CN100517702C - 超快恢复二极管模块 - Google Patents

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颜书芳
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Abstract

本发明公开了一种超快恢复二极管模块，包括紫铜底板、氮化铝陶瓷覆铜板、塑料外壳、三个主电极、环氧树脂保护层、双组份弹性硅凝胶保护层、RTV硅橡胶保护层、超快恢复二极管芯片和内连接线，超快恢复二极管芯片固定在主电极上，主电极固定在氮化铝陶瓷覆铜板上，氮化铝陶瓷覆铜板固定在紫铜底板上，所有超快恢复二极管芯片、主电极、内连接线和氮化铝陶瓷覆铜板均设置在塑料外壳内，在塑料外壳的内腔中，从下到上依次设有三层保护层，其中超快恢复二极管芯片、主电极、氮化铝陶瓷覆铜板、紫铜底板之间都是通过银锡焊连接，所述紫铜底板在焊接前必须进行预弯处理，预弯方向为上平面向下弯曲。它具有频率高、超快恢复、超软和超耐固的特点。

Description

超快恢复二极管模块
技术领域
本发明涉及一种电力半导体器件，尤其涉及一种超快恢复二极管模块。
背景技术
目前普遍使用的超快恢复二极管模块均是由单个超快恢复硅二极管芯片、一个主电极、一个没有预弯的铜底板，超快恢复硅二极管芯片的上端面直接与主电极相连，下端面直接焊接在没有预弯的铜底板上，这种超快恢复二极管模块的恢复时间兼容特性差，反向漏电流变化大，不能适用于恢复时间变化要求严格的领域。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种超快恢复二极管模块及其制造方法。
一种超快恢复二极管模块，它包括紫铜底板1、氮化铝陶瓷覆铜板2、塑料外壳3、紧固圈4、塑料盖板5、环氧树脂保护层10、RTV硅橡胶保护层11、两个超快恢复二极管芯片12、双组份弹性硅凝胶保护层13和内连接线14，第一个超快恢复二极管芯片12固定在第一主电极6上，第二个超快恢复二极管芯片12固定在第二主电极8上，第一主电极6和第二主电极8均固定在氮化铝陶瓷覆铜板2上，氮化铝陶瓷覆铜板2固定在紫铜底板1上，第二主电极8的下端通过内连接线14与第一个超快恢复二极管芯片12相连，第三电极7通过内连接线14与第二个超快恢复二极管芯片12相连，所有超快恢复二极管芯片12、第一主电极6、第二主电极8、第三主电极7、内连接线14和氮化铝陶瓷覆铜板2均设置在塑料外壳3内，在塑料外壳3内，从下到上依次设RTV硅橡胶保护层11、双组份弹性硅凝胶保护层13、环氧树脂保护层10，塑料盖板5粘接在塑料外壳3的上面，嵌有紧固圈4的塑料外壳3固定在紫铜底板1上。
在上述超快恢复二极管模块中，所述超快恢复二极管芯片与主电极之间，氮化铝陶瓷覆铜板和紫铜底板之间都通过银锡焊方式固定焊接连接，各层间的焊接都必须在氢氮气体保护的条件下进行，所述紫铜底板在焊接前必须进行预弯处理，预弯方向为上平面向下弯曲。
由于本发明由多个超快恢复二极管芯片按一定电路连成后共同封装在一个PBS塑料外壳内，它具有频率高(20KHz以上)、超快恢复、超软和超耐固的特点；采用三个主电极端子的设计布局，可优化硅芯片对称性的安装位置，减少分布电感量和避免噪音、发热；采用在氮化铝陶瓷覆铜板(AL N DBC板)上焊接硅芯片，并以氮化铝陶瓷覆铜板为过渡，引出模块主电极引线；采用高低温氢、氮混合气体保护的二次焊接工艺，采用RTV硅橡胶、双组份弹性硅凝胶和环氧树脂三重保护方法，采用铜底板预弯技术，使DBC板与铜底板焊接不变形。
附图说明：
图1为超快恢复二极管模块的结构示意图；
图中：1-紫铜底板；2-氮化铝陶瓷覆铜板；3-塑料外壳；4-紧固圈；5-塑料盖板；6-第一主电极；7-第三主电极；8-第二主电极；9-接线螺钉；10-环氧树脂保护层；11-RTV硅橡胶保护层；12-超快恢复二极管芯片；13-双组份弹性硅凝胶保护层；14-内连接线。
具体实施方式：
下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式：
本发明所述超快恢复二极管模块，包括紫铜底板1、氮化铝陶瓷覆铜板(即AL NDBC板)2、PBS塑料外壳3、紧固圈4、PBS塑料盖板5、第一主电极6、第三主电极7、第二主电极8、三个接线螺钉9、环氧树脂保护层10、RTV硅橡胶保护层11、两个超快恢复二极管芯片12、双组份弹性硅凝胶保护层13，内连接线14，第一个超快恢复二极管芯片12固定在第一主电极6上，第二个超快恢复二极管芯片12固定在第二主电极8上，第三主电极7通过内连接线14与第二个超快恢复二极管芯片12相连，第一主电极6和第二主电极8通过银锡焊接方式固定在氮化铝陶瓷覆铜板2上，氮化铝陶瓷覆铜板2通过银锡焊接方式固定在紫铜底板1上，所有超快恢复二极管芯片12、第一主电极6、第三主电极7、第二主电极8、内连接线14和氮化铝陶瓷覆铜板2都设置在塑料外壳3内，在超快恢复二极管芯片12的外表面覆盖RTV硅橡胶保护层11，即在塑料外壳3内，从下到上依次灌注RTV硅橡胶、双组份弹性硅凝胶和环氧树脂，形成三层RTV硅橡胶保护层11、双组份弹性硅凝胶保护层13和环氧树脂保护层10，塑料盖板5通过环氧树脂粘接在塑料外壳3的上面，嵌有紧固圈4的塑料外壳3固定在紫铜底板1上。
上述超快恢复二极管模块的安装连接方法是：第一个超快恢复二极管芯片12与第一主电极6之间，第二个超快恢复二极管芯片12与第二主电极8之间，氮化铝陶瓷覆铜板2和紫铜底板1之间都通过银锡焊接方式固定连接，但焊接必须在氢氮气体保护的条件下进行，所述紫铜底板1在焊接前必须进行预弯，预弯方向为上平面向下弯曲。

Claims (2)

1、一种超快恢复二极管模块，其特征是：它包括紫铜底板(1)、氮化铝陶瓷覆铜板(2)、塑料外壳(3)、紧固圈(4)、塑料盖板(5)、环氧树脂保护层(10)、RTV硅橡胶保护层(11)、两个超快恢复二极管芯片(12)、双组份弹性硅凝胶保护层(13)和内连接线(14)，第一个超快恢复二极管芯片(12)固定在第一主电极(6)上，第二个超快恢复二极管芯片(12)固定在第二主电极(8)上，第一主电极(6)和第二主电极(8)均固定在氮化铝陶瓷覆铜板(2)上，氮化铝陶瓷覆铜板(2)固定在紫铜底板(1)上，第二主电极(8)的下端通过内连接线(14)与第一个超快恢复二极管芯片(12)相连，第三电极(7)通过内连接线(14)与第二个超快恢复二极管芯片(12)相连，所有超快恢复二极管芯片(12)、第一主电极(6)、第二主电极(8)、第三主电极(7)、内连接线(14)和氮化铝陶瓷覆铜板(2)均设置在塑料外壳(3)内，在塑料外壳(3)内，从下到上依次设RTV硅橡胶保护层(11)、双组份弹性硅凝胶保护层(13)、环氧树脂保护层(10)，塑料盖板(5)粘接在塑料外壳(3)的上面，嵌有紧固圈(4)的塑料外壳(3)固定在紫铜底板(1)上。
2、根据权利要求1所述超快恢复二极管模块，其特征是：第一个超快恢复二极管芯片(12)与第一主电极(6)之间，第二个超快恢复二极管芯片(12)与第二主电极(8)之间，氮化铝陶瓷覆铜板(2)和紫铜底板(1)之间均通过银锡焊的焊接方式固定连接，各层之间的焊接都必须在氢氮气体保护的条件下进行，所述紫铜底板(1)在焊接前必须进行预弯处理，预弯方向为上平面向下弯曲。
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