[實用新型]一種高壓大功率碳化硅肖特基整流橋

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720918375.5
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN207097816U
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王迎春;趙晶;高超;徐姝麗;黃吉明;史偉偉
• 申請（專利權(quán)）人: 濟(jì)南市半導(dǎo)體元件實驗所
• 主分類號: H01L25/07
• 分類號: H01L25/07;H01L23/043;H01L23/06;H01L23/488;H01L23/49;H01L23/31;H01L21/52;H01L21/56;H01L21/60
• 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: 楊先凱

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高壓大功率碳化硅肖特基整流橋。

背景技術(shù)

碳化硅肖特基二極管反向恢復(fù)時間為零，因為其獨特的勢壘結(jié)構(gòu)容易實現(xiàn)較高的反向擊穿電壓。

目前碳化硅肖特基二極管單管方面已經(jīng)做出了不少的品種，但是，由于產(chǎn)品的高壓、大電流等特殊性能，無法直接應(yīng)用傳統(tǒng)整流橋的封裝結(jié)構(gòu)，需要面臨以下幾個封裝難題：

1)二極管芯片需要同時焊接4只，且芯片面積較大，要解決焊接可靠性的問題；

2)傳統(tǒng)的塑封材料不能勝任高壓應(yīng)用，在10kV的反壓下芯片的反向漏電約在50微安，但是環(huán)氧塑料封裝引起的漏電已經(jīng)遠(yuǎn)大于芯片漏電，而且，塑封材料的吸濕性會導(dǎo)致漏電逐漸變大，降低長期可靠性；

3)選用金屬陶瓷外殼，雖然保證了氣密性，但是需要防止空氣擊穿帶來的可靠性；

4)高功率下，普通的塑封橋式整流電路無法耗散較大的損耗，導(dǎo)致芯片工作溫度較高，降低產(chǎn)品可靠性。

因此，如何解決現(xiàn)有技術(shù)中的芯片焊接可靠性低、塑料封裝漏電大、金屬外殼引起的空氣擊穿、無法耗散較大的損耗等問題，提高產(chǎn)品的長期可靠性是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種高壓大功率碳化硅肖特基整流橋，該碳化硅肖特基整流橋所具有的結(jié)構(gòu)能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中的芯片焊接可靠性低、塑料封裝漏電大、金屬外殼引起的空氣擊穿、無法耗散較大的損耗等問題，提高產(chǎn)品的長期可靠性。

為解決上述的技術(shù)問題，本實用新型提供的技術(shù)方案為：

一種高壓大功率碳化硅肖特基整流橋，包括金屬陶瓷封裝外殼、四個芯片、八根鍵合絲以及高絕緣電阻灌封膠；

所述金屬陶瓷封裝外殼包括金屬底板、金屬框、金屬蓋板、鉬片、氮化鋁陶瓷片、四塊銅鉬銅片、四個陶瓷絕緣子以及四根引線；

所述金屬底板封蓋所述金屬框的底端出口且所述金屬蓋板封蓋所述金屬框的頂端出口以使得所述金屬底板、金屬框以及金屬蓋板構(gòu)成一個內(nèi)含空腔的密封箱體結(jié)構(gòu)，所述金屬底板與所述金屬框通過銀銅釬料釬焊連接；

所述金屬底板的位于空腔中的表面上設(shè)置有凹坑；

所述鉬片通過銀銅釬料釬焊在所述凹坑中；

所述氮化鋁陶瓷片通過銀銅釬料釬焊在所述鉬片的上表面上；

四塊銅鉬銅片通過銀銅釬料釬焊平鋪在所述氮化鋁陶瓷片的上表面上且四塊銅鉬銅片構(gòu)成導(dǎo)電圖形；

所述金屬框的一個側(cè)面壁上開設(shè)有四個用于穿插固定所述陶瓷絕緣子的第一通孔；

每個所述陶瓷絕緣子上沿其軸向中心線設(shè)置有用于穿插固定所述引線的第二通孔；

所述陶瓷絕緣子通過銀銅釬料釬焊穿插固定在所述第一通孔中，四個陶瓷絕緣子與四個第一通孔一一對應(yīng)；

所述引線通過銀銅釬料釬焊穿插固定在所述第二通孔中，四根引線與四個第二通孔一一對應(yīng)；

四個引線的且位于所述空腔中的一端與相應(yīng)的四塊銅鉬銅片通過導(dǎo)電線一一對應(yīng)地電連接；

所述金屬底板、金屬框、鉬片、四塊銅鉬銅片、四根引線以及四根導(dǎo)電線的所有外露的金屬面上從內(nèi)到外依次鍍有一層鎳與一層金；

所述芯片通過真空釬焊鉛錫銀釬料焊接在所述銅鉬銅片上的金鍍層上，且四個芯片與四塊銅鉬銅片一一對應(yīng)；

八根鍵合絲中每兩根為一組，一共是四組鍵合絲，每組鍵合絲的一端通過超聲鍵合與所述芯片的上表面上的鍵合區(qū)連接，每組鍵合絲的另一端通過超聲鍵合與一塊銅鉬銅片連接，四組鍵合絲與四個芯片一一對應(yīng)且四組鍵合絲與四塊銅鉬銅一一對應(yīng)；

四個芯片、四塊銅鉬銅片、四組鍵合絲以及四根引線按照碳化硅肖特基整流橋的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行電連接；

所述空腔中灌注有用于整體包裹封蓋所述空腔中的所有零件的高絕緣電阻灌封膠；

所述金屬蓋板與所述金屬框通過平行縫焊焊接密封連接。

優(yōu)選的，所述金屬底板為無氧銅材質(zhì)。

優(yōu)選的，所述引線為直徑1.2mm的無氧銅引線。

優(yōu)選的，所述鍵合絲為直徑0.38mm、純度大于等于99.99％的鋁絲，每組中的兩根鍵合絲并聯(lián)連接。