一种IGBT封装结构的制作方法

本发明涉及半导体及其周边配套设施，特别是涉及一种igbt封装结构。

背景技术：

1、igbt（绝缘栅双极型晶体管）因其高功率密度而产生大量热量，功率器件与散热器之间存在的空气间隙会产生非常大的接触热阻，显著增大两个界面之间的温差。为了确保igbt模块高效、安全和稳定地工作，对其热管理技术也是新型产品设计和应用的最重要环节。

2、10℃法则表明：器件温度每降低10℃，可靠性增加1倍，目前由于igbt因热失控而导致失效的现象最为常见，可以说，大部分的igbt功率半导体模块的失效原因都与热量有关，因此，可靠的热管理是保障igbt长期使用的当务之急，igbt的可靠性也成为目前行业研究的热点所在。

3、长期以来，传统igbt从热设计的角度而言，可以从三个方面降低热阻：封装材料，底板，散热器。目前，igbt主要散热方案为风冷与液冷，将igbt直接安装在散热器上，igbt模块的热量通过底板直接传递到散热器的外壳，再通过风冷或液冷强制对流的方式将热量带走，但无法从关键发热部分芯片上进行降温，影响igbt散热效果。

4、因此，如何改变现有技术中，无法对igbt的芯片进行有效降温，影响igbt整体散热性能的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种igbt封装结构，以解决上述现有技术存在的问题，通过对igbt芯片进行有效降温，增强igbt散热性能。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种igbt封装结构，包括：

3、上封装壳；

4、下封装壳，所述上封装壳与所述下封装壳相连并围成密封的封装腔体，所述封装腔体内填充有导热介质，所述封装腔体还与外部环境相连通；

5、所述上封装壳连接有上壳电极，所述下封装壳连接有下壳电极，所述上壳电极以及所述下壳电极均位于所述封装腔体内，所述上壳电极以及所述下壳电极均与外部导线相连；所述上壳电极以及所述下壳电极均具有至少一个凸起，所述凸起为空心结构；

6、igbt芯片，所述igbt芯片设置于所述封装腔体内，且所述igbt芯片位于所述上壳电极与所述下壳电极之间，所述凸起与所述igbt芯片相抵并固定所述igbt芯片。

7、优选地，所述凸起与所述igbt芯片相抵并产生一定形变。

8、优选地，所述上壳电极与所述上封装壳之间的夹角、所述下壳电极与所述下封装壳之间的夹角均为70°~90°，所述上壳电极以及所述下壳电极所产生的形变量为10%~30%。

9、优选地，所述上壳电极以及所述下壳电极均具有多个所述凸起，相邻的所述凸起之间形成凹陷，所述凹陷与所述igbt芯片围成允许所述导热介质通过的导热通道。

10、优选地，所述凸起为弧形凸起。

11、优选地，所述上壳电极以及所述下壳电极以所述igbt芯片为轴线对称设置。

12、优选地，所述上壳电极以及所述下壳电极均由带材制成。

13、优选地，所述上壳电极以及所述下壳电极均为多层结构。

14、优选地，所述上封装壳与所述下封装壳铰接相连，所述上封装壳与所述下封装壳的铰接处设置轴承，所述上封装壳与所述下封装壳之间还设置锁定开关，所述锁定开关与所述轴承相对设置。

15、优选地，所述上封装壳与所述下封装壳之间设置密封元件；所述上封装壳和/或所述下封装壳上设置有注入孔，所述注入孔用于向所述封装腔体内注入所述导热介质，所述上封装壳和/或所述下封装壳上还设置有导出孔，所述封装腔体利用所述导出孔与散热器相连通。

16、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

17、本发明的igbt封装结构，上封装壳与下封装壳相配合围成密封的封装腔体，封装腔体内设置有上壳电极、下壳电极以及igbt芯片，上壳电极与下壳电极均具有至少一个凸起，凸起与igbt芯片相抵，使得igbt芯片能利用上壳电极以及下壳电极与外部导线相连；同时，上壳电极以及下壳电极利用凸起与igbt芯片抵接，在保证igbt芯片与外部导线连接的同时，减小上壳电极以及下壳电极与igbt芯片的接触面积，使得填充于封装腔体内的导热介质，能够直接与igbt芯片接触，封装腔体与外部环境相连通，确保导热介质能够为igbt芯片降温，增强igbt散热性能；且凸起设置为空心结构，导热介质能够由凸起的空心处流过，增强导热介质与上壳电极以及下壳电极的热交换效率，进一步增强igbt散热性能。

技术特征：

1.一种igbt封装结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的igbt封装结构，其特征在于：所述凸起与所述igbt芯片相抵并产生一定形变。

3.根据权利要求2所述的igbt封装结构，其特征在于：所述上壳电极与所述上封装壳之间的夹角、所述下壳电极与所述下封装壳之间的夹角均为70°~90°，所述上壳电极以及所述下壳电极所产生的形变量为10%~30%。

4.根据权利要求1所述的igbt封装结构，其特征在于：所述上壳电极以及所述下壳电极均具有多个所述凸起，相邻的所述凸起之间形成凹陷，所述凹陷与所述igbt芯片围成允许所述导热介质通过的导热通道。

5.根据权利要求1所述的igbt封装结构，其特征在于：所述凸起为弧形凸起。

6.根据权利要求1所述的igbt封装结构，其特征在于：所述上壳电极以及所述下壳电极以所述igbt芯片为轴线对称设置。

7.根据权利要求1-6任一项所述的igbt封装结构，其特征在于：所述上壳电极以及所述下壳电极均由带材制成。

8.根据权利要求7所述的igbt封装结构，其特征在于：所述上壳电极以及所述下壳电极均为多层结构。

9.根据权利要求1-6任一项所述的igbt封装结构，其特征在于：所述上封装壳与所述下封装壳铰接相连，所述上封装壳与所述下封装壳的铰接处设置轴承，所述上封装壳与所述下封装壳之间还设置锁定开关，所述锁定开关与所述轴承相对设置。

10.根据权利要求9所述的igbt封装结构，其特征在于：所述上封装壳与所述下封装壳之间设置密封元件；所述上封装壳和/或所述下封装壳上设置有注入孔，所述注入孔用于向所述封装腔体内注入所述导热介质，所述上封装壳和/或所述下封装壳上还设置有导出孔，所述封装腔体利用所述导出孔与散热器相连通。

技术总结
本发明公开一种IGBT封装结构，包括上封装壳、下封装壳以及IGBT芯片，上封装壳连接有上壳电极，下封装壳连接有下壳电极，上壳电极以及下壳电极均位于封装腔体内，上壳电极以及下壳电极均与外部导线相连；上壳电极以及下壳电极均具有至少一个凸起，凸起为空心结构，凸起与IGBT芯片相抵减小上壳电极以及下壳电极与IGBT芯片的接触面积，使得填充于封装腔体内的导热介质，能够直接与IGBT芯片接触，封装腔体与外部环境相连通，确保导热介质能够为IGBT芯片降温，增强IGBT散热性能；凸起设置为空心结构，导热介质能够由凸起的空心处流过，增强导热介质与上壳电极以及下壳电极的热交换效率，进一步增强IGBT散热性能。

技术研发人员：温东伟,张茹
受保护的技术使用者：烟台台芯电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14