CN202120918U - 压接式igbt器件 - Google Patents

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Abstract

压接式IGBT器件，包括并联的多个单元器件（1），每个所述单元器件（1）包括依次层叠的发射极钼片（101）、IGBT芯片（102）和集电极钼片（103），该多个单元器件密封地封装在陶瓷管壳内，并且压接在该陶瓷管壳的顶部和底部之间。本实用新型的压接式IGBT器件结构紧凑，密封良好，无任何阴线连接和焊接，器件的电感引入小，适合在高压大电流、高频下使用，并且产品的一致性良好。此外，本实用新型制造工艺简单，成本低廉，便于大规模生产，生产效率高，更重要的是，由于本实用新型获得的IGBT器件开关性能良好，由于可通过陶瓷管壳的顶部和底部双面散热，因此该器件的热阻小，热疲劳性能好，散热良好，电流额定值高。

Description

压接式IGBT器件
技术领域
本实用新型涉及一种电子元器件，具体地，涉及一种压接式IGBT器件（即绝缘栅双极晶体管器件）。
背景技术
绝缘栅双极型晶体管简称为IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor)，IGBT是由MOSFET（即金属-氧化层-半导体-场效晶体管）和双极型晶体管复合而成的一种器件，其输入极为MOSFET，输出极为PNP晶体管，它融和了这两种器件的优点，既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点，又具有双极型晶体管器件饱和压降低而容量大的优点，其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于100kHz频率范围以内，在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用，在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
一般而言， IGBT器件目前主要以塑封和模块封装为主，多采用并联和串联的方式得到大电流和高电压以满足需要，但是在许多应用场合中，上述普通塑封和模块封装因散热问题和气密性问题，无法满足整机的效率和可靠性的需求。
因此，有必要设计和制造一种耐大电流和高电压的IGBT器件。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种压接式IGBT器件，以克服现有技术的上述缺陷，该压接式IGBT器件散热良好，能够耐受大电流和高电压，工作可靠性较好。
上述目的通过如下技术方案实现：压接式IGBT器件，包括并联的多个单元器件，每个所述单元器件包括依次层叠的发射极钼片、IGBT芯片和集电极钼片，该多个单元器件密封地封装在陶瓷管壳内，并且压接在该陶瓷管壳的顶部和底部之间。
优选地，各个所述单元器件的发射极钼片、IGBT芯片和集电极钼片在所述陶瓷管壳内通过定位支架定位，并且所述集电极钼片的下部设有垫片。
具体地，所述陶瓷管壳包括上下开口的瓷环、经由连接座与所述瓷杯的下口部连接的底座、以及设置在所述瓷环上口部的管帽，所述多个单元器件压接在所述管帽与底座之间，各个所述单元器件的门极引线从所述瓷环的侧面穿出。
优选地，所述发射极钼片和集电极钼片的上下表面均镀有铑层。
优选地，所述多个单元器件在所述陶瓷管壳的顶部和底部之间呈阵列分布。
选择地，所述IGBT芯片的边长为12－14mm。
选择地，所述单元器件的数量为12只。
通过上述技术方案，本实用新型压接式IGBT器件的有益效果在于：该压接式IGBT器件结构紧凑，密封良好，无任何阴线连接和焊接，器件的电感引入小，适合在高压大电流、高频下使用，并且产品的一致性良好。此外，本实用新型制造工艺简单，成本低廉，便于大规模生产，生产效率高，更重要的是，由于本实用新型获得的IGBT 器件开关性能良好，由于可通过陶瓷管壳的顶部和底部双面散热，因此该器件的热阻小，热疲劳性能好，散热良好，电流额定值高。
附图说明
图1为本实用新型具体实施方式的压接式IGBT器件的结构示意图，为使得图面简洁，图中省略了部分剖面线。
图2为本实用新型压接式IGBT器件的单元器件的结构示意图，其中显示了垫片和定位支架。
图3为本实用新型压接式IGBT器件的门极定位示意图。
图中：1单元器件；2管帽；3瓷环；4连接座；5底座；6门极引线；7垫片；8定位支架； 101发射极钼片；102 IGBT芯片；103集电极钼片。
具体实施方式
以下结合附图描述本实用新型压接式IGBT器件的具体实施方式。
如图1至图3所示，本实用新型的压接式IGBT器件包括并联的多个单元器件1，该多个单元器件1密封地封装在陶瓷管壳内，并且压接在该陶瓷管壳的顶部和底部之间，每个所述单元器件1包括依次层叠的发射极钼片101、IGBT芯片102和集电极钼片103，该发射极钼片101、IGBT芯片102和集电极钼片103在所述陶瓷管壳内通过定位支架8定位，并且所述集电极钼片103的下部设有垫片7。
上述陶瓷管壳对于本领域技术人员而言是常用的，其可以采用多种结构或形状，具体地，例如参见图1，所述陶瓷管壳可以包括上下开口的瓷环3、经由连接座4与所述瓷杯3的下口部连接的底座5、以及设置在所述瓷环上口部的管帽2，所述多个单元器件1压接（基本采用冷压接）在所述管帽2与底座5之间，各个所述单元器件的门极引线6（参见图3）可以从所述瓷环3的侧面穿出。
在本实用新型的压接式IGBT器件中，为进一步提高抗氧化性，同时减少热阻，发射极钼片101和集电极钼片103的上下表面均镀有铑层，这可以进一步增强了本实用新型压接式IGBT器件的工作可靠性。此外，发射极钼片101和集电极钼片103可以根据情形进行选择，例如发射极钼片厚度可以为0.5mm，集电极钼片厚度可以为2.0mm。
根据电流和电压的要求，本实用新型的压接式IGBT器件可制成不同额定电流的IGBT器件，单元器件1的数量根据需要的数量选用，所述单元器件在所述陶瓷管壳的顶部和底部之间（例如底座和管帽之间）呈阵列分布。此外，所述IGBT芯片的边长优选为12－14mm，IGBT芯片的数量（即单元器件的数量）优选为12只。
为进一步保证其使用可靠，定位支架8可采用聚四氟乙烯材料制成，例如其可以通过压模制成，以满足绝缘、高温的要求。另外，在工艺上，单元器件1采用压接形式封装在陶瓷管壳内，当封装时，可以采用纯度99.999％的氮气充入陶瓷管壳内，这样可以更好地避免单元器件的氧化。
由上描述可见，本实用新型的压接式IGBT器件采用压接工艺将集电极钼片、IGBT芯片、发射极钼片设置在陶瓷管壳的顶部和底部之间（例如陶瓷管壳的底座和管帽之间），使得集电极钼片、IGBT芯片和发射极钼片密封在陶瓷管壳内，在压接时可以在陶瓷管壳内充入高纯度的氮气，以提高压接式IGBT器件的可靠性和耐久性。
与现有技术相比，本实用新型压接式IGBT器件的有益效果在于：该压接式IGBT器件结构紧凑，密封良好，无任何阴线连接和焊接，器件的电感引入小，适合在高压大电流、高频下使用，并且产品的一致性良好。此外，本实用新型制造工艺简单，成本低廉，便于大规模生产，生产效率高，更重要的是，由于本实用新型获得的IGBT 器件开关性能良好，由于可通过陶瓷管壳的顶部和底部双面散热，因此该器件的热阻小，热疲劳性能好，散热良好，电流额定值高。
在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，可以通过任何合适的方式进行任意组合，其同样落入本实用新型所公开的范围之内。同时，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。此外，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。本实用新型的保护范围由权利要求限定。

Claims (7)

1.压接式IGBT器件，其特征是，包括并联的多个单元器件（1），每个所述单元器件（1）包括依次层叠的发射极钼片（101）、IGBT芯片（102）和集电极钼片（103），该多个单元器件密封地封装在陶瓷管壳内，并且压接在该陶瓷管壳的顶部和底部之间。
2.根据权利要求1所述的压接式IGBT器件，其特征是，各个所述单元器件（1）的发射极钼片、IGBT芯片和集电极钼片在所述陶瓷管壳内通过定位支架（8）定位，并且所述集电极钼片（103）的下部设有垫片（7）。
3.根据权利要求1所述的压接式IGBT器件，其特征是，所述陶瓷管壳包括上下开口的瓷环（3）、经由连接座（4）与所述瓷杯（3）的下口部连接的底座（5）、以及设置在所述瓷环上口部的管帽（2），所述多个单元器件（1）压接在所述管帽（2）与底座（5）之间，各个所述单元器件的门极引线（6）从所述瓷环（3）的侧面穿出。
4.根据权利要求1所述的压接式IGBT器件，其特征是，所述发射极钼片（101）和集电极钼片（103）的上下表面均镀有铑层。
5.根据权利要求1所述的压接式IGBT器件，其特征是，所述多个单元器件在所述陶瓷管壳的顶部和底部之间呈阵列分布。
6.根据权利要求1所述的压接式IGBT器件，其特征是，所述IGBT芯片的边长为12－14mm。
7.根据权利要求1所述的压接式IGBT器件，其特征是，所述单元器件的数量为12只。
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