專(zhuān)利名稱(chēng)：壓接式igbt器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子元器件，具體地，涉及一種壓接式IGBT器件(即絕緣柵雙極晶體管器件)。
背景技術(shù)：
絕緣柵雙極型晶 體管簡(jiǎn)稱(chēng)為IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)，IGBT 是由MOSFET (即金屬-氧化層-半導(dǎo)體-場(chǎng)效晶體管)和雙極型晶體管復(fù)合而成的一種器件，其輸入極為M0SFET，輸出極為PNP晶體管，它融和了這兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，既具有MOSFET 器件驅(qū)動(dòng)功率小和開(kāi)關(guān)速度快的優(yōu)點(diǎn)，又具有雙極型晶體管器件飽和壓降低而容量大的優(yōu)點(diǎn)，其頻率特性介于MOSFET與功率晶體管之間，可正常工作于IOOkHz頻率范圍以?xún)?nèi)，在現(xiàn)代電力電子技術(shù)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，在較高頻率的大、中功率應(yīng)用中占據(jù)了主導(dǎo)地位。一般而言，IGBT器件目前主要以塑封和模塊封裝為主，多采用并聯(lián)和串聯(lián)的方式得到大電流和高電壓以滿(mǎn)足需要，但是在許多應(yīng)用場(chǎng)合中，上述普通塑封和模塊封裝因散熱問(wèn)題和氣密性問(wèn)題，無(wú)法滿(mǎn)足整機(jī)的效率和可靠性的需求。因此，有必要設(shè)計(jì)和制造一種耐大電流和高電壓的IGBT器件。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種壓接式IGBT器件，以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，該壓接式IGBT器件散熱良好，能夠耐受大電流和高電壓，工作可靠性較好。上述目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)壓接式IGBT器件，包括并聯(lián)的多個(gè)單元器件， 每個(gè)所述單元器件包括依次層疊的發(fā)射極鉬片、IGBT芯片和集電極鉬片，該多個(gè)單元器件密封地封裝在陶瓷管殼內(nèi)，并且壓接在該陶瓷管殼的頂部和底部之間。優(yōu)選地，各個(gè)所述單元器件的發(fā)射極鉬片、IGBT芯片和集電極鉬片在所述陶瓷管殼內(nèi)通過(guò)定位支架定位，并且所述集電極鉬片的下部設(shè)有墊片。具體地，所述陶瓷管殼包括上下開(kāi)口的瓷環(huán)、經(jīng)由連接座與所述瓷杯的下口部連接的底座、以及設(shè)置在所述瓷環(huán)上口部的管帽，所述多個(gè)單元器件壓接在所述管帽與底座之間，各個(gè)所述單元器件的門(mén)極引線(xiàn)從所述瓷環(huán)的側(cè)面穿出。優(yōu)選地，所述發(fā)射極鉬片和集電極鉬片的上下表面均鍍有銠層。優(yōu)選地，所述多個(gè)單元器件在所述陶瓷管殼的頂部和底部之間呈陣列分布。選擇地，所述IGBT芯片的邊長(zhǎng)為12 - 14mm。選擇地，所述單元器件的數(shù)量為12只。通過(guò)上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型壓接式IGBT器件的有益效果在于該壓接式IGBT 器件結(jié)構(gòu)緊湊，密封良好，無(wú)任何陰線(xiàn)連接和焊接，器件的電感引入小，適合在高壓大電流、 高頻下使用，并且產(chǎn)品的一致性良好。此外，本實(shí)用新型制造工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，便于大規(guī)模生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，更重要的是，由于本實(shí)用新型獲得的IGBT器件開(kāi)關(guān)性能良好，由于可通過(guò)陶瓷管殼的頂部和底部雙面散熱，因此該器件的熱阻小，熱疲勞性能好，散熱良好，電流額定值高。

圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的壓接式IGBT器件的結(jié)構(gòu)示意圖，為使得圖面簡(jiǎn)潔，圖中省略了部分剖面線(xiàn)。圖2為本實(shí)用新型壓接式IGBT器件的單元器件的結(jié)構(gòu)示意圖，其中顯示了墊片和定位支架。圖3為本實(shí)用新型壓接式IGBT器件的門(mén)極定位示意圖。 圖中1單元器件；2管帽；3瓷環(huán)；4連接座；5底座；6門(mén)極引線(xiàn)；7墊片；8定位支架·’ 101發(fā)射極鉬片；102 IGBT芯片；103集電極鉬片。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖描述本實(shí)用新型壓接式IGBT器件的具體實(shí)施方式
。如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型的壓接式IGBT器件包括并聯(lián)的多個(gè)單元器件1，該多個(gè)單元器件1密封地封裝在陶瓷管殼內(nèi)，并且壓接在該陶瓷管殼的頂部和底部之間，每個(gè)所述單元器件1包括依次層疊的發(fā)射極鉬片101、IGBT芯片102和集電極鉬片103，該發(fā)射極鉬片101、IGBT芯片102和集電極鉬片103在所述陶瓷管殼內(nèi)通過(guò)定位支架8定位，并且所述集電極鉬片103的下部設(shè)有墊片7。上述陶瓷管殼對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是常用的，其可以采用多種結(jié)構(gòu)或形狀， 具體地，例如參見(jiàn)圖1，所述陶瓷管殼可以包括上下開(kāi)口的瓷環(huán)3、經(jīng)由連接座4與所述瓷杯 3的下口部連接的底座5、以及設(shè)置在所述瓷環(huán)上口部的管帽2，所述多個(gè)單元器件1壓接 (基本采用冷壓接)在所述管帽2與底座5之間，各個(gè)所述單元器件的門(mén)極引線(xiàn)6 (參見(jiàn)圖 3)可以從所述瓷環(huán)3的側(cè)面穿出。在本實(shí)用新型的壓接式IGBT器件中，為進(jìn)一步提高抗氧化性，同時(shí)減少熱阻，發(fā)射極鉬片101和集電極鉬片103的上下表面均鍍有銠層，這可以進(jìn)一步增強(qiáng)了本實(shí)用新型壓接式IGBT器件的工作可靠性。此外，發(fā)射極鉬片101和集電極鉬片103可以根據(jù)情形進(jìn)行選擇，例如發(fā)射極鉬片厚度可以為0. 5mm，集電極鉬片厚度可以為2. 0mm。根據(jù)電流和電壓的要求，本實(shí)用新型的壓接式IGBT器件可制成不同額定電流的 IGBT器件，單元器件1的數(shù)量根據(jù)需要的數(shù)量選用，所述單元器件在所述陶瓷管殼的頂部和底部之間(例如底座和管帽之間)呈陣列分布。此外，所述IGBT芯片的邊長(zhǎng)優(yōu)選為12 -14mm, IGBT芯片的數(shù)量(即單元器件的數(shù)量)優(yōu)選為12只。為進(jìn)一步保證其使用可靠，定位支架8可采用聚四氟乙烯材料制成，例如其可以通過(guò)壓模制成，以滿(mǎn)足絕緣、高溫的要求。另外，在工藝上，單元器件1采用壓接形式封裝在陶瓷管殼內(nèi)，當(dāng)封裝時(shí)，可以采用純度99. 999 %的氮?dú)獬淙胩沾晒軞?nèi)，這樣可以更好地避免單元器件的氧化。由上描述可見(jiàn)，本實(shí)用新型的壓接式IGBT器件采用壓接工藝將集電極鉬片、IGBT 芯片、發(fā)射極鉬片設(shè)置在陶瓷管殼的頂部和底部之間(例如陶瓷管殼的底座和管帽之間)， 使得集電極鉬片、IGBT芯片和發(fā)射極鉬片密封在陶瓷管殼內(nèi)，在壓接時(shí)可以在陶瓷管殼內(nèi)充入高純度的氮?dú)?，以提高?接式IGBT器件的可靠性和耐久性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型壓接式IGBT器件的有益效果在于該壓接式IGBT器件結(jié)構(gòu)緊湊，密封良好，無(wú)任何陰線(xiàn)連接和焊接，器件的電感引入小，適合在高壓大電流、高頻下使用，并且產(chǎn)品的一致性良好。此外，本實(shí)用新型制造工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，便于大規(guī)模生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，更重要的是，由于本實(shí)用新型獲得的IGBT器件開(kāi)關(guān)性能良好，由于可通過(guò)陶瓷管殼的頂部和底部雙面散熱，因此該器件的熱阻小，熱疲勞性能好，散熱良好，電流額定值高。在上述具體實(shí)施方式
中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行任意組合，其同樣落入本實(shí)用新型所公開(kāi)的范圍之內(nèi)。同時(shí)，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開(kāi)的內(nèi)容。此外，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.壓接式IGBT器件，其特征是，包括并聯(lián)的多個(gè)單元器件(1)，每個(gè)所述單元器件(1) 包括依次層疊的發(fā)射極鉬片(101)、IGBT芯片(102)和集電極鉬片(103)，該多個(gè)單元器件密封地封裝在陶瓷管殼內(nèi)，并且壓接在該陶瓷管殼的頂部和底部之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓接式IGBT器件，其特征是，各個(gè)所述單元器件(1)的發(fā)射極鉬片、IGBT芯片和集電極鉬片在所述陶瓷管殼內(nèi)通過(guò)定位支架(8)定位，并且所述集電極鉬片(103)的下部設(shè)有墊片(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓接式IGBT器件，其特征是，所述陶瓷管殼包括上下開(kāi)口的瓷環(huán)(3)、經(jīng)由連接座(4)與所述瓷杯(3)的下口部連接的底座(5)、以及設(shè)置在所述瓷環(huán)上口部的管帽(2)，所述多個(gè)單元器件(1)壓接在所述管帽(2)與底座(5)之間，各個(gè)所述單元器件的門(mén)極引線(xiàn)(6 )從所述瓷環(huán)(3 )的側(cè)面穿出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓接式IGBT器件，其特征是，所述發(fā)射極鉬片(101)和集電極鉬片(103)的上下表面均鍍有銠層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓接式IGBT器件，其特征是，所述多個(gè)單元器件在所述陶瓷管殼的頂部和底部之間呈陣列分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓接式IGBT器件，其特征是，所述IGBT芯片的邊長(zhǎng)為12— 14mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓接式IGBT器件，其特征是，所述單元器件的數(shù)量為12只。
專(zhuān)利摘要壓接式IGBT器件，包括并聯(lián)的多個(gè)單元器件(1)，每個(gè)所述單元器件(1)包括依次層疊的發(fā)射極鉬片(101)、IGBT芯片(102)和集電極鉬片(103)，該多個(gè)單元器件密封地封裝在陶瓷管殼內(nèi)，并且壓接在該陶瓷管殼的頂部和底部之間。本實(shí)用新型的壓接式IGBT器件結(jié)構(gòu)緊湊，密封良好，無(wú)任何陰線(xiàn)連接和焊接，器件的電感引入小，適合在高壓大電流、高頻下使用，并且產(chǎn)品的一致性良好。此外，本實(shí)用新型制造工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，便于大規(guī)模生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，更重要的是，由于本實(shí)用新型獲得的IGBT器件開(kāi)關(guān)性能良好，由于可通過(guò)陶瓷管殼的頂部和底部雙面散熱，因此該器件的熱阻小，熱疲勞性能好，散熱良好，電流額定值高。
文檔編號(hào)H01L29/739GK202120918SQ201120231628
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月4日
發(fā)明者徐愛(ài)民, 顧標(biāo)琴, 高占成 申請(qǐng)人:潤(rùn)奧電子(揚(yáng)州)制造有限公司