一种IGBT封装结构、半导体器件及封装方法与流程

本发明涉及半导体器件封装，尤其涉及一种igbt封装结构、半导体器件及封装方法。

背景技术：

1、近年来，绝缘栅双极型晶体管igbt发展迅速，广泛应用于交流电机、变频空调、开关电源、牵引传动、高铁运输等领域。并且随着应用需求的提升，igbt的功率、开关频率进一步提高，导致发热大幅增加，igbt散热能力成为了限制其应用的重要原因。如图7所示，传统的igbt器件的封装形式为igbt芯片与fwd(续流二极管芯片)通过灌封封装在一起，电极键合部通过引线键合的方式引出到引脚，这种封装结构存在着比较严重的散热问题，尤其是igbt在高功率、高频率的工况下，发热问题更为突出，而键合线第一键合点处有严重的热聚集效应，随着使用期限的延长，键合处因为热聚集会出现键合不良，接触电阻增大，导致发热严重，非常容易使器件烧毁。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种igbt封装结构、半导体器件及封装方法，解决现有技术电极键合处热聚集效应严重导致igbt发热严重的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种igbt封装结构，其包括塑封框架、电极键合部、平面电极及键合件；所述塑封框架内部设有晶圆键合区，所述塑封框架的顶部为封装表面；所述电极键合部设于所述晶圆键合区上；所述平面电极设于所述封装表面；所述键合件设于所述晶圆键合区与所述平面电极之间且两端分别电连接所述电极键合部和所述平面电极。

3、在本发明实施例提供的igbt封装结构中，所述电极键合部包括发射极键合部，所述键合件包括第一键合柱，所述平面电极包括第一平面电极，所述第一键合柱的两端分别固定于所述发射极键合部和所述第一平面电极。

4、在本发明实施例提供的igbt封装结构中，所述电极键合部还包括fwd负极键合部，所述键合件还包括第二键合柱，所述第二键合柱与所述第一键合柱间隔设置，所述第二键合柱的两端分别固定于所述fwd负极键合部和所述第一平面电极。

5、在本发明实施例提供的igbt封装结构中，所述第一平面电极包括相对的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边朝所述塑封框架的一侧边缘延伸，所述第二侧边朝所述塑封框架相对的另一侧边缘延伸，所述第一键合柱和所述第二键合柱分别固定于所述第一侧边和所述第二侧边。

6、在本发明实施例提供的igbt封装结构中，所述电极键合部还包括集电极键合部，所述平面电极包括第二平面电极，所述键合件包括第三键合柱，所述第三键合柱的两端分别固定于所述第二平面电极和所述集电极键合部。

7、在本发明实施例提供的igbt封装结构中，所述电极键合部还包括栅极键合部，所述键合件包括第四键合柱，所述平面电极包括第三平面电极，所述第四键合柱的两端分别固定于所述栅极键合部和所述第三平面电极。

8、在本发明实施例提供的igbt封装结构中，所述平面电极的至少一侧边延伸至所述塑封框架的边缘。

9、在本发明实施例提供的igbt封装结构中，所述igbt封装还包括铜基板，所述铜基板围绕所述电极键合部铺设于所述晶圆键合区上。

10、第二方面，本发明实施例提供了一种半导体器件，所述半导体器件包括上述第一方面所述的igbt封装结构。

11、第三方面，本发明实施例提供一种封装方法，该方法使用本发明实施例提供的上述第一方面所述的igbt封装结构封装，该方法包括：焊接电极键合部和键合件以及平面电极；塑封，灌入塑封料；烘干凝固成胶状。

12、本发明实施例提供了一种igbt封装结构、半导体器件及封装方法，该封装结构包括塑封框架、电极键合部、平面电极及键合件；所述塑封框架内部设有晶圆键合区，所述塑封框架的顶部为封装表面；所述电极键合部设于所述晶圆键合区上；所述平面电极设于所述封装表面；所述键合件设于所述晶圆键合区与所述平面电极之间且两端分别电连接所述电极键合部和所述平面电极。该封装结构将平面电极设置于处在晶圆键合区上方的封装表面上，并将键合件在晶圆键合区与平面电极之间，通过键合件的两端电连接到电极键合部和平面电极来实现igbt的电气连接，增大了键合处的接触面积，有效地减缓了键合处的热聚集效应，使得igbt工作时散热性更好。

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，所述电极键合部包括发射极键合部，所述键合件包括第一键合柱，所述平面电极包括第一平面电极，所述第一键合柱的两端分别固定于所述发射极键合部和所述第一平面电极。

3.根据权利要求2所述的igbt封装结构，其特征在于，所述电极键合部还包括fwd负极键合部，所述键合件还包括第二键合柱，所述第二键合柱与所述第一键合柱间隔设置，所述第二键合柱的两端分别固定于所述fwd负极键合部和所述第一平面电极。

4.根据权利要求3所述的igbt封装结构，其特征在于，所述第一平面电极包括相对的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边朝所述塑封框架的一侧边缘延伸，所述第二侧边朝所述塑封框架相对的另一侧边缘延伸，所述第一键合柱和所述第二键合柱分别固定于所述第一侧边和所述第二侧边。

5.根据权利要求1所述的igbt封装结构，其特征在于，所述电极键合部还包括集电极键合部，所述平面电极包括第二平面电极，所述键合件包括第三键合柱，所述第三键合柱的两端分别固定于所述第二平面电极和所述集电极键合部。

6.根据权利要求1所述的igbt封装结构，其特征在于，所述电极键合部还包括栅极键合部，所述键合件包括第四键合柱，所述平面电极包括第三平面电极，所述第四键合柱的两端分别固定于所述栅极键合部和所述第三平面电极。

7.根据权利要求1所述的igbt封装结构，其特征在于，所述平面电极的至少一侧边延伸至所述塑封框架的边缘。

8.根据权利要求1所述的igbt封装结构，其特征在于，所述igbt封装还包括铜基板，所述铜基板围绕所述电极键合部铺设于所述晶圆键合区上。

9.一种半导体器件，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的igbt封装结构。

10.一种封装方法，其特征在于，用于权利要求1-8任一项所述的igbt封装结构的封装，包括：

技术总结
本发明公开了一种IGBT封装结构、半导体器件及封装方法，该封装结构包括塑封框架、电极键合部、平面电极及键合件；塑封框架内部设有晶圆键合区，框架的顶部为封装表面；电极键合部设于晶圆键合区上；平面电极设于封装表面；键合件设于晶圆键合区与平面电极之间且两端分别电连接电极键合部和平面电极。该封装结构将平面电极设置于处在晶圆键合区上方的封装表面上，并将键合件在晶圆键合区与平面电极之间，通过键合件的两端电连接到电极键合部和平面电极来实现IGBT的电气连接，增大了键合处的接触面积，有效地减缓了键合处的热聚集效应，使得IGBT工作时散热性更好。

技术研发人员：张佳佳,符超,万今明
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15