专利名称：超快恢复开关模块的制作方法
技术领域：
本发明属于电力半导体器件领域，涉及超快恢复二极管芯片和晶闸管芯片的组合 与连接，半导体器件的封装技术。
背景技术：
目前三相整流桥在实际使用过程中，在开机瞬间的冲击电流过大，很容易造成整 流器件本身或滤波电容的损坏。为此，人们通常采用以下三种方案加以克服第一种方案是在整流桥输出端串联一只负温度系数的电阻，如图1所示，这种方 案只适用于小功率的场所。第二种方案是整流桥输出端串接一只启动电阻，以减少启动电流，当工作稳定运 行之后，用电磁式开关把电阻短路，如图2所示。这种方案的缺点是开关频繁动作很容易损 坏，整体的可靠性不高，而且整流模块的体积较大，在许多使用空间有限制的场所则不能使 用，不适应电控小型化的发展要求。第三种方案是用三只二极管和三只晶闸管芯片组成的半控桥供电方案，如图3所 示，这种方案技术较复杂，且需要使用三只晶闸管芯片，成本较高，用户难以接收。在上述三种方案中，由于都使用普通二极管，在工作过程中不仅噪声比较大，而且 存在严重的电磁干扰，这些缺陷不仅不利于整流模块自身的性能和寿命的稳定，而且会对 电网产生电磁污染。
发明内容本发明目的在于提供一种超快恢复开关模块，它能比较好地克服现有技术中存在 的上述不足。本发明采取的技术方案如下一种超快恢复开关模块，它包括紫铜底板、氮化铝陶瓷覆铜板、三相桥式整流开 关电路、三只交流接线柱、二只直流接线柱、内部电极、铝丝导线、弹性硅凝胶层、环氧树脂 层和塑料外壳，三相桥式整流开关电路由三相桥式整流电路和一个晶间管芯片串接连接而 成，三相桥式整流电路由六只超快恢复二极管芯片连接成，晶闸管芯片串接在桥式整流电 路的正极输出端；氮化铝陶瓷覆铜板固定在紫铜底板上，三相桥式整流开关电路中的六只 超快恢复二极管芯片和一只晶间管芯片均固定在氮化铝陶瓷覆铜板上，三只交流接线柱均 通过内部电极与三相桥式整流电路中的交流电输入点相连，二只直流接线柱均通过内部电 极与三相桥式整流电路中的直流电输出点相连，超快恢复二极管芯片、晶闸管芯片与氮化 铝陶瓷覆铜板之间采用铝丝导线以键合方式连接，三相桥式整流开关电路中各元器件之间 均采用铝丝导线以键合方式连接，三相桥式整流开关电路由弹性硅凝胶层和环氧树脂层封 装在塑料外壳和紫铜底板之间。进一步，在晶闸管芯片的电流进入端设有正极输出接口，在晶闸管芯片的电流流 出端依次设有晶闸管控制极和晶闸管辅助阴极。
在本发明中，由于设计了独特的三相桥式整流开关电路，它由六只超快恢复二极 管和一只晶间管芯片连接成，超快恢复二极管能使桥式整流电路的整电性能更好，噪声更 低；晶闸管芯片取代现有技术第二种方案中的启动电阻和电磁式开关，在启动瞬间其阻值 较大能减少启动电流，当工作稳定运行之后，它的阻值极小，这样的三相桥式整流开关电路 不仅能适应启动时大电流冲击，而且适用的功率范围广，无需使用机械式开关，更利于整流 模块的小型化，同时能大幅度降低整流模块的制造成本。由于超快恢复二极管和晶闸管 的自身性能特征，由它们组合而成的整流开关电路的噪声低，电磁污染小，经实际试验，其 噪声要比现有同类产品低10-15分贝，对电网的磁污染很小。由于整个模块采用申请人 200610038365. 9的超快恢复模块的专利封装技术，且在超快恢复二极管芯片和晶间管芯片 之间，超快恢复二极管芯片之间，芯片与电极之间均采用铝丝导线的键合方式连接，这种连 接方式能极大减少连接应力，从而提高整个整流开关模块工作的可靠性和使用寿命。
图1、图2、图3为处理普通整流电流开启电流偏大的三种技术方案图；图4、图5是本发明的结构示意图；图5是图4的俯视图；图6是本超快恢复开关模块的电路原理示意图；图中，1-紫铜底板；2-氮化铝陶瓷覆铜板；3-超快恢复二极管芯片；4-晶闸管芯片；5-交流接线柱；6-直流接线柱；7-内部电极；P4-正极输出接口 ； G7-晶闸管控制极；K8-晶闸管辅助阴极；8-铝丝导线；9-弹性硅凝胶层；10-环氧树脂层； 11-塑料外壳。
具体实施方式下面结合
本发明的
具体实施例方式一种超快恢复开关模块，其特征是它包括紫铜底板1、氮化铝陶瓷覆铜板2、三相 桥式整流开关电路、三只交流接线柱5、二只直流接线柱6、内部电极7、铝丝导线8、弹性硅 凝胶层9、环氧树脂层10和塑料外壳11，三相桥式整流开关电路由三相桥式整流电路和一 个晶闸管芯片4串接连接而成，三相桥式整流电路由六只超快恢复二极管芯片3连接成，即 六只超快恢复二极管芯片3连接成两两同向串联后的并联整流电路，超快恢复二极管芯片 FD1与FD4串联，超快恢复二极管芯片FD2与FD5串联，超快恢复二极管芯片FD3与FD6串 联，晶闸管芯片4串接在桥式整流电路的正极输出端，在晶闸管芯片4的电流进入端设有正 极输出接口 P4，在晶闸管芯片4的电流流出端依次设有晶闸管控制极G7和晶闸管辅助阴极 K8，如图6所示；氮化铝陶瓷覆铜板2固定在紫铜底板1上，三相桥式整流开关电路中的六 只超快恢复二极管芯片3和一只晶闸管芯片4均固定在氮化铝陶瓷覆铜板2上，三只交流 接线柱5均通过内部电极7与三相桥式整流电路中的交流电输入点相连，二只直流接线柱 6均通过内部电极7与三相桥式整流电路中的直流电输出点相连，超快恢复二极管芯片3、 晶闸管芯片4与氮化铝陶瓷覆铜板2之间用铝丝导线8以键合方式连接，三相桥式整流开 关电路中各元器件之间均采用铝丝导线8以键合方式连接，三相桥式整流开关电路由弹性 硅凝胶层9和环氧树脂层10封装在塑料外壳11和紫铜底板1之间。
权利要求
一种超快恢复开关模块，其特征是它包括紫铜底板(1)、氮化铝陶瓷覆铜板(2)、三相桥式整流开关电路、三只交流接线柱(5)、二只直流接线柱(6)、内部电极(7)、铝丝导线(8)、弹性硅凝胶层(9)、环氧树脂层(10)和塑料外壳(11)，三相桥式整流开关电路由三相桥式整流电路和一个晶闸管芯片(4)串接连接而成，三相桥式整流电路由六只超快恢复二极管芯片(3)连接成，晶闸管芯片(4)串接在桥式整流电路的正极输出端；氮化铝陶瓷覆铜板(2)固定在紫铜底板(1)上，三相桥式整流开关电路中的超快恢复二极管芯片(3)和晶闸管芯片(4)均固定在氮化铝陶瓷覆铜板(2)上，三只交流接线柱(5)均通过内部电极(7)与三相桥式整流电路中的交流电输入点相连，二只直流接线柱(6)均通过内部电极(7)与三相桥式整流电路中的直流电输出点相连，超快恢复二极管芯片(3)、晶闸管芯片(4)与氮化铝陶瓷覆铜板(2)之间采用铝丝导线(8)以键合方式连接，三相桥式整流开关电路中各元器件之间均采用铝丝导线(8)以键合方式连接，三相桥式整流开关电路由弹性硅凝胶层(9)和环氧树脂层(10)封装在塑料外壳(11)和紫铜底板(1)之间。
2.根据权利要求1所述超快恢复开关模块，其特征是在晶闸管芯片(4)的电流进入 端设有正极输出接口(P4)，在晶闸管芯片(4)的电流流出端依次设有晶闸管控制极(G7)和 晶闸管辅助阴极(K8)。
全文摘要
一种超快恢复开关模块，它包括三相桥式整流开关电路，它由六只超快恢复二极管芯片连接成的三相桥式整流电路和一个晶闸管芯片串接连接而成，晶闸管芯片串接在桥式整流电路的正极输出端；三相桥式整流开关电路中各元器件之间均采用铝丝导线以键合方式连接，三相桥式整流开关电路由弹性硅凝胶层和环氧树脂层封装在塑料外壳和紫铜底板之间。这种超快恢复开关模块不仅能适应启动时大电流冲击，而且适用的功率范围广，无需使用机械式开关，更利于整流模块的小型化，进一步降低制造成本，它还具有噪声低，电磁污染小，使用寿命长的特征。
文档编号H02M7/12GK101820227SQ20101014507
公开日2010年9月1日 申请日期2010年4月13日 优先权日2010年4月13日
发明者陈兴忠, 颜书芳 申请人:陈兴忠