CN112466856B - 一种igbt器件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于晶体管领域，尤其是一种IGBT器件及其制备方法，针对现有的IGBT器件使用时稳定效果不好，安全性不高且不便于连接使用的问题，其包括基板，所述基板的上端固定安装有框架板，所述框架板的上端固定安装有盖板，所述基板的上端焊接有系统焊层，所述系统焊层的上端焊接有衬底，所述衬底的上端外表面焊接有芯片焊层，所述芯片焊层的上端外表面焊接有半导体，所述框架板的内部固定安装有接线端子，所述接线端子的上端外表面套设有限位环，所述接线端子的外表面位于限位环的上方的位置开设有接线孔。本发明能够提高IGBT器件使用时的稳定性，并能提高IGBT器件的安全性，同时能够便于IGBT器件的连接使用。

Description

一种IGBT器件及其制备方法
技术领域
本发明涉及晶体管技术领域，尤其涉及一种IGBT器件及其制备方法。
背景技术
IGBT意为绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
现有的IGBT器件使用时存在一定的缺陷，IGBT器件使用时稳定效果不好，而且IGBT器件的安全性不高，使用时容易误碰导致IGBT器件损坏，而且IGBT器件使用时不便于连接，给使用过程带来了一定的影响，因此，现在提出一种IGBT器件及其制备方法。
发明内容
本发明提出的一种IGBT器件及其制备方法，解决了IGBT器件使用时稳定效果不好，安全性不高且不便于连接使用的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种IGBT器件，包括基板，所述基板的上端固定安装有框架板，所述框架板的上端固定安装有盖板，所述基板的上端焊接有系统焊层，所述系统焊层的上端焊接有衬底，所述衬底的上端外表面焊接有芯片焊层，所述芯片焊层的上端外表面焊接有半导体，所述框架板的内部固定安装有接线端子，所述接线端子的下端固定连接有键合线，所述接线端子的上端外表面套设有限位环，所述接线端子的外表面位于限位环的上方的位置开设有接线孔，所述接线端子的外表面位于接线孔的上方的位置固定安装有固定板，所述固定板的下端外表面固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧的下端固定连接有套环，所述套环的上端固定安装有固定帽，所述基板由底板与连接板组成，所述连接板套接在底板的上端，所述底板与连接板之间位于连接板的内部的位置填充有阻尼垫，所述盖板由第一壳体与第二壳体组成，所述第一壳体与第二壳体之间填充有缓冲层。
优选的，所述框架板呈矩形框结构，所述框架板的材质为塑料，所述衬底、半导体和键合线均位于框架板的内部的位置，所述键合线的一端与接线端子固定连接，所述键合线的另一端与半导体固定连接。
优选的，所述复位弹簧套设在接线端子的外表面，所述套环套设在接线端子的外表面与接线端子活动连接，所述固定帽通过复位弹簧与接线端子活动连接。
优选的，所述第一壳体与第二壳体的材质均为塑料，所述缓冲层的材质为橡胶，所述接线端子的上端贯穿盖板并位于盖板的上方的位置。
优选的，所述框架板的内部下方填充有硅胶填充层，所述框架板的内部上方填充有环氧树脂填充层，所述环氧树脂填充层位于硅胶填充层的上端的位置。
优选的，所述衬底通过系统焊层焊接固定在基板的上端，所述半导体通过芯片焊层焊接固定在衬底的上端。
一种IGBT器件制备方法，包括以下步骤：
(1)框架安装：在基板的上端安装框架板，框架板的内部两侧安装接线端子；
(2)提供衬底：在衬底的外表面开设有沟槽形栅极；
(3)衬底安装：在基板的外表面焊接系统焊层，使衬底通过系统焊层焊接固定在基板上；
(4)提供半导体：选取半导体元件；
(5)半导体安装：在衬底上焊接芯片焊层，使半导体通过芯片焊层焊接固定在衬底上；
(6)接线：利用键合线将接线端子与半导体连接；
(7)密封：在框架板内填充硅胶和环氧树脂，使硅胶和环氧树脂将基板上的衬底和半导体覆盖密封，然后在框架板上覆盖盖板。
优选的，所述步骤(2)中，衬底由陶瓷和铜组成，双层铜板覆盖在陶瓷的两侧外表面。
优选的，所述步骤(2)中，在沟槽形栅极的沟槽中填充金属层，金属层为沉积钨所形成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过设置的限位环、接线孔、固定板、复位弹簧、套环和固定帽，IGBT器件在安装使用的过程中，利用弹性的固定帽方便将连接线夹紧固定，连接线连接过程中利用复位弹簧将连接线夹紧在限位环与套环之间的位置，便于连接线的连接，从而使IGBT器件使用时便于连接。
2、本发明中，通过设置的底板、连接板和阻尼垫，使IGBT器件的基板具有一定的缓冲效果，IGBT器件在使用的过程中，利用基板能够使IGBT器件更加的稳定，提高了IGBT器件的使用效果，避免IGBT器件在使用时的过程中震动而造成使用误差。
3、本发明中，通过设置的第一壳体、第二壳体和缓冲层，能够提高IGBT器件上的塑料壳体的抗冲击效果，IGBT器件在使用时，当IGBT器件发生碰撞时，利用双层壳体以及缓冲层能够有效的降低冲击力，避免碰撞造成IGBT器件的损坏，大大提高了IGBT器件的安全性，使IGBT器件的使用效果更好。
附图说明
图1为本发明提出的一种IGBT器件及其制备方法的整体结构示意图；
图2为本发明提出的一种IGBT器件及其制备方法的接线端子的局部结构示意图；
图3为本发明提出的一种IGBT器件及其制备方法的基板的结构示意图；
图4为本发明提出的一种IGBT器件及其制备方法的盖板的结构示意图。
图中：1、基板；2、框架板；3、盖板；4、系统焊层；5、衬底；6、芯片焊层；7、半导体；8、接线端子；9、键合线；10、硅胶填充层；11、环氧树脂填充层；12、限位环；13、接线孔；14、固定板；15、复位弹簧；16、套环；17、固定帽；18、底板；19、连接板；20、阻尼垫；21、第一壳体；22、第二壳体；23、缓冲层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-4，一种IGBT器件及其制备方法，包括基板1，基板1的上端固定安装有框架板2，框架板2的上端固定安装有盖板3，基板1的上端焊接有系统焊层4，系统焊层4的上端焊接有衬底5，衬底5的上端外表面焊接有芯片焊层6，芯片焊层6的上端外表面焊接有半导体7，框架板2的内部固定安装有接线端子8，接线端子8的下端固定连接有键合线9，接线端子8的上端外表面套设有限位环12，接线端子8的外表面位于限位环12的上方的位置开设有接线孔13，接线端子8的外表面位于接线孔13的上方的位置固定安装有固定板14，固定板14的下端外表面固定连接有复位弹簧15，复位弹簧15的下端固定连接有套环16，套环16的上端固定安装有固定帽17，基板1由底板18与连接板19组成，连接板19套接在底板18的上端，底板18与连接板19之间位于连接板19的内部的位置填充有阻尼垫20，盖板3由第一壳体21与第二壳体22组成，第一壳体21与第二壳体22之间填充有缓冲层23。
其中，框架板2呈矩形框结构，框架板2的材质为塑料，衬底5、半导体7和键合线9均位于框架板2的内部的位置，键合线9的一端与接线端子8固定连接，键合线9的另一端与半导体7固定连接。
其中，复位弹簧15套设在接线端子8的外表面，套环16套设在接线端子8的外表面与接线端子8活动连接，固定帽17通过复位弹簧15与接线端子8活动连接。
其中，第一壳体21与第二壳体22的材质均为塑料，缓冲层23的材质为橡胶，接线端子8的上端贯穿盖板3并位于盖板3的上方的位置。
其中，框架板2的内部下方填充有硅胶填充层10，框架板2的内部上方填充有环氧树脂填充层11，环氧树脂填充层11位于硅胶填充层10的上端的位置。
其中，衬底5通过系统焊层4焊接固定在基板1的上端，半导体7通过芯片焊层6焊接固定在衬底5的上端。
一种IGBT器件制备方法，包括以下步骤：
(1)框架安装：在基板的上端安装框架板，框架板的内部两侧安装接线端子；
(2)提供衬底：在衬底的外表面开设有沟槽形栅极；
(3)衬底安装：在基板的外表面焊接系统焊层，使衬底通过系统焊层焊接固定在基板上；
(4)提供半导体：选取半导体元件；
(5)半导体安装：在衬底上焊接芯片焊层，使半导体通过芯片焊层焊接固定在衬底上；
(6)接线：利用键合线将接线端子与半导体连接；
(7)密封：在框架板内填充硅胶和环氧树脂，使硅胶和环氧树脂将基板上的衬底和半导体覆盖密封，然后在框架板上覆盖盖板。
其中，步骤(2)中，衬底由陶瓷和铜组成，双层铜板覆盖在陶瓷的两侧外表面。
其中，步骤(2)中，在沟槽形栅极的沟槽中填充金属层，金属层为沉积钨所形成。
工作原理：使用时，将衬底5通过系统焊层4焊接在基板1上，然后再将半导体7通过芯片焊层6焊接在衬底5上，利用键合线9将接线端子8和半导体7连接，然后利用硅胶填充层10和环氧树脂填充层11将衬底5和半导体7填充在框架板2内，盖上盖板2，盖板3由第一壳体21和第二壳体22组成，第一壳体21和第二壳体22配合缓冲层23能够提高盖板3的抗冲击能力，从而对盖板3和框架板2内的元件进行保护，基板1的底板18和连接板19之间的阻尼垫20使基板1具有一定的减震效果，使IGBT器件使用时更加的稳定，IGBT器件使用连接时，将固定帽17向上拨，然后将连接线穿过接线端子8的接线孔13，松开固定帽17，固定帽17在固定板14的复位弹簧15的弹力作用下利用套环16和限位环12将连接线夹紧，方便IGBT器件的连接使用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种IGBT器件，包括基板(1)，其特征在于，所述基板(1)的上端固定安装有框架板(2)，所述框架板(2)的上端固定安装有盖板(3)，所述基板(1)的上端焊接有系统焊层(4)，所述系统焊层(4)的上端焊接有衬底(5)，所述衬底(5)的上端外表面焊接有芯片焊层(6)，所述芯片焊层(6)的上端外表面焊接有半导体(7)，所述框架板(2)的内部固定安装有接线端子(8)，所述接线端子(8)的下端固定连接有键合线(9)，所述接线端子(8)的上端外表面套设有限位环(12)，所述接线端子(8)的外表面位于限位环(12)的上方的位置开设有接线孔(13)，所述接线端子(8)的外表面位于接线孔(13)的上方的位置固定安装有固定板(14)，所述固定板(14)的下端外表面固定连接有复位弹簧(15)，所述复位弹簧(15)的下端固定连接有套环(16)，所述套环(16)的上端固定安装有固定帽(17)，所述基板(1)由底板(18)与连接板(19)组成，所述连接板(19)套接在底板(18)的上端，所述底板(18)与连接板(19)之间位于连接板(19)的内部的位置填充有阻尼垫(20)，所述盖板(3)由第一壳体(21)与第二壳体(22)组成，所述第一壳体(21)与第二壳体(22)之间填充有缓冲层(23)。
2.根据权利要求1所述的一种IGBT器件，其特征在于，所述框架板(2)呈矩形框结构，所述框架板(2)的材质为塑料，所述衬底(5)、半导体(7)和键合线(9)均位于框架板(2)的内部的位置，所述键合线(9)的一端与接线端子(8)固定连接，所述键合线(9)的另一端与半导体(7)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种IGBT器件，其特征在于，所述复位弹簧(15)套设在接线端子(8)的外表面，所述套环(16)套设在接线端子(8)的外表面与接线端子(8)活动连接，所述固定帽(17)通过复位弹簧(15)与接线端子(8)活动连接。
4.根据权利要求1所述的一种IGBT器件，其特征在于，所述第一壳体(21)与第二壳体(22)的材质均为塑料，所述缓冲层(23)的材质为橡胶，所述接线端子(8)的上端贯穿盖板(3)并位于盖板(3)的上方的位置。
5.根据权利要求1所述的一种IGBT器件，其特征在于，所述框架板(2)的内部下方填充有硅胶填充层(10)，所述框架板(2)的内部上方填充有环氧树脂填充层(11)，所述环氧树脂填充层(11)位于硅胶填充层(10)的上端的位置。
6.根据权利要求1所述的一种IGBT器件，其特征在于，所述衬底(5)通过系统焊层(4)焊接固定在基板(1)的上端，所述半导体(7)通过芯片焊层(6)焊接固定在衬底(5)的上端。
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