[發(fā)明專利]用于壓接式絕緣柵雙極晶體管的芯片模組

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410412270.3
• 申請(qǐng)日: 2014-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN105140192A
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 竇澤春;肖紅秀;李繼魯;方杰;常桂欽;劉國友;彭勇殿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/32
• 分類號(hào): H01L23/32
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及絕緣柵雙極晶體管的制造領(lǐng)域，尤其涉及一種用于壓接式絕緣柵雙極晶體管的芯片模組。

背景技術(shù)

壓接式絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的模塊的結(jié)構(gòu)與晶閘管、門極可關(guān)斷晶閘管(GTO)、集成門極換流晶閘管(IGCT)等常規(guī)功率器件類似。其在外部采用陶瓷管殼封裝，在內(nèi)部采用獨(dú)立子模組單元設(shè)計(jì)。在獨(dú)立子模組單元中，每一塊芯片(IGBT或快速恢復(fù)二極管(FRD))都安裝在自己獨(dú)立的塑料底座里，并通過上、下鉬片分別與集電極和發(fā)射極直接壓力接觸。

然而，在現(xiàn)有技術(shù)的絕緣柵雙極晶體管中，封裝效率較低。首先，由于柵極彈簧需要獨(dú)立安裝，增加了封裝時(shí)間；其次，柵極彈簧在封裝過程中需避免倒置，這提高了封裝的復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，即：由于柵極彈簧需要獨(dú)立安裝，增加了封裝時(shí)間；并且柵極彈簧在封裝過程中需避免倒置，這提高了封裝的復(fù)雜度，本發(fā)明提出了一種針對(duì)柵極彈簧的安裝方式進(jìn)行了改進(jìn)的用于壓接式絕緣柵雙極晶體管的芯片模組，其有效解決了上述問題。

本發(fā)明提出了一種用于壓接式絕緣柵雙極晶體管的芯片模組，所述芯片模組包括：芯片，所述芯片具有集電極、發(fā)射極和柵極；上鉬片和下鉬片；以及用于容納和支撐所述芯片的模座單元，所述模座單元包括具有彈簧腔室的底座部分和位于所述彈簧腔室內(nèi)的柵極彈簧組件，所述柵極彈簧組件的第一端部與所述芯片的柵極相連，所述柵極彈簧組件的第二端部與電路板連通。

在根據(jù)本發(fā)明的用于壓接式絕緣柵雙極晶體管的芯片模組中，柵極彈簧組件無需獨(dú)立安裝，而是可以與用于壓接式絕緣柵雙極晶體管的芯片模組的底座部分一體式地制造成預(yù)制件，從而可簡化模塊封裝工藝過程，極大地提高封裝效率；同時(shí)，無需附加額外的定位框結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，可降低生產(chǎn)成本。

優(yōu)選地，所述柵極彈簧組件包括：與所述芯片相接合的第一活塞部；與所述電路板相接合的第二活塞部；以及分別與所述第一活塞部和所述第二活塞部相連的處于壓縮狀態(tài)的彈簧元件。以此方式，可使得整個(gè)用于壓接式絕緣柵雙極晶體管的芯片模組保持為壓接式結(jié)構(gòu)，即通過彈簧元件的復(fù)位彈力來使得第一活塞部和第二活塞部分別與芯片的柵極和電路板保持接觸，以使得整個(gè)用于壓接式絕緣柵雙極晶體管的芯片模組內(nèi)的柵極電路結(jié)構(gòu)保持為通路，以發(fā)揮其功能。

優(yōu)選地，所述第一活塞部的寬徑部分、所述彈簧元件以及所述第二活塞部的寬徑部分位于所述彈簧腔室中，所述第一活塞部的窄徑部分和所述第二活塞部的窄徑部分分別通過第一活塞孔和第二活塞孔從所述彈簧腔室延伸至所述底座部分的外部。以此方式，由于柵極彈簧組件與壓接式絕緣柵雙極晶體管的芯片模組的底座部分一體式地制造成了預(yù)制件，不必?fù)?dān)心在封裝過程中彈簧組件被倒置的問題，相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)帶來很大優(yōu)勢(shì)。

優(yōu)選地，所述第一活塞部的窄徑部分與所述芯片的柵極相接合，所述第二活塞部的窄徑部分與所述電路板接合。以此方式，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)彈簧組件的電連接功能。

優(yōu)選地，所述第二活塞部的窄徑部分通過位于所述電路板上的電路走線引導(dǎo)至柵極引出線。以此方式，構(gòu)成整個(gè)芯片模組的柵極。

優(yōu)選地，所述彈簧腔室為沿縱向延伸的狹長構(gòu)型。以此方式可有效固定住彈簧元件、第一活塞部和第二活塞部的位置，防止它們?cè)趶椈稍膲嚎s方向以外的方向上移動(dòng)，有效保持整個(gè)芯片模組的接觸良好。

優(yōu)選地，所述第一活塞孔和所述第二活塞孔均與所述彈簧腔室連通，且從所述彈簧腔室的縱向端部處延伸至所述底座部分的外部，且所述第一活塞孔和所述第二活塞孔的徑向尺寸小于所述彈簧腔室的徑向尺寸。由于這個(gè)特征的設(shè)置，使得位于彈簧腔室兩個(gè)縱向端部處的內(nèi)壁能夠?qū)Φ谝换钊康膶拸讲糠趾偷诙钊康膶拸讲糠志哂邢尬蛔饔茫瑥亩鴮?duì)彈簧元件具有限制行程的作用，將整個(gè)彈簧組件的位置保持在彈簧腔室中。

如此一來，彈簧組件被限定在底座部分的狹長的彈簧腔室中，且彈簧組件在縱向的兩個(gè)端部是結(jié)構(gòu)對(duì)稱的。整個(gè)芯片模組在封裝過程中操作十分簡單，不必為彈簧組件額外設(shè)置固定部件，也不必?fù)?dān)心彈簧組件的錯(cuò)位、顛倒等對(duì)工藝造成不良影響。

優(yōu)選地，所述第一活塞部的寬徑部分和所述第二活塞部的寬徑部分均能夠與所述彈簧腔室的縱向端部處的內(nèi)壁相抵靠以限定向外行程。

優(yōu)選地，所述彈簧組件還包括用來容納所述第一活塞部、所述第二活塞部和所述彈簧元件的殼體，所述殼體上具有用于所述第一活塞部的窄徑部分和所述第二活塞部的窄徑部分通過的開口。如此地，該彈簧組件可進(jìn)行獨(dú)立生產(chǎn)，而后再與壓接式絕緣柵雙極晶體管的芯片模組的底座部分一體式地制造成預(yù)制件。