[發明專利]一種輕型晶閘管元件管殼

有效

• 申請號: 201811548263.0
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN111341730B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 全靚;劉軍;劉芹;朱為為;李勇;操國宏
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代半導體有限公司
• 主分類號: H01L23/04
• 分類號: H01L23/04;H01L23/48;H01L29/74
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;何嬌

本申請提供了一種輕型晶閘管元件管殼，包括依次層疊設置的陰極電極、陰極鉬片、芯片、陽極鉬片和陽極電極，陽極電極包括沿管殼厚度方向設置的銅層和鋁層，陽極電極中的銅層靠近所述芯片一側，陰極電極的厚度小于所述陽極電極的厚度。通過本申請提供的管殼結構，用純鋁代替大部分銅，達到了管殼減重的目的，利于器件及組件的輕型化。將純鋁設置在陽極電極，與陽極電極中的銅層組裝在一起，所形成的鋁層與單面的銅層接觸的非對稱結構減小了接觸電阻，降低了接觸壓降。此外，陽極電極中的鋁層更適合與鋁散熱器直接壓接，能夠降低接觸壓降，拓寬了器件的應用領域。

技術領域

本發明涉及晶閘管技術領域，并且更具體地，涉及一種輕型晶閘管元件管殼。

背景技術

近年來，晶閘管技術領域的封裝技術越來越受到重視，常用的晶閘管元件管殼為凸臺式對稱結構，所采用的管殼材料主要是無氧銅和陶瓷，由于無氧銅密度較大，管殼結構較重，并且制造成本相對較高，不利于器件及組件的輕型化，應用領域有限；而若選用易于小型化的凹臺管殼，其導電層和閥欄材料大多為可閥，導熱性能差，壓降較大。

發明內容

針對上述現有技術中的問題，本發明提供了一種輕型晶閘管元件管殼，采用純鋁來代替大部分銅，以達到管殼減重的目的，利于器件及組件的輕型化，并且鋁層與銅層單面接觸，采用該非對稱結構，減少了接觸電阻，降低了接觸壓降；接觸面為鋁層的設計，更適合與鋁散熱器直接壓接，降低接觸壓降。

本發明提供一種輕型晶閘管元件管殼，其包括依次層疊設置的陰極電極、陰極鉬片、芯片、陽極鉬片和陽極電極，陽極電極包括沿管殼厚度方向設置的銅層和鋁層，陽極電極中的銅層靠近芯片一側，陰極電極的厚度小于陽極電極的厚度。通過該實施方式，鋁層替換了大部分銅，實現了減重的目的，利于器件及組件的輕型化。此外，鋁層設置在陽極電極，陰極電極的厚度小于陽極電極的厚度，使得管殼結構成為非對稱結構，鋁層僅與陽極電極中的銅層接觸，使得銅與鋁單面接觸，銅鋁接觸面減少，進而減小了接觸電阻，降低了接觸壓降。

在其中一個實施方式中，陽極電極中的銅層與鋁層通過壓接工藝連接。通過該實施方式，使得管殼陽極電極中的銅層與鋁層結合的強度高、氣密性好。

在其中一個實施方式中，陰極鉬片的厚度大于陽極鉬片的厚度。由于陰極電極和陽極電極厚度不同，并呈非對稱結構，在此，通過調節陰極鉬片和陽極鉬片的厚度，以平衡陰陽極熱阻，使得散熱均勻。

在其中一個實施方式中，還包括密封環、瓷環，陽極電極中的銅層與密封環連接，密封環與瓷環燒結連接。

在其中一個實施方式中，瓷環為波紋裙邊狀結構或無瓷筋結構。當在高壓環境下工作時，通過在瓷環上設置波紋裙邊狀結構，增加了高壓線的爬電距離，提高了產品的安全性能；當在低壓環境下工作時，瓷環可以是無瓷筋結構，簡化了結構，降低成本。

在其中一個實施方式中，還包括陰極法蘭、陽極法蘭，陰極法蘭、陽極法蘭、密封環均由銅制成，陽極電極中的鋁層由純鋁制成。通過該實施方式，密封環可以與瓷環燒結連接。

在其中一個實施方式中，陽極鉬片與陽極電極之間采用定位銷、定位環或紅膠定位。但不以此為限，只要能夠實現本發明所需的定位效果即可。

在其中一個實施方式中，還包括門極組件，門極組件包括門極線，門極線的一端與芯片相連。

在其中一個實施方式中，在陰極電極和/或陰極鉬片上開設有嵌入槽，門極線的另一端經過嵌入槽與瓷環上的門極閥連接。通過該實施方式，嵌入槽可開設在陰極鉬片上或開設在陰極電極上，或者嵌入槽一部分開設在陰極鉬片上，一部分開設在陰極電極上，根據陰極鉬片和陰極電極的厚度而定，提供了多種開設嵌入槽的位置方式。

在其中一個實施方式中，陰極電極厚度為3-5mm，陰極鉬片厚度為2.5-3.5mm，陽極鉬片厚度為1.5-2.0mm，陽極電極中的銅層厚度為3-5mm，陽極電極中的鋁層厚度為18-24mm。