[實用新型]一種IGBT模塊用的DBC結構

有效

• 申請號: 202020989365.2
• 申請日: 2020-06-03
• 公開（公告）號: CN211879386U
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 秦瀟峰;嚴明會;胡強;蔣興莉;王思亮
• 申請（專利權）人: 成都森未科技有限公司
• 主分類號: H01L25/18
• 分類號: H01L25/18;H01L23/49;H01L25/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蘇丹

本申請屬于半導體封裝以及功率模塊領域，特別是一種IGBT模塊用的DBC結構，其包括陶瓷絕緣基板，所述陶瓷絕緣基板的正面設置有上橋IGBT芯片、上橋二極管芯片、下橋IGBT芯片、下橋二極管芯片、NTC溫度傳感器和多個表面銅箔；所述上橋IGBT芯片以及上橋二極管芯片通過表面銅箔連接，上橋二極管芯片及上橋IGBT芯片連接與下橋IGBT芯片及下橋二極管芯片，下橋IGBT芯片與下橋二極管芯片通過表面銅箔引出。本申請的布局方式，實現了多芯片并聯，有平衡各芯片之間電流的優勢，上橋IGBT集電極與二極管陰極的通過兩條平行銅箔，可以減少這部分的寄生電感。

技術領域

本申請屬于半導體封裝以及功率模塊領域，特別是一種IGBT模塊用的DBC結構。

背景技術

IGBT模塊主要包括覆銅陶瓷基板結構（DBC）、IGBT芯片、二極管芯片、NTC溫度傳感器、功率端子、信號端子。在對其中的DBC進行設計時，需要考慮IGBT芯片尺寸及柵極位置、二極管尺寸及焊盤大小、功率端子的布局、信號端子的布局，以及相應的電路結構及寄生參數設計?，F有IGBT模塊中的覆銅陶瓷基板結構存在的主要問題是寄生參數大、多芯片并聯電流分布不均、柵極回路面積大。

發明內容

為了克服現有技術中寄生參數偏大，多芯片并聯電流分布不均、柵極控制環路面積偏大的問題，現提出了一種IGBT模塊的覆銅陶瓷基板結構。

為實現上述技術效果，本申請的技術方案如下：

一種IGBT模塊用的DBC結構，包括陶瓷絕緣基板，所述陶瓷絕緣基板的正面設置有上橋IGBT芯片、上橋二極管芯片、下橋IGBT芯片、下橋二極管芯片、NTC溫度傳感器和多個表面銅箔；所述上橋IGBT芯片以及上橋二極管芯片通過表面銅箔連接，上橋二極管芯片及上橋IGBT芯片連接與下橋IGBT芯片及下橋二極管芯片，下橋IGBT芯片與下橋二極管芯片通過表面銅箔引出。

進一步地，所述上橋二極管芯片的陽極與上橋IGBT芯片的發射極通過多條鍵合線連接到下橋IGBT芯片的集電極與下橋二極管芯片的陰極。

再進一步地，所述鍵合線為鋁線、銅線或銅帶結構。

進一步地，多個表面銅箔包括下橋IGBT芯片的柵極控制回路銅箔、上橋IGBT芯片的柵極回路銅箔、第一表面銅箔、第二表面銅箔和第三表面銅箔，陶瓷絕緣基板正面的兩側分別設置有平行的第三表面銅箔，所述第三表面銅箔連接上橋IGBT芯片的集電極以及上橋二極管芯片的陰極。

進一步地，下橋IGBT芯片的發射極與下橋二極管芯片的陽極通過一條第二表面銅箔引出。

進一步地，陶瓷絕緣基板上的控制回路包括上橋IGBT芯片的柵極回路銅箔、上橋IGBT芯片的發射極回路銅箔、下橋IGBT芯片的柵極控制回路銅箔和下橋IGBT芯片的發射極回路銅箔。

再進一步地，第二表面銅箔和下橋IGBT芯片的發射極回路銅箔在電學上相互連接；其中第二表面銅箔比下橋IGBT芯片的發射極回路銅箔的寬度更寬，第二表面銅箔電阻低用于通過大電流；下橋IGBT芯片的發射極回路銅箔為采集第二表面銅箔上電勢，為下橋IGBT芯片的柵極控制回路銅箔提供相對零電勢。下橋IGBT芯片的發射極回路銅箔通常為鋁線。

進一步地，第一表面銅箔通過多條鍵合線與上橋二極管芯片相連，構成功率信號輸出端。在上下橋的柵極控制信號的作用下，功率信號輸出端可以實現不同輸出狀態：如零電壓零電流、高電壓低電流、低電壓高電流。

本申請的優點為：

1、本申請的布局方式，實現了多芯片并聯，有平衡各芯片之間電流的優勢，上橋IGBT集電極與二極管陰極的通過兩條平行銅箔，可以減少這部分的寄生電感。

2、本申請的上下橋的IGBT與二極管的對稱布局，有利于電流均勻分布。