合引线能实现第一IGBT芯片单元体内、第二IGBT芯片单元体内以及第一IGBT芯片单元体与第二IGBT芯片单元体间所需的电连接。
[0012]所述控制端子板组包括控制端子第一连板、控制端子第二连板、控制端子第三连板以及控制端子第四连板；控制端子覆铜陶瓷板体包括控制端子第一覆铜陶瓷板以及控制端子第二覆铜陶瓷板，其中，控制端子第一连板、控制端子第二连板均安装于控制端子第一覆铜陶瓷板上，控制端子第三连板以及控制端子第四连板均安装于控制端子第二覆铜陶瓷板上；
[0013]控制端子连接键合引线组包括控制端子第一连接键合引线、控制端子第二连接键合引线、控制端子第三连接键合引线以及控制端子第四连接键合引线，其中，控制端子第一连接键合引线、控制端子第二连接键合引线通过控制端子第一覆铜陶瓷板能分别与控制端子第一连板、控制端子第二连板电连接；控制端子第三连接键合引线、控制端子第四连接键合引线通过控制端子第二覆铜陶瓷板能分别与控制端子第三连板、控制端子第四连板电连接。
[0014]模块第二覆铜陶瓷板在封装底板上邻近控制端子板组；
[0015]所述第一IGBT芯片单元体包括第一IGBT芯片以及第一快恢复二极管芯片，第二IGBT芯片单元体包括第二IGBT芯片以及第二快恢复二极管芯片，
[0016]在模块第二覆铜陶瓷板的一侧设置第二芯片门极连接导带以及第二单元体内阳极发射极第二连接导带，模块第二覆铜陶瓷板的另一侧设置第二单元体内阳极发射极第一连接导带，控制端子第一连接键合引线的一端通过控制端子第一覆铜陶瓷板与控制端子第一连板电连接，控制端子第一连接键合引线的另一端与第二芯片门极连接导带电连接，第二芯片门极连接导带通过单元体内第二芯片门极键合引线与第二IGBT芯片的门极端电连接；
[0017]控制端子第二连接键合引线的一端通过控制端子第一覆铜陶瓷板与控制端子第二连板电连接，控制端子第二连接键合引线的另一端与第一单元体内阳极发射极第二连接导带电连接第二单元体内阳极发射极第二连接导带与第二单元体内二极管第二阳极键合引线的一端电连接，第二单元体内二极管第二阳极键合引线的另一端与第二快恢复二极管芯片的阳极端连接，第二快恢复二极管的芯片的阳极端通过第二单元体内二极管第一阳极键合引线与第二单元体内阳极发射极第一连接导带电连接，第二IGBT芯片的发射极端通过第二单元体内发射极连接键合引线与第二单元体内阳极发射极第一连接导带电连接，且第二单元体内阳极发射极第一连接导带通过单元体间连接键合引线与第一IGBT芯片的集电极端以及第一快恢复二极管芯片的阴极端连接。
[0018]在所述模块第一覆铜陶瓷板上的一侧设置第一单元体内阳极发射极连接导带，模块第一覆铜陶瓷板上的另一侧设置第一芯片门极连接导带以及第一芯片阳极连接导带；
[0019]第一IGBT芯片的门极端通过第一芯片门极键合引线与第一芯片门极连接导带电
连接，第一芯片阳极连接导带通过第一单元体内二极管第一阳极键合引线与第一快恢复二极管的阳极端连接，第一快恢复二极管的阳极端还通过第一单元体内二极管第二阳极键合引线第一单元体内阳极发射极连接导带电连接，第一单元体内阳极发射极连接导带通过第一单元体内发射极键合引线与第一IGBT芯片的发射极连接；
[0020]控制端子第三连板与第一芯片门极连接导带电连接，控制端子第四连板与第一芯片阳极连接导带电连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低成本高性能IGBT模块，包括封装底板(8)、设置于所述封装底板(8)上的模块第一覆铜陶瓷板(40)以及设置于所述封装底板(8)上的模块第二覆铜陶瓷板(41)，在模块第一覆铜陶瓷板(40)上设有第一IGBT芯片单元体，在模块第二覆铜陶瓷板(41)上设有第二IGBT芯片单元体；第一IGBT芯片单元体、第二IGBT芯片单元体能与封装底板(8)上的功率端子板组、控制端子板组适配连接，以连接成所需的IGBT拓扑电路；其特征是：在所述封装底板(8)的一端部设置控制端子覆铜陶瓷板体，控制端子板组安装在所述控制端子覆铜陶瓷板体上，且控制端子板组内的控制端子连板间相互独立；还包括能与控制端子板组电连接的控制端子连接键合引线组以及单元体键合引线组，控制端子连接键合引线组内的一控制端子连接键合引线体通过控制端子覆铜陶瓷板体能与控制端子板组内相对应的控制端子连板呈一一对应的电连接；通过单元体键合引线组内相应的单元体键合引线能实现第一IGBT芯片单元体内、第二IGBT芯片单元体内以及第一IGBT芯片单元体与第二IGBT芯片单元体间所需的电连接。2.根据权利要求1所述的低成本高性能IGBT模块，其特征是：所述控制端子板组包括控制端子第一连板(4)、控制端子第二连板(5)、控制端子第三连板(6)以及控制端子第四连板(7)；控制端子覆铜陶瓷板体包括控制端子第一覆铜陶瓷板(11)以及控制端子第二覆铜陶瓷板(10)，其中，控制端子第一连板(4)、控制端子第二连板(5)均安装于控制端子第一覆铜陶瓷板(11)上，控制端子第三连板(6)以及控制端子第四连板(7)均安装于控制端子第二覆铜陶瓷板(10)上；控制端子连接键合引线组包括控制端子第一连接键合引线(33)、控制端子第二连接键合引线(34)、控制端子第三连接键合引线(14)以及控制端子第四连接键合引线(13)，其中，控制端子第一连接键合引线(33)、控制端子第二连接键合引线(34)通过控制端子第一覆铜陶瓷板(11)能分别与控制端子第一连板(4)、控制端子第二连板(5)电连接；控制端子第三连接键合引线(14)、控制端子第四连接键合引线(13)通过控制端子第二覆铜陶瓷板(10)能分别与控制端子第三连板(6)、控制端子第四连板(7)电连接。3.根据权利要求2所述的低成本高性能IGBT模块，其特征是：模块第二覆铜陶瓷板(41)在封装底板(8)上邻近控制端子板组；所述第一IGBT芯片单元体包括第一IGBT芯片(27)以及第一快恢复二极管芯片(37)，第二IGBT芯片单元体包括第二IGBT芯片(39)以及第二快恢复二极管芯片(38)，在模块第二覆铜陶瓷板(41)的一侧设置第二芯片门极连接导带(31)以及第二单元体内阳极发射极第二连接导带(35)，模块第二覆铜陶瓷板(41)的另一侧设置第二单元体内阳极发射极第一连接导带(18)，控制端子第一连接键合引线(33)的一端通过控制端子第一覆铜陶瓷板(11)与控制端子第一连板(4)电连接，控制端子第一连接键合引线(33)的另一端与第二芯片门极连接导带(31)电连接，第二芯片门极连接导带(31)通过单元体内第二芯片门极键合引线(32)与第二IGBT芯片(39)的门极端电连接；控制端子第二连接键合引线(34)的一端通过控制端子第一覆铜陶瓷板(11)与控制端子第二连板(5)电连接，控制端子第二连接键合引线(34)的另一端与第一单元体内阳极发射极第二连接导带(35)电连接第二单元体内阳极发射极第二连接导带(35)与第二单元体内二极管第二阳极键合引线(36)的一端电连接，第二单元体内二极管第二阳极键合引线(36)的另一端与第二快恢复二极管芯片(38)的阳极端连接，第二快恢复二极管的芯片(38)
的阳极端通过第二单元体内二极管第一阳极键合引线(19)与第二单元体内阳极发射极第一连接导带(18)电连接，第二IGBT芯片(39)的发射极端通过第二单元体内发射极连接键合引线(17)与第二单元体内阳极发射极第一连接导带(18)电连接，且第二单元体内阳极发射极第一连接导带(18)通过单元体间连接键合引线(22)与第一IGBT芯片(27)...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕岩，陈宝川，朱阳军，苏江，
申请(专利权)人：芯长征微电子制造山东有限公司，
类型：新型
国别省市：