一种用于高压配电盒的IGBT模块结构的制作方法

本实用新型涉及高压配电领域，尤其是涉及一种用于高压配电盒的IGBT模块结构。

背景技术：

近来，用于机器人、空调、机床等的逆变器或以办公室专用不间断电源为代表的工业用电子设备、日常生活中使用的小型电源转换器的需求正在急剧增加。而电源转换器随着应用范围日益扩大，设备的小型轻量化、高效化、低噪音化越来越被重视。然而，仅靠双极型三极管(Bipolar Junction Transistor：BJT)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS Field Effect Transistor：MOSFET，MOS场效应管)及接触器等现有的电力半导体器件难以满足上述要求。因此，作为兼具大功率MOSFET快速开关特性和BJT大功率特性的全新半导体器件，近来，绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor：IGBT)的开发备受瞩目。在现有技术中，当在具有条状结构的IGBT的上部的射极电极上通过超音波振动的能量进行接合引线的接合时，层间绝缘膜或者其下部的IGBT的栅极电极(主要是核心部分栅极电极)会出现剥落或者损坏。具体来说，在IGBT中，栅极电极以及层间绝缘膜的平面形状在栅极的长方向上呈细长的条状，所以栅极电极以及层间绝缘膜的机械强度较弱，并且与下地的接合面积少，而且由于是从衬底的主面突出的形状，因此，在接线时，层间绝缘膜或栅极电极会产生剥落或者损坏。

技术实现要素：

本实用新型提出一种用于高压配电盒的IGBT模块结构，用以来解决解决通断状态慢、通断时易产生电弧、功耗高及散热性差的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型的一种用于高压配电盒的IGBT模块结构，包括半导体衬底，该半导体衬底靠近顶面处分别设有栅极电极、射极电极及集电极电极，该半导体衬底上分别配置有与所述栅极电极、射极电极及集电极电极匹配的栅极电极区域、射极电极区域及集电极电极区域，其中所述栅极电极通过一导电线分别与一导电片及一输送电路板电连接，所述导电片及输送电路板并联在所述栅极电极基脚上，所述输送电路板上设有数个基点，所述基点均匀布设在所述输送电路板上，所述导电片底面通过一排线与一外延层连接，所述外延层上设有触点，该触点不止一个，该触点均沿所述外延层水平面布设，所述外延层底面设有埋氧层，所述埋氧层上布设有数个焊点，所述埋氧层及所述外延层均形成于所述半导体衬底上，所述埋氧层底面设有防静电板，该防静电板通过一体注塑方式与所述埋氧层连接，该防静电板底面设有耐磨板材结构层，所述耐磨板材结构层密封连接在所述防静电板上。

进一步的，作为一种具体的结构形式，本实用新型所述栅极电极区域、射极电极区域及集电极电极区域上均分别开设有与所述栅极电极、射极电极及集电极电极匹配的沟槽。

进一步的，作为一种具体的结构形式，本实用新型所述沟槽内壁设有绝缘膜层，该绝缘膜层嵌入设置在所述沟槽上。

进一步的，作为一种具体的结构形式，本实用新型所述耐磨板材结构层厚度大于所述防静电板厚度。

进一步的，作为一种具体的结构形式，本实用新型所述防静电板与所述耐磨板材结构层之间填充有防水膜片，该防水膜片分别与所述防静电板及所述耐磨板材结构层粘接。

进一步的，作为一种具体的结构形式，本实用新型所述排线穿设在一排线管内。

进一步的，作为一种具体的结构形式，本实用新型所述导电片外侧包覆有与其匹配的绝缘套管。

采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果为：本实用新型的一种用于高压配电盒的IGBT模块结构可广泛应用于高压配电领域中，能够快速打开开关电源，可瞬间切换开关电源的通断状态，同时开关在通断时不会产生电弧，另外兼具功耗低、散热稳定、防静电及耐磨的特点，大大延长了使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的局部结构示意图；

其中：1.半导体衬底；2.栅极电极；3.射极电极；4.集电极电极；5.导电片；6.输送电路板；7.基点；8.外延层；9.埋氧层；10.防静电板；11.耐磨板材结构层；12.触点；13.焊点。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的一种用于高压配电盒的IGBT模块结构，包括半导体衬底1，该半导体衬底1靠近顶面处分别设有栅极电极2、射极电极3及集电极电极4，该半导体衬底1上分别配置有与所述栅极电极2、射极电极3及集电极电极4匹配的栅极电极区域、射极电极区域及集电极电极区域，其中所述栅极电极2通过一导电线分别与一导电片5及一输送电路板6电连接，所述导电片5及输送电路板6并联在所述栅极电极2基脚上，所述输送电路板6上设有数个基点7，所述基点7均匀布设在所述输送电路板6上，所述导电片5底面通过一排线与一外延层8连接，所述外延层8上设有触点12，该触点12不止一个，该触点12均沿所述外延层8水平面布设，所述外延层8底面设有埋氧层9，所述埋氧层9上布设有数个焊点13，所述埋氧层9及所述外延层8均形成于所述半导体衬底1上，所述埋氧层9底面设有防静电板10，该防静电板10通过一体注塑方式与所述埋氧层9连接，该防静电板10底面设有耐磨板材结构层11，所述耐磨板材结构层11密封连接在所述防静电板10上。

所述栅极电极区域、射极电极区域及集电极电极区域上均分别开设有与所述栅极电极2、射极电极3及集电极电极4匹配的沟槽。整个布局设计合理，不会因栅极电极2、射极电极3及集电极电极4突出在外，导致栅极电极2、射极电极3及集电极电极4受到损坏的问题。

所述沟槽内壁设有绝缘膜层，该绝缘膜层嵌入设置在所述沟槽上。具有良好的绝缘性，避免产生短路等问题。

所述耐磨板材结构层11厚度大于所述防静电板10厚度。设计十分合理，耐磨性好。

所述防静电板10与所述耐磨板材结构层11之间填充有防水膜片，该防水膜片分别与所述防静电板10及所述耐磨板材结构层11粘接。能起到一定的防水作用。

所述排线穿设在一排线管内。布局合理，排线不易受损。

所述导电片5外侧包覆有与其匹配的绝缘套管。避免外露导电。

本实用新型的一种用于高压配电盒的IGBT模块结构可广泛应用于高压配电领域中，能够快速打开开关电源，可瞬间切换开关电源的通断状态，同时开关在通断时不会产生电弧，另外兼具功耗低、散热稳定、防静电及耐磨的特点，大大延长了使用寿命。

该半导体衬底1靠近顶面处分别设有栅极电极2、射极电极3及集电极电极4，该半导体衬底1上分别配置有与所述栅极电极2、射极电极3及集电极电极4匹配的栅极电极区域、射极电极区域及集电极电极区域，整个布局十分合理，栅极电极2、射极电极3及集电极电极4的基脚之间具有良好的连接性，同时方便进行识别组装，组装速度更快、组装效率更高；其中所述栅极电极2通过一导电线分别与一导电片5及一输送电路板6电连接，通过导电片5与输送电路板6通电，大大提高了导电性，进而提高了通断速率，达到快速通断的特点，能有效避免整个模块出现因通断速度慢，导致易因接触不良出现短路等现象的发生；所述导电片5及输送电路板6并联在所述栅极电极2基脚上，线路连接合理，利用栅极电极2的基脚输送电源，符合设计理念，使用效果更佳；所述输送电路板6上设有数个基点7，所述基点7均匀布设在所述输送电路板6上，加快了电源的走向，同时也方便与其他导电部件的连接；所述导电片5底面通过一排线与一外延层8连接，所述外延层8上设有触点12，该触点12不止一个，该触点12均沿所述外延层8水平面布设，进一步提高了导电性，方便线路之间的连接；所述外延层8底面设有埋氧层9，有效避免了电弧的产生；所述埋氧层9上布设有数个焊点13，便于其他导电部件焊接在所述焊点13上；所述埋氧层9及所述外延层8均形成于所述半导体衬底1上，设计十分合理，适用于配套化生产；所述埋氧层9底面设有防静电板10，该防静电板10通过一体注塑方式与所述埋氧层9连接，具有一定的防静电能力；该防静电板10底面设有耐磨板材结构层11，所述耐磨板材结构层11密封连接在所述防静电板10上，具有良好的耐磨性，避免防静电板10受到磨损，进而保护了埋氧层9和外延层8，大大延长了埋氧层9和外延层8的使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。