[發(fā)明專利]新型全壓接式的大功率IGBT多模架陶瓷管殼

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810018692.7
• 申請(qǐng)日: 2008-03-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101266952A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐宏偉;張峰;耿建標(biāo)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江陰市賽英電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/02
• 分類號(hào): H01L23/02;H01L23/04;H01L23/08
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務(wù)所
• 代理人: 唐紉蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型全壓接式的大功率IGBT多模架陶瓷管殼。特別適合用做全壓接式的大功率IGBT器件的封裝外殼。屬于大功率半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

20世紀(jì)60年代后半期，電力電子器件及其在變頻器應(yīng)用中的進(jìn)步，成就了發(fā)達(dá)國(guó)家在70年代初第一次世界能源危機(jī)期間用變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)節(jié)能事業(yè)的大發(fā)展。作為綠色節(jié)能技術(shù)，在目前全球性能源短缺的大環(huán)境下，電力電子技術(shù)在節(jié)能、機(jī)電一體化、減少環(huán)境污染、節(jié)省原材料、降低生產(chǎn)成本和提高效率和質(zhì)量方面均起十分重要的作用。最早的電力電子器件是晶閘管。上個(gè)世紀(jì)50年代，美國(guó)通用電氣公司發(fā)明的硅晶閘管問(wèn)世，標(biāo)志著電力電子技術(shù)的開(kāi)始，此后晶閘管的派生越來(lái)越多，功率越來(lái)越大，性能日益完善。但是由于晶閘管本身工作頻率較低(一般低于400Hz)，大大限制了它的應(yīng)用，此外，關(guān)斷這些器件，需要強(qiáng)迫換相電路，使得整體重量和體積增大，效率和可靠性降低。現(xiàn)代電力電子器件正在向大功率、易驅(qū)動(dòng)和高頻化方向發(fā)展。IGBT是第三代電力電子器件中最具革命性的產(chǎn)品，其性能經(jīng)過(guò)幾年的不斷提高和改進(jìn)，已成功地應(yīng)用于高頻(20kHZ以上)大功率領(lǐng)域。IGBT集功率晶體管GTR和功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET的優(yōu)點(diǎn)于一身，具有電壓驅(qū)動(dòng)、功耗小、開(kāi)關(guān)速度高、飽和壓降低、可耐高壓和大電流等特點(diǎn)。

目前，IBGT封裝的外殼是采用高性能塑料制造的模塊結(jié)構(gòu)件，在這種封裝的結(jié)構(gòu)中，IGBT的芯片采用焊接的方法和導(dǎo)熱不導(dǎo)電的BDC板焊接在一起，其他的引出端均采用鍵合方法和外接口相連，這種封裝結(jié)構(gòu)，其工藝制造相對(duì)要簡(jiǎn)單一些，但是散熱的效果不理想。隨著IGBT器件模塊容量的增加，如電力機(jī)車的變頻器中采用的IGBT為3500A，6500V，其散熱成為突出的技術(shù)瓶頸，為了提高散熱效果，只好將器件模塊做得很大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種既可以提高散熱效果，又可以將器件體積做得較小的新型全壓接式的大功率IGBT多模架陶瓷管殼。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種新型全壓接式的大功率IGBT多模架陶瓷管殼，包括大陽(yáng)法蘭、瓷環(huán)、小陽(yáng)法蘭、模架群、陰極插片和門極引線管，

所述大陽(yáng)法蘭、瓷環(huán)和小陽(yáng)法蘭上下疊合同心封接，模架群封接于小陽(yáng)法蘭的中心孔內(nèi)，

所述模架群包含有若干個(gè)二極管芯片模架和多個(gè)IGBT芯片模架，

所述陰極插片插置于小陽(yáng)法蘭的外壁面上，

所述門極引線管穿接于瓷環(huán)的殼壁上，門極引線管包括門極導(dǎo)電芯、門極外套、門極密封罩、門極外插片和門極內(nèi)插片，門極導(dǎo)電芯穿接于瓷環(huán)的殼壁上，門極導(dǎo)電芯外端露出瓷環(huán)外，門極導(dǎo)電芯內(nèi)端置于瓷環(huán)內(nèi)，門極外套套置于門極導(dǎo)電芯上，門極密封罩封裝于門極導(dǎo)電芯和門極外套的外端，門極外插片套接于門極密封罩上，門極內(nèi)插片向上套接于門極導(dǎo)電芯內(nèi)端。

本發(fā)明采用了瓷環(huán)為絕緣支架取代高性能塑料絕緣支架。并在陶瓷環(huán)外表面燒結(jié)高溫絕緣釉水，大幅提高器件耐壓，目前最高可達(dá)6KV。

本發(fā)明采用多芯片組合封裝，具有高精度，高氣密性，因此可以將器件體積做得較小，而散熱效果還可以提高一倍，因此特別適合用做全壓接式的大功率IGBT器件的封裝外殼。

本發(fā)明也對(duì)門極引線管進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，門極外套可以最大限度的降低與瓷環(huán)的封接應(yīng)力，保證與瓷環(huán)封接時(shí)具有高強(qiáng)度和高氣密性。門極導(dǎo)電芯可以保證門極承受較大的電壓和電流，門極內(nèi)插片便于門極驅(qū)動(dòng)的內(nèi)連接，門極外插片可以便于門極驅(qū)動(dòng)的外連接。

和普通晶閘管外殼一樣。在本發(fā)明的大陽(yáng)法蘭頂部再加蓋一個(gè)高平整度電極盤，可以達(dá)到雙面散熱的目的。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明新型全壓接式的大功率IGBT多模架陶瓷管殼的俯視圖。

圖2為圖1的A-A剖示圖。

圖3為圖2的B-B剖示圖。

圖4為本發(fā)明的陰極插片和門極引線管與瓷環(huán)之間安裝圖。

圖5為本發(fā)明的門極引線管結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明的門極內(nèi)插片示意圖。

圖中：大陽(yáng)法蘭1、瓷環(huán)2、小陽(yáng)法蘭3、陰極插片4、模架群5、門極外套6、門極外插片7、門極密封罩8、門極導(dǎo)電芯9、門極內(nèi)插片10，二極管芯片模架5-1、IGBT芯片模架5-2。

具體實(shí)施方式