[發(fā)明專利]一種壓接式IGBT模塊的制作方法及壓接式IGBT模塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210355762.4
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN102881589A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉國友;覃榮震;黃建偉
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H01L21/331
• 分類號: H01L21/331;H01L21/58;H01L29/739;H01L23/495
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪;周長清

1.一種壓接式IGBT模塊的制作方法，其特征在于，步驟為：

①?在IGBT模塊的封裝時，先將底部鉬片（1）放置在一燒結(jié)基座（7）中，并將一個輔助夾具（6）放置于底部鉬片（1）上，接著將多個功率半導(dǎo)體芯片（2）放置于底部鉬片（1）上；其中底部鉬片（1）為一整塊鉬片；所述功率半導(dǎo)體芯片（2）包括FRD芯片（21）和IGBT芯片（22），所述IGBT芯片（22）與FRD芯片（21）呈反并聯(lián)設(shè)置；

②?通過燒結(jié)將功率半導(dǎo)體芯片（2）固定在底部鉬片（1）上，再將輔助夾具（6）及燒結(jié)基座（7）取掉；即，通過底部鉬片（1）將IGBT芯片集電極（223）與FRD芯片（21）背面的陰極（212）相連，并作為IGBT模塊的集電極；

③?安裝PCB?（3）；?

④?利用PCB?（3）作為上部鉬片（4）的定位工具將多個上部鉬片（4）固定；

⑤?進(jìn)行管殼的壓接：通過壓接時外殼的管蓋（80）與上部鉬片（4）的接觸實(shí)現(xiàn)IGBT芯片發(fā)射極（222）和FRD芯片（21）的陽極（211）互連，并作為IGBT模塊的發(fā)射極；通過壓接時外殼的底座（81）與底部鉬片（1）的接觸實(shí)現(xiàn)了IGBT芯片集電極（223）和FRD芯片（21）的陰極（212）互連，并作為IGBT模塊的集電極；通過壓接時PCB（3）的各接觸電極與IGBT芯片柵極（221）的接觸實(shí)現(xiàn)IGBT芯片柵極（221）互連并引出至IGBT模塊的外部，作為IGBT模塊的柵極（82）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓接式IGBT模塊的制作方法，其特征在于，還將多個金屬片（5）放置于底部鉬片（1）上，通過與功率半導(dǎo)體芯片（2）一起燒結(jié)固定于底部鉬片（1）上，以形成用來固定PCB（3）的定位部。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓接式IGBT模塊的制作方法，其特征在于，所述金屬片（5）的厚度大于所述功率半導(dǎo)體芯片（2）的厚度，所述金屬片（5）的厚度小于功率半導(dǎo)體芯片（2）與PCB（3）的厚度之和。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓接式IGBT模塊的制作方法，其特征在于，在所述PCB（3）的下表面設(shè)置用來定位和連接的定位口（34）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)所述的壓接式IGBT模塊的制作方法，其特征在于，所述IGBT芯片（22）背面的IGBT芯片集電極（223）與所述FRD芯片（21）背面的陰極（212）通過燒結(jié)固定在底部鉬片（1）上，所述IGBT芯片（22）和FRD芯片（21）的設(shè)置為關(guān)于底部鉬片（1）的中心對稱，并將IGBT芯片（22）設(shè)置為兩兩柵極相鄰，或設(shè)置為每三個IGBT芯片柵極（221）相鄰。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓接式IGBT模塊的制作方法，其特征在于，所述PCB（3）的下表面與IGBT芯片柵極（221）接觸的地方設(shè)有連接端子（31），所述連接端子（31）將IGBT芯片柵極（221）引出至PCB（3）的互連導(dǎo)體（32）上進(jìn)行互連，然后引出至模塊的外部。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓接式IGBT模塊的制作方法，其特征在于，所述PCB（3）設(shè)置有很多窗口（35），所述窗口（35）的形狀和大小與IGBT芯片（22）及FRD芯片（21）的元胞區(qū)內(nèi)的表面金屬化部分的形狀與大小相同。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓接式IGBT模塊的制作方法，其特征在于，所述上部鉬片（4）為多塊小片鉬片，所述鉬片的厚度與PCB（3）的厚度相同，所述鉬片的面積和形狀與IGBT芯片發(fā)射極（222）或FRD芯片（21）的陽極（211）的面積及形狀相同。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)所述的壓接式IGBT模塊的制作方法，其特征在于，所述管蓋（80）與底座（81）之間通過陶瓷環(huán)（84）隔離。

10.一種壓接式IGBT模塊，其特征在于：它包括底部鉬片（1）、功率半導(dǎo)體芯片（2）、PCB（3）和上部鉬片（4），所述底部鉬片（1）為一整塊鉬片并為功率半導(dǎo)體芯片（2）提供電流和散熱通路，所述功率半導(dǎo)體芯片（2）通過燒結(jié)固定于底部鉬片（1）上，所述PCB（3）位于功率半導(dǎo)體芯片（2）的上方并通過定位與底部鉬片（1）連接，所述上部鉬片（4）通過PCB（3）定位固定。