[发明专利]一种压接式IGBT模块及功率半导体器件

说明书

本申请提供了一种压接式IGBT模块，包括多个能够相对于管壳上下移动的子模组，子模组包括：并排间隔设置在导电基板上的多个芯片；能够容置在管壳中或者延伸出管壳的下表面的承压件；设置在芯片的上方的旁路母排，且其上部抵接在承压件的上表面；设置在旁路母排和所述导电盖板之间的弹性件；当压装力不大于弹性件的弹力时，导电盖板延伸出所述管壳的上表面，导电基板和承压件均延伸出管壳的下表面，且导电基板的下表面和承压件的下表面齐平，当压装力大于弹性件的弹力时，导电基板的下表面和承压件的下表面与管壳的下表面齐平，导电盖板的上表面与管壳的上表面齐平。本申请的压接式IGBT模块能够保证芯片受力的均匀性。

技术领域

本发明涉及功率半导体器件技术领域，更具体地，涉及一种压接式IGBT模块及功率半导体器件。

背景技术

现有的压接式IGBT模块大多是通过弹簧或者碟簧实现芯片的受力，但其均存在芯片受力不均的问题。例如，申请号为201410661590.2，名称为“一种压接式半导体模块”的发明专利所公开的压接式半导体模块中，是通过弹簧的形变实现芯片的受力，而形变过程中的位移需要通过管壳的变形缓冲结构来弥补，在反复形变的过程中，管壳的形变缓冲结构容易产生应力，从而造成管壳金属焊层开裂、模块漏气，进而破坏模块内部环境，导致器件的可靠性降低甚至失效。

再如，公开号为CN100355070C，名称为“一种大功率半导体模块”的发明专利所公开的大功率半导体模块中，是通过碟簧的结构形变来保证芯片单元的受力，碟簧形变产生的位移来实现模组移动的。其局限在于，模组只能单方向移动，各模组之间因为结构尺寸精度的不一致导致各模组的实际位移形成差异，并直接导致芯片单元的受力差异，从而影响模块的整体特性。并且，其导电旁路薄片设置在碟簧周围，导电旁路薄片需要根据碟簧的形变而同步形变。因为要保证旁路薄片能够正常形变的特点，因此，旁路薄片无法做大做厚，这直接限制了旁路薄片的通流能力。再者，模组设计需要预留给旁路薄片一定的变形空间，这也导致了模块整体体积偏大，不利于模块功率密度的提升。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种压接式IGBT模块及功率半导体器件，用于解决上述部分或全部技术问题。

第一方面，本申请提供一种压接式IGBT模块，包括多个能够相对于管壳上下移动的子模组，所述子模组包括：

导电基板和导电盖板，其能够容置在所述管壳中或者分别延伸出所述管壳的下表面和上表面；

多个芯片，其并排间隔设置在所述导电基板上；

承压件，其能够相对于所述管壳上下移动，以使其容置在所述管壳中或者延伸出所述管壳的下表面；

旁路母排，其设置在所述芯片的上方，且其上部抵接在所述承压件的上表面；

弹性件，其设置在所述旁路母排和所述导电盖板之间；

当压装力不大于所述弹性件的弹力时，所述导电盖板延伸出所述管壳的上表面，所述导电基板和所述承压件均延伸出所述管壳的下表面，且所述导电基板的下表面和所述承压件的下表面齐平，

当压装力大于所述弹性件的弹力时，所述导电基板的下表面和所述承压件的下表面与所述管壳的下表面齐平，所述导电盖板的上表面与所述管壳的上表面齐平。

在根据第一方面的一个实施方式中，所述子模组还包括缓冲块，所述缓冲块设置在模块盖板和所述承压件之间，当所述承压件相对于所述管壳向上移动时，所述缓冲块用于对所述承压件进行缓冲。

在根据第一方面的一个实施方式中，所述子模组还包括设置在所述芯片和所述旁路母排之间的导电缓冲垫块，所述导电缓冲垫块用于保证所述芯片和所述旁路母排之间导电的可靠性。

在根据第一方面的一个实施方式中，所述导电缓冲垫块的膨胀系数和所述导电基板的热膨胀系数与所述芯片的热膨胀系数相匹配，以避免在其相接触的表面产生缺陷。