[实用新型]一种多芯片并联的半桥型IGBT模块

说明书

本实用新型公开了一种多芯片并联的半桥型IGBT模块，旨在解决现有IGBT模块中芯片间的开通峰值电流差异较大的技术问题。其包括：金属基板和六个绝缘陶瓷衬板，在每个绝缘陶瓷衬板上排布有四个IGBT芯片和两个FRD芯片，所述IGBT芯片的栅极设置在IGBT芯片一侧的中间位置，并全部朝向IGBT模块的中央，IGBT芯片的栅极通过键合线连接绝缘陶瓷衬板上的栅极信号铜箔。本实用新型能够缩小了模块中IGBT芯片间的开通峰值电流差异，提高芯片开通一致性，避免某一芯片过早失效。

技术领域

本实用新型涉及一种多芯片并联的半桥型IGBT模块，属于功率半导体器件技术领域。

背景技术

IGBT（绝缘栅双极型晶体管）可以耐受高压并提供大电流，且控制方便，是实现电机控制、电源逆变的重要功率器件。在实际使用中，为了实现大电流工作，需要将多颗芯片并联在一个桥臂上；特别是高压IGBT芯片，由于单颗芯片额定电流较小，常常需要20-30颗芯片并联工作；由于IGBT工作频率较高，开通过程中电流不平衡会导致个别芯片的功率损耗显著高于其他芯片，芯片结温不一致，影响模块的长期可靠性。

现有的多芯片并联的高压大电流IGBT模块，一般由金属基板、6组焊有IGBT芯片和FRD芯片的陶瓷衬板、控制信号汇流印刷电路板、控制信号端子、三组功率端子和连接陶瓷衬板和控制信号汇流印刷电路板的铜柱组成，陶瓷衬板排列为两行，铜柱焊盘位于基板边缘一侧，功率端子焊盘位于基板中部；芯片在绝缘陶瓷衬板上的排列布局完全相同，芯片栅极位于芯片一角，均朝向模块中央一侧。

由于现有的IGBT模块上的IGBT芯片的栅极都位于芯片一角，栅极线长度短，所以各芯片栅极回路电感相对差异大，会造成各芯片开通峰值电流差异较大。

发明内容

为了解决现有IGBT模块中芯片间的开通峰值电流差异较大的问题，本实用新型提出了一种多芯片并联的半桥型IGBT模块，通过改进模块上芯片的布局，缩小了模块中IGBT芯片间的开通峰值电流差异，提高芯片开通一致性，避免某一芯片过早失效。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术手段：

本实用新型提出了一种多芯片并联的半桥型IGBT模块，包括金属基板和六个绝缘陶瓷衬板，在每个绝缘陶瓷衬板上排布有四个IGBT芯片和两个FRD芯片，所述IGBT芯片的栅极设置在IGBT芯片一侧的中间位置，并全部朝向IGBT模块的中央，IGBT芯片的栅极通过键合线连接绝缘陶瓷衬板上的栅极信号铜箔。

进一步的，所述六个绝缘陶瓷衬板分为两两一组，在金属基板上排列成三列；每个绝缘陶瓷衬板的信号铜柱焊接点靠近金属基板边缘一侧，功率端子焊接点靠近金属基板内侧。

进一步的，所述信号铜柱焊接点包括位于栅极铜柱焊接铜箔上的栅极焊盘和位于辅助发射极铜柱焊接铜箔上的辅助发射极焊盘，所述栅极焊盘上焊接有栅极铜柱，所述辅助发射极焊盘上焊接有辅助发射极铜柱。

进一步的，所述功率端子焊接点包括位于集电极铜箔上的集电极焊盘和位于发射极铜箔上的发射极焊盘，所述集电极焊盘上焊接有集电极功率端子，所述发射极焊盘上焊接有发射极功率端子。

进一步的，所述四个IGBT芯片和两个FRD芯片分为两组，每组有1个FRD芯片和2个IGBT芯片，两组芯片按照FDR芯片靠近金属基板内侧、IGBT芯片靠近金属基板外侧的规律分别排列在绝缘陶瓷衬板的左右两侧。

进一步的，绝缘陶瓷衬板任一侧相邻的两个IGBT芯片的发射极通过发射极互连线连接在一起。

进一步的，在所述栅极信号铜箔上焊接有栅极驱动电阻，所述栅极驱动电阻通过键合线与栅极铜柱焊接铜箔相连。