Igbt内置多台架电极陶瓷封装外壳的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种IGBT内置式多台架独立电极陶瓷封装外壳。
【背景技术】
[0002]IGBT作为电力电子的主流器件，应用领域十分广泛，市场前景毋庸置疑。IGBT有两种封装方式，一种是焊接型，外壳采用高性能绝缘材料，芯片和引线采用焊接和键合技术，其工艺相对成熟，但由于只能实现单面散热，因此限制了其在高压大功率领域的使用。另一种是平板压接型，外壳采用95%氧化铝陶瓷与金属进行钎焊，设计多台架电极与芯片、钼片进行全压接式封装，这种双面散热无应力的封装结构具有抗热疲劳、高效散热的优点，在高压大功率领域将逐步取代焊接型IGBT。
[0003]平板压接型IGBT虽然性能优越，但这种封装技术存在以下难题:
要使数十个独立的IGBT或FRD芯片在封装时全面积均匀受力，对各种部件的加工精度提出了十分苛刻的要求，特别是陶瓷外壳，由于要进行高温钎焊，而陶瓷与无氧铜电极两种材质膨胀系数差距很大，产生的焊接应力会影响电极的平整度，从而导致整个工艺失效。因此这也成为制约平板压接型IGBT推广应用的技术瓶颈。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种内置式多台架独立电极陶瓷封装外壳，能够避免电极高温钎焊的变形，实现平板压接型IGBT的封装要求。
[0005]本发明解决上述问题所采用的技术方案为:一种IGBT内置式多台架独立电极陶瓷封装外壳，包含有可相互盖合在一起的陶瓷底座和上盖，所述陶瓷底座包含有阳极法兰、瓷环、阳极密封碗、门极引线管和内置式多台架独立电极，所述阳极法兰同心焊接在瓷环的上端面，阳极密封碗的上端面同心焊接在瓷环的下端面，所述阳极法兰、瓷环和阳极密封碗自上至下叠合同心焊接，所述门极引线管穿接于瓷环壳壁上;所述上盖包含有阴极密封碗和内置式阴极电极，内置式阴极电极置于阴极密封碗中。
[0006]优选地，所述内置式多台架独立电极包含背面开设的阳极定位孔与正面的多台架群，所述内置多台架电极上的阳极定位孔与阳极密封碗中心的阳极定位柱契合。
[0007]优选地，所述阴极密封碗和内置式阴极电极的中心分别设置有相互契合的阴极定位柱和阴极定位孔。
[0008]与现有技术相比，本发明的优点在于:
本发明的阳极密封碗与阴极密封碗采用无氧铜带冲制而成，焊接或退火后硬度小于40HV，可以与内置式多台架独立电极与内置式阴极电极实现全面积无缝压接，内置式多台架独立电极与内置式阴极电极不需要经过焊接。因此能保持电极原有的加工精度，内置式多台架独立电极可以独立完成与芯片、钼片、定位模架等的装配，降低了工艺难度。阳极与阴极密封碗上的定位柱设计和内置式电极上定位孔的设计可以精准定位上盖与陶瓷底座装配的同心度。
【附图说明】
[0009]图1为本发明实施例中的陶瓷底座的结构示意图。
[0010]图2为图1的A向剖视图。
[0011]图3为本发明实施例中的门极引线管位置的结构示意图。
[0012]图4为本发明实施例中的上盖的剖视图。
[0013]其中:
陶瓷底座1、上盖2、阳极法兰1.1、瓷环1.2、阳极密封碗1.3、门极引线管1.4、内置式多台架独立电极1.5、阳极定位孔1.5.1、多台架群1.5.2、阳极定位柱1.3.1、阴极密封碗2.1，内置式阴极电极2.2、阴极定位柱2.1.1、阴极定位孔2.2.1。
【具体实施方式】
[0014]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0015]如图1一图3所示，本实施例中的一种IGBT内置式多台架独立电极陶瓷封装外壳，包含有可相互盖合在一起的陶瓷底座1和上盖2，所述陶瓷底座1包含有阳极法兰1.1、瓷环1.2、阳极密封碗1.3、门极引线管1.4和内置式多台架独立电极1.5，所述阳极法兰1.1同心焊接在瓷环1.2的上端面，阳极密封碗1.3的上端面同心焊接在瓷环1.2的下端面，所述阳极法兰1.1、瓷环1.2和阳极密封碗1.3自上至下叠合同心焊接，所述门极引线管1.4穿接于瓷环1.2壳壁上。
[0016]所述内置式多台架独立电极1.5包含背面开设的阳极定位孔1.5.1与正面的多台架群1.5.2，内置式多台架独立电极1.5的上端与芯片压接，每个台架可封装一个IGBT或FRD芯片，下端与阳极密封碗1.3压接，所述内置多台架电极1.5上的阳极定位孔1.5.1与阳极密封碗1.3中心的阳极定位柱1.3.1契合。
[0017]内置式多台架独立电极1.5可从陶瓷底座1上取出，与芯片、钼片、定位模架等装配后再置于阳极密封碗1.3内。
[0018]如图4所示，所述上盖2包含有阴极密封碗2.1和内置式阴极电极2.2。所述阴极密封碗2.1的中心设置有阴极定位柱2.1.1，所述内置式阴极电极2.2上中心有阴极定位孔2.2.1。装配时阴极定位柱2.1.1与阴极定位孔2.2.2相契合。
[0019]除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种IGBT内置式多台架独立电极陶瓷封装外壳，包含有可相互盖合在一起的陶瓷底座(1)和上盖(2)，其特征在于:所述陶瓷底座(1)包含有阳极法兰(1.1)、瓷环(1.2)、阳极密封碗(1.3)、门极引线管(1.4)和内置式多台架独立电极(1.5)，所述内置式多台架独立电极(1.5)的正面设置有多台架群(1.5.2)，所述阳极法兰(1.1)同心焊接在瓷环(1.2)的上端面，阳极密封碗(1.3)的上端面同心焊接在瓷环(1.2)的下端面，所述阳极法兰(1.1)、瓷环(1.2)和阳极密封碗(1.3)自上至下叠合同心焊接，所述门极引线管(1.4)穿接于瓷环(1.2)壳壁上;所述上盖(2)包含有阴极密封碗(2.1)和内置式阴极电极(2.2)，内置式阴极电极(2.2)置于阴极密封碗(2.1)中。2.根据权利要求1所述的一种IGBT内置式多台架独立电极陶瓷封装外壳，其特征在于:所述内置式多台架独立电极(1.5)包含背面开设的阳极定位孔(1.5.1)与正面的多台架群(1.5.2)，所述内置多台架电极(1.5)上的阳极定位孔(1.5.1)与阳极密封碗(1.3)中心的阳极定位柱(1.3.1)契合。3.根据权利要求1或2所述的一种IGBT内置式多台架独立电极陶瓷封装外壳，其特征在于:所述阴极密封碗(2.1)和内置式阴极电极(2.2)的中心分别设置有相互契合的阴极定位柱(2.1.1)和阴极定位孔(2.2.1)。
【专利摘要】本发明涉及一种IGBT内置式多台架独立电极陶瓷封装外壳，包含有可相互盖合在一起的陶瓷底座和上盖，所述陶瓷底座包含有阳极法兰、瓷环、阳极密封碗、门极引线管和内置式多台架独立电极，所述阳极法兰同心焊接在瓷环的上端面，阳极密封碗的上端面同心焊接在瓷环的下端面，所述阳极法兰、瓷环和阳极密封碗自上至下叠合同心焊接，所述门极引线管穿接于瓷环壳壁上；所述上盖包含有阴极密封碗和内置式阴极电极，内置式阴极电极置于阴极密封碗中。
【IPC分类】H01L23/053, H01L23/08
【公开号】CN105448848
【申请号】CN201510879345
【发明人】陈国贤, 徐宏伟, 张琼
【申请人】江阴市赛英电子有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月5日