IGBT功率单元及多单元IGBT装置制造方法及图纸

技术编号:44907066 阅读:10 留言:0更新日期:2025-04-08 18:52
本技术公开了一种IGBT功率单元及多单元IGBT装置,其IGBT功率单元包括散热板、铺设于散热板上并沿左右方向依次设置的第一主导电片、第一导电条和第二导电条,以及IGBT芯片、FRD芯片、第一CLIP件、第二CLIP件和第三CLIP件;第一IGBT芯片的C极和第一FRD芯片的负电极焊接于第一主导电片上,第一IGBT芯片的G极位于第一IGBT芯片E极的中间或者左侧,第一CLIP件分别焊接于第一IGBT芯片的E极和第一导电条上,第二CLIP件分别焊接于第一FRD芯片的正电极和第一导电条上;第三CLIP件的高度高于第一CLIP件,第三CLIP件跨在第一CLIP件至少部分区域上并焊接于第一IGBT芯片的G极和第二导电条上。本专利的IGBT功率单元布局合理,空间利用率高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种半导体领域,尤其涉及多单元igbt功率装置。


技术介绍

1、igbt(insulated gate bipolar transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由(bipolar junction transistor,bjt)双极型三极管和绝缘栅型场效应管(metal oxidesemiconductor,mos)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,mosfet)金氧半场效晶体管的高输入阻抗和电力晶体管(giant transistor,gtr)的低导通压降两方面的优点。gtr饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;mosfet驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。igbt综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600v及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

2、igbt模块包括igbt芯片和frd二极管芯片,且igbt功率模块一般是将igbt芯片和二极管芯片焊接在具有线路的散热基板上,然后通过键合线或者clip这类的桥接件将芯片的电极和线路上的相应导电结构电连接在一起,键合线由于其局限性很容易出现虚焊、漏焊、短接的问题,故现在往往次用clip替换键合线。然而,由于igbt芯片的e极和g极距离很近,在电连接igbt芯片上的e极和g及时,为了避免相应的桥接件相互干扰,往往将与igbt芯片上的e极和g极电连接的相应导电片设置在igbt芯片的两相对侧,然后通过两clip件从igbt芯片的两相对侧分别电连接igbt芯片的e极和g极,或者将电连接igbt芯片的e极和g极的两clip件垂直设置,这种设置方式往往空间利用率差,且布局局限性高,对于多单元igbt装置,往往很难布局。

3、故,急需一种布局合理,空间利用率高的igbt功率单元。


技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种igbt功率单元及多单元igbt装置,布局合理,空间利用率高。

2、为了实现上述目的,本技术提供了一种igbt功率单元,包括铺设于一散热板上的第一导电片组、第一芯片组和第一clip连接件组件,所述第一芯片组的芯片包括多个第一igbt芯片和多个第一frd芯片,所述第一clip连接件组件包括沿左右方向设置的与所述第一igbt芯片一一对应的第一clip件、与所述第一frd芯片一一对应的第二clip件、与所述第一igbt芯片一一对应的第三clip件;所述第一导电片组包括第一主导电片、第一导电条、第二导电条,所述第一芯片组的芯片沿前后方向间距设置于所述第一主导电片上,所述第一导电条和所述第二导电条依次位于所述第一主导电片的右侧;所述第一igbt芯片的c极和所述第一frd芯片的负电极焊接于所述第一主导电片上,所述第一igbt芯片的g极位于所述第一igbt芯片e极的中间或者左侧,所述第一clip件分别焊接于所述第一igbt芯片的e极和所述第一导电条上,所述第二clip件分别焊接于所述第一frd芯片的正电极和第一导电条上;所述第三clip件的高度高于所述第一clip件,所述第三clip件跨在所述第一clip件至少部分区域上并焊接于所述第一igbt芯片的g极和第二导电条上。

3、较佳地,所述第一igbt芯片的g极位于所述第一igbt芯片e极的中间时,所述第一clip件与所述第一igbt芯片的e极焊接的第一焊接片上具有显露所述第一igbt芯片的g极的镂空区,所述第三clip件跨接于所述第一clip件的第一焊接片的右半部分。

4、较佳地,所述第一igbt芯片的g极位于所述第一igbt芯片e极的左侧时,所述第三clip件跨接于所述第一clip件的上方。

5、较佳地,所述第三clip件包括沿上下方向延伸并支撑焊接于所述第一igbt芯片的g极和第二导电条上的焊接脚和连接两焊接脚的第一连接桥,所述第一连接桥跨接在所述第一clip件至少部分区域上。

6、较佳地,所述第一igbt芯片和第一frd芯片沿前后方向依次交错设置于所述第一主导电片上。

7、较佳地,所述第一clip件、第二clip件包括焊接于所述第一芯片组的电极上的第一焊接部、焊接于所述第一导电条上的第二焊接部,以及连接所述第一焊接部和第二焊接部的弯折部。

8、本技术还提供了一种多单元igbt装置,包括散热板,以及铺设于所述散热板上的第一igbt功率单元和第二igbt功率单元,所述第一igbt功率单元为如上所述的igbt功率单元,所述第二igbt功率单元包括铺设于所述散热板上的第二导电片组、第二芯片组和第二clip连接件组件。

9、较佳地,所述第二导电片组包括铺设于所述散热板上的第二主导电片和第三导电条,所述第二芯片组包括多个第二igbt芯片和多个第二frd芯片,所述第二clip连接件组接包括与所述第二igbt芯片一一对应的第四clip件、与所述第二frd芯片一一对应的第五clip件、与所述第二igbt芯片一一对应的第六clip件;第四clip件、第五clip件、第六clip件均沿左右方向设置,所述第二主导电片位于所述第一主导电片的左侧,所述第二芯片组的芯片沿前后方向间距设置于所述第二主导电片上,所述第三导电条位于所述第一主导电片的左侧;所述第二igbt芯片的c极和所述第二frd芯片的负电极焊接于所述第二主导电片上,所述第四clip件分别焊接于所述第二igbt芯片的e极和所述第一主导电片上,所述第五clip件分别焊接于所述第二frd芯片的正电极和第一主导电片;所述第六clip件焊接于所述第二igbt芯片的g极和第三导电条上。

10、可选地,所述第二igbt芯片的g极位于所述第二igbt芯片e极的中间,所述第四clip件与所述第二igbt芯片的e极焊接的第二焊接片上具有显露所述第二igbt芯片的g极的镂空区,所述第六clip件跨接于所述第四clip件的第二焊接片的左半部分。

11、可选地,所述第二igbt芯片的g极位于所述第二igbt芯片e极的左侧。

12、较佳地,所述第四clip件、第五clip件包括焊接于所述第二芯片组的电极上的第一焊接部、焊接于所述第一主导电片上的第二焊接部,以及连接所述第一焊接部和第二焊接部的弯折部。

13、较佳地,多单元igbt装置还包括壳体、信号端子和功率端子,所述壳体包括中框和底板,所述第一igbt功率单元、第二igbt功率单元安装于所述底板上并位于所述中框内;所述信号端子安装于所述中框左右侧的框架结构上,所述第一导电片组和第二导电片组在左右方向上位置相对的控制信号焊接区,所述信号端子的末端直接焊接于所述控制信号焊接区或者通过电连接件电连接所述控制信号焊接区;所述功率端子安装于所述中框前后侧的框架结构上,所述第一导电片组和第二导电片组在前后方向上位置相对的功率信号焊接区,所述功率端子的末端直接焊接于所述功率信号焊本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种IGBT功率单元,包括铺设于一散热板上的第一导电片组、第一芯片组和第一CLIP连接件组件,其特征在于:

2.如权利要求1所述的IGBT功率单元,其特征在于:所述第一IGBT芯片的G极位于所述第一IGBT芯片E极的中间时,所述第一CLIP件与所述第一IGBT芯片的E极焊接的第一焊接片上具有显露所述第一IGBT芯片的G极的镂空区,所述第三CLIP件跨接于所述第一CLIP件的第一焊接片的右半部分。

3.如权利要求1所述的IGBT功率单元,其特征在于:所述第一IGBT芯片的G极位于所述第一IGBT芯片E极的左侧时,所述第三CLIP件跨接于所述第一CLIP件的上方。

4.如权利要求1所述的IGBT功率单元,其特征在于:所述第三CLIP件包括沿上下方向延伸并支撑焊接于所述第一IGBT芯片的G极和第二导电条上的焊接脚和连接两焊接脚的第一连接桥,所述第一连接桥跨接在所述第一CLIP件至少部分区域上。

5.如权利要求1所述的IGBT功率单元,其特征在于:所述第一IGBT芯片和第一FRD芯片沿前后方向依次交错设置于所述第一主导电片上。

<p>6.如权利要求1所述的IGBT功率单元,其特征在于:所述第一CLIP件、第二CLIP件包括焊接于所述第一芯片组的电极上的第一焊接部、焊接于所述第一导电条上的第二焊接部,以及连接所述第一焊接部和第二焊接部的弯折部。

7.一种多单元IGBT装置,其特征在于:包括散热板,以及铺设于所述散热板上的第一IGBT功率单元和第二IGBT功率单元,所述第一IGBT功率单元为如权利要求1-6中任一项所述的IGBT功率单元,所述第二IGBT功率单元包括铺设于所述散热板上的第二导电片组、第二芯片组和第二CLIP连接件组件。

8.如权利要求7所述的多单元IGBT装置,其特征在于:所述第二导电片组包括铺设于所述散热板上的第二主导电片和第三导电条,所述第二芯片组包括多个第二IGBT芯片和多个第二FRD芯片,所述第二CLIP连接件组接包括与所述第二IGBT芯片一一对应的第四CLIP件、与所述第二FRD芯片一一对应的第五CLIP件、与所述第二IGBT芯片一一对应的第六CLIP件;

9.如权利要求8所述的多单元IGBT装置,其特征在于:所述第二IGBT芯片的G极位于所述第二IGBT芯片E极的中间,所述第四CLIP件与所述第二IGBT芯片的E极焊接的第二焊接片上具有显露所述第二IGBT芯片的G极的镂空区,所述第六CLIP件跨接于所述第四CLIP件的第二焊接片的左半部分;或者,

10.如权利要求7所述的多单元IGBT装置,其特征在于:还包括壳体、信号端子和功率端子,所述壳体包括中框和底板,所述第一IGBT功率单元、第二IGBT功率单元安装于所述底板上并位于所述中框内;

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【技术特征摘要】

1.一种igbt功率单元,包括铺设于一散热板上的第一导电片组、第一芯片组和第一clip连接件组件,其特征在于:

2.如权利要求1所述的igbt功率单元,其特征在于:所述第一igbt芯片的g极位于所述第一igbt芯片e极的中间时,所述第一clip件与所述第一igbt芯片的e极焊接的第一焊接片上具有显露所述第一igbt芯片的g极的镂空区,所述第三clip件跨接于所述第一clip件的第一焊接片的右半部分。

3.如权利要求1所述的igbt功率单元,其特征在于:所述第一igbt芯片的g极位于所述第一igbt芯片e极的左侧时,所述第三clip件跨接于所述第一clip件的上方。

4.如权利要求1所述的igbt功率单元,其特征在于:所述第三clip件包括沿上下方向延伸并支撑焊接于所述第一igbt芯片的g极和第二导电条上的焊接脚和连接两焊接脚的第一连接桥,所述第一连接桥跨接在所述第一clip件至少部分区域上。

5.如权利要求1所述的igbt功率单元,其特征在于:所述第一igbt芯片和第一frd芯片沿前后方向依次交错设置于所述第一主导电片上。

6.如权利要求1所述的igbt功率单元,其特征在于:所述第一clip件、第二clip件包括焊接于所述第一芯片组的电极上的第一焊接部、焊接于所述第一导电条上的第二焊接部,以及连接所述第一焊接部和第二焊接部...

【专利技术属性】
技术研发人员:李恊松陈绪全
申请(专利权)人:海南航芯高科技产业集团有限责任公司
类型:新型
国别省市:

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