一种贴片元件、贴片MOSFET及贴片IGBT的制作方法

一种贴片元件、贴片mosfet及贴片igbt
技术领域
1.本实用新型涉及功率器件封装领域，具体涉及一种贴片元件、贴片mosfet及贴片igbt。


背景技术：

2.绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，简称 igbt)，是由bjt(双极型三极管)和mos(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有mosfet的高输入阻抗和gtr(电力晶体管)的低导通压降两方面的优点。gtr饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；mosfet驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。igbt综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低；igbt是能源变换与传输的核心器件，俗称电力电子装置的“cpu”，在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。
3.其中igbt单管作为igbt产品的系列之一，一直在光伏逆变器、焊机等领域扮演着重要的角色，传统的igbt单管封装形式主要为 to-220、to-3p、to-247等插装式封装，其优点在于产品安装以及更换简单；随着电子设备产品的小型化、轻薄化发展，传统的igbt单管由于其体积较大而难以满足需求，不得不向体积更小的贴片式封装进行发展；现有的贴片式igbt(如专利申请号为“cn201922294673.3”，名称为“一种贴片式igbt芯片”)设置有三个平行设置的z型金属引脚，在使用过程容易因电镀层锡须生长或异物导致引脚连极短路。


技术实现要素：

4.本实用新型为解决现有技术中贴片元件设置三个平行的z型金属引脚，在使用过程容易因电镀层锡须生长或异物导致引脚连极短路的问题，提供一种新的贴片元件。
5.本实用新型采用的技术方案：
6.一种贴片元件，包括：
7.封装体，所述封装体与散热金属片形成容纳空间，所述容纳空间内设置有芯片单元，所述芯片单元与所述散热金属片连接；
8.金属引脚组，所述封装体的一面设置有两个金属引脚，两个金属引脚配置为第一金属引脚和第三金属引脚，所述第一金属引脚和所述第三金属引脚分别连接所述芯片单元，所述散热金属片配置为第二金属引脚。
9.进一步地，所述散热金属片包括第一散热部和第二散热部，所述第一散热部连接第二散热部，所述第一散热部与所述封装体形成容纳空间，所述第二散热部凸出所述封装体。
10.进一步地，所述第一金属引脚和所述第三金属引脚的末端与所述第二金属引脚在同一水平面。
11.进一步地，所述第一金属引脚经第一打线部连接所述芯片单元，所述第三金属引脚经第二打线部连接所述芯片单元。
12.进一步地，所述第二打线部面积大于所述第一打线部面积。
13.具体地，所述贴片元件包括载片区，所述载片尺寸设置为 10.1mm*5.4mm，所述第一打线部的尺寸设置为1.4mm*1.4mm，所述第二打线部的尺寸为7.1mm*1.4mm。
14.本实用新型为解决现有mosfet设置三个平行的z型金属引脚，在使用过程容易因电镀层锡须生长或异物导致引脚连极短路的问题，提供一种新的贴片mosfet。
15.一种贴片mosfet，包括上述的贴片元件，所述第一金属引脚配置为栅极，第二金属引脚配置为漏极，所述第三金属引脚配置为源极。
16.进一步地，所述芯片单元包括第一芯片，所述第一芯片的第一 pad连接所述第一打线部，所述第一芯片的第二pad连接所述第二打线部，所述第一芯片的第三pad连接所述金属散热片。
17.本实用新型为解决现有igbt设置三个平行的z型金属引脚，在使用过程容易因电镀层锡须生长或异物导致引脚连极短路的问题，提供一种新的贴片igbt。
18.一种贴片igbt，包括上述的贴片元件，所述第一金属引脚配置为栅极，所述第二金属引脚配置为集电极，所述第三金属引脚配置为发射极。
19.进一步地，所述芯片单元包括第一芯片和第二芯片，所述第一芯片设置在左侧，所述第一芯片的第一pad连接所述第一打线部，所述第一芯片的第二pad连接所述第二打线部，所述第一芯片的第三pad连接所述金属散热片，所述第二芯片设置在右侧，所述第二芯片配置为二极管，所述二极管的阳极pad连接所述第二打线部，所述二极管的阴极pad连接所述金属散热片。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
21.1、本实用新型提供的贴片igbt利用散热金属片作为第二金属引脚，从而省去了现有igbt的中间引脚，进而增加了引脚间距，本实用新型可以解决因电镀层锡须生长或异物导致的连极短路问题，从而可以降低产品故障风险，提高产品良率，另外，由于本实施例省去中间脚可以有效提高引脚间爬电距离，增加元件的耐受电压；
22.2、本实用新型提供的贴片igbt由于省去现有igbt的中间引脚，进而可以增加第一打线部和第二打线部的面积，使得器件在体积降低的基础上可以保证器件具有足够的通流能力；
23.3、本实用新型提供的贴片igbt通过增大载片区的尺寸，即载片区设置的尺寸为10.1*5.4mm，使得本实用新型提供的结构可以适用于更多规格芯片的封装；
24.4、本实用新型提供的贴片igbt包括芯片单元，该芯片单元包括第一芯片和第二芯片，第一芯片设置在第二芯片的左侧，第二芯片配置为二极管，本实用新型中芯片单元排布结构可以满足第一芯片的第一pad至第一打线部距离较短，避免因第一芯片的第一 pad至第一打线部线距过长，引入额外的杂散电感，提高关断过程中的电压尖峰，造成元件容易失效的问题，本实用新型降低元件失效的风险。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图
获得其他附图。
26.图1为本实用新型实施例提供的贴片元件的主视图；
27.图2为本实用新型实施例提供的贴片元件的后视图；
28.图3为本实用新型实施例提供的贴片元件的侧视图；
29.图4为本实用新型实施例提供的贴片元件的仰视图；
30.图5为本实用新型实施例提供的贴片元件的内部结构示意图。
31.图中，11为封装体的第一面，12为封装体的第二面，13为封装体的第三面，14为封装体的第四面，21为散热金属片的第二散热部，22为散热金属片的第一散热部，31为第一金属引脚，32为第三金属引脚，33为第一打线部，34为第二打线部，4为载片区， 51为第一芯片，52为第二芯片。
具体实施方式
32.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
33.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
34.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
35.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
36.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下
方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
37.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
38.本实施例提供了一种贴片元件包括封装体和金属引脚组，其中，如图1和图2所示，所述封装体与散热金属片形成容纳空间，所述容纳空间内设置有芯片单元，所述芯片单元与所述散热金属片连接，所述封装体的一面设置有两个金属引脚，两个金属引脚配置为第一金属引脚31和第三金属引脚32，所述第一金属引脚31和所述第三金属引脚32分别连接所述芯片单元，所述散热金属片配置为第二金属引脚。
39.需要说明的是，如图1所示，本实施例提供的贴片元件省去了现有贴片元件的中间脚，进而增加了引脚间距，本实用新型可以解决因电镀层锡须生长或异物导致的连极短路问题，从而可以降低产品故障风险，提高产品良率；另外，由于本实施例省去中间脚可以有效提高引脚间爬电距离，增加耐受电压，本实施例可以适用于 1200v高压芯片的封装，而传统封装结构(三个引脚结构)仅适用于600v以下产品的封装。
40.具体地，如图1～图4所示，本实施例提供的封装体包括六个面，分别配置为封装体的第一面11、封装体的第二面12、封装体的第三面13、封装体的第四面14、封装体的第五面和封装体的第六面，封装体的第四面14设置有两个开口，两个开口分别配置第一开口和第三开口，第一开口用于露出第一金属引脚31，第三开口用于露出第三金属引脚32，封装体的第三面13设置有第二开口，所述第二开口处设置有散热金属片。
41.进一步地，如图2所示，所述散热金属片包括第一散热部22和第二散热部21，所述第一散热部22连接第二散热部21，所述第一散热部22与所述封装体形成容纳空间，所述第二散热部21凸出所述封装体，本实施例中散热金属片即作为芯片单元的散热板，同时该散热金属片还作为元件的第二金属引脚，从而可以省去现有器件的中间引脚。
42.进一步地，如图3所示，所述第一金属引脚31和第三金属引脚 32分别由条状金属片折弯两次构成，两次折弯使得条形金属片折成第一段、第二段和第三段，所述第一段和第二段形成一个钝角，所述第二段和第三段形成一个钝角，所述第一段和第三段平行。
43.进一步地，所述第一金属引脚31和所述第三金属引脚32的末端与所述第二金属引脚在同一水平面。
44.进一步地，如图5所示，所述第一金属引脚31经第一打线部 34连接所述芯片单元，所述第三金属引脚32经第二打线部35连接所述芯片单元。
45.具体地，第一打线部34的面积和第二打线部35的面积可以根据打线要求进行调整，以便适用于打线需求，对此，第一打线部 34的面积和第二打线部35的面积不做过多限制。
46.优选地，为了给元件提供更好的通流能力，本实施例中第二打线部35面积设置的大于所述第一打线部34面积，从而使得可以在较小的封装体积内保证足够多的bonding铝线。
47.优选地，为了使本实施例可以适用于更多规格芯片的封装，本实施例中载片区4尺
寸设置为10.1mm*5.4mm，所述第一打线部 33的尺寸设置为1.4mm*1.4mm，所述第二打线部34的尺寸为 7.1mm*1.4mm。
48.需要说明的是，上述尺寸适用于to-263封装，使得本实施例可以适用于10a/1200v igbt芯片、15a/1200v igbt芯片、20a/650v igbt芯片、30a/650v igbt芯片、40a/650v igbt芯片、3a/1500v mosfet芯片的封装。
49.作为本实施例的一个具体应用，本实施例提供了一种贴片 mosfet，包括上述的贴片元件，区别在于，本实施例中第一金属引脚31配置为栅极，第二金属引脚配置为漏极，第三金属引脚32配置为源极。
50.进一步地，所述芯片单元包括第一芯片51，所述第一芯片 51的第一pad连接所述第一打线部33，所述第一芯片51的第二 pad连接所述第二打线部34，所述第一芯片51的第三pad连接所述金属散热片。
51.需要说明的是，本实施例中第一芯片51为mosfet芯片，第一芯片51的第一pad配置为栅极pad，第一芯片51的第二pad配置为源极pad，第一芯片51的第三pad为漏极pad，本实施例提供的芯片单元排布结构可以满足第一芯片51的第一pad至第一打线部 33距离较短，避免因第一芯片51的第一pad至第一打线部33线距过长，引入额外的杂散电感，提高关断过程中的电压尖峰，造成元件容易失效的问题，本实施例可以降低元件失效的风险。
52.作为本实施例的另一个具体应用，本实施例提供了一种贴片 igbt，包括上述的贴片元件，区别在于，第一金属引脚31配置为栅极，所述第二金属引脚配置为集电极，所述第三金属引脚32配置为发射极。
53.进一步地，如图5所示，所述芯片单元包括第一芯片51和第二芯片52，所述第一芯片51设置在左侧，所述第一芯片51的第一 pad连接所述第一打线部33，所述第一芯片51的第二pad连接所述第二打线部34，所述第一芯片51的第三pad连接所述金属散热片，所述第二芯片52设置在右侧，所述第二芯片52配置为二极管，所述二极管的阳极pad连接所述第二打线部34，所述二极管的阴极 pad连接所述金属散热片。
54.需要说明的是，第一芯片51为igbt芯片，第一芯片51的第一 pad配置为栅极pad，第一芯片51的第二pad配置为集电极pad，第一芯片51的第三pad配置为发射极pad，第二芯片52为二极管，本实施例提供的芯片单元排布结构可以满足第一芯片51的第一 pad至第一打线部33距离较短，避免因第一芯片51的第一pad至第一打线部33线距过长，引入额外的杂散电感，提高关断过程中的电压尖峰，造成元件容易失效的问题，本实施例可以降低元件失效的风险。
55.综上所述，本实施例提供的贴片元件、贴片mosfet及贴片igbt可以直接贴焊在线路板表面，无需加装散热器，进而可以减小线路板的尺寸，使线路板的布局更加灵活。
56.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。