[实用新型]一种复合封装的IGBT器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体制造的技术领域，特别是一种复合封装的IGBT器件。

背景技术

IGBT是Insulated Gate Bipolar Trans istor的缩写，意为绝缘栅双极型晶体管。IGBT是由BJT（双极型晶体管）与MOSFET（绝缘栅型场效应晶体管）组成的复合全控型电压驱动式电子器件。该器件具有开关频率高、输入阻抗较大、热稳定性好、驱动电路简单、低饱和电压及大电流等特性，被作为功率器件广泛应用于交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动、数码相机、电磁加热设备、UPS、电焊机、风力发电等工业控制和电力电子系统领域中。

IGBT在整机中主要工作在开关状态下，且大多数使用在感性负载条件下。为使我们设计的整机能够更安全、更可靠的工作，对IGBT的保护显得尤为重要。目前，在使用和设计IGBT的时候，一般所留的余量都较大，但仍无法抵抗来自外界的干扰和自身整机引起的各种失效问题：内因如器件外围分布的杂散电感、电机感应电动势、负载突变等引起过电压和过电流；外因如电网波动、电力线感应、浪涌等。IGBT失效主要是由集电极和发射极的过压/过流和栅极的过压/过流引起。另外，漏感及引线电感的存在，将导致IGBT集电极过电压，而在器件内部产生擎住效应，使IGBT锁定失效。同时，较高的过电压会使IGBT击穿。IGBT由于上述原因进入放大区，使管子开关损耗增大。

在具体的电路使用中，防止IGBT失效的措施之一就是在IGBT的集电极C和发射极E间反向并联焊接一个二极管FRD（Fast RecoveryDiode，快速恢复二极管），作用就是为IGBT工作时提供续流通道、防止被击穿损坏。这种做法虽一定程度上可保护IGBT，但是因为两者间的连接导线较长，分布电感、电容较大，失效情况的出现还是不可避免，且二极管FRD的存在会占用PCB线路板一部分的空间，同时影响装配效率。

实用新型内容

鉴于上述现有技术存在的问题，本实用新型旨在提出一种复合封装的IGBT器件，将IGBT芯片与二极管芯片以反并联的方式封装在一起，形成一个集成度更高、带逆向导通二极管的IGBT分立器件，降低整机内部引线电感，提高产品的功率密度和可靠性。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了下述技术方案：

一种复合封装的IGBT器件，其特征是，包括IGBT芯片和二极管芯片、底板和三个引脚，所述底板与第二引脚连接、与第一引脚和第三引脚隔离，所述IGBT芯片和二极管芯片通过焊料粘接到底板上；所述的IGBT芯片的集电极（C）与二极管芯片的阴极（K）分别通过焊料与底板实现电气连接，IGBT芯片的发射极（E）与二极管芯片的阳极（A）分别通过导电引线与第三引脚的打线区实现电气连接，IGBT芯片的栅极（G）通过导电引线与第一引脚的打线区实现电气连接。进一步地，在所述IGBT芯片和二极管芯片的下表面分别镀敷金属层，所述的IGBT芯片的集电极（C）与二极管芯片的阴极（K）分别通过金属层、焊料与底板实现电气连接。所述的金属层为银金属层，其厚度为1μm至10μm。所述焊料的厚度为20μm至60μm。

本实用新型具有以下有益效果：采用复合封装结构，将IGBT芯片与二极管芯片以反并联的方式封装在一起，形成一个集成度更高、带逆向导通二极管的IGBT分立器件。降低整机内部引线电感，解决寄生参数大导致的失效问题；简化用户设计，进一步提高产品的功率密度和可靠性，减少开关损耗；减少整机体积，降低使用和装配成本。

附图说明

图1为IGBT芯片的等效示意图；

图2为二极管芯片的等效示意图；

图3为本实用新型的等效示意图；

图4为本实用新型的结构示意图；

图5为本实用新型的芯片、焊料和底板的平面示意图；

图6为图5的A-A截面示意图。

标号说明：

1、IGBT芯片   2、二极管芯片   3、底板   4.1、4.2、焊料5.1、第一引脚的打线区   5.2、第三引脚的打线区6G、第一引脚   6C、第二引脚   6E、第三引脚7.1、7.2、7.3、导电引线   8、封装壳   9.1、9.2、金属层

具体实施方式

图1为IGBT芯片的等效示意图，包括栅极G，发射极E和集电极C。

图2为二极管芯片的等效示意图，包括阳极A和阴极K。