[實用新型]一種大功率壓接式IGBT器件

有效

• 申請號: 201320632802.5
• 申請日: 2013-10-14
• 公開（公告）號: CN203481226U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 張朋;包海龍;張宇;劉雋;車家杰;韓榮剛;金銳;于坤山
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網智能電網研究院;國網上海市電力公司
• 主分類號: H01L25/07
• 分類號: H01L25/07;H01L23/13;H01L23/492;H01L25/00;H01L29/423;H01L29/739
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種大功率壓接式IGBT器件，所述IGBT器件包括管殼以及設置在管殼兩端的兩個功率電極，其特征在于，其中一個功率電極分布凸臺陣列，在每個凸臺上設置子模組。

2.如權利要求1所述的大功率壓接式IGBT器件，其特征在于，所述子模組分為IGBT芯片子模組和FWD芯片子模組，均包括絕緣框架、至少兩個金屬墊片和功率芯片；其中一個金屬墊片、功率芯片和另外的金屬墊片從上到下依次安裝在絕緣框架內；

所述功率芯片包含IGBT芯片以及與其反并聯的續流二極管FWD芯片；

所述IGBT芯片和FWD芯片均為厚度100-1000微米的矩形硅片。

3.如權利要求2所述的大功率壓接式IGBT器件，其特征在于，當為IGBT芯片子模組時對應的功率芯片為IGBT芯片，當為FWD芯片子模組時對應的功率芯片為FWD芯片。

4.如權利要求2所述的大功率壓接式IGBT器件，其特征在于，所述絕緣框架橫切面為正方形，在絕緣框架內部正方形邊緣一角自上而下貫穿一個圓柱形的孔，該孔對于IGBT芯片子模組將放置柵極觸點，對于FWD芯片子模組將保持中空；

所述絕緣框架外部正方體邊沿每一面均分布兩個突起的條形柱，將外部正方體每個面均分為四等分，該條形柱約束功率芯片在子模組內，兩個條形柱的分布使相鄰兩個子模組在組裝過程中任意方向嚙合。

5.如權利要求4所述的大功率壓接式IGBT器件，其特征在于，在壓接IGBT芯子模組時，在所述絕緣框架下方圍繞凸臺下部放置柵極定位框架；所述柵極定位框架的橫切面為正方形且邊緣一角自上而下貫穿一個圓柱形的柵極定位孔，柵極觸點下部封裝于該孔中，柵極觸點上部伸入IGBT芯片絕緣框架中與IGBT芯片柵極焊盤接觸，形成電連接。

6.如權利要求5所述的大功率壓接式IGBT器件，其特征在于，所述柵極定位框架上的圓柱形的柵極定位孔與IGBT芯片絕緣框架上的圓柱形的孔相互吻合；

柵極定位孔中放置有柵極觸點，柵極觸點上部與IGBT芯片的柵極焊盤接觸，其下部與導入IGBT芯片的柵極印制電路板接觸。

7.如權利要求1所述的大功率壓接式IGBT器件，其特征在于，所述凸臺包括IGBT芯片子模組凸臺和FWD芯片子模組凸臺，IGBT子模組凸臺全部位于凸臺陣列的外圍邊沿，且IGBT子模組凸臺柵極一角設有一圓弧形空缺，所述圓弧空缺朝外，相鄰IGBT子模組凸臺柵極缺口一角兩兩相向；

所述IGBT子模組凸臺之間凹槽比FWD子模組凸臺之間凹槽深。

8.如權利要求7所述的大功率壓接式IGBT器件，其特征在于，所述FWD芯片子模組凸臺采用整體凸臺，FWD芯片子模組凸臺集中于凸臺陣列中心區域排布，形成連通的整體凸臺；FWD芯片子模組凸臺間設有凹槽以定位絕緣框架。

9.如權利要求7所述的大功率壓接式IGBT器件，其特征在于，IGBT芯片柵極電流導入IGBT芯片通過印制電路板方式實現；

所述印制電路板嵌在子模組凸臺的凹槽之間，在印制電路板表面覆有一層金或銅金屬組成的導電層；在導電層上與每一個IGBT芯片柵極觸點接觸點附近，均放置一個電阻，柵極電流經所述電阻后進入柵極觸點；印制電路板導電層與穿過管殼的柵極引針連接。

10.如權利要求9所述的大功率壓接式IGBT器件，其特征在于，所述IGBT器件的底座下表面邊緣焊接有輔助發射極的電極引針；所述管殼為陶瓷材料的管殼。

11.如權利要求7所述的大功率壓接式IGBT器件，其特征在于，IGBT芯片柵極電流導入IGBT芯片或通過軟連線方式實現；對于每個IGBT芯片柵極觸點，采用一根軟連線與穿過管殼的柵極引針相連，所有的軟連線長度均一致，且全部圍繞凸臺陣列外圍管殼內壁分布；在引入IGBT芯片子模組前，在軟連線中接入電阻。