一种用于大功率芯片的TO管壳的制作方法

一种用于大功率芯片的to管壳
技术领域
1.本实用新型属于to管壳技术领域，涉及一种用于大功率芯片的to管壳。


背景技术：

2.to管壳的种类繁多，一般都包括金属基板以及至少一个插设在金属基板上的引脚，引脚与金属基板之间还设有用于密封及绝缘的玻璃绝缘子。to管壳产品在加工时，先将各部件装配好，之后经高温烧结而成。目前的这种to管壳产品只能使用较小功率的芯片，这是因为大功率芯片需要更好的散热，而现有to管壳产品的材质无法满足大功率芯片散热的要求，进而限制了多功能高性能大功率芯片的使用。
3.现有的基板材质大都为spcc，为了提高基板的散热性能，采用散热性能更好的材质是一种改进方向。其中，散热效果好的材质主要有无氧铜和钨铜。然而，钨铜不适合烧结，而如果基板材质选用无氧铜，则在高温烧结后会变软，造成后续封焊的可靠性差，气密性无法保证。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种用于大功率芯片的to管壳，具有优异的散热性能。
5.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种用于大功率芯片的to管壳，该to管壳包括金属基板、设置在金属基板中心处的无氧铜散热机构以及多个设置在金属基板上并环绕无氧铜散热机构的引脚机构。
7.进一步地，所述的无氧铜散热机构包括开设在金属基板中心处的台阶孔以及设置在台阶孔内并与台阶孔相适配的无氧铜散热块。
8.进一步地，所述的台阶孔沿竖直方向贯穿金属基板。
9.进一步地，所述的台阶孔包括一上一下分别设置的大孔、小孔，所述的大孔与小孔之间设有台阶面。
10.进一步地，所述的无氧铜散热块包括一上一下同轴设置的散热块宽径部、散热块窄径部，所述的散热块宽径部与大孔相适配，所述的散热块窄径部与小孔相适配。散热块宽径部与散热块窄径部固定连接在一起，可采用一体成型方式。
11.进一步地，所述的散热块宽径部的底部与台阶面之间设有钎焊焊接面。散热块与金属基板之间采用钎焊的方式固定装配在一起。
12.进一步地，所述的无氧铜散热块的表面设有镀镍层。
13.进一步地，所述的镀镍层的厚度为3
‑
5μm。
14.进一步地，所述的引脚机构包括插设在金属基板上的引脚以及设置在引脚与金属基板之间的玻璃绝缘子。
15.进一步地，所述的金属基板上共设有3个引脚机构。相邻的两个引脚机构之间的圆心角为90
°
。
16.在金属基板的冲压加工过程中，在其中心位置处增加一个台阶孔，其余则按该金
属基板原工艺进行正常的装配、烧结、检查，然后对检验合格的金属基板进行去除氧化层的处理；加工出无氧铜散热块，然后对其表面进行镀镍处理，并将镀镍层厚度控制在3
‑
5μm，这样防止钎焊时无氧铜与焊料发生反应；将金属基板装入模具，然后在台阶面上放入银铜焊料环，再放置无氧铜散热块，之后盖上上模，进行钎焊，钎焊后银铜焊料环熔化，使无氧铜散热块与金属基板紧密结合在一起，从而保证气密性，同时无氧铜散热块也与金属基板上表面平齐，不影响正常使用。
17.与现有技术相比，本实用新型具有以下特点：
18.1)本实用新型在原有金属基板的基础上冲压一个中心台阶孔，台阶孔内钎焊无氧铜散热块，提高了to管壳的散热性能，可以满足大功率芯片的散热要求；
19.2)采用台阶孔内钎焊的方式将无氧铜散热块与金属基板紧密结合在一起，焊接后产品表面平整光滑，同时密封性也可保证，在使用产品时，压封仍然在原法兰盘进行焊接，所以压封焊接不受任何影响。
附图说明
20.图1为本实用新型的主视剖视结构示意图；
21.图2为本实用新型的俯视结构示意图；
22.图3为本实用新型中金属基板的主视剖视结构示意图；
23.图4为本实用新型中金属基板的俯视结构示意图；
24.图5为本实用新型中无氧铜散热块的主视结构示意图；
25.图6为本实用新型中银铜焊料环的主视结构示意图；
26.图7为本实用新型钎焊前的装配结构示意图；
27.图中标记说明：
28.1—金属基板、2—台阶孔、201—大孔、202—小孔、203—台阶面、3—无氧铜散热块、301—散热块宽径部、302—散热块窄径部、4—引脚、5—玻璃绝缘子、6—银铜焊料环。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
30.实施例：
31.如图1、图2所示的一种用于大功率芯片的to管壳，包括金属基板1、设置在金属基板1中心处的无氧铜散热机构以及3个设置在金属基板1上并环绕无氧铜散热机构的引脚机构。
32.如图3、图4所示，无氧铜散热机构包括开设在金属基板1中心处的台阶孔2以及设置在台阶孔2内并与台阶孔2相适配的无氧铜散热块3。台阶孔2沿竖直方向贯穿金属基板1。台阶孔2包括一上一下分别设置的大孔201、小孔202，大孔201与小孔202之间设有台阶面203。
33.如图5所示，无氧铜散热块3包括一上一下同轴设置的散热块宽径部301、散热块窄径部302，散热块宽径部301与大孔201相适配，散热块窄径部302与小孔202相适配。散热块
宽径部301的底部与台阶面203之间设有钎焊焊接面。无氧铜散热块3的表面设有镀镍层。镀镍层的厚度为3
‑
5μm。
34.引脚机构包括插设在金属基板1上的引脚4以及设置在引脚4与金属基板1之间的玻璃绝缘子5。
35.在金属基板1的冲压加工过程中，在其中心位置处增加一个台阶孔2，其余则按该金属基板1原工艺进行正常的装配、烧结、检查，然后对检验合格的金属基板1进行去除氧化层的处理；加工出无氧铜散热块3，然后对其表面进行镀镍处理，并将镀镍层厚度控制在3
‑
5μm，这样防止钎焊时无氧铜(tu2)与焊料(ag72cu28)发生反应；将金属基板1装入模具，然后在台阶面203上放入如图6所示的银铜焊料环6，再放置无氧铜散热块3，装配后结构如图7所示。之后盖上上模，进行钎焊，钎焊后银铜焊料环6熔化，使无氧铜散热块3与金属基板1紧密结合在一起，从而保证气密性，同时无氧铜散热块3也与金属基板1上表面平齐，不影响正常使用。
36.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。