一种高结温防反二极管的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及金属及非金属材料先进制备、功率半导体模块制作的领域，尤其是一种高结温防反二极管。
【背景技术】
[0002]功率半导体的最高允许工作温度受到工作电流的限制，唯有降低功率损耗方可抑制器件的温升。随着电子设备复杂性的增加，如果各种发热元件散发出来的热量不能够及时散发出去，就会造成热量的积聚，从而导致各个元器件的温度超过各自所能承受的极限，使得电子设备的可靠性大大降低。当前，电子设备的主要失效形式之一就是热失效。
[0003]一个芯片结温的估计值Tj，可以从下面的公式中计算出来:Tj =Ta+(RjaXPd)其中Ta为环境温度(C)，Rja为结至环境的热阻(C/W)，Pd为功耗(W)。因此，一个既能提高芯片电流等级同时又能保持器件可靠性的方法是，减少器件的损耗。不过，这并不是一件容易的事情，它受到现有技术和工艺原理的限制。如果换用大尺寸的芯片，散热效果会好点，器件的功耗也会降低，但是生产成本会增加很多。那么，另一可解决方案是使芯片承受更高的工作结温，提高器件的热稳定性。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是:为了克服上述中存在的问题，提供了一种高结温防反二极管，其设计结构合理并且能够实现耐高温、散热效果好。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种高结温防反二极管，包括二极管容置壳体和盖在二极管容置壳体上的盖板以及设在二极管容置壳体内的二极管芯片，所述的二极管容置壳体底部通过螺栓连接有螺旋形散热器，
[0006]所述的二极管芯片包括壳体、同轴封装在壳体内的阴极和阳极、设在阴极和阳极之间的PN结二极管，PN结二极管包括钛合金层、碳化硅层、P型半导体层、N型半导体层、镍层、第一钛层、氮化钛层、第二钛层以及铝层，钛合金层、碳化硅层、P型半导体层、N型半导体层、镍层、第一钛层、氮化钛层、第二钛层以及铝层依次相互叠合而成，钛合金层与阴极相接触，铝层与阳极相接触。
[0007]为了实现更好的散热效果，所述的螺旋形散热器包括人字形基座和鳍片，基座上端面开设有两个相互平行的用于定位二极管容置壳体的定位槽，鳍片横向水平均布在基座的腰部上，基座的横向开设有穿孔，基座上表面中间部位开设有与穿孔相连通的散热槽孔。
[0008]所述的二极管容置壳体内腔底面上嵌置具有翅片表面的铝板，铝板的上表面与二极管芯片相贴合，铝板下表面与螺旋形散热器的散热槽孔相连接。
[0009]本实用新型的有益效果是:所述的一种高结温防反二极管，采用此种设计的二极管芯片，将设计的PN结二极管结合在二极管上，实现了在高温环境下，能够实现二极管的稳定性，利用螺旋形散热器的设计，有效地达到快速散热的目的。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0011]图1是本实用新型所述的一种高结温防反二极管的整体结构示意图；
[0012]图2是图1中二极管芯片的结构示意图；
[0013]图3是图2中PN结二极管的结构示意图；
[0014]图4是图1中螺旋形散热器的结构示意图。
[0015]附图中标记分述如下:1、二极管容置壳体，2、盖板，3、二极管芯片，31、壳体，32、阴极，33、阳极，34、PN结二极管，34-1、钛合金层，34-2、碳化硅层，34-3、P型半导体层，34_4、N型半导体层，34-5、镍层，34-6、第一钛层，34-7、氮化钛层，34-8、第二钛层，34-9、铝层，4、螺旋形散热器，41、基座，42、鳍片，43、定位槽，44、穿孔，45、散热槽孔，5、铝板。
【具体实施方式】
[0016]现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
[0017]如图1所示的一种高结温防反二极管，包括二极管容置壳体1，在二极管容置壳体I上盖有盖板2，在二极管容置壳体I内设有二极管芯片3，在二极管容置壳体I底部通过螺栓连接有螺旋形散热器4。
[0018]如图2所示的一种高结温防反二极管，二极管芯片3包括壳体31，在壳体31内同轴封装有阴极32和阳极33，在阴极32和阳极33之间设有PN结二极管34。
[0019]如图3所示的一种高结温防反二极管，PN结二极管34包括钛合金层34_1、碳化硅层34-2、P型半导体层34-3、N型半导体层34_4、镍层34_5、第一钛层34_6、氮化钛层34_7、第二钛层34-8以及铝层34-9，钛合金层34-1、碳化硅层34_2、P型半导体层34_3、N型半导体层34-4、镍层34-5、第一钛层34-6、氮化钛层34_7、第二钛层34_8以及铝层34_9依次相互叠合而成，钛合金层34-1与阴极32相接触，铝层34-9与阳极33相接触。
[0020]如图4所示的一种高结温防反二极管，螺旋形散热器4包括人字形基座41和鳍片42，基座41上端面开设有两个相互平行的用于定位二极管容置壳体I的定位槽43，鳍片42横向水平均布在基座41的腰部上，基座41的横向开设有穿孔44，基座41上表面中间部位开设有与穿孔44相连通的散热槽孔45，二极管容置壳体I内腔底面上嵌置具有翅片表面的铝板5，铝板5的上表面与二极管芯片3相贴合，铝板5下表面与螺旋形散热器4的散热槽孔45相连接。
[0021]本实用新型的一种高结温防反二极管，在安装此防反二极管时，将二极管封装在二极管容置壳体I内，使铝板5贴近二极管芯片3，在二极管芯片3工作时，散发的热量传导给铝板5的翅片上，利用翅片与翅片之间的空隙进行空气流通，从而使热量快速传递给螺旋形散热器4，螺旋形散热器4通过散热槽孔45将热量快速传递到基座41上，基座41上的鳍片42进行实现散热，从而降低了二极管芯片3的温度，另一方便，靠二极管芯片3自身的性能，在二极管芯片3内的PN结二极管34的结构，实现了二极管芯片3耐高温的性能，从而提高了器件的热稳定性。
[0022]以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1.一种高结温防反二极管，其特征是:包括二极管容置壳体(I)和盖在二极管容置壳体(I)上的盖板(2)以及设在二极管容置壳体(I)内的二极管芯片(3)，所述的二极管容置壳体(I)底部通过螺栓连接有螺旋形散热器(4)， 所述的二极管芯片(3)包括壳体(31)、同轴封装在壳体(31)内的阴极(32)和阳极(33)、设在阴极(32)和阳极(33)之间的PN结二极管(34)，PN结二极管(34)包括钛合金层(34-1)、碳化娃层(34-2)、P型半导体层(34-3)、N型半导体层(34_4)、镲层(34_5)、第一钛层(34-6)、氮化钛层(34-7)、第二钛层(34-8)以及铝层(34_9)，所述的钛合金层(34-1)、碳化硅层(34-2)、P型半导体层(34-3)、N型半导体层(34-4)、镍层(34-5)、第一钛层(34-6)、氮化钛层(34-7)、第二钛层(34-8)以及铝层(34_9)是依次相互叠合而成，钛合金层(34-1)与阴极(32)相接触，铝层(34-9)与阳极(33)相接触。
2.根据权利要求1所述的一种高结温防反二极管，其特征是:所述的螺旋形散热器(4)包括人字形基座(41)和鳍片(42)，基座(41)上端面开设有两个相互平行的用于定位二极管容置壳体(I)的定位槽(43)，鳍片(42)横向水平均布在基座(41)的腰部上，基座(41)的横向开设有穿孔(44)，基座(41)上表面中间部位开设有与穿孔(44)相连通的散热槽孔(45)。
3.根据权利要求2所述的一种高结温防反二极管，其特征是:所述的二极管容置壳体(I)内腔底面上嵌置具有翅片表面的铝板(5)，铝板(5)的上表面与二极管芯片(3)相贴合，铝板(5)下表面与螺旋形散热器(4)的散热槽孔(45)相连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种高结温防反二极管，包括二极管容置壳体和盖在二极管容置壳体上的盖板以及设在二极管容置壳体内的二极管芯片，所述的二极管容置壳体底部通过螺栓连接有螺旋形散热器。所述的一种高结温防反二极管，采用此种设计的二极管芯片，将设计的PN结二极管结合在二极管上，实现了在高温环境下，能够实现二极管的稳定性，利用螺旋形散热器的设计，有效地达到快速散热的目的。
【IPC分类】H01L29-861, H01L23-367
【公开号】CN204271068
【申请号】CN201420797529
【发明人】颜辉, 陈雪筠, 孙祥玉, 项罗毅, 陈晨
【申请人】常州瑞华电力电子器件有限公司
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年12月16日