[发明专利]大功率半导体器件

说明书

本申请提供了一种大功率半导体器件。该大功率半导体器件包括：半导体芯片；半导体芯片位于大功率半导体器件的顶部；内部驱动板，其位于大功率半导体器件的底部；门极铜块，其设置在芯片门极区域与内部驱动板之间；铜块通过弹性导电组件下压位于内部驱动板上的MOSFET；弹性导电组件包括用于调节MOSFET所受压力大小的碟簧。利用该大功率半导体器件，其铜块通过弹性导电组件下压位于所述内部驱动板上的MOSFET，从而确保各个MOSFET所受压力的均匀一致，降低接触热阻与大功率半导体器件的内部压降，并通过控制弹性导电组件中碟簧的压缩量，将压力的大小控制在一定的范围内，防止压坏MOSFET。

技术领域

本发明涉及功率半导体器件技术领域，尤其涉及一种大功率半导体器件。

背景技术

面对电力电子技术的快速发展，用户对大功率半导体器件提出了关断换流速度快、关断可靠性高、散热性能好等要求。而关断换流速度或关断电流能力很大程度上受到半导体器件内部的换流回路中的杂散电感的影响。如果杂散电感过大，可能会导致关断过程中半导体器件中的部分单元没有完全换流，从而导致关断过程失败。

通过MOSFET集成在管壳内部，可以有效地减小换流回路面积，降低换流回路的杂散电感，提高器件的关断能力，但是将大量MOSFET集成在管壳内部，会增大电气、机械、散热等的设计难度。

如果在将各个MOSFET焊接在内部驱动板上时，让铜块与MOSFET直接接触，由于焊接工艺导致各个MOSFET与铜块的接触面存在差异，这种结构将会导致各个MOSFET间的压力难以均衡，且难以实现各个MOSFET与铜块接触界面间的均衡接触。一方面，压接的MOSFET对压力接触十分敏感，其既要求压力的均匀一致，又要求压力的大小控制在一定的范围内。另一方面，如果封装在管壳内部的MOSFET在工作时如果接触不好，还会大大增加其接触热阻，接触热阻的增大会增加大功率半导体器件的整体压降，而且还会导致MOSFET的热失效问题，影响器件的关断性能，甚至会导致大功率半导体器件的失效。

同时，如何确保大功率半导体器件与外部电路之间的良好的电连接也尤为关键，并避免大功率半导体器件受到外部电路的电磁干扰。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种大功率半导体器件，其铜块通过弹性导电组件下压位于所述内部驱动板上的MOSFET，从而确保各个MOSFET所受压力的均匀一致，降低接触热阻与大功率半导体器件的内部压降，并通过控制弹性导电组件中碟簧的压缩量，将压力的大小控制在一定的范围内，防止压坏MOSFET。

本发明提供了一种大功率半导体器件，该大功率半导体器件包括：半导体芯片，其包括环状的芯片门极区域、位于所述芯片门极区域内的第一芯片阴极区域和位于所述芯片门极区域外的第二芯片阴极区域；所述半导体芯片位于大功率半导体器件的顶部；内部驱动板，其位于大功率半导体器件的底部；内阴极铜块，其设置在所述第一芯片阴极区域与所述内部驱动板之间；外阴极铜块，其设置在所述第二芯片阴极区域与所述内部驱动板之间；门极铜块，其设置在所述芯片门极区域与所述内部驱动板之间；所述门极铜块、所述内阴极铜块或所述外阴极铜块通过弹性导电组件下压位于所述内部驱动板上的门极MOSFET、内阴极MOSFET或外阴极MOSFET；所述弹性导电组件包括用于调节所述门极MOSFET、所述内阴极MOSFET或所述外阴极MOSFET所受压力大小的弹性件；管盖，其设置在所述半导体芯片上方；管座，其设置在所述内部驱动板下方；以及，管壳，其环绕所述管座和所述管盖设置。利用该大功率半导体器件，其门极铜块通过弹性导电组件下压位于所述内部驱动板上的门极MOSFET，从而确保各个门极MOSFET所受压力的均匀一致，降低接触热阻与大功率半导体器件的内部压降，并通过控制弹性导电组件中弹性件的压缩量，将压力的大小控制在一定的范围内，防止压坏MOSFET。