[發(fā)明專利]IGBT模塊封裝結(jié)構(gòu)及IGBT芯片的溫度檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911059096.8
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN110707062A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 項澹頤
• 申請（專利權(quán)）人: 富士電機(中國)有限公司
• 主分類號: H01L23/492
• 分類號: H01L23/492;H01L23/31;H01L29/739;H01L25/07;H01L23/58;G01K7/02
• 代理公司: 31291 上海立群專利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 楊楷;毛立群

本發(fā)明提供了一種IGBT模塊封裝結(jié)構(gòu)及IGBT芯片的溫度檢測方法，包括：電性連接層，用于為設(shè)置其上的導(dǎo)體元件與外部元件提供電性連接媒介；芯片層，固定設(shè)置于電性連接層；端子；以及導(dǎo)線，用于實現(xiàn)電路互連；芯片層和端子經(jīng)電性連接層由導(dǎo)線電性連接，連接于芯片層和端子之間的導(dǎo)線與電性連接層部分連接，和芯片層和端子經(jīng)導(dǎo)線直接電性連接的連接方式相比，能夠使芯片層產(chǎn)生的熱量至少部分經(jīng)導(dǎo)線和電性連接層接觸的區(qū)域傳導(dǎo)至絕緣基板，這樣就減少了導(dǎo)線傳導(dǎo)至端子的熱量，降低了端子的溫度，保證IGBT模塊的正常工作，并減少了IGBT模塊因過熱而損毀的可能，增加了IGBT模塊的使用壽命，解決因端子處的熱量難于散發(fā)而導(dǎo)致IGBT模塊可能因過熱而損壞的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體功率器件封裝技術(shù)領(lǐng)域，更詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及一種IGBT模塊封裝結(jié)構(gòu)及IGBT芯片的溫度檢測方法。

背景技術(shù)

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管，是由一種由BJT(雙極性三極管)和MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件，作為一種常見的電子器件已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各種電子設(shè)備上。由于溫度過高會影響IGBT模塊的性能，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致IGBT模塊損毀，IGBT模塊中通常設(shè)置有溫度傳感元件，現(xiàn)有技術(shù)中，通常將NTC(Negative Temperature Coefficient)溫度傳感器安裝在IGBT模塊內(nèi)以檢測IGBT模塊殼體的溫度T_C，或者將溫度敏感二極管集成于IGBT芯片以直接檢測IGBT芯片的結(jié)溫T_j，由于NTC溫度傳感器的溫度響應(yīng)速度較慢，當(dāng)IGBT芯片瞬間過熱時，NTC溫度傳感器可能出現(xiàn)響應(yīng)不及時的情況而導(dǎo)致用戶無法及時發(fā)現(xiàn)問題，嚴(yán)重時可能會導(dǎo)致IGBT模塊的損壞，而溫度敏感二極管容易在溫度驟升時發(fā)生熱擊穿，可靠性較差。

因此，有必要對現(xiàn)有IGBT模塊封裝結(jié)構(gòu)加以改進。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中，IGBT模塊封裝結(jié)構(gòu)在IGBT芯片溫度檢測時容易出現(xiàn)溫度傳感元件響應(yīng)較慢或溫度傳感元件自身的穩(wěn)定性較差的問題，本發(fā)明提供了一種IGBT模塊封裝結(jié)構(gòu)，包括：絕緣基板；IGBT芯片，設(shè)置于所述絕緣基板的一側(cè)；以及溫度傳感元件，貼附于所述絕緣基板異于所述IGBT芯片的一側(cè)并且隔著所述絕緣基板與所述IGBT芯片相對設(shè)置。

在該技術(shù)方案中，將溫度傳感元件，貼附于絕緣基板異于IGBT芯片的一側(cè)并且隔著絕緣基板與IGBT芯片相對設(shè)置，能夠使IGBT芯片的外殼的溫度及時的傳達至溫度傳感元件，使得溫度傳感元件能夠在IGBT芯片的溫度發(fā)生變化時迅速的作出相應(yīng)的響應(yīng)。

在本發(fā)明的較優(yōu)技術(shù)方案中，IGBT模塊封裝結(jié)構(gòu)還包括：溫度檢測端子，與所述溫度傳感元件相連接。

在該技術(shù)方案中，用戶無需直接通過溫度傳感元件獲取IGBT芯片的殼溫T_C，而可以通過溫度傳感元件傳遞給溫度檢測端子的信號間接獲取IGBT芯片的殼溫T_C。

在本發(fā)明的較優(yōu)技術(shù)方案中，所述溫度檢測端子至少部分設(shè)置于所述絕緣基板外部。

在該技術(shù)方案中，溫度檢測端子至少部分設(shè)置于所述絕緣基板的外部為用戶自溫度檢測端子直接或間接獲取溫度傳感元件傳遞的溫度信號提供了便利。

在本發(fā)明的較優(yōu)技術(shù)方案中，所述絕緣基板為DBC板，包括陶瓷基板以及包覆于所述陶瓷基板上、下表面的銅箔。

在本發(fā)明的較優(yōu)技術(shù)方案中，所述溫度檢測端子與所述溫度傳感元件經(jīng)由所述銅箔形成于所述陶瓷基板的線路層電性連接。