CN115206949B - 一种垂直导电型功率半导体器件双面压接封装结构 - Google Patents

一种垂直导电型功率半导体器件双面压接封装结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种垂直导电型功率半导体器件双面压接封装结构,包括:第一功率电极端盖、第一驱动电极弹簧针PCB组件、若干第一功率电极钼片、若干第一功率电极柔性导电金属片、若干定位框、若干功率芯片、若干第二功率电极柔性导电金属片、若干第二功率电极钼片、第二驱动电极弹簧针PCB组件、第二功率电极端盖和陶瓷管壳。该封装结构采用缓冲层代替键合引线与芯片电极相连,提高器件的开关速度,降低器件损耗;提高了模块的功率密度和散热效率,降低了并联芯片之间的寄生参数和开关过程中的噪声尖峰电压;同时实现了芯片双面栅极接触金属的引出,提高功率模块的应用可靠性,更好地满足双向功率半导体芯片的应用需求。

Description

一种垂直导电型功率半导体器件双面压接封装结构
技术领域
本发明属于半导体制造领域,具体涉及一种垂直导电型功率半导体器件双面压接封装结构。
背景技术
随着应用领域的不断扩展,对功率半导体器件的性能要求也越来越高:一方面要求功率等级提高,以大功率电力机车牵引、电力输变电系统、新能源、脉冲功率装置等领域为代表;另一方面,鉴于应用系统灵活性和可扩展性的考虑,迫切需要具有双向可控导通的高性能功率半导体器件,简化系统拓扑,降低系统成本。
目前,具有双向可控导通的功率半导体器件以双向三极管、双向绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)为代表;由于工作时流过器件的电流路径为水平方向,不利于通过双面散热以提高功率等级,因此,平面导电型双向三极管和双向IGBT不适宜用于大功率场合。相较而言,垂直导电型双向三极管和双向IGBT具备实现双面散热的条件,具有潜在优势。
尽管如此,无论导电路径是平面导电型还是垂直导电型,双向三极管和双向IGBT均尚无成熟商业化产品;正处在研究阶段的样品封装结构,仍沿袭传统单面焊接、双面焊接等传统技术路线。传统焊接式功率半导体器件受限于焊接、键合引线等工艺手段的固有不足,在散热、应力等方面制约着功率等级的大幅度提升;同时,键合引线脱落/断裂、焊接层退化等由热-机械应力引起的失效瓶颈,逐渐不能满足柔性直流输电、大型海上风力发电等高功率密度等级、高可靠性应用的需求。大功率压接式功率半导体器件具有无引线、无焊接层、可实现双面散热的优点;相较于传统焊接封装器件,压接式器件的功率容量、可靠性均有大幅提升,已有逐渐取代传统焊接式器件的趋势,成为高端应用领域的首选器件之一。
垂直导电型双向三极管、双向IGBT器件存在散热能力差,需要双面同时引出栅极的问题,然而目前功率半导体器件的传统封装结构,尚且不能满足垂直导电型双向三极管和双向IGBT的封装需求。因此,亟需开发新型用于垂直导电型双向器件的双面压接封装结构。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明提供了一种垂直导电型功率半导体器件双面压接封装结构。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现:
本发明实施例提供了一种垂直导电型功率半导体器件双面压接封装结构,包括:第一功率电极端盖、第一驱动电极弹簧针PCB组件、若干第一功率电极钼片、若干第一功率电极柔性导电金属片、若干定位框、若干功率芯片、若干第二功率电极柔性导电金属片、若干第二功率电极钼片、第二驱动电极弹簧针PCB组件、第二功率电极端盖和陶瓷管壳,其中,
所述第一功率电极端盖设置在所述陶瓷管壳的一端且所述第二功率电极端盖设置在所述陶瓷管壳的另一端以形成封闭空间;
所述第一驱动电极弹簧针PCB组件、所述若干第一功率电极钼片、所述若干第一功率电极柔性导电金属片、所述若干定位框、所述若干功率芯片、所述若干第二功率电极柔性导电金属片、所述若干第二功率电极钼片和所述第二驱动电极弹簧针PCB组件均设置在所述封闭空间内;
所述若干第一功率电极钼片、所述若干第一功率电极柔性导电金属片、所述若干功率芯片、所述若干第二功率电极柔性导电金属片、所述若干第二功率电极钼片一一对应的层叠设置在所述若干定位框中;且所述第一功率电极柔性导电金属片与所述功率芯片第一表面的第一功率电极连接;所述第二功率电极柔性导电金属片与所述功率芯片第二表面的第二功率电极连接;
所述第一驱动电极弹簧针PCB组件设置在所述第一功率电极端盖和所述若干第一功率电极钼片之间,且与所述功率芯片第一表面的第一驱动电极连接;所述第一功率电极端盖穿过所述第一驱动电极弹簧针PCB组件与所述若干第一功率电极钼片连接;
所述第二驱动电极弹簧针PCB组件设置在所述第二功率电极端盖和所述若干第二功率电极钼片之间,且与所述功率芯片第二表面的第二驱动电极连接;所述第二功率电极端盖穿过所述第二驱动电极弹簧针PCB组件与所述若干第二功率电极钼片连接。
在本发明的一个实施例中,所述第一功率电极端盖包括第一端盖和若干第一凸台状结构,其中,
所述第一端盖设置在所述陶瓷管壳的一端;
所述若干第一凸台状结构设置在所述第一端盖的朝向所述功率芯片的表面上,且穿过所述第一驱动电极弹簧针PCB组件与所述若干第一功率电极钼片一一对应连接。
在本发明的一个实施例中,所述第一驱动电极弹簧针PCB组件包括第一驱动电极PCB板、若干第一驱动电极弹簧针和第一驱动电极外部连接端子,其中,
所述第一驱动电极PCB板上设置有若干第一通孔,且所述若干第一凸台状结构一一对应穿过所述若干第一通孔;
所述若干第一驱动电极弹簧针设置在所述第一驱动电极PCB板的表面,且所述第一驱动电极弹簧针与所述第一驱动电极连接;
所述第一驱动电极外部连接端子设置在所述第一驱动电极PCB板的侧面。
在本发明的一个实施例中,所述第一功率电极钼片和所述第二功率电极钼片的厚度均为1~3mm。
在本发明的一个实施例中,所述第一功率电极柔性导电金属片的材料和所述第二功率电极柔性导电金属片的材料均包括银。
在本发明的一个实施例中,所述功率芯片包括垂直导电型双向功率芯片。
在本发明的一个实施例中,所述第二驱动电极弹簧针PCB组件包括第二驱动电极PCB板、若干第二驱动电极弹簧针和第二驱动电极外部连接端子,其中,
所述第二驱动电极PCB板上设置有若干第二通孔;
所述若干第二驱动电极弹簧针设置在所述第二驱动电极PCB板的表面,且所述第二驱动电极弹簧针与所述第二驱动电极连接;
所述第二驱动电极外部连接端子设置在所述第二驱动电极PCB板的侧面。
在本发明的一个实施例中,所述第二功率电极端盖包括第二端盖和若干第二凸台状结构,其中,
所述第二端盖设置在所述陶瓷管壳的另一端;
所述若干第二凸台状结构设置在所述第二端盖的表面,且穿过所述若干第二通孔与所述若干第二功率电极钼片一一对应连接。
在本发明的一个实施例中,所述陶瓷管壳的两个端部均设置有金属裙边。
在本发明的一个实施例中,所述封闭空间的内部填充有惰性气体。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
本发明的封装结构采用若干第一功率电极柔性导电金属片和若干第二功率电极柔性导电金属片作为缓冲层代替键合引线与芯片电极相连,提高器件的开关速度,降低器件损耗;并功率芯片的两侧均依次采用功率电极钼片、功率电极端盖与功率电极柔性导电金属片进行连接,提高了模块的功率密度和散热效率,降低了并联芯片之间的寄生参数和开关过程中的噪声尖峰电压;同时,在功率芯片的两侧均采用驱动电极弹簧针PCB组件连接驱动电极,实现了芯片双面栅极接触金属的引出,提高功率模块的应用可靠性,更好地满足双向功率半导体芯片的应用需求。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种垂直导电型功率半导体器件双面压接封装结构的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
请参见图1,图1为本发明实施例提供的一种垂直导电型功率半导体器件双面压接封装结构的示意图。该垂直导电型功率半导体器件双面压接封装结构为上下对称结构,包括第一功率电极端盖1、第一驱动电极弹簧针PCB组件2、若干第一功率电极钼片3、若干第一功率电极柔性导电金属片4、若干定位框5、若干功率芯片6、若干第二功率电极柔性导电金属片7、若干第二功率电极钼片8、第二驱动电极弹簧针PCB组件9、第二功率电极端盖10和陶瓷管壳11。
具体的,第一功率电极端盖1设置在陶瓷管壳11的一端,第二功率电极端盖10设置在陶瓷管壳11的另一端,第一功率电极端盖1、第二功率电极端盖10和陶瓷管壳11共同形成封闭空间。且第一驱动电极弹簧针PCB组件2、若干第一功率电极钼片3、若干第一功率电极柔性导电金属片4、若干定位框5、若干功率芯片6、若干第二功率电极柔性导电金属片7、若干第二功率电极钼片8和第二驱动电极弹簧针PCB组件9均设置在封闭空间内。
具体的,若干第一功率电极钼片3、若干第一功率电极柔性导电金属片4、若干功率芯片6、若干第二功率电极柔性导电金属片7、若干第二功率电极钼片8一一对应的层叠设置在若干定位框5中;且第一功率电极柔性导电金属片4与功率芯片6第一表面的第一功率电极连接;第二功率电极柔性导电金属片7与功率芯片6第二表面的第二功率电极连接。第一驱动电极弹簧针PCB组件2设置在第一功率电极端盖1和若干第一功率电极钼片3之间,且与功率芯片6第一表面的第一驱动电极连接;第一功率电极端盖1穿过第一驱动电极弹簧针PCB组件2与若干第一功率电极钼片3连接;第一功率电极钼片3与第一功率电极柔性导电金属片4相连接。第二驱动电极弹簧针PCB组件9设置在第二功率电极端盖10和若干第二功率电极钼片8之间,且与功率芯片6第二表面的第二驱动电极连接;第二功率电极端盖10穿过第二驱动电极弹簧针PCB组件9与若干第二功率电极钼片8连接;第二功率电极钼片8与第二功率电极柔性导电金属片7连接。
可以理解的是,第一功率电极钼片3、第一功率电极柔性导电金属片4、定位框5、功率芯片6、第二功率电极柔性导电金属片7、第二功率电极钼片8的数量均为多个,且第一功率电极钼片3、第一功率电极柔性导电金属片4、定位框5、功率芯片6、第二功率电极柔性导电金属片7、第二功率电极钼片8一一对应,每个定位框5均层叠设置有第一功率电极钼片3、第一功率电极柔性导电金属片4、定位框5、功率芯片6、第二功率电极柔性导电金属片7和第二功率电极钼片8。
每个功率芯片6为双向功率芯片,具有两个相对的表面:第一表面和第二表面,第一表面上设置有第一驱动电极和第一功率电极,第二表面设置有第二驱动电极和第二功率电极。在垂直方向安装压力的作用下,第一功率电极依次与第一功率电极柔性导电金属片4、第一功率电极钼片3以及第一功率电极端盖1相连接,实现多个功率芯片6的第一功率电极并联电气连接,并通过定位框5导向定位;第二功率电极依次与第二功率电极柔性导电金属片7、第二功率电极钼片8以及第二功率电极端盖10相连接,实现多个功率芯片6的第一功率电极并联电气连接,并通过定位框5导向定位。第一驱动电极与第一驱动电极弹簧针PCB组件2连接,第二驱动电极与第二驱动电极弹簧针PCB组件9连接。
本实施例的封装结构采用若干第一功率电极柔性导电金属片和若干第二功率电极柔性导电金属片作为缓冲层代替键合引线与芯片电极相连,提高器件的开关速度,降低器件损耗;并功率芯片的两侧均采用功率电极钼片、功率电极端盖与功率电极柔性导电金属片依次进行连接,提高了模块的功率密度和散热效率,降低了并联芯片之间的寄生参数和开关过程中的噪声尖峰电压;同时,在功率芯片的两侧均采用驱动电极弹簧针PCB组件连接驱动电极,通过顶针设计实现了芯片双面栅极接触金属的引出,提高功率模块的应用可靠性,更好地满足双向功率半导体芯片的应用需求。
在一个具体实施例中,第一功率电极端盖1包括第一端盖110和若干第一凸台状结构120,其中,第一端盖110设置在陶瓷管壳11的一端;若干第一凸台状结构120设置在第一端盖110的朝向功率芯片6的表面上,且穿过第一驱动电极弹簧针PCB组件2与若干第一功率电极钼片3一一对应连接。
具体的,在第一端盖110的朝向功率芯片6的表面上设置若干第一凸台状结构120,若干第一凸台状结构120用于连接每一颗功率芯片6的第一功率电极,并构成所有功率芯片的第一功率电极的并联电气连接。
在一个具体实施例中,第一驱动电极弹簧针PCB组件2包括第一驱动电极PCB板21、若干第一驱动电极弹簧针22和第一驱动电极外部连接端子23,其中,第一驱动电极PCB板21上设置有若干第一通孔211,且若干第一凸台状结构12一一对应穿过若干第一通孔211;若干第一驱动电极弹簧针22设置在第一驱动电极PCB板21的表面,且第一驱动电极弹簧针22与第一驱动电极连接;第一驱动电极外部连接端子23设置在第一驱动电极PCB板21的侧面。
具体的,在功率芯片6的第一表面通过第一驱动电极PCB板21和若干第一驱动电极弹簧针22与第一驱动电极进行电气连接,在安装压力的作用下,每根第一驱动电极弹簧针22分别与一颗功率芯片6的第一驱动电极金属相连,每一颗功率芯片6的第一驱动电极通过第一驱动电极弹簧针22连接至第一驱动电极PCB板21,实现了双向功率芯片第一驱动电极的并联电气连接。
在一个具体实施例中,第一功率电极钼片3的厚度为1~3mm。优选的,第一功率电极钼片3的厚度为2mm。
本实施例中,将第一功率电极钼片3的厚度设置为1~3mm,通过将第一功率电极钼片3进行金属垫高实现了在功率芯片第一表面的导电连接和导热功能。
在一个具体实施例中,第一功率电极柔性导电金属片4的材料包括银,厚度为0.2-0.3mm。优选的,第一功率电极柔性导电金属片4的厚度为0.25mm。
具体的,第一功率电极柔性导电金属片4为柔软导电金属薄片,例如,其可以采用银箔。
本实施例中,第一功率电极柔性导电金属片4用于实现在功率芯片6第一表面的第一功率电极的电气连接,可以降低垂直方向安装压力对芯片的应力集中效应,减缓塑性应变的累积速率,减小互连层对芯片的热失配约束。
在一个具体实施例中,定位框5为方形且具有一定厚度,用于实现第一功率电极钼片3、第一功率电极柔性导电金属片4、功率芯片6、第二功率电极柔性导电金属片7、第二功率电极钼片8的导向定位。
在一个具体实施例中,功率芯片6包括垂直导电型双向功率芯片。
具体的,垂直导电型双向功率芯片具有顶面和底面,两个面都具有栅极电极金属作为驱动电极,两个面都具有源极电极金属作为功率电极。
在一个具体实施例中,第二功率电极柔性导电金属片7的材料包括银,厚度为0.2-0.3mm。优选的,所第二功率电极柔性导电金属片7的厚度为0.25mm。
具体的,第二功率电极柔性导电金属片7为柔软导电金属薄片,例如,其可以采用银箔。
本实施例中,第二功率电极柔性导电金属片7用于实现在功率芯片6第二表面的第二功率电极的电气连接,可以降低垂直方向安装压力对芯片的应力集中效应,减缓塑性应变的累积速率,减小互连层对芯片的热失配约束。
在一个具体实施例中,第二功率电极钼片8的厚度均为1~3mm。优选的,第二功率电极钼片8的厚度为2mm。
本实施例中,将第一功率电极钼片3的厚度设置为1~3mm,通过将第二功率电极钼片8进行金属垫高实现了在功率芯片第二表面的导电连接和导热功能。
在一个具体实施例中,第二驱动电极弹簧针PCB组件9包括第二驱动电极PCB板91、若干第二驱动电极弹簧针92和第二驱动电极外部连接端子(其位于图1中所示结构的背面),其中,第二驱动电极PCB板91上设置有若干第二通孔911;若干第二驱动电极弹簧针92设置在第二驱动电极PCB板91的表面,且第二驱动电极弹簧针92与第二驱动电极连接;第二驱动电极外部连接端子设置在第二驱动电极PCB板91的侧面。
具体的,在功率芯片6的第二表面通过第二驱动电极PCB板91和若干第二驱动电极弹簧针92与第二驱动电极进行电气连接,在安装压力的作用下,每根第二驱动电极弹簧针92分别与一颗功率芯片6的第二驱动电极金属相连,每一颗功率芯片6的第二驱动电极通过第二驱动电极弹簧针92连接至第二人驱动电极PCB板91,实现了双向功率芯片第二驱动电极的并联电气连接。
在一个具体实施例中,第二功率电极端盖10包括第二端盖101和若干第二凸台状结构102,其中,第二端盖101设置在陶瓷管壳11的另一端;若干第二凸台状结构102设置在第二端盖101的表面,且穿过若干第二通孔911与若干第二功率电极钼片8一一对应连接。
具体的,在第二端盖101的朝向功率芯片6的表面上设置若干第二凸台状结构102,若干第二凸台状结构102穿过若干第二通孔911,用于连接每一颗功率芯片6的第二功率电极,并构成所有功率芯片的第二功率电极的并联电气连接。
本实施例中,第一功率端盖1和第二功率电极端盖10可以共同实现双面散热,提升器件的功率密度。
在一个具体实施例中,第一驱动电极弹簧针PCB组件2、若干第一功率电极钼片3、若干第一功率电极柔性导电金属片4、若干定位框5、若干功率芯片6、若干第二功率电极柔性导电金属片7、若干第二功率电极钼片8、第二驱动电极弹簧针PCB组件9在压力作用下接触互联。
在一个具体实施例中,陶瓷管壳11的两个端部均设置有金属裙边。并且,第一功率电极端盖1、第二功率电极端盖10和陶瓷管壳11形成的封闭空间的内部填充有惰性气体。
具体的,在陶瓷管壳11的两个端部均设置有金属裙边,可以使得陶瓷管壳11的端部与第一功率电极端盖1、第二功率电极端盖10实现紧密密封,从而形成封闭空间。
进一步的,通过冷压焊接等工艺手段,将边沿处设置有金属裙边的陶瓷管壳11与第一功率电极端盖1、第二功率电极端盖10焊接在一起,并在封闭空间内部填充氮气等惰性气体,实现气密封效果,保护管壳内部各零件,确保内部电气绝缘性能和结构完整。
综上,本实施例的封装结构,可实现“双面双控制电极功率芯片”的压接封装;功率器件通过第一功率电极端盖和第二功率电极端盖实现双面散热,可提升功率密度;该封装结构通过引入柔性导电金属片消除了键合线及焊接界面等常见的封装薄弱点,可提升器件寿命;该封装结构可减小寄生参数,改善器件电气性能。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种垂直导电型功率半导体器件双面压接封装结构,其特征在于,包括:第一功率电极端盖(1)、第一驱动电极弹簧针PCB组件(2)、若干第一功率电极钼片(3)、若干第一功率电极柔性导电金属片(4)、若干定位框(5)、若干功率芯片(6)、若干第二功率电极柔性导电金属片(7)、若干第二功率电极钼片(8)、第二驱动电极弹簧针PCB组件(9)、第二功率电极端盖(10)和陶瓷管壳(11),其中,
所述第一功率电极端盖(1)设置在所述陶瓷管壳(11)的一端且所述第二功率电极端盖(10)设置在所述陶瓷管壳(11)的另一端以形成封闭空间;
所述第一驱动电极弹簧针PCB组件(2)、所述若干第一功率电极钼片(3)、所述若干第一功率电极柔性导电金属片(4)、所述若干定位框(5)、所述若干功率芯片(6)、所述若干第二功率电极柔性导电金属片(7)、所述若干第二功率电极钼片(8)和所述第二驱动电极弹簧针PCB组件(9)均设置在所述封闭空间内;
所述若干第一功率电极钼片(3)、所述若干第一功率电极柔性导电金属片(4)、所述若干功率芯片(6)、所述若干第二功率电极柔性导电金属片(7)、所述若干第二功率电极钼片(8)一一对应的层叠设置在所述若干定位框(5)中;且所述第一功率电极柔性导电金属片(4)与所述功率芯片(6)第一表面的第一功率电极连接;所述第二功率电极柔性导电金属片(7)与所述功率芯片(6)第二表面的第二功率电极连接;
所述第一驱动电极弹簧针PCB组件(2)设置在所述第一功率电极端盖(1)和所述若干第一功率电极钼片(3)之间,且与所述功率芯片(6)第一表面的第一驱动电极连接;所述第一功率电极端盖(1)穿过所述第一驱动电极弹簧针PCB组件(2)与所述若干第一功率电极钼片(3)连接;
所述第二驱动电极弹簧针PCB组件(9)设置在所述第二功率电极端盖(10)和所述若干第二功率电极钼片(8)之间,且与所述功率芯片(6)第二表面的第二驱动电极连接;所述第二功率电极端盖(10)穿过所述第二驱动电极弹簧针PCB组件(9)与所述若干第二功率电极钼片(8)连接。
2.根据权利要求1所述的垂直导电型功率半导体器件双面压接封装结构,其特征在于,所述第一功率电极端盖(1)包括第一端盖(110)和若干第一凸台状结构(120),其中,
所述第一端盖(110)设置在所述陶瓷管壳(11)的一端;
所述若干第一凸台状结构(120)设置在所述第一端盖(110)的朝向所述功率芯片(6)的表面上,且穿过所述第一驱动电极弹簧针PCB组件(2)与所述若干第一功率电极钼片(3)一一对应连接。
3.根据权利要求2所述的垂直导电型功率半导体器件双面压接封装结构,其特征在于,所述第一驱动电极弹簧针PCB组件(2)包括第一驱动电极PCB板(21)、若干第一驱动电极弹簧针(22)和第一驱动电极外部连接端子(23),其中,
所述第一驱动电极PCB板(21)上设置有若干第一通孔(211),且所述若干第一凸台状结构(12)一一对应穿过所述若干第一通孔(211);
所述若干第一驱动电极弹簧针(22)设置在所述第一驱动电极PCB板(21)的表面,且所述第一驱动电极弹簧针(22)与所述第一驱动电极连接;
所述第一驱动电极外部连接端子(23)设置在所述第一驱动电极PCB板(21)的侧面。
4.根据权利要求1所述的垂直导电型功率半导体器件双面压接封装结构,其特征在于,所述第一功率电极钼片(3)和所述第二功率电极钼片(8)的厚度均为1~3mm。
5.根据权利要求1所述的垂直导电型功率半导体器件双面压接封装结构,其特征在于,所述第一功率电极柔性导电金属片(4)的材料和所述第二功率电极柔性导电金属片(7)的材料均包括银。
6.根据权利要求1所述的垂直导电型功率半导体器件双面压接封装结构,其特征在于,所述功率芯片(6)包括垂直导电型双向功率芯片。
7.根据权利要求1所述的垂直导电型功率半导体器件双面压接封装结构,其特征在于,所述第二驱动电极弹簧针PCB组件(9)包括第二驱动电极PCB板(91)、若干第二驱动电极弹簧针(92)和第二驱动电极外部连接端子,其中,
所述第二驱动电极PCB板(91)上设置有若干第二通孔(911);
所述若干第二驱动电极弹簧针(92)设置在所述第二驱动电极PCB板(91)的表面,且所述第二驱动电极弹簧针(92)与所述第二驱动电极连接;
所述第二驱动电极外部连接端子设置在所述第二驱动电极PCB板(91)的侧面。
8.根据权利要求7所述的垂直导电型功率半导体器件双面压接封装结构,其特征在于,所述第二功率电极端盖(10)包括第二端盖(101)和若干第二凸台状结构(102),其中,
所述第二端盖(101)设置在所述陶瓷管壳(11)的另一端;
所述若干第二凸台状结构(102)设置在所述第二端盖(101)的表面,且穿过所述若干第二通孔(911)与所述若干第二功率电极钼片(8)一一对应连接。
9.根据权利要求1所述的垂直导电型功率半导体器件双面压接封装结构,其特征在于,所述陶瓷管壳(11)的两个端部均设置有金属裙边。
10.根据权利要求1所述的垂直导电型功率半导体器件双面压接封装结构,其特征在于,所述封闭空间的内部填充有惰性气体。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11330283A (ja) * 1998-05-15 1999-11-30 Toshiba Corp 半導体モジュール及び大型半導体モジュール
CN206163475U (zh) * 2016-11-23 2017-05-10 南方电网科学研究院有限责任公司 一种半导体器件封装结构
CN107393884A (zh) * 2017-06-30 2017-11-24 西安中车永电电气有限公司 一种压接式igbt模块叠层组件及压接式igbt模块内部封装结构
CN108172617A (zh) * 2017-12-23 2018-06-15 湖南大学 一种圆形大尺寸igbt芯片压接封装结构及制造方法
CN207587719U (zh) * 2017-10-21 2018-07-06 江阴市赛英电子股份有限公司 一种平板弹性压接封装igbt用陶瓷管壳
CN111261601A (zh) * 2020-01-16 2020-06-09 浙江大学 一种夹具内嵌型的高集成度压接式封装功率模块

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11330283A (ja) * 1998-05-15 1999-11-30 Toshiba Corp 半導体モジュール及び大型半導体モジュール
CN206163475U (zh) * 2016-11-23 2017-05-10 南方电网科学研究院有限责任公司 一种半导体器件封装结构
CN107393884A (zh) * 2017-06-30 2017-11-24 西安中车永电电气有限公司 一种压接式igbt模块叠层组件及压接式igbt模块内部封装结构
CN207587719U (zh) * 2017-10-21 2018-07-06 江阴市赛英电子股份有限公司 一种平板弹性压接封装igbt用陶瓷管壳
CN108172617A (zh) * 2017-12-23 2018-06-15 湖南大学 一种圆形大尺寸igbt芯片压接封装结构及制造方法
CN111261601A (zh) * 2020-01-16 2020-06-09 浙江大学 一种夹具内嵌型的高集成度压接式封装功率模块

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