[發明專利]IGBT內置多臺架電極陶瓷封裝外殼

有效

• 申請號: 201510879345.3
• 申請日: 2015-12-05
• 公開（公告）號: CN105448848A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 陳國賢;徐宏偉;張瓊
• 申請（專利權）人: 江陰市賽英電子有限公司
• 主分類號: H01L23/053
• 分類號: H01L23/053;H01L23/08
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務所(普通合伙) 32210
• 代理人: 唐紉蘭;沈國安

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，特別涉及一種IGBT內置式多臺架獨立電極陶瓷封裝外殼。

背景技術

IGBT作為電力電子的主流器件，應用領域十分廣泛，市場前景毋庸置疑。IGBT有兩種封裝方式，一種是焊接型，外殼采用高性能絕緣材料，芯片和引線采用焊接和鍵合技術，其工藝相對成熟，但由于只能實現單面散熱，因此限制了其在高壓大功率領域的使用。另一種是平板壓接型，外殼采用95%氧化鋁陶瓷與金屬進行釬焊，設計多臺架電極與芯片、鉬片進行全壓接式封裝，這種雙面散熱無應力的封裝結構具有抗熱疲勞、高效散熱的優點，在高壓大功率領域將逐步取代焊接型IGBT。

平板壓接型IGBT雖然性能優越，但這種封裝技術存在以下難題：

要使數十個獨立的IGBT或FRD芯片在封裝時全面積均勻受力，對各種部件的加工精度提出了十分苛刻的要求，特別是陶瓷外殼，由于要進行高溫釬焊，而陶瓷與無氧銅電極兩種材質膨脹系數差距很大，產生的焊接應力會影響電極的平整度，從而導致整個工藝失效。因此這也成為制約平板壓接型IGBT推廣應用的技術瓶頸。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種內置式多臺架獨立電極陶瓷封裝外殼，能夠避免電極高溫釬焊的變形，實現平板壓接型IGBT的封裝要求。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：一種IGBT內置式多臺架獨立電極陶瓷封裝外殼，包含有可相互蓋合在一起的陶瓷底座和上蓋，所述陶瓷底座包含有陽極法蘭、瓷環、陽極密封碗、門極引線管和內置式多臺架獨立電極，所述陽極法蘭同心焊接在瓷環的上端面，陽極密封碗的上端面同心焊接在瓷環的下端面，所述陽極法蘭、瓷環和陽極密封碗自上至下疊合同心焊接，所述門極引線管穿接于瓷環殼壁上；所述上蓋包含有陰極密封碗和內置式陰極電極，內置式陰極電極置于陰極密封碗中。

優選地，所述內置式多臺架獨立電極包含背面開設的陽極定位孔與正面的多臺架群，所述內置多臺架電極上的陽極定位孔與陽極密封碗中心的陽極定位柱契合。

優選地，所述陰極密封碗和內置式陰極電極的中心分別設置有相互契合的陰極定位柱和陰極定位孔。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

本發明的陽極密封碗與陰極密封碗采用無氧銅帶沖制而成，焊接或退火后硬度小于40HV，可以與內置式多臺架獨立電極與內置式陰極電極實現全面積無縫壓接，內置式多臺架獨立電極與內置式陰極電極不需要經過焊接。因此能保持電極原有的加工精度，內置式多臺架獨立電極可以獨立完成與芯片、鉬片、定位模架等的裝配，降低了工藝難度。陽極與陰極密封碗上的定位柱設計和內置式電極上定位孔的設計可以精準定位上蓋與陶瓷底座裝配的同心度。

附圖說明

圖1為本發明實施例中的陶瓷底座的結構示意圖。

圖2為圖1的A向剖視圖。

圖3為本發明實施例中的門極引線管位置的結構示意圖。

圖4為本發明實施例中的上蓋的剖視圖。

其中：

陶瓷底座1、上蓋2、陽極法蘭1.1、瓷環1.2、陽極密封碗1.3、門極引線管1.4、內置式多臺架獨立電極1.5、陽極定位孔1.5.1、多臺架群1.5.2、陽極定位柱1.3.1、陰極密封碗2.1，內置式陰極電極2.2、陰極定位柱2.1.1、陰極定位孔2.2.1。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。

如圖1—圖3所示，本實施例中的一種IGBT內置式多臺架獨立電極陶瓷封裝外殼，包含有可相互蓋合在一起的陶瓷底座1和上蓋2，所述陶瓷底座1包含有陽極法蘭1.1、瓷環1.2、陽極密封碗1.3、門極引線管1.4和內置式多臺架獨立電極1.5，所述陽極法蘭1.1同心焊接在瓷環1.2的上端面，陽極密封碗1.3的上端面同心焊接在瓷環1.2的下端面，所述陽極法蘭1.1、瓷環1.2和陽極密封碗1.3自上至下疊合同心焊接，所述門極引線管1.4穿接于瓷環1.2殼壁上。

所述內置式多臺架獨立電極1.5包含背面開設的陽極定位孔1.5.1與正面的多臺架群1.5.2，內置式多臺架獨立電極1.5的上端與芯片壓接，每個臺架可封裝一個IGBT或FRD芯片，下端與陽極密封碗1.3壓接，所述內置多臺架電極1.5上的陽極定位孔1.5.1與陽極密封碗1.3中心的陽極定位柱1.3.1契合。

內置式多臺架獨立電極1.5可從陶瓷底座1上取出，與芯片、鉬片、定位模架等裝配后再置于陽極密封碗1.3內。