[发明专利]半导体功率器件的封装结构及封装结构的电极

说明书

本发明公开了一种半导体功率器件的封装结构及封装结构的电极，对封装结构内部的电极进行改进，按照从内到外电极的电阻逐渐减小的方式设计电极。由于，所有电极之间的互感，导致电流呈现外部大，中心小，与集肤效应类似的分布；并且由于电极的电阻相同，电流分布主要受集肤效应影响。由内至外电极电阻增大，从而削弱集肤效应的影响，使得各电极的电流趋于一致。在制作电极阶段，改变电极尺寸，不改变电极的分布以及封装结构的尺寸，因此并不影响器件大小，可以较好的在不增加封装尺寸的前提下实现多个半导体功率器件均流。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种半导体功率器件的封装结构及封装结构的电极。

背景技术

在大功率电力电子应用场合，压接型半导体功率器件以期多芯片并联、失效短路，易于串联等优点得到广泛应用。

在器件开通时，压接式半导体功率器件，例如IGBT器件内部每个 IGBT芯片流过的电流由于所在支路凸台电感和互感的影响，导致各自的电流并不相同。这必然导致长期工作情况下，不同的芯片的性能出现差异，进而影响长期使用寿命。因此需要对封装结构进行设计，以尽可能保证各芯片所在支路的电感参数一致。

现有的设计方法主要包括两类：其一，将凸台圆形布置，利用几何结构的对称性实现电气参数的一致性；其二，分组布置，8-12支芯片一组，独立封装为一个子模块，多个子模块再并联为一个大模块，不同子模块间采用屏蔽等设计方式，实现相互隔离。但是这两种方式都会造成器件封装尺寸增大，不利于提高功率密度。

因此，如何在不增加封装尺寸的前提下实现多个半导体功率器件均流。

发明内容

有鉴于此，本发明第一方面提出了一种电极，用于半导体功率器件的封装结构，所述电极的电阻由内向外依次增大。

可选地，所述电极的尺寸由内向外依次减小。

可选地，所述多个电极包括一个中心区域电极阵列以及由内向外包围所述中心区域电极阵列多层外围电极阵列，所述电极尺寸由所述中心区域电极阵列向外围电极阵列逐层减小。

可选地，所述中心区域电极阵列包括至少一个电极，所述中心区域电极阵列的电极尺寸与功率器件的尺寸相同。

可选地，所述电极的尺寸由下式表示：a＝a₀e^(x-D)/2d，其中，a为电极尺寸，a₀为中心区域电极阵列的电极尺寸，x为电极中心到中心区域电极阵列中电极中心的距离，D为最外围电极中心到中心区域电极阵列中电极中心的距离，d为电极的集肤效应的集肤深度。

可选地，所述电极为矩形凸台。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种半导体功率器件的封装结构，包括上述第一方面任意一项所述的电极。

可选地，所述功率器件封装结构为压接式封装结构。

可选地，所述功率器件包括：功率二极管、晶闸管，功率双极型晶体管、垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管、横向扩散金属-氧化物场效应晶体管以及IGBT中的任意一种。

本发明实施例提供了一种半导体功率器件的封装结构及封装结构的电极，对封装结构内部的电极进行改进，按照从内到外电极的电阻逐渐减小的方式设计电极。由于，所有电极之间的互感，导致电流呈现外部大，中心小，与集肤效应类似的分布；并且由于电极的电阻相同，电流分布主要受集肤效应影响。由内至外电极电阻增大，从而削弱集肤效应的影响，使得各电极的电流趋于一致。在制作电极阶段，改变电极尺寸，不改变电极的分布以及封装结构的尺寸，因此并不影响器件大小，可以较好的在不增加封装尺寸的前提下实现多个半导体功率器件均流。

附图说明