一种凹台无氧铜管壳的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于功率半导体器件技术领域，具体涉及一种用于大功率半导体器件封装的凹台无氧铜管壳。
【背景技术】
[0002]目前，在功率半导体器件及制造技术领域，常用的管壳形式为凸台式管壳，高度在20mm?40mm，制造成本高，重量大，不利于器件及组件的小型化;而凹台管壳的导电层和阀栏材料大多为可阀，导热性能差，热阻大，且器件封装焊接均采用氩弧焊(或等离子焊)方式进行，焊后管壳封口外观不平整、也不美观、易漏气。封装时使用氢气燃烧高温灼烧氩气进行，氢气使用过程存在重大安全隐患，使用环境苛刻，不利于生产扩展。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本实用新型提供了一种功率半导体器件的封装用凹台无氧铜管壳，厚度薄、重量轻，且安装简便、封装安全。
[0004]本实用新型的技术解决方案是:一种凹台无氧铜管壳，包括上封接件和下封接件，其特征在于:所述的上封接件包括阴极导电层、上陶瓷环和上封装阀栏;所述的下封接件包括下封装阀栏、下陶瓷环和阳极导电层；阴极导电层、上封装阀栏、阳极导电层和下封装阀栏材质为无氧铜，表面镀有镍层，上陶瓷环分别与阴极导电层和上封装阀栏焊接连接，下陶瓷环分别与阳极导电层和下封装阀栏焊接连接;阴极导电层和阳极导电层的中央设有形状相同的凹形台面。
[0005]本实用新型的技术解决方案中所述的凹形台面为圆锥形凹形台面，且凹形台面的平面直径为15?50mm。
[0006]本实用新型的技术解决方案中所述的阴极导电层、上封装阀栏、阳极导电层和下封装阀栏表面镍层厚度为I.5?7μπι。
[0007]本实用新型的技术解决方案中所述的阴极导电层、上封装阀栏、阳极导电层、下封装阀栏的表面镍层为低应力暗镍镍层。
[0008]本实用新型的技术解决方案中所述的上陶瓷环、下陶瓷环材质为95%的Al2O3陶瓷，且下陶瓷环轴向外侧面为圆柱面或内凹的加强筋曲面或外凸的尖角形曲面。
[0009]本实用新型由于采用由阴极导电层、上陶瓷环和上封装阀栏焊接而成的上封接件，由下封装阀栏、下陶瓷环和阳极导电层焊接而成的下封接件，阴极导电层、上封装阀栏、阳极导电层和下封装阀栏材质为无氧铜，表面镀有镍层，阴极导电层和阳极导电层的中央设有形状相同的凹形台面，因而在上封接件和下封接件封装时，可采用冷压焊方式进行，保护无氧铜表面不易氧化的同时降低镍层的附加压降，减小对通流能力的影响，同时降低了阴、阳极铜块高度及重量，节约了制造成本，更易实现器件的小型化，也便于对器件进行定位。本实用新型的上、下陶瓷环由于采用95%的Al2O3陶瓷，因而既保证了管壳的强度，同时又极大地提高了管壳的绝缘性能。下陶瓷环可以有加强筋裙边，也可以是突出的尖角形状，增加爬电距离。上封接件和下封接件采用冷压焊、氩弧焊、等离子焊等方式进行封装，密封性能好，焊接方式更加方便、灵活。本实用新型具有可使器件厚度薄、重量轻、热阻低、导热快、且安装简便、封装安全的特点。本实用新型主要用于各类晶闸管和整流管等功率半导体器件管壳。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的结构示意图。
[0011 ]图2是上封接件的结构示意图。
[0012]图3是下封接件的结构示意图。
[0013]图4是下封接件(有加强筋瓷环)的结构示意图。
[0014]图5是下封接件(突出尖角形瓷环)的结构示意图。
[0015]图6是上封接件(无陶瓷环)的结构示意图。
[0016]图中:1、阴极导电层，2、上陶瓷环，3、上封装阀栏，4、下封装阀栏，5、下陶瓷环，6，
阳极导电层。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
[0018]如图1、图2、图3所示。本实用新型由阴极导电层1、上陶瓷环2和上封装阀栏3、下封装阀栏4、下陶瓷环5和阳极导电层6组成。其中，阴极导电层1、上封装阀栏3、阳极导电层6和下封装阀栏4材质为无氧铜，表面镀有镍层，以低应力暗镍镍层最好，镍层厚度为1.5?7μπι，在上封接件和下封接件封装时，可采用冷压焊方式进行，冷压封装时，内部先抽真空、后冲氮气或氦气等惰性保护气体，冷压焊接操作简便，方便、灵活，生产安全隐患大大降低，封装后器件密封性好，性能更加稳定、可靠。阴极导电层1、上陶瓷环2和上封装阀栏3通过模具装配，保证其同心度和平行度，然后进行焊接，形成上封接件(如图2所示)。下封装阀栏4、下陶瓷环5和阳极导电层6通过模具装配，保证其同心度和平行度，然后进行焊接，形成下封接件(如图3所示)。下陶瓷环5轴向外侧面圆柱面。阴极导电层I和阳极导电层6的中央设有形状相同的凹形台面，凹形台面为圆锥形凹形台面，且凹形台面的平面直径为15?50mm，导电层台面内凹，对器件进行定位。上陶瓷环2、下陶瓷环5由95%的Al2O3陶瓷烧结而成，其表面涂铀处理，保证了管壳的强度，同时极大地提高了管壳的绝缘性能。
[0019]如图4所示。与图1不同的是，下陶瓷环轴向外侧面设有加强筋裙边，增加爬电距离。
[0020]如图5所示。与图1不同的是，下陶瓷环轴向外侧面设有突出的尖角形状，增加爬电距离。
[0021]如图6所示。阴极导电层和上封装阀栏也可以合并成一个整体，不需上陶瓷环。
[0022]上封接件和下封接件可采用冷压焊、氩弧焊、等离子焊等方式进行封装，密封性能好，焊接方式更加方便、灵活。
[0023]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是未脱离本实用新型的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围。
【主权项】
1.一种凹台无氧铜管壳，包括上封接件和下封接件，其特征在于:所述的上封接件包括阴极导电层(I)、上陶瓷环(2)和上封装阀栏(3);所述的下封接件包括下封装阀栏(4)、下陶瓷环(5)和阳极导电层(6);阴极导电层(1)、上封装阀栏(3)、阳极导电层(6)和下封装阀栏(4)材质为无氧铜，表面镀有镍层，上陶瓷环(2)分别与阴极导电层(I)和上封装阀栏(3)焊接连接，下陶瓷环(5)分别与阳极导电层(6)和下封装阀栏(4)焊接连接；阴极导电层(I)和阳极导电层(6)的中央设有形状相同的凹形台面。2.根据权利要求1所述的一种凹台无氧铜管壳，其特征在于:所述的凹形台面为圆锥形凹形台面，且凹形台面的平面直径为15?50mm。3.根据权利要求1或2所述的一种凹台无氧铜管壳，其特征在于:所述的阴极导电层(I)、上封装阀栏(3)、阳极导电层(6)和下封装阀栏(4)表面镍层厚度为1.5?7μπι。4.根据权利要求1或2所述的一种凹台无氧铜管壳，其特征在于:所述的阴极导电层(1)、上封装阀栏(3)、阳极导电层(6)和下封装阀栏(4)的表面镍层为低应力暗镍镍层。5.根据权利要求1或2所述的一种凹台无氧铜管壳，其特征在于:所述的上陶瓷环(2)、下陶瓷环(5)材质为95%的Al2O3陶瓷，且下陶瓷环(5)轴向外侧面圆柱面、内凹的加强筋曲面或外凸的尖角形曲面。
【专利摘要】本实用新型的名称为一种凹台无氧铜管壳。属于功率半导体器件技术领域。它主要是解决现有凹台管壳存在导热性能差、易漏气的问题。它的主要特征是：上封接件包括阴极导电层、上陶瓷环和上封装阀栏；下封接件包括下封装阀栏、下陶瓷环和阳极导电层；阴极导电层、上封装阀栏、阳极导电层和下封装阀栏材质为无氧铜，表面镀有镍层，上陶瓷环分别与阴极导电层和上封装阀栏焊接连接，下陶瓷环分别与阳极导电层和下封装阀栏焊接连接；阴极导电层和阳极导电层的中央设有形状相同的凹形台面。本实用新型具有可使器件厚度薄、重量轻、热阻低、导热快、且安装简便、封装安全的特点，主要用于各类晶闸管和整流管等功率半导体器件管壳。
【IPC分类】H01L23/367, H01L23/10, H01L23/06, H01L23/373, H01L23/08, H01L23/04
【公开号】CN205177807
【申请号】CN201520912765
【发明人】黄 俊, 刘鹏, 杨成标, 邹宗林, 任丽, 蒋平平
【申请人】湖北台基半导体股份有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月17日