[发明专利]一种IGBT器件封装结构

说明书

本发明公开了一种IGBT器件封装结构，其结构包括：封装壳体，以及设于封装壳体两端的外部电极，封装壳体的中心设有容置腔，IGBT器件的栅极端子伸入容置腔内与驱动板电性相连。通过将多个IGBT器件对称并联的容置于封装壳体内，在封装壳体两端设置外部电极分别与IGBT的集电极和发射极电性相连，并在封装壳体的中心预留容置腔，将与IGBT器件电性相连的驱动板安置于容置腔内，从而确保器件的布局对称，以及各芯片的驱动回路的对称，有利于芯片并联时的电流均衡，提高了器件电流增大时的运行稳定性。

技术领域

本发明涉及封装技术领域，尤其涉及一种IGBT器件封装结构。

背景技术

20世纪80年代中期出现的半导体电力开关器件——绝缘栅双极型功率管IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor)是一种复合器件，它的输入控制部分为金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor)，输出级为双极结型晶体管，兼有MOSFET和电力晶体管的优点：高输入阻抗，电压控制，驱动功率小，开关速度快，饱和压降低，电压、电流容量较大，安全工作区较宽。

IGBT器件由芯片及封装两部分构成，器件封装实现芯片与外部零部件安全可靠连接，防止芯片被污染，通常以保证多芯片并联时的电流、温度、压力均匀，提良好的散热通道，良好的内部及外部绝缘为其设计目标。目前IGBT器件的封装形式有三种，分别是TO封装、焊接封装及压接封装。TO封装通常为单芯片封装，其容量较小；焊接型封装是目前最为通用的封装形式，其制造技术成熟、成本较低，但是其电流容量不大、内部寄生参数较大、容易发生爆炸，是一种适用于中等功率的封装形式；压接封装具有器件容量较大、双面散热、失效短路模式、不易发生爆炸等优点，是适用于电力系统等超大功率应用的一种封装形式。但随着IGBT器件电流容量的增加，超大规模芯片并联时电流的均匀性则成为其安全运行的核心问题，电流极度不一致会大幅降低器件的安全工作区，目前大功率IGBT电流最大只能达到3000A，而电力系统对于IGBT的需求则达到了6000A以上，单个IGBT电流目前提高难度很大，因此需要更为先进的IGBT器件并联技术，才能实现IGBT电流达到6000A。

发明内容

本发明提供了一种IGBT器件封装结构，旨在解决上述问题，实现大规模芯片并联时的电流均匀，方便与器件驱动回路及组件其他零部件连接。

一方面，本发明提供了一种IGBT器件封装结构，其包括：用于容置多个对称并联的IGBT器件的封装壳体，以及设于所述封装壳体两端分别与所述IGBT器件的集电极和发射极电性相连的外部电极，所述封装壳体的中心设有用于容置与所述IGBT器件电性相连的驱动板的容置腔，所述IGBT器件的栅极端子伸入所述容置腔内与所述驱动板电性相连。

进一步地，所述封装壳体包括同轴搁置的内壳体和外壳体，所述内壳体和所述外壳体的两侧端面齐平，所述内壳体和所述外壳体之间预留有用于容置所述IGBT器件的间隙，所述多个IGBT器件对称设于所述间隙内。

进一步地，所述外壳体和所述内壳体均为筒状结构，所述容置腔为所述内壳体的内部空间，所述外部电极为圆环形结构，所述外部电极的环体尺寸与所述间隙的宽度相适应。

进一步地，所述内壳体的表面开设有供所述栅极端子穿过的过孔。

进一步地，所述过孔在所述内壳体的表面周向均匀对称分布。

进一步地，所述封装壳体的材质为陶瓷。

进一步地，所述外部电极的材质为铜。