一种绝缘栅双极型晶体管的制作方法

1.本实用新型涉及电子器件技术领域，具体涉及一种绝缘栅双极型晶体管。


背景技术：

2.在新能源领域，减少二氧化碳排放量被视为解决气候问题的最主要途径，基于该目的，我国提出了碳达峰、碳中和的“双碳”目标。新能源汽车、光伏领域和风电领域等新能源行业可进一步替代传统燃油行业，对于减少二氧化碳排放具有重要意义。与此同时，在电力电子技术领域，对高效率、小尺寸的电力电子变换装置的需求也越来越迫切，因此高频率、低损耗、集成度更高的功率变换电路越来越受到市场青睐。
3.igbt（绝缘栅双极型晶体管）作为电力电子装置的核心部件之一，其性能直接影响到系统的整体性能。而现有的igbt工作频率低，且多采用igbt芯片和二极管芯片搭建而成，体现出多个缺陷：（1）在同一封装平面上多个芯片的平铺，致使igbt器件尺寸较大；（2）在同一封装平面上多个芯片的平铺，使得芯片间互连的寄生参数较大，导致开关切换过程中电压波形畸变严重，在高频和窄脉宽时电路无法正常工作，甚至烧毁其后级组件；（3）工作频率较低导致电力电子装置中的磁性元件尺寸偏大，导致系统功率密度偏低。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种绝缘栅双极型晶体管，以克服上述现有技术中的不足。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种绝缘栅双极型晶体管，包括绝缘栅双极型晶体管芯片、二极管芯片以及管壳；绝缘栅双极型晶体管芯片和二极管芯片之间三维堆叠互联，且封装于管壳内。
6.本实用新型的有益效果是：使用绝缘栅双极型晶体管芯片和二极管芯片三维堆叠的方式，可以有效减小电路的尺寸，并有效降低芯片互连带来的寄生参数，从而提升绝缘栅双极型晶体管器件的开关波形质量，缩小器件尺寸，减小开关损耗，提升转换效率；在新能源领域及电力电子领域具有广阔的应用前景。
7.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
8.进一步，包括绝缘栅双极型晶体管芯片、二极管芯片以及管壳；绝缘栅双极型晶体管芯片和二极管芯片之间三维堆叠互联，且封装于管壳内。
9.进一步，绝缘栅双极型晶体管芯片和二极管芯片并联设置，绝缘栅双极型晶体管芯片的集电极与二极管芯片的阴极电连接，绝缘栅双极型晶体管芯片的发射极与二极管芯片的阳极电连接。
10.进一步，绝缘栅双极型晶体管芯片烧结在管壳上，二极管芯片的阳极通过导电胶固定在绝缘栅双极型晶体管芯片的发射极上。
11.进一步，管壳的整体材质为塑料或金属，且管壳的底部设置有钼或者铜钼铜。
12.进一步，二极管芯片为超快恢复二极管芯片、碳化硅肖特基二极管芯片或氮化镓
肖特基二极管芯片。
附图说明
13.图1为本实用新型的结构示意图；
14.图2为本实用新型的绝缘栅双极型晶体管芯片和二极管芯片三维堆叠结构示意图；
15.图3为本实用新型的电路原理图。
16.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
17.1、绝缘栅双极型晶体管芯片，2、二极管芯片，3、管壳，4、导电胶。
具体实施方式
18.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
19.实施例1，如图1～图3所示，一种绝缘栅双极型晶体管，包括绝缘栅双极型晶体管芯片1、二极管芯片2以及管壳3；绝缘栅双极型晶体管芯片1和二极管芯片2之间三维堆叠互联，且封装于管壳3内。
20.使用绝缘栅双极型晶体管芯片1和二极管芯片2三维堆叠的方式，可以有效减小电路的尺寸，并有效降低芯片互连带来的寄生参数，从而提升绝缘栅双极型晶体管器件的开关波形质量，缩小器件尺寸，减小开关损耗，提升转换效率；在新能源领域及电力电子领域具有广阔的应用前景。
21.实施例2，如图1～图3所示，本实施例为在实施例1的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：
22.绝缘栅双极型晶体管芯片1和二极管芯片2并联设置，绝缘栅双极型晶体管芯片1的集电极与二极管芯片2的阴极电连接，绝缘栅双极型晶体管芯片1的发射极与二极管芯片2的阳极电连接。
23.在绝缘栅双极型晶体管芯片1打开时，二极管芯片2反向截止；在绝缘栅双极型晶体管芯片1关闭时，二极管芯片2正向导通续流。
24.实施例3，如图1～图3所示，本实施例为在实施例2的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：
25.绝缘栅双极型晶体管芯片1烧结在管壳3上，二极管芯片2的阳极通过导电胶4固定在绝缘栅双极型晶体管芯片1的发射极上，导电胶4固化或干燥后具有一定导电性，可以将二极管芯片2和绝缘栅双极型晶体管芯片1连接在一起，使二者之间形成导电通路。
26.实施例4，如图1～图3所示，本实施例为在实施例1的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：
27.管壳3的整体材质为塑料或金属，且管壳3的底部设置有钼或者铜钼铜，管壳3的整体材质为塑料或金属，即对绝缘栅双极型晶体管采用塑封或金属封装，管壳3的底部设置有钼或者铜钼铜，即在塑封或金属封装完成后，在管壳底部设置钼或者铜钼铜。
28.实施例5，如图1～图3所示，本实施例为在实施例1至4任一实施例的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：
29.二极管芯片2为超快恢复二极管芯片、碳化硅肖特基二极管芯片或氮化镓肖特基二极管芯片，开关特性好、反向恢复时间短，且恢复时间快。
30.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。


技术特征：
1.一种绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，包括绝缘栅双极型晶体管芯片（1）、二极管芯片（2）以及管壳（3）；所述绝缘栅双极型晶体管芯片（1）和二极管芯片（2）之间三维堆叠互联，且封装于所述管壳（3）内。2.根据权利要求1所述的一种绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述绝缘栅双极型晶体管芯片（1）和所述二极管芯片（2）并联设置，所述绝缘栅双极型晶体管芯片（1）的集电极与所述二极管芯片（2）的阴极电连接，所述绝缘栅双极型晶体管芯片（1）的发射极与所述二极管芯片（2）的阳极电连接。3.根据权利要求2所述的一种绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述绝缘栅双极型晶体管芯片（1）烧结在所述管壳（3）上，所述二极管芯片（2）的阳极通过导电胶（4）固定在所述绝缘栅双极型晶体管芯片（1）的发射极上。4.根据权利要求1所述的一种绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述管壳（3）的整体材质为塑料或金属，且所述管壳（3）的底部设置有钼或者铜钼铜。5.根据权利要求1至4任一所述的一种绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述二极管芯片（2）为超快恢复二极管芯片、碳化硅肖特基二极管芯片或氮化镓肖特基二极管芯片。

技术总结
本实用新型涉及一种绝缘栅双极型晶体管，包括绝缘栅双极型晶体管芯片、二极管芯片以及管壳；绝缘栅双极型晶体管芯片和二极管芯片之间三维堆叠互联，且封装于管壳内。本实用新型的有益效果是：使用绝缘栅双极型晶体管芯片和二极管芯片三维堆叠的方式，可以有效减小电路的尺寸，并有效降低芯片互连带来的寄生参数，从而提升绝缘栅双极型晶体管器件的开关波形质量，缩小器件尺寸，减小开关损耗，提升转换效率；在新能源领域及电力电子领域具有广阔的应用前景。用前景。用前景。


技术研发人员：高旭
受保护的技术使用者：武汉派思半导体有限公司
技术研发日：2022.07.22
技术公布日：2022/9/2