CN218887188U - 电路结构为半桥的单管igbt - Google Patents
电路结构为半桥的单管igbt Download PDFInfo
- Publication number
- CN218887188U CN218887188U CN202223301129.5U CN202223301129U CN218887188U CN 218887188 U CN218887188 U CN 218887188U CN 202223301129 U CN202223301129 U CN 202223301129U CN 218887188 U CN218887188 U CN 218887188U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- igbt
- chip
- igbt chip
- dbc substrate
- dbc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
本实用新型属于半导体器件制造领域；具体涉及一种电路结构为半桥的单管IGBT，包括DBC基板、左IGBT芯片和右IGBT芯片，所述DBC基板正反两面均覆有铜层，DBC基板反面铜层为一片式，DBC基板正面铜层为分片式，左IGBT芯片和右IGBT芯片对称焊接在DBC基板正面的两块铜层上，两片IGBT芯片通过键合线连接为半桥结构，左IGBT芯片栅极、集电极分别引出端子J1、J2,右IGBT芯片发射极、栅极分别引出端子J4、J5，左IGBT芯片发射极和右IGBT芯片集电极共同引出端子J3。本实用新型在一颗单管IGBT内封装2颗IGBT芯片，成本低、可靠性和集成度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体器件制造领域；具体涉及一种电路结构为半桥的单管IGBT。
背景技术
绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)是由双极型三极管(Bipolar Junction Transistor，BJT)和绝缘栅型场效应管(Metal OxideSemiconductor，MOS)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，在电压为300V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域广泛应用。
常规IGBT为了折衷通态压降(VCEsat)和关断损耗(Eoff)，一般都具有缓冲层以获得更小的VCEsat和Eoff，由于缓冲层和集电极层的掺杂浓度都很高，同时芯片边缘由于晶格损伤和应力会引起较大的漏电流，所以普通IGBT不具备反向阻断能力，一般只有几十伏，在使用过程中，IGBT通常会反并联续流二极管(FRED)。近几年，一种新型的逆导型IGBT：RC-IGBT，在电动汽车领域崭露头角。RC-IGBT将IGBT与FRED流片在一个芯片内，节省了终端区面积，还节省了焊接芯片和键合绑定的成本，可大幅降低芯片生产制造成本及封装成本。虽然RC-IGBT有诸多的优势，但是该器件的缺点也同样是非常明显的，其中最主要的问题是IGBT通态压降的折回现象(Snap back)，这限制了其应用范围。
单管封装的IGBT，即分立式IGBT，如TO-247、TO-3P等，作为一种标准封装尺寸的产品，具有优越的开关性能且价格低廉，应用广泛。常规的单管IGBT，由于其标准封装的体积限制，只能封装一颗IGBT芯片与一颗FRED芯片，且只能封装小电流的IGBT芯片，一般40A以内。为了封装大电流的IGBT芯片，开发出了更大封装容积的IGBT单管，比如TO-247PLUS，可以封装1200V、75A或600V、120A的IGBT芯片，且TO-247PLUS的封装背面热焊盘面积更大，具有更低的热阻，可以降低使用过程中芯片的结温。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种电路结构为半桥的单管IGBT，在一颗单管IGBT内封装2颗RC-IGBT芯片，成本低、可靠性和集成度高。
本实用新型所述电路结构为半桥的单管IGBT，包括DBC基板、左RC-IGBT芯片和右RC-IGBT芯片，所述DBC基板正反两面均覆有铜层，DBC基板反面铜层为一片式，并为DBC基板四周预留矩形陶瓷边框，DBC基板正面铜层为分片式，将DBC基板正面分隔成横向“日”字形陶瓷框架，左RC-IGBT芯片和右RC-IGBT芯片对称焊接在DBC基板正面的两块铜层上，两片RC-IGBT芯片通过键合线连接为半桥结构，左RC-IGBT芯片栅极、集电极分别引出端子J1、J2,右RC-IGBT芯片发射极、栅极分别引出端子J4、J5，左RC-IGBT芯片发射极和右RC-IGBT芯片集电极共同引出端子J3。
本实用新型中，先将RC-IGBT通过丝网印刷的方法粘贴到DBC上，然后将贴好RC-IGBT芯片的DBC基板放入真空回流焊接设备进行真空焊接，焊接完成后，再通过真空回流焊接设备将DBC基板焊接到金属板上，然后使用键合机，通过打线，将电路连接成半桥结构。
优选地，DBC基板及其附属电路通过环氧绝缘胶封装在金属板上。
优选地，端子JI、J2、J3、J4、J5均对应设有引脚，引脚与金属板封装为一体结构，封装后的电路元件可作为一个标准件直接使用。
本实用新型还提供另外一种电路结构为半桥的单管IGBT，包括DBC基板、左IGBT芯片、右IGBT芯片、左FRD芯片和右FRD芯片，所述DBC基板正反两面均覆有铜层，DBC基板反面铜层为一片式，并为DBC基板四周预留矩形陶瓷边框，DBC基板正面铜层为分片式，将DBC基板正面分隔成横向“日”字形陶瓷框架，左IGBT芯片、左FRD芯片和右IGBT芯片、右FRD芯片分别焊接在DBC基板正面的两块铜层上，焊接有IGBT芯片和FRD芯片的DBC基板固定在金属板上，左IGBT芯片通过键合线连接左FRD芯片，右IGBT芯片通过键合线连接右FRD芯片，两片IGBT芯片通过键合线连接为半桥结构，左IGBT芯片栅极、集电极分别引出端子J1、J2,右IGBT芯片发射极、栅极分别引出端子J4、J5，左IGBT芯片发射极和右IGBT芯片集电极共同引出端子J3。
先将IGBT和FRD芯片通过丝网印刷的方法粘贴在DBC上，然后将贴好IGBT芯片和RFD芯片的DBC基板放入真空回流焊接设备进行真空焊接，焊接完成后，再通过真空回流焊接设备将DBC基板焊接在金属板上，然后使用键合机，通过打线，将电路连接成半桥结构。
优选地，DBC基板及其附属电路通过环氧绝缘胶封装在金属板上。
优选地，端子JI、J2、J3、J4、J5均对应设有引脚，引脚与金属板封装为一体结构。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、一颗半桥的单管IGBT就可以实现两颗常规单管RC-IGBT的功能，成本更低。
2、一颗半桥的单管IGBT与两颗常规单管IGBT相比，体积缩小一半，更适合高密度的集成电路应用。
3、常规IGBT单管的硅芯片直接焊接到底部金属板上，硅芯片与铜底座之间热膨胀系数的差别限制了其可靠性，使用DBC改善了热膨胀问题，可靠性更高。
4、常规IGBT单管的硅芯片直接焊接到底部金属板上，因此没有内绝缘，使用DBC封装后，外壳不带电，实现内绝缘。
附图说明
图1IGBT芯片示意图。
图2实施例1中DBC基板正面示意图。
图3实施例1中DBC基板反面示意图。
图4实施例1内部结构示意图。
图5实施例1半桥结构电路图。
图6实施例1封装后结构示意图。
图7实施例2结构示意图。
图中：1、DBC基板；2、左IGBT芯片；3、右IGBT芯片；4、铜层；5、键合线；6、金属板；7、引脚；8、左FRD芯片；9、右FRD芯片。
具体实施方式
实施例1：
如图1-6所示，本实施例所述电路结构为半桥的单管IGBT，包括DBC基板1、左RC-IGBT芯片2和右RC-IGBT芯片3，所述DBC基板1正反两面均覆有铜层4，DBC基板反面铜层为一片式，并为DBC基板1四周预留矩形陶瓷边框，DBC基板1正面铜层为分片式，将DBC基板1正面分隔成横向“日”字形陶瓷框架，左RC-IGBT芯片2和右RC-IGBT芯片3对称焊接在DBC基板1正面的两块铜层上，两片IGBT芯片通过键合线5连接为半桥结构，左RC-IGBT芯片2栅极、集电极分别引出端子J1、J2,右RC-IGBT芯片3发射极、栅极分别引出端子J4、J5，左RC-IGBT芯片发射极和右RC-IGBT芯片集电极共同引出端子J3。
其中，DBC基板1及其附属电路通过环氧绝缘胶封装在金属板6上；端子JI、J2、J3、J4、J5均对应设有引脚7，引脚7与金属板6封装为一体结构，封装后的电路元件可作为一个标准件直接使用，图2中，端子7从左至右依次是JI、J2、J3、J4、J5。
本实用新型中，先将RC-IGBT通过丝网印刷的方法粘贴在DBC1上，然后将贴好左、右RC-IGBT芯片的DBC基板1放入真空回流焊接设备进行真空焊接，焊接完成后，再通过真空回流焊接设备将DBC基板1焊接在金属板6上，然后使用键合机，通过打线，将电路连接成半桥结构。
实施例2：
如图7所示，本实施例提供另外一种电路结构为半桥的单管IGBT，包括DBC基板1、左IGBT芯片2、右IGBT芯片3、左FRD芯片8和右FRD芯片9，所述DBC基板1正反两面均覆有铜层4，DBC基板1反面铜层为一片式，并为DBC基板1四周预留矩形陶瓷边框，DBC基板1正面铜层为分片式，将DBC基板1正面分隔成横向“日”字形陶瓷框架，左IGBT芯片2、左FRD芯片8和右IGBT芯片3、右FRD芯片9分别焊接在DBC基板1正面的两块铜层4上，焊接有IGBT芯片和FRD芯片的DBC基板1固定在金属板6上，左IGBT芯片3通过键合线5连接左FRD芯片8，右IGBT芯片3通过键合线5连接右FRD芯片9，两片IGBT芯片通过键合线5连接为半桥结构，左IGBT芯片栅极、集电极分别引出端子J1、J2,右IGBT芯片发射极、栅极分别引出端子J4、J5，左IGBT芯片发射极和右IGBT芯片集电极共同引出端子J3。
其中，DBC基板及其附属电路通过环氧绝缘胶封装在金属板上；端子JI、J2、J3、J4、J5均对应设有引脚，引脚与金属板封装为一体结构；左FRD芯片设置在左IGBT芯片上方，右FRD芯片设置在右IGBT芯片上方，电路元件排列规整有序，便于键合机打线。
本实施例中，先将IGBT和FRD芯片通过丝网印刷的方法粘贴在DBC1上，然后将贴好IGBT芯片和RFD芯片的DBC1放入真空回流焊接设备进行真空焊接，焊接完成后，再通过真空回流焊接设备将DBC1焊接在金属板6上，然后使用键合机，通过打线，将电路连接成半桥结构，封装后电路结构同实施例1。
Claims (6)
1.一种电路结构为半桥的单管IGBT，其特征在于，包括金属板(6)、DBC基板(1)、左RC-IGBT芯片(2)和右RC-IGBT芯片(3)，所述DBC基板(1)正反两面均覆有铜层(4)，DBC基板(1)反面铜层为一片式，并为DBC基板(1)四周预留矩形陶瓷边框，DBC基板(1)正面铜层(4)为分片式，将DBC基板(1)正面分隔成横向“日”字形陶瓷框架，左RC-IGBT芯片(2)和右RC-IGBT芯片(3)对称焊接在DBC基板(1)正面的两块铜层(4)上，焊接有IGBT芯片的DBC基板(1)固定在金属板(6)上，两片IGBT芯片通过键合线(5)连接为半桥结构，左RC-IGBT芯片栅极、集电极分别引出端子J1、J2,右RC-IGBT芯片发射极、栅极分别引出端子J4、J5，左RC-IGBT芯片发射极和右RC-IGBT芯片集电极共同引出端子J3。
2.根据权利要求1所述的电路结构为半桥的单管IGBT，其特征在于，DBC基板(1)及其附属电路通过环氧绝缘胶封装在金属板(6)上。
3.根据权利要求1或2所述的电路结构为半桥的单管IGBT，其特征在于，端子JI、J2、J3、J4、J5均对应设有引脚，引脚(7)与金属板(6)封装为一体结构。
4.一种电路结构为半桥的单管IGBT，其特征在于，包括DBC基板(1)、左IGBT芯片(2)、右IGBT芯片(3)、左FRD芯片(8)和右FRD芯片(9)，所述DBC基板(1)正反两面均覆有铜层(4)，DBC基板(1)反面铜层(4)为一片式，并为DBC基板(1)四周预留矩形陶瓷边框，DBC基板(1)正面铜层(4)为分片式，将DBC基板(1)正面分隔成横向“日”字形陶瓷框架，左IGBT芯片(2)、左FRD芯片(8)和右IGBT芯片(3)、右FRD芯片(9)分别焊接在DBC基板(1)正面的两块铜层(4)上，焊接有IGBT芯片和FRD芯片的DBC基板(1)焊接在金属板(6)上，左IGBT芯片(2)通过键合线(5)连接左FRD芯片(8)，右IGBT芯片(3)通过键合线(5)连接右FRD芯片，两片IGBT芯片通过键合线(5)连接为半桥结构，左IGBT芯片栅极、集电极分别引出端子J1、J2,右IGBT芯片发射极、栅极分别引出端子J4、J5，左IGBT芯片发射极和右IGBT芯片集电极共同引出端子J3。
5.根据权利要求4所述的电路结构为半桥的单管IGBT，其特征在于，DBC基板(1)及其附属电路通过环氧绝缘胶封装在金属板(6)上。
6.根据权利要求4或5所述的电路结构为半桥的单管IGBT，其特征在于，端子JI、J2、J3、J4、J5均对应设有引脚(7)，引脚(7)与金属板(6)封装为一体结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223301129.5U CN218887188U (zh) | 2022-12-06 | 2022-12-06 | 电路结构为半桥的单管igbt |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223301129.5U CN218887188U (zh) | 2022-12-06 | 2022-12-06 | 电路结构为半桥的单管igbt |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN218887188U true CN218887188U (zh) | 2023-04-18 |
Family
ID=85947738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202223301129.5U Active CN218887188U (zh) | 2022-12-06 | 2022-12-06 | 电路结构为半桥的单管igbt |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN218887188U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118448401A (zh) * | 2024-04-30 | 2024-08-06 | 江苏易矽科技有限公司 | 一种插件封装SiC MOSFET半桥结构及制备方法 |
| CN118645502A (zh) * | 2024-08-15 | 2024-09-13 | 上海埃积半导体有限公司 | 一种igbt单管结构及制作方法、半导体功率器件 |
-
2022
- 2022-12-06 CN CN202223301129.5U patent/CN218887188U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118448401A (zh) * | 2024-04-30 | 2024-08-06 | 江苏易矽科技有限公司 | 一种插件封装SiC MOSFET半桥结构及制备方法 |
| CN118645502A (zh) * | 2024-08-15 | 2024-09-13 | 上海埃积半导体有限公司 | 一种igbt单管结构及制作方法、半导体功率器件 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN218887188U (zh) | 电路结构为半桥的单管igbt | |
| CN107591377B (zh) | 一种功率器件的多dbc封装结构及封装方法 | |
| CN208739041U (zh) | 一种氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块 | |
| CN111916438B (zh) | 一种碳化硅维也纳整流器半桥模块的封装结构 | |
| US11417648B2 (en) | Intelligent power module containing IGBT and super-junction MOSFET | |
| CN107527899B (zh) | 功率组件、功率组件的制造方法及氮化镓智能功率模块 | |
| CN220155541U (zh) | 一种多芯片串联的igbt模块封装结构 | |
| CN112911799A (zh) | 一种低寄生参数功率模块的封装结构及封装方法 | |
| CN216849941U (zh) | 一种新型可反向导通氮化镓功率器件 | |
| CN214381606U (zh) | 一种低寄生参数功率模块的封装结构 | |
| CN212209492U (zh) | 功率模块 | |
| CN210723007U (zh) | 一种用于集成功率模块的引线框架 | |
| CN218568833U (zh) | 功率模块及车辆 | |
| CN215731660U (zh) | 一种贴片元件、贴片mosfet及贴片igbt | |
| CN221708714U (zh) | 一种igbt单管叠片封装结构 | |
| CN220400580U (zh) | 高效散热单元式分立器件 | |
| CN218548435U (zh) | 一种半导体电路及智能功率模块 | |
| CN219123219U (zh) | 半导体封装结构 | |
| CN215731685U (zh) | 功率半导体的封装框架 | |
| CN221885105U (zh) | 一种功率模块的结构 | |
| CN113345874B (zh) | 一种智能功率模块、封装结构及封装结构的制备方法 | |
| CN220692017U (zh) | 一种三相全桥整流mosfet功率模块 | |
| CN115050656B (zh) | 一种集成续流二极管的氮化镓功率器件以及封装方法 | |
| CN220569660U (zh) | 一种基于覆铜陶瓷基板的igbt封装结构 | |
| CN117423688B (zh) | 一种应用于高速逆变电路的快恢复续流二极管模块 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |