[發(fā)明專利]一種玻璃陶瓷復(fù)合型絕緣子封裝外殼及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610283760.7
• 申請日: 2016-04-29
• 公開（公告）號: CN105788779B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊旭東;李東華;相裕兵;王婷;劉貴慶
• 申請（專利權(quán)）人: 濟(jì)南市半導(dǎo)體元件實(shí)驗(yàn)所
• 主分類號: H01L23/29
• 分類號: H01L23/29;H01L21/56
• 代理公司: 濟(jì)南誠智商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司37105
• 代理人: 張小鴿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種玻璃陶瓷復(fù)合型絕緣子封裝外殼及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，航天、航空、船舶、兵器等領(lǐng)域需要大量具有一定功率要求的器件產(chǎn)品，要求熱阻小、耐沖擊性能好、可靠性高等特點(diǎn)，為提高整機(jī)可靠性提供前提。TO系列的功率器件的封裝外殼一般是采用金屬作為外殼主體，引出端與金屬主體之間的絕緣材料一般采用玻璃或者陶瓷。

玻璃絕緣子的TO外殼，受玻璃強(qiáng)度差等因素的限制，耐沖擊性能差，不能用于高可靠器件領(lǐng)域。

而陶瓷絕緣子的韌性和強(qiáng)度都明顯高于玻璃，因此采用陶瓷絕緣子的TO系列外殼可靠性能大大提高。但因?yàn)樘沾山^緣子自身加工難度大、成本較高，而且TO系列陶瓷絕緣子外殼生產(chǎn)流程繁瑣、技術(shù)難度高、生產(chǎn)效率低、材料成本高，至今國內(nèi)還沒有系統(tǒng)的技術(shù)攻關(guān)，因此沒有得到廣泛推廣。

因此，如何提供一種強(qiáng)度較高，耐沖擊能力強(qiáng)，可靠性高，且生產(chǎn)加工工藝較簡單，成本較低，便于大批量生產(chǎn)、適用于封裝外殼的絕緣子是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種玻璃陶瓷復(fù)合型絕緣子封裝外殼，該封裝外殼包括玻璃陶瓷復(fù)合型絕緣子，該玻璃陶瓷復(fù)合型絕緣子不僅強(qiáng)度較高，耐沖擊能力強(qiáng)，可靠性高，而且生產(chǎn)加工工藝較簡單，成本較低，便于大批量生產(chǎn)。本發(fā)明的另外一個目的是提供一種上述玻璃陶瓷復(fù)合型絕緣子封裝外殼的制備方法。

為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種玻璃陶瓷復(fù)合型絕緣子封裝外殼，包括金屬底板、金屬墻體、玻璃陶瓷復(fù)合型絕緣子、金屬密封環(huán)、引出電極、焊接部位金屬化層；

所述金屬墻體為一個僅包括四面?zhèn)让姹诘目蛐谓Y(jié)構(gòu)；

所述金屬墻體設(shè)置于所述金屬底板的一個長寬側(cè)面上，且所述金屬底板與金屬墻體構(gòu)成一個一面開口的腔室；

所述金屬墻體的下側(cè)面壁上開設(shè)有用于穿插固定所述引出電極的連接通孔；

所述引出電極設(shè)置于所述金屬墻體的連接通孔內(nèi)；

所述玻璃陶瓷復(fù)合型絕緣子包括玻璃材質(zhì)部與陶瓷材質(zhì)部，所述玻璃材質(zhì)部與所述陶瓷材質(zhì)部構(gòu)成一體式結(jié)構(gòu)的玻璃陶瓷復(fù)合型絕緣子；

所述玻璃材質(zhì)部設(shè)置于所述連接通孔的內(nèi)孔壁與所述引出電極的周向面之間的間隙內(nèi)；

所述陶瓷材質(zhì)部套設(shè)于所述引出電極上且所述陶瓷材質(zhì)部的上端面無縫緊貼于所述玻璃材質(zhì)部的下端面，且所述陶瓷材質(zhì)部的上端面形狀大小滿足所述陶瓷材質(zhì)部的上端面遮住所述玻璃材質(zhì)部與所述連接通孔的連接界面的下端；

所述金屬密封環(huán)套設(shè)在所述引出電極上且所述金屬密封環(huán)的環(huán)形面通過所述焊接部位金屬化層與所述陶瓷材質(zhì)部的下端面固定連接，且所述金屬密封環(huán)的內(nèi)側(cè)面與所述引出電極的周向面熔焊連接。

優(yōu)選的，所述玻璃材質(zhì)部為空心圓柱狀，上下外徑相同，所述玻璃材質(zhì)部的下端面與所述金屬墻體的下側(cè)面壁的外表面齊平。

優(yōu)選的，所述陶瓷材質(zhì)部為空心圓柱狀，上下外徑不同，包括上寬徑部與下窄徑部，所述上寬徑部與所述下窄徑部圓滑過渡連接。

優(yōu)選的，所述玻璃材質(zhì)部與所述陶瓷材質(zhì)部通過熔滲連接成一體式結(jié)構(gòu)的玻璃陶瓷復(fù)合型絕緣子。

優(yōu)選的，還包括用于封蓋所述金屬底板與金屬墻體構(gòu)成的腔室的開口面的蓋板。

優(yōu)選的，所述金屬底板為無氧銅板材質(zhì)。

優(yōu)選的，所述金屬墻體為低碳鋼材質(zhì)。

優(yōu)選的，所述引出電極為可伐銅芯引線材質(zhì)。

本發(fā)明還提供一種上述的玻璃陶瓷復(fù)合型絕緣子封裝外殼的制備方法，包括以下步驟：

1)制作金屬底板、金屬墻體、金屬密封環(huán)以及引出電極，且制作固態(tài)的玻璃件以及固態(tài)的陶瓷件，所述陶瓷件的下端面上設(shè)置有焊接部位金屬化層；

2)將步驟1)中所述的金屬墻體、引出電極、玻璃件以及陶瓷件按照權(quán)利要求1中所述的玻璃陶瓷復(fù)合型絕緣子封裝外殼的結(jié)構(gòu)形式組裝起來，用石墨模具作為定位工裝；

3)將步驟2)組裝完成的組裝件放入氣氛保護(hù)高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)成型，在燒結(jié)過程中，所述玻璃件與所述陶瓷件燒結(jié)為一體式結(jié)構(gòu)得到所述玻璃陶瓷絕緣子，出爐后得到由金屬墻體、引出電極、玻璃陶瓷復(fù)合型絕緣子構(gòu)成的燒結(jié)一體件；

4)將步驟3)得到的燒結(jié)一體件通過在氣氛保護(hù)高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)熔焊銀銅釬料將所述金屬密封環(huán)焊接在所述陶瓷材質(zhì)部的下端面上的焊接部位金屬化層上；

5)將步驟4)熔焊金屬密封環(huán)后的燒結(jié)一體件與金屬底板組裝，然后通過在氣氛保護(hù)高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)熔焊銀銅釬料將二者熔焊成一體結(jié)構(gòu)；