本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，尤其涉及一種封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor的縮寫，意為絕緣柵雙極型晶體管。IGBT是由BJT(雙極型晶體管)與MOSFET(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式電子器件。該器件具有開關(guān)頻率高、輸入阻抗較大、熱穩(wěn)定性好、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、低飽和電壓及大電流等特性，被作為功率器件廣泛應(yīng)用于交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)、數(shù)碼相機(jī)、電磁加熱設(shè)備、UPS、電焊機(jī)、風(fēng)力發(fā)電等工業(yè)控制和電力電子系統(tǒng)領(lǐng)域中。

隨著競(jìng)爭(zhēng)的加劇，IGBT的封裝技術(shù)一直在朝著提高集成度、減小芯片尺寸的趨勢(shì)發(fā)展，與之相伴的是器件功率和功率密度急劇增加而產(chǎn)生的過(guò)高溫及熱應(yīng)力的形成，由此帶來(lái)器件工作穩(wěn)定性的降低和損壞率的增加。而現(xiàn)有單IGBT只能在其附近增加測(cè)溫裝置，因此測(cè)溫的準(zhǔn)確性以及及時(shí)性不好，對(duì)IGBT的控溫保護(hù)不及時(shí)。

此外，IGBT在整機(jī)中主要工作在開關(guān)狀態(tài)下，且大多數(shù)使用在感性負(fù)載條件下，這樣，對(duì)IGBT進(jìn)行保護(hù)顯得尤為重要。目前，在使用和設(shè)計(jì)IGBT的時(shí)候，一般所留的余量都較大，但仍無(wú)法抵抗來(lái)自外界的干擾和自身整機(jī)引起的各種失效問(wèn)題。IGBT失效主要是由集電極和發(fā)射極的過(guò)壓/過(guò)流和柵極的過(guò)壓/過(guò)流引起。另外，漏感及引線電感的存在，將導(dǎo)致IGBT集電極過(guò)電壓，而在器件內(nèi)部產(chǎn)生擎住效應(yīng)，使IGBT鎖定失效。同時(shí)，較高的過(guò)電壓會(huì)使IGBT擊穿。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述問(wèn)題，提出了一種封裝結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型所提出的技術(shù)方案如下：

本實(shí)用新型提出了一種封裝結(jié)構(gòu)，包括IGBT芯片、二極管芯片、基板、第一引腳、第二引腳以及第三引腳；基板與第三引腳電連接，并分別與第一引腳和第二引腳隔離；IGBT芯片和二極管芯片分別焊接在基板上；IGBT芯片的集電極C與二極管芯片的陰極分別與基板電連接；IGBT芯片的發(fā)射極E與二極管芯片的陽(yáng)極分別通過(guò)導(dǎo)線與第二引腳的打線區(qū)電連接；IGBT芯片的柵極G通過(guò)導(dǎo)線與第一引腳的打線區(qū)電連接；第三引腳位于第一引腳和第二引腳的同一側(cè)。

本實(shí)用新型上述的封裝結(jié)構(gòu)中，還包括第四引腳、第五引腳、第六引腳以及用于輔助控制IGBT芯片進(jìn)行工作的控制集成電路IC；基板分別與第四引腳、第五引腳、第六引腳隔離；控制集成電路IC焊接在第二引腳上，并且控制集成電路IC分別與第一引腳、第四引腳、第五引腳和第六引腳電性連接；第四引腳接外部電路的信號(hào)輸入端；第五引腳接外部電路的信號(hào)輸出端；第六引腳接電源端。

本實(shí)用新型上述的封裝結(jié)構(gòu)中，第四引腳設(shè)置在第一引腳和第二引腳之間，第五引腳和第六引腳分別設(shè)置在第二引腳和第三引腳之間。

本實(shí)用新型上述的封裝結(jié)構(gòu)中，還包括用于將IGBT芯片、控制集成電路IC、第一引腳的打線區(qū)、第四引腳的打線區(qū)、第二引腳的打線區(qū)、第五引腳的打線區(qū)、第六引腳的打線區(qū)封裝在一起的塑料封裝殼；該塑料封裝殼在第六引腳和第三引腳之間的位置上開設(shè)有豁口。

本實(shí)用新型上述的封裝結(jié)構(gòu)中，IGBT芯片與控制集成電路IC不共面。

本實(shí)用新型上述的封裝結(jié)構(gòu)中，塑料封裝殼的兩側(cè)分別開設(shè)有散熱孔。

本實(shí)用新型上述的封裝結(jié)構(gòu)中，第四引腳包括與第一引腳平行的第一部分、與第一引腳共線的第三部分以及連接第一部分和第三部分的第二部分。

本實(shí)用新型的封裝結(jié)構(gòu)在IGBT芯片的集電極C和發(fā)射極E之間反向并聯(lián)一二極管芯片，從而給IGBT芯片提供續(xù)流通道，防止其被擊穿。通過(guò)二極管芯片與IGBT芯片的封裝還實(shí)現(xiàn)IGBT芯片的驅(qū)動(dòng)以及直接測(cè)溫，增強(qiáng)測(cè)溫的準(zhǔn)確性。同時(shí)，還增加控制集成電路IC，以與IGBT芯片配合，從而使IGBT芯片對(duì)電器瞬變的敏感性大幅降低。此外，在封裝結(jié)構(gòu)中，控制集成電路IC與IGBT芯片隔離設(shè)置，從而提高了散熱效率。本實(shí)用新型的封裝結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)巧妙，實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1示出了本實(shí)用新型第一實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2示出了圖1所示的封裝結(jié)構(gòu)的另一方向的示意圖；

圖3示出了本實(shí)用新型第二實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：IGBT的封裝技術(shù)一直在朝著提高集成度、減小芯片尺寸的趨勢(shì)發(fā)展，與之相伴的是器件功率和功率密度急劇增加而產(chǎn)生的過(guò)高溫及熱應(yīng)力的形成，同時(shí)，IGBT會(huì)因集電極和發(fā)射極的過(guò)壓/過(guò)流和柵極的過(guò)壓/過(guò)流而失效。本實(shí)用新型就該技術(shù)問(wèn)題而提出的技術(shù)思路是：在IGBT芯片的集電極C和發(fā)射極E之間反向并聯(lián)一二極管芯片，從而給IGBT芯片提供續(xù)流通道，防止其被擊穿。通過(guò)二極管芯片與IGBT芯片的封裝還實(shí)現(xiàn)IGBT芯片的驅(qū)動(dòng)以及直接測(cè)溫，增強(qiáng)測(cè)溫的準(zhǔn)確性。同時(shí)，還增加控制集成電路IC，以與IGBT芯片配合，從而使IGBT芯片對(duì)電器瞬變的敏感性大幅降低。此外，在封裝結(jié)構(gòu)中，控制集成電路IC與IGBT芯片隔離設(shè)置，從而提高了散熱效率。

為了使本實(shí)用新型的技術(shù)目的、技術(shù)方案以及技術(shù)效果更為清楚，以便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解和實(shí)施本實(shí)用新型，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

第一實(shí)施例

如圖1和圖2，圖1示出了本實(shí)用新型第一實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2示出了圖1所示的封裝結(jié)構(gòu)的另一方向的示意圖。該封裝結(jié)構(gòu)包括IGBT芯片1、二極管芯片2、基板3、第一引腳4、第二引腳5以及第三引腳6；其中，基板3與第三引腳6電連接，并分別與第一引腳4和第二引腳5隔離；IGBT芯片1和二極管芯片2分別焊接在基板3上；IGBT芯片1的集電極C與二極管芯片2的陰極分別與基板3電連接；IGBT芯片1的發(fā)射極E與二極管芯片2的陽(yáng)極分別通過(guò)導(dǎo)線與第二引腳5的打線區(qū)電連接；IGBT芯片1的柵極G通過(guò)導(dǎo)線與第一引腳的打線區(qū)電連接。這樣，當(dāng)IGBT芯片1導(dǎo)通時(shí)，其集電極C的電位比發(fā)射極E的高，電流從集電極C流往發(fā)射極E，這種條件下，反并聯(lián)的二極管芯片2因?yàn)殡妷悍聪蚨幱诮刂範(fàn)顟B(tài)；當(dāng)二極管芯片2導(dǎo)通時(shí)，其陽(yáng)極的電位比陰極的高，電流從陽(yáng)極流往陰極，這種條件下，IGBT因?yàn)殡妷悍聪蚨幱诮刂範(fàn)顟B(tài)。進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，第三引腳6位于第一引腳4和第二引腳5的同一側(cè)，從而避免了第三引腳6的高電位對(duì)第一引腳4和第二引腳5的影響，防止高壓放電。同時(shí)，通過(guò)二極管芯片2與IGBT芯片1的封裝還實(shí)現(xiàn)IGBT芯片的驅(qū)動(dòng)以及直接測(cè)溫，增強(qiáng)測(cè)溫的準(zhǔn)確性。

一般地，基板3可以為陶瓷覆銅板(即DBC，Direct Bonding Copper)，是由陶瓷基材、鍵合粘結(jié)層和導(dǎo)電層構(gòu)成；是通過(guò)銅箔在高溫下直接鍵合到氧化鋁或氮化鋁陶瓷基片表面來(lái)制造實(shí)現(xiàn)，其具有高導(dǎo)熱特性，高附著強(qiáng)度，優(yōu)異的軟釬焊性和優(yōu)良電絕緣性能，是大功率電力電子電路互連技術(shù)和結(jié)構(gòu)技術(shù)的基礎(chǔ)材料?？梢岳斫?，基板3還可以為PCB板等。

進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，封裝結(jié)構(gòu)還包括第四引腳7、第五引腳8、第六引腳9以及用于輔助控制IGBT芯片1進(jìn)行工作的控制集成電路IC；在這里，控制集成電路IC包括過(guò)壓保護(hù)電路和/或電壓監(jiān)測(cè)電路等?；?分別與第四引腳7、第五引腳8、第六引腳9隔離；控制集成電路IC焊接在第二引腳5上，并且控制集成電路IC分別與第一引腳4、第四引腳7、第五引腳8和第六引腳9電性連接。第四引腳7接外部電路的信號(hào)輸入端；第五引腳8接外部電路的信號(hào)輸出端；第六引腳9接電源端。這樣，控制集成電路IC和IGBT芯片1便集成在一起，從而大幅降低了IGBT芯片1對(duì)電氣瞬變的敏感度。同時(shí)，控制集成電路IC在實(shí)體上實(shí)現(xiàn)了與IGBT芯片1隔離，沒(méi)有會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)器件互相影響的任何意外和不需要的節(jié)點(diǎn)。

進(jìn)一步地，如圖2所示，IGBT芯片1與控制集成電路IC不共面，這樣，就提高了IGBT芯片1散熱能力。

在本實(shí)施例中，第四引腳7設(shè)置在第一引腳4和第二引腳5之間，第五引腳8和第六引腳9分別設(shè)置在第二引腳5和第三引腳6之間，從而進(jìn)一步避免了第三引腳6的高電位對(duì)其他引腳的影響，防止高壓放電。

進(jìn)一步地，封裝結(jié)構(gòu)還包括用于將IGBT芯片1、控制集成電路IC、第一引腳4的打線區(qū)、第四引腳7的打線區(qū)、第二引腳5的打線區(qū)、第五引腳8的打線區(qū)、第六引腳9的打線區(qū)封裝在一起的塑料封裝殼10。該塑料封裝殼10在第六引腳9和第三引腳6之間的位置上開設(shè)有豁口11，以增大表面的爬電距離，防止高壓放電。

進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，第二引腳5和第三引腳6的引線寬度為1mm；其他引腳的引線寬度為0.6mm；IGBT芯片1的柵極G和第一引腳4采用125μm鋁線進(jìn)行焊接；IGBT芯片1的發(fā)射極E和二極管芯片2分別與第二引腳5采用300μm鋁線進(jìn)行焊接；控制集成電路IC與IGBT芯片1的發(fā)射極E采用25μm銅線進(jìn)行焊接。

進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，如圖1所示，封裝結(jié)構(gòu)開設(shè)有分別貫穿塑料封裝殼10和基板3的安裝通孔12；通過(guò)該安裝通孔12，可以實(shí)現(xiàn)封裝結(jié)構(gòu)的固定安裝。

進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，如圖1所示，塑料封裝殼10的兩側(cè)分別開設(shè)有散熱孔13，通過(guò)兩側(cè)的散熱孔13，可以提高IGBT芯片1的散熱效率。

進(jìn)一步地，由于第一引腳4較短，在本實(shí)施例中，如圖1所示，第四引腳7包括與第一引腳4平行的第一部分、與第一引腳4共線的第三部分以及連接第一部分和第三部分的第二部分，從而使得第四引腳7占據(jù)了第一引腳4所不需要的空間，這樣就使得其他引腳之間的距離可以得到擴(kuò)大，從而減小引腳之間的相互干擾。

第二實(shí)施例

如圖3所示，圖3示出了本實(shí)用新型第二實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于：第二實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)沒(méi)有設(shè)置散熱孔13，并且封裝結(jié)構(gòu)的引腳形狀不同。

具體地，在本實(shí)施例中，第四引腳7與第一引腳4平行設(shè)置。

本實(shí)用新型的封裝結(jié)構(gòu)在IGBT芯片的集電極C和發(fā)射極E之間反向并聯(lián)一二極管芯片，從而給IGBT芯片提供續(xù)流通道，防止其被擊穿。同時(shí)，還增加控制集成電路IC，以與IGBT芯片配合，從而使IGBT芯片對(duì)電器瞬變的敏感性大幅降低。此外，在封裝結(jié)構(gòu)中，控制集成電路IC與IGBT芯片隔離設(shè)置，從而提高了散熱效率。本實(shí)用新型的封裝結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)巧妙，實(shí)用性強(qiáng)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。