CN210575897U - 绝缘栅双极型晶体管封装模块 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种绝缘栅双极型晶体管封装模块，包括集电极引线、发射极引线与栅极引线，通过设置所述集电极引线、所述发射极引线与所述栅极引线包括波浪状结构，提高了集电极引线、发射极引线与栅极引线对电流或电压应力的承受能力，降低了在较大电流通过的情况下集电极引线、发射极引线或栅极引线出现折断情况的概率。由于波浪状的引线较直线状引线具有更好的耐拉伸性能，提高了绝缘栅双极型晶体管的使用寿命或多次重复使用的可能性。

Description

绝缘栅双极型晶体管封装模块

技术领域

本申请属于半导体功率器件技术领域，具体的说是涉及一种绝缘栅双极型晶体管封装模块。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)是由双极结型晶体三极管(Bipolar Junction Transistor，BJT)和绝缘栅型场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件,其具有自关断的特征。简单讲，是一个非通即断的开关，IGBT没有放大电压的功能，导通时可以看作导线，断开时当作开路。IGBT融合了BJT和MOSFET的两种器件的优点，如驱动功率小和饱和压降低等。

IGBT是能源转换与传输的核心器件，是电力电子装置的“CPU”。采用IGBT进行功率变换，能够提高用电效率和质量，具有高效节能和绿色环保的特点，是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键支撑技术。然而现有的IGBT封装模块的集电极引线、发射极引线与栅极引线一般为直线状，在瞬间大电流经过的情况下，有可能因瞬间应力过高导致引线折断的情况发生，并且直线状引线的耐弯折性能较差，例如在多次重复使用IGBT封装模块的过程中容易导致引线折断的情况发生。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种具有较强电流应力承受能力且耐弯折性能较好的绝缘栅双极型晶体管封装模块。

本申请的一方面提供一种绝缘栅双极型晶体管封装模块，包括：

绝缘栅双极型晶体管；

集电极引线，包括位于所述集电极引线两端的集电极连接端子及集电极引出端子，所述集电极连接端子与所述绝缘栅双极型晶体管的集电极连接，所述集电极引出端子随所述集电极引线延伸至所述绝缘栅双极型晶体管封装模块的外侧；

发射极引线，包括位于所述发射极引线两端的发射极连接端子及发射极引出端子，所述发射极连接端子与所述绝缘栅双极型晶体管的发射极连接，所述发射极引出端子随所述发射极引线延伸至所述绝缘栅双极型晶体管封装模块的外侧；

栅极引线，包括位于所述栅极引线两端的栅极连接端子及栅极引出端子，所述栅极连接端子与所述绝缘栅双极型晶体管的栅极连接，所述栅极引出端子随所述栅极引线延伸至所述绝缘栅双极型晶体管封装模块的外侧；

其中，所述集电极引线、所述发射极引线与所述栅极引线包括波浪状结构。

于上述实施例中的绝缘栅双极型晶体管封装模块中，通过设置集电极引线、发射极引线与栅极引线为波浪状，提高了集电极引线、发射极引线与栅极引线对电流或电压应力的承受能力，降低了在较大电流通过的情况下集电极引线、发射极引线或栅极引线出现折断情况的概率。由于波浪状的引线较直线状引线具有更好的耐拉伸性能，提高了绝缘栅双极型晶体管的使用寿命或多次重复使用的可能性。

在本申请的一个实施例中，所述绝缘栅双极型晶体管包括硅衬底、形成于所述硅衬底上的栅极、形成于所述栅极表面的氧化硅绝缘层，形成于所述氧化硅绝缘层背离所述硅衬底一侧的发射极，以及位于所述硅衬底背离所述栅极一侧的集电极。

在本申请的一个实施例中，所述发射极引出端子位于所述集电极引出端子与所述栅极引出端子之间。发射极引出端子位于集电极引出端子与栅极引出端子之间，使得集电极引出端子和栅极引出端子分别位于发射极引出端子的上下侧，便于通过所述集电极引出端子和栅极引出端子向所述绝缘栅双极型晶体管输入驱动信号，便于为采用所述绝缘栅双极型晶体管封装模块的电路进行元件分布设计及布线设计，同时也扩大了绝缘栅双极型晶体管封装模块的电路应用范围。

在本申请的一个实施例中，所述绝缘栅双极型晶体管封装模块还包括：

集电极绝缘包线，所述集电极绝缘包线包覆所述集电极引线；

发射极绝缘包线，所述发射极绝缘包线包覆所述发射极引线；

栅极绝缘包线，所述栅极绝缘包线包覆所述栅极引线。

于上述实施例中的绝缘栅双极型晶体管封装模块中，通过设置所述集电极引线、所述发射极引线和所述栅极引线分别位于集电极绝缘包线、发射极绝缘包线与栅极绝缘包线的内部，避免了所述集电极引线、所述发射极引线和所述栅极引线之间的相互干涉或影响。

在本申请的一个实施例中，所述绝缘栅双极型晶体管封装模块还包括由塑封工艺形成的内部完全填充的塑封外壳，所述绝缘栅双极型晶体管封装模块位于所述塑封外壳的内部。通过设置所述绝缘栅双极型晶体管封装模块位于塑封外壳的内部，以对所述缘栅双极型晶体管封装模块起到良好的绝缘保护作用。

在本申请的一个实施例中，所述集电极引出端子、所述发射极引出端子与所述栅极引出端子均为长方体状。便于对所述缘栅双极型晶体管封装模块进行生产制造或能量与信号交换。

在本申请的一个实施例中，所述集电极引出端子、所述发射极引出端子与所述栅极引出端子远离所述绝缘栅双极型晶体管封装模块的一端为导圆角。降低了所述集电极引出端子、所述发射极引出端子与所述栅极引出端子尖端放电的可能性。

在本申请的一个实施例中，所述发射极引出端子与所述集电极引出端子或所述栅极引出端子之间的距离小于或等于20mm。保证了所述集电极引出端子、所述发射极引出端子与所述栅极引出端子之间的电气间距，同时有助于控制所述绝缘栅双极型晶体管封装模块的体积。

在本申请的一个实施例中，所述集电极引出端子通过集电极焊盘与所述塑封外壳连接，所述发射极引出端子通过发射极焊盘与所述塑封外壳连接，所述栅极引出端子通过栅极焊盘与所述塑封外壳连接。使得所述集电极引出端子、所述发射极引出端子和所述栅极引出端子与所述缘栅双极型晶体管封装模块之间的连接更稳固，也提高了连接处在大电流通过时的应力承受能力，降低了折断或接触不良等情况发生的概率。

在本申请的一个实施例中，所述发射极焊盘与所述集电极焊盘或所述栅极焊盘之间的距离大于或等于1mm，保证了所述发射极焊盘与所述集电极焊盘或所述栅极焊盘之间的电气间隙，同时提高了焊盘制造的成品率。

附图说明

图1为本申请第一实施例中提供的一种绝缘栅双极晶体管封装模块的结构示意图。

图2为图1的等效电路示意图。

图3为本申请第二实施例中提供的一种绝缘栅双极晶体管封装模块的结构示意图。

图4为本申请第三实施例中提供的一种绝缘栅双极晶体管封装模块的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在描述位置关系时，除非另有规定，否则当一元件例如层、膜或基板被指为在另一膜层“上”时，其能直接在其他膜层上或亦可存在中间膜层。进一步说，当层被指为在另一层“下”时，其可直接在下方，亦可存在一或多个中间层。亦可以理解的是，当层被指为在两层“之间”时，其可为两层之间的唯一层，或亦可存在一或多个中间层。

在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。

如图1所示，在本申请一个实施例中提供的一种绝缘栅双极型晶体管封装模块中，包括栅极引线10、集电极引线20、发射极引线30及绝缘栅双极型晶体管40。集电极引线20包括位于集电极引线20两端的集电极连接端子21及集电极引出端子22，集电极连接端子21与绝缘栅双极型晶体管40的集电极连接，集电极引出端子22随集电极引线20延伸至绝缘栅双极型晶体管封装模块的外侧；发射极引线30包括位于发射极引线30两端的发射极连接端子31及发射极引出端子32，发射极连接端子31与绝缘栅双极型晶体管40的发射极连接，发射极引出端子32随发射极引线30延伸至绝缘栅双极型晶体管封装模块100的外侧；栅极引线10包括位于栅极引线10两端的栅极连接端子11及栅极引出端子12，栅极连接端子11与绝缘栅双极型晶体管40的栅极连接，栅极引出端子12随栅极引线10延伸至绝缘栅双极型晶体管封装模块100的外侧，栅极引线10、集电极引线20与发射极引线30包括波浪状结构。在本实施例中，可以设置栅极引线10、集电极引线20与发射极引线30整体为波浪状；在本申请的其他实施例中，也可以设置栅极引线10、集电极引线20与发射极引线30中的部分为波浪状。

于上述实施例中的绝缘栅双极型晶体管封装模块中，通过设置集电极引线、发射极引线与栅极引线为波浪状，提高了集电极引线、发射极引线与栅极引线对电流或电压应力的承受能力，降低了在较大电流通过的情况下集电极引线、发射极引线或栅极引线出现折断情况的概率。由于波浪状的引线较直线状引线具有更好的耐拉伸性能，提高了绝缘栅双极型晶体管的使用寿命或多次重复使用的可能性。

进一步地，在本申请一个实施例中提供的一种绝缘栅双极型晶体管封装模块中，如图1所示，栅极引出端子12、集电极引出端子22及发射极引出端子32位于绝缘栅双极型晶体管封装模块100的同一侧，且发射极引出端子32位于集电极引出端子22与栅极引出端子12之间，使得集电极引出端子22和栅极引出端子12分别位于发射极引出端子32的上下侧，便于通过集电极引出端子22和栅极引出端子12向绝缘栅双极型晶体管输入驱动信号，便于为采用所述绝缘栅双极型晶体管封装模块的电路进行元件分布设计及布线设计，同时也扩大了绝缘栅双极型晶体管封装模块的电路应用范围。

进一步地，在本申请一个实施例中提供的一种绝缘栅双极型晶体管封装模块中，如图1所示，所述绝缘栅双极型晶体管包括硅衬底41、形成于硅衬底41上的栅极411，形成于栅极411表面的氧化硅绝缘层42，形成于氧化硅绝缘层42背离硅衬底41一侧的发射极412，以及位于硅衬底41背离栅极411一侧的集电极413。

具体地，可以将如图1中所示的绝缘栅双极型晶体管封装模块中的绝缘栅双极型晶体管的栅极、集电极与发射极之间等效为如图2中所示的电路示意图。由于图1中示意的绝缘栅双极型晶体管为PNP型，因此，图2中示意的等效电路为PNP型。

进一步地，在本申请一个实施例中提供的一种绝缘栅双极型晶体管封装模块中，所述绝缘栅双极型晶体管封装模块还包括：

集电极绝缘包线(未图示)，为空心状，所述集电极引线位于所述集电极绝缘包线的内部；

发射极绝缘包线(未图示)，为空心状，所述发射极引线位于所述发射极绝缘包线的内部；

栅极绝缘包线(未图示)，为空心状，所述栅极引线位于所述栅极绝缘包线的内部。

于上述实施例中的绝缘栅双极型晶体管封装模块中，通过设置所述集电极引线、所述发射极引线和所述栅极引线分别位于集电极绝缘包线、发射极绝缘包线与栅极绝缘包线的内部，避免了集电极引线、发射极引线和栅极引线之间的相互干涉或影响。

进一步地，在本申请一个实施例中提供的一种绝缘栅双极型晶体管封装模块中，如图3所示，所述绝缘栅双极型晶体管封装模块还包括由塑封工艺形成的内部完全填充的塑封外壳，所述绝缘栅双极型晶体管封装模块位于所述塑封外壳的内部。通过设置所述绝缘栅双极型晶体管封装模块位于塑封外壳的内部，以对所述缘栅双极型晶体管封装模块起到良好的绝缘保护作用。

进一步地，于上述实施例中的绝缘栅双极型晶体管封装模块中，如图3所示，栅极引出端子12、集电极引出端子22与发射极引出端子32均为长方体状。便于对所述缘栅双极型晶体管封装模块进行生产制造或能量与信号交换。

在本申请的一个实施例中，在本申请一个实施例中提供的一种绝缘栅双极型晶体管封装模块中，如图4所示，栅极引出端子12、集电极引出端子22与发射极引出端子32远离绝缘栅双极型晶体管封装模块100的一端为导圆角。降低了所述集电极引出端子、所述发射极引出端子与所述栅极引出端子尖端放电的可能性。

进一步地，于上述实施例中的绝缘栅双极型晶体管封装模块中，如图4所示，栅极引出端子12、集电极引出端子22与发射极引出端子32之间的距离L小于或等于20mm。保证了栅极引出端子12、集电极引出端子22与发射极引出端子32之间的电气间距，同时有助于控制所述绝缘栅双极型晶体管封装模块的体积。

进一步地，于上述实施例中的绝缘栅双极型晶体管封装模块中，如图4所示，集电极引出端子22通过集电极焊盘23与所述塑封外壳连接，发射极引出端子32通过发射极焊盘33与所述塑封外壳连接，栅极引出端子12通过栅极焊盘13与所述塑封外壳连接。使得栅极引出端子12、集电极引出端子22与发射极引出端子32与缘栅双极型晶体管封装模块100之间的连接更稳固，也提高了连接处在大电流通过时的应力承受能力，降低了折断或接触不良等情况发生的概率。

进一步地，于上述实施例中的绝缘栅双极型晶体管封装模块中，如图4所示，发射极焊盘33与集电极焊盘23或栅极焊盘13之间的距离大于或等于1mm，保证了发射极焊盘33与集电极焊盘23或栅极焊盘13之间的电气间隙，同时提高了焊盘制造的成品率。

于上述实施例中的绝缘栅双极型晶体管封装模块中，通过设置集电极引出端子、发射极引出端子及栅极引出端子位于所述绝缘栅双极型晶体管封装模块的同一侧，且发射极引出端子位于集电极引出端子与栅极引出端子之间，使得集电极引出端子和栅极引出端子分别位于发射极引出端子的上下侧，便于通过所述集电极引出端子和栅极引出端子向所述绝缘栅双极型晶体管输入驱动信号，便于为采用所述绝缘栅双极型晶体管封装模块的电路进行元件分布设计及布线设计，同时也扩大了绝缘栅双极型晶体管封装模块的电路应用范围。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种绝缘栅双极型晶体管封装模块，其特征在于，包括：

绝缘栅双极型晶体管；

集电极引线，包括位于所述集电极引线两端的集电极连接端子及集电极引出端子，所述集电极连接端子与所述绝缘栅双极型晶体管的集电极连接，所述集电极引出端子随所述集电极引线延伸至所述绝缘栅双极型晶体管封装模块的外侧；

发射极引线，包括位于所述发射极引线两端的发射极连接端子及发射极引出端子，所述发射极连接端子与所述绝缘栅双极型晶体管的发射极连接，所述发射极引出端子随所述发射极引线延伸至所述绝缘栅双极型晶体管封装模块的外侧；

栅极引线，包括位于所述栅极引线两端的栅极连接端子及栅极引出端子，所述栅极连接端子与所述绝缘栅双极型晶体管的栅极连接，所述栅极引出端子随所述栅极引线延伸至所述绝缘栅双极型晶体管封装模块的外侧；

其中，所述集电极引线、所述发射极引线与所述栅极引线包括波浪状结构。

2.根据权利要求1中所述的绝缘栅双极型晶体管封装模块，其特征在于，所述绝缘栅双极型晶体管包括硅衬底、形成于所述硅衬底上的栅极、形成于所述栅极表面的氧化硅绝缘层，形成于所述氧化硅绝缘层背离所述硅衬底一侧的发射极，以及位于所述硅衬底背离所述栅极一侧的集电极。

3.根据权利要求1中所述的绝缘栅双极型晶体管封装模块，其特征在于，所述发射极引出端子位于所述集电极引出端子与所述栅极引出端子之间。

4.根据权利要求3中所述的绝缘栅双极型晶体管封装模块，其特征在于，还包括：

集电极绝缘包线，所述集电极绝缘包线包覆所述集电极引线；

发射极绝缘包线，所述发射极绝缘包线包覆所述发射极引线；

栅极绝缘包线，所述栅极绝缘包线包覆所述栅极引线。

5.根据权利要求1-4中任一项中所述的绝缘栅双极型晶体管封装模块，其特征在于，还包括由塑封工艺形成的内部完全填充的塑封外壳，所述绝缘栅双极型晶体管封装模块位于所述塑封外壳的内部。

6.根据权利要求5中所述的绝缘栅双极型晶体管封装模块，其特征在于，所述集电极引出端子、所述发射极引出端子与所述栅极引出端子均为长方体状。

7.根据权利要求6中所述的绝缘栅双极型晶体管封装模块，其特征在于，所述集电极引出端子、所述发射极引出端子与所述栅极引出端子远离所述绝缘栅双极型晶体管封装模块的一端为导圆角。

8.根据权利要求6中所述的绝缘栅双极型晶体管封装模块，其特征在于，所述发射极引出端子与所述集电极引出端子或所述栅极引出端子之间的距离小于或等于20mm。

9.根据权利要求5中所述的绝缘栅双极型晶体管封装模块，其特征在于，所述集电极引出端子通过集电极焊盘与所述塑封外壳连接，所述发射极引出端子通过发射极焊盘与所述塑封外壳连接，所述栅极引出端子通过栅极焊盘与所述塑封外壳连接。

10.根据权利要求9中所述的绝缘栅双极型晶体管封装模块，其特征在于，所述发射极焊盘与所述集电极焊盘或所述栅极焊盘之间的距离大于或等于1mm。

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