栅极自箝位单管结构制造技术

本发明专利技术涉及一种单管结构，尤其是一种栅极自箝位单管结构。按照本发明专利技术提供的技术方案，所述栅极自箝位单管结构，包括塑封栅控器件的单管框架；还包括用于栅极自箝位的TSV单元，所述TVS单元与塑封单管框架内栅控器件的栅极端与所述栅控器件的栅极箝位配合端适配电连接。本发明专利技术可以将单管的栅极箝位在安全电压范围内，免受静电或是电路中其他过冲电压的冲击；使得后续电路设计不用再考虑栅极保护，降低后续设计成本，继而避免栅极保护装置的使用，满足单管领域的应用需求。足单管领域的应用需求。足单管领域的应用需求。

【技术实现步骤摘要】
栅极自箝位单管结构


[0001]本专利技术涉及一种单管结构，尤其是一种栅极自箝位单管结构。

技术介绍

[0002]单管为目前半导体功率领域的最为广泛的产品之一，封装成本低，封装技术成熟，应用广泛。
[0003]栅控器件，如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)和DMOS(Diffused Metal
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Oxide Semi
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conductor)等，广泛应用于工业等领域，但是栅控器件的栅极耐压有限，栅极一旦遭到高电压冲击就会烧毁栅极，使得栅极失效，继而导致栅控器件失效而无法工作。在栅控器件的设计、安装和使用过程中都存在一定的栅失效风险，而这些失效风险主要来自于静电或是其它电路中的过压导致的栅极失效。
[0004]因此，在比较重要的应用领域，如变频，地铁，高铁和太阳能电机等领域，一般会为器件增加额外的栅极保护装置，使得栅极免受静电或是其它高压冲击。增加的栅极保护装置能保护栅控器件的栅极安全，但是也增加了设备成本，此外，还增加了设备体积。
[0005]在单管的应用领域，目前追求低成本与小型化。因此，额外增加栅极保护设计，一方面会增加成本，另一方面则使得设备和电路体积难以继续减小，与现有单管领域的应用需求严重不匹配。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种栅极自箝位单管结构，其可以将单管的栅极箝位在安全电压范围内，免受静电或是电路中其他过冲电压的冲击；使得后续电路设计不用再考虑栅极保护，降低后续设计成本，继而避免栅极保护装置的使用，满足单管领域的应用需求。
[0007]按照本专利技术提供的技术方案，所述栅极自箝位单管结构，包括塑封栅控器件的单管框架；还包括用于栅极自箝位的TSV单元，所述TVS单元与塑封单管框架内栅控器件的栅极端与所述栅控器件的栅极箝位配合端适配电连接。
[0008]所述TVS单元包括双向TVS管或单向TVS管，其中，
[0009]TVS单元为双向TVS管时，对单管框架塑封的栅控器件进行双向栅极箝位；TVS单元为单向TVS管时，对单管框架塑封的栅控器件进行正向或反向箝位。
[0010]所述单管框架包括框架主体以及位于所述框架主体一侧的器件端子组，其中，
[0011]在所述框架主体上设置允许TVS单元嵌置的箝位槽，TVS单元置于箝位槽内后，TVS单元与栅控器件的栅极端以及所述栅控器件的栅极箝位配合端适配电连接。
[0012]在所述箝位槽内设置用于将栅控器件引出的栅极引出连接端以及用于将栅控器件的栅极箝位配合端引出的栅极箝位配合引出连接端，且栅极引出连接端、栅极箝位配合引出连接端通过箝位槽露出；
[0013]置于箝位槽内的TVS单元分别与所述栅极引出连接端、栅极箝位配合引出连接端
焊接并电连接，以使得TVS单元与栅控器件的栅极端以及所述栅控器件的栅极箝位配合端适配电连接。
[0014]器件端子组包括依次排布的框架栅极端子、框架器件第三端子以及框架栅极箝位配合端子，其中，框架栅极端子、框架器件第三端子以及框架栅极箝位配合端子相互平行；
[0015]栅极引出连接端与位于框架主体内框架栅极端子适配电连接，栅极箝位配合引出连接端与位于框架主体内框架栅极箝位配合端子适配电连接，且栅极引出连接端、栅极箝位配合引出连接端与框架器件第三端子相互绝缘隔离。
[0016]栅极引出连接端通过栅极端子引出连接体与框架栅极端子电连接，栅极箝位配合引出连接端通过栅极箝位配合引出连接体与框架栅极箝位配合端子电连接，其中，
[0017]栅极端子引出连接体与栅极引出连接端以及框架栅极端子垂直，栅极箝位配合引出连接体与栅极箝位配合引出连接端以及框架栅极箝位配合端子垂直；
[0018]栅极引出连接端与栅极箝位配合引出连接端位于同一平面。
[0019]所述栅控器件包括IGBT型器件或MOSFET型器件，其中，
[0020]栅控器件为IGBT型器件时，所述栅极箝位配合端为栅控器件的发射极端；栅控器件为MOSFET型器件时，所述栅极箝位配合端为栅控器件的源极端。
[0021]单管框架对栅控器件塑封形成的单管形式包括TO247单管、TO3P单管或TO220单管。
[0022]所述箝位槽的形状包括方形或圆形。
[0023]所述框架主体上设置框架主体孔，在所述框架主体的侧边设置主体侧边孔，所述主体侧边孔对称分布于框架柱体孔的两侧。
[0024]本专利技术的优点：在单管框架的框架主体上设置箝位槽，利用箝位槽收纳TVS单元，利用TVS单元与栅极引出连接端、栅极箝位配合引出连接端焊接配合，以实现与塑封单管框架内栅控器件的栅极端与所述栅控器件的栅极箝位配合端适配电连接，即实现对塑封在单管框架内栅控器件的栅极电压箝位，可以有效的保护栅控器件的栅极，提高了单管结构的鲁棒性，使得单管结构可以免受静电和其他电路中过冲电压冲击；
[0025]单管结构内的栅控器件利用TVS单元进行栅极箝位后，使用单管结构的终端电路中，可省略现有栅极保护电路，使得终端电路成本降低，满足小型化的需求；可根据实际应用场景，选择TVS单元为单向TVS管或双向TVS管，与目前单管封装工艺完全兼容，并未增加工艺成本。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的示意图。
[0027]图2为本专利技术TVS单元与单管框架分离后的示意图。
[0028]图3为本专利技术栅极引出连接端、栅极箝位配合引出连接端在框架主体内的示意图。
[0029]图4为图3的主视图。
[0030]图5为本专利技术双向自箝位的示意图。
[0031]图6为本专利技术正向箝位的示意图。
[0032]图7为本专利技术方向箝位的示意图。
[0033]附图标记说明：1
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框架主体、2
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框架主体孔、3
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主体侧边孔、4
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TVS单元、5
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箝位槽、
6
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框架栅极端子、7
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框架器件第三端子、8
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框架栅极箝位配合端子、9
‑
框架栅极端子加强部、10
‑
框架器件第三端子加强部、11
‑
框架栅极箝位配合端子加强部、12
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栅极引出连接端、13
‑
栅极箝位配合引出连接端、14
‑
栅极端子引出连接体、15
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栅极箝位配合引出连接体。
具体实施方式
[0034]下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0035]为了可以将单管的栅极箝位在安全电压范围内，免受静电或是电路中其他过冲电压的冲击；使得后续电路设计不用再考虑栅极保护，降低后续设计成本，本专利技术的栅极自箝位单管结构，具体地，包括塑封栅控器件的单管框架；还包括用于栅极自箝位的TSV单元4，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种栅极自箝位单管结构，包括塑封栅控器件的单管框架；其特征是：还包括用于栅极自箝位的TSV单元(4)，所述TVS单元(4)与塑封单管框架内栅控器件的栅极端与所述栅控器件的栅极箝位配合端适配电连接。2.根据权利要求1所述的栅极自箝位单管结构，其特征是：所述TVS单元(4)包括双向TVS管或单向TVS管，其中，TVS单元(4)为双向TVS管时，对单管框架塑封的栅控器件进行双向栅极箝位；TVS单元(4)为单向TVS管时，对单管框架塑封的栅控器件进行正向或反向箝位。3.根据权利要求1所述的栅极自箝位单管结构，其特征是：所述单管框架包括框架主体(1)以及位于所述框架主体(1)一侧的器件端子组，其中，在所述框架主体(1)上设置允许TVS单元(4)嵌置的箝位槽(5)，TVS单元(4)置于箝位槽(5)内后，TVS单元(4)与栅控器件的栅极端以及所述栅控器件的栅极箝位配合端适配电连接。4.根据权利要求3所述的栅极自箝位单管结构，其特征是：在所述箝位槽(5)内设置用于将栅控器件引出的栅极引出连接端(12)以及用于将栅控器件的栅极箝位配合端引出的栅极箝位配合引出连接端(13)，且栅极引出连接端(12)、栅极箝位配合引出连接端(13)通过箝位槽(5)露出；置于箝位槽(5)内的TVS单元(4)分别与所述栅极引出连接端(12)、栅极箝位配合引出连接端(13)焊接并电连接，以使得TVS单元(4)与栅控器件的栅极端以及所述栅控器件的栅极箝位配合端适配电连接。5.根据权利要求4所述的栅极自箝位单管结构，其特征是：器件端子组包括依次排布的框架栅极端子(6)、框架器件第三端子(7)以及框架栅极箝位配合端子(8)，其中，框架栅极端子(6)、框架器件第三端子(7)以及框架栅极箝位配合端子(8)相互平行；...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔凡标，许生根，杨晓鸾，李哲峰，
申请(专利权)人：江苏中科君芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：