CN106783749A - 一种超大规格陶瓷外壳结构 - Google Patents

一种超大规格陶瓷外壳结构 Download PDF

Info

Publication number
CN106783749A
CN106783749A CN201611160748.3A CN201611160748A CN106783749A CN 106783749 A CN106783749 A CN 106783749A CN 201611160748 A CN201611160748 A CN 201611160748A CN 106783749 A CN106783749 A CN 106783749A
Authority
CN
China
Prior art keywords
anode
electrode
built
heart
negative electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201611160748.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106783749B (zh
Inventor
张琼
陈强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JIANGYIN SAIYING ELECTRON CO Ltd
Original Assignee
JIANGYIN SAIYING ELECTRON CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JIANGYIN SAIYING ELECTRON CO Ltd filed Critical JIANGYIN SAIYING ELECTRON CO Ltd
Priority to CN201611160748.3A priority Critical patent/CN106783749B/zh
Publication of CN106783749A publication Critical patent/CN106783749A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106783749B publication Critical patent/CN106783749B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/053—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having an insulating or insulated base as a mounting for the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/10—Containers; Seals characterised by the material or arrangement of seals between parts, e.g. between cap and base of the container or between leads and walls of the container
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Thyristors (AREA)

Abstract

本发明涉及一种超大规格陶瓷结构，包含陶瓷底座和上盖，陶瓷底座包含有阳极法兰、瓷环、门极引线管、阳极密封碗，内置阳极铜电极，外置阳极铝电极，阳极法兰同心焊接与瓷环的上端面，门极引线管穿接了瓷件的壳壁内，所述阳极密封碗同心焊接于瓷环的下端面，内置阳极铜电极同心压接于阳极密封碗的上表面，外置阳极铝电极同心压接于阳极密封碗的下表面；所述上盖包含有阴极密封碗、内置阴极铜电极和外置阴极铝电极，内置阴极铜电极同心压接于阴极密封碗的下表面。外置阴极铝电极同心压接于阴极密封碗的上表面。本发明可以解决6英寸及以上特大功率晶闸管重量重、耗材高、钎焊应力大等问题。

Description

一种超大规格陶瓷外壳结构
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种超大规格陶瓷外壳结构。
背景技术
晶闸管技术的发展极大地促进了高压直流输电（HVDC）技术的进步，通过引进、消化、吸收和国产化，我国已实现±800kV/6400MW的特高压直流输电技术的工程化和产业化，在HVDC领域已经站在世界的最前列，并将和高铁一起成为全球最大的技术输出国。
目前±800kV/6400MW特高压直流输电换流阀的核心器件普遍采用6英寸8500V/4000A-4750A电控晶闸管，与之现套的6英寸陶瓷外壳单个重量超过4公斤，加上芯片、钼片、散热器等配件，一个6英寸电控晶闸管重量将到达数十公斤，而一个阀站常常需要数百个晶闸管的串联应用，这些串联的晶闸管组成一个个阀塔，阀塔通过棒状绝缘子悬吊在数十米高的阀厅顶部，要精准安装和更换这些沉重的装置确实是比较困难的，并且随着±1100kV特高压直流输电工程的建设，可能需要7英寸、8英寸更大规格的晶闸管。因此在保证器件可靠性的前提下减轻装置重量已成为业内一个主要研究方向。
如果不计算散热器的重量，6英寸及以上超大规格陶瓷外壳的重量占整个器件重量的80%以上，而电极重量占整个外壳重量的80%左右，因此优化电极结构，采用新的材料是降低器件重量的主要途径。
另一方面，随着器件功率容量的增大，不可避免地器件的外形尺寸将增加，带来了6英寸及以上超大规格陶瓷外壳的钎焊难度，由于陶瓷采用95%氧化铝在1600℃高温烧制而成，它的热膨胀系数很低，而与之封接的电极、法兰，一般采用高导无氧铜，它的热膨胀系数与陶瓷差异很大，特别是电极需要与芯片、钼片全面积压接，才能实现器件的性能，因此电极原有的平面度和平行度等表面精度不能因为钎焊应力而破坏，这对超大规格尺寸陶瓷外壳的钎焊性在技术上提出了挑战。
发明内容
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超大规格陶瓷外壳结构，解决6英寸及以上特大功率晶闸管重量重、耗材高、钎焊应力大等问题。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种超大规格陶瓷结构，包含有可以封装芯片而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、门极引线管、阳极密封碗，内置阳极铜电极，外置阳极铝电极，所述阳极法兰同心焊接与瓷环的上端面，所述门极引线管穿接了瓷件的壳壁内，所述阳极密封碗同心焊接于瓷环的下端面，所述阳极法兰、瓷环和阳极密封碗自上至下叠合同心焊接，所述内置阳极铜电极同心压接于阳极密封碗的上表面，所述外置阳极铝电极同心压接于阳极密封碗的下表面。
所述上盖包含有阴极密封碗、内置阴极铜电极和外置阴极铝电极，所述内置阴极铜电极同心压接于阴极密封碗的下表面。所述外置阴极铝电极同心压接于阴极密封碗的上表面。
优选地，在所述内置阳极铜电极上设置有中心定位孔，所述内置阴极铜电极上设置有门极安置孔。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.所有电极都不需要与陶瓷钎焊，避开了不同材料之间的钎焊应力对电极精度的影响，阳极密封碗采用薄壁设计，可以通过材料本身的塑性变形来消除超大规格陶瓷与金属的钎焊应力。整个上盖不需要钎焊，即可节约生产成本，又保证了电极原有的加工精度。因此整个陶瓷外壳结构具有高精度、低应力的优点。
2.外置电极采用铝材质，外壳可减重50%左右，由于铝电极不与芯片直接接触，仅起散热和导通功能，保证了器件原有的可靠性。
3.内置电极由于不需要钎焊，不会产生氢病氢脆等问题，可以由高导无氧铜改为高导电解铜，降低了对铜材性能的要求，并且由于封装芯片时整个外壳内会填充氦、氮等惰性气体，而内置电极与外壳又是相对分立的，因此内置电极不需要电镀层保护，可以裸铜与芯片、钼片接触，完全消除了电极镀层对器件压降的影响。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中：
阳极法兰1、瓷环2、门极引线管3、阳极密封碗4、内置阳极铜电极5、外置阳极铝电极6、阴极密封碗7、内置阴极铜电极8、外置阴极铝电极9、中心定位孔10、门极安置孔11。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本发明涉及一种超大规格陶瓷结构，包含有可以封装芯片而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1、瓷环2、门极引线管3、阳极密封碗4、内置阳极铜电极5和外置阳极铝电极6，所述阳极法兰1同心焊接与瓷环2的上端面，所述门极引线管3穿接于瓷环2的壳壁内，所述阳极密封碗4同心焊接于瓷环2的下端面，所述阳极法兰1、瓷环2和阳极密封碗4自上至下叠合同心焊接，所述内置阳极铜电极5同心置于阳极密封碗4的上表面，所述外置阳极铝电极6同心压接于阳极密封碗4的下表面，因阳极密封碗4的碗口向下，外置阳极铝电极6可以卡入阳极密封碗4内固定。
所述上盖包含有阴极密封碗7、内置阴极铜电极8和外置阴极铝电极9，所述阴极密封碗7盖合于阳极法兰1的上端面，所述内置阴极铜电极8同心置于阴极密封碗7的下表面，在进行封装时通过塑料件与芯片固定，所述外置阴极铝电极9同心压接于阴极密封碗7的上表面，由于阴极密封碗的碗口向上，外置阴极铝电极9可以卡入阴极密封碗4内固定。
优选地，在所述内置阳极铜电极6上设置有中心定位孔10，所述内置阴极铜电极8上设置有门极安置孔11。

Claims (2)

1.一种超大规格陶瓷结构，它包含有可以封装芯片而相互盖合在一起的陶瓷底座和上盖，其特征在于：所述陶瓷底座包含有阳极法兰（1）、瓷环（2）、门极引线管（3）、阳极密封碗（4）、内置阳极铜电极（5）和外置阳极铝电极（6），所述阳极法兰（1）同心焊接与瓷环（2）的上端面，所述门极引线管（3）穿接于瓷环（2）的壳壁内，所述阳极密封碗（4）同心焊接于瓷环（2）的下端面，所述内置阳极铜电极（5）同心置于阳极密封碗（4）的上表面，所述外置阳极铝电极（6）同心压接于阳极密封碗（4）的下表面；
所述上盖包含有阴极密封碗（7）、内置阴极铜电极（8）和外置阴极铝电极（9），所述阴极密封碗（7）盖合于阳极法兰（1）的上端面，所述内置阴极铜电极（8）同心置于阴极密封碗（7）的下表面，所述外置阴极铝电极（9）同心压接于阴极密封碗（7）的上表面。
2.根据权利要求1所述的一种超大规格陶瓷结构，其特征在于：在所述内置阳极铜电极（6）上设置有中心定位孔（10），所述内置阴极铜电极（8）上设置有门极安置孔（11）。
CN201611160748.3A 2016-12-15 2016-12-15 一种超大规格陶瓷外壳结构 Active CN106783749B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611160748.3A CN106783749B (zh) 2016-12-15 2016-12-15 一种超大规格陶瓷外壳结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611160748.3A CN106783749B (zh) 2016-12-15 2016-12-15 一种超大规格陶瓷外壳结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106783749A true CN106783749A (zh) 2017-05-31
CN106783749B CN106783749B (zh) 2019-05-17

Family

ID=58887548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611160748.3A Active CN106783749B (zh) 2016-12-15 2016-12-15 一种超大规格陶瓷外壳结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106783749B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107610850A (zh) * 2017-10-21 2018-01-19 江阴市赛英电子股份有限公司 一种特大功率高压高绝缘性陶瓷管壳
CN111128931A (zh) * 2018-10-30 2020-05-08 株洲中车时代电气股份有限公司 一种整流管管壳
CN111341730A (zh) * 2018-12-18 2020-06-26 株洲中车时代电气股份有限公司 一种轻型晶闸管元件管壳

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101916745A (zh) * 2010-05-31 2010-12-15 江阴市赛英电子有限公司 新型平板压接式双芯片封装陶瓷外壳
CN202633267U (zh) * 2012-06-25 2012-12-26 嘉善华瑞赛晶电气设备科技有限公司 抗震的晶闸管
CN204391095U (zh) * 2015-02-28 2015-06-10 厦门市海鼎盛科技有限公司 新型gto陶瓷管壳
CN105355605A (zh) * 2015-11-26 2016-02-24 无锡天杨电子有限公司 大功率全压接式igbt多模架陶瓷管壳
CN105448849A (zh) * 2015-12-05 2016-03-30 江阴市赛英电子有限公司 可替换内置电极陶瓷封装外壳
CN205303439U (zh) * 2015-12-05 2016-06-08 江阴市赛英电子股份有限公司 外置式电极陶瓷封装外壳
CN205303441U (zh) * 2015-12-05 2016-06-08 江阴市赛英电子股份有限公司 可替换内置电极陶瓷封装外壳
US20160268995A1 (en) * 2015-03-11 2016-09-15 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Ceramic package, electronic component device, and method for manufacturing the electronic component device
CN206490051U (zh) * 2016-12-15 2017-09-12 江阴市赛英电子股份有限公司 一种超大规格陶瓷外壳结构

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101916745A (zh) * 2010-05-31 2010-12-15 江阴市赛英电子有限公司 新型平板压接式双芯片封装陶瓷外壳
CN202633267U (zh) * 2012-06-25 2012-12-26 嘉善华瑞赛晶电气设备科技有限公司 抗震的晶闸管
CN204391095U (zh) * 2015-02-28 2015-06-10 厦门市海鼎盛科技有限公司 新型gto陶瓷管壳
US20160268995A1 (en) * 2015-03-11 2016-09-15 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Ceramic package, electronic component device, and method for manufacturing the electronic component device
CN105355605A (zh) * 2015-11-26 2016-02-24 无锡天杨电子有限公司 大功率全压接式igbt多模架陶瓷管壳
CN105448849A (zh) * 2015-12-05 2016-03-30 江阴市赛英电子有限公司 可替换内置电极陶瓷封装外壳
CN205303439U (zh) * 2015-12-05 2016-06-08 江阴市赛英电子股份有限公司 外置式电极陶瓷封装外壳
CN205303441U (zh) * 2015-12-05 2016-06-08 江阴市赛英电子股份有限公司 可替换内置电极陶瓷封装外壳
CN206490051U (zh) * 2016-12-15 2017-09-12 江阴市赛英电子股份有限公司 一种超大规格陶瓷外壳结构

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107610850A (zh) * 2017-10-21 2018-01-19 江阴市赛英电子股份有限公司 一种特大功率高压高绝缘性陶瓷管壳
CN111128931A (zh) * 2018-10-30 2020-05-08 株洲中车时代电气股份有限公司 一种整流管管壳
CN111128931B (zh) * 2018-10-30 2021-08-20 株洲中车时代半导体有限公司 一种整流管管壳
CN111341730A (zh) * 2018-12-18 2020-06-26 株洲中车时代电气股份有限公司 一种轻型晶闸管元件管壳
CN111341730B (zh) * 2018-12-18 2021-08-20 株洲中车时代半导体有限公司 一种轻型晶闸管元件管壳

Also Published As

Publication number Publication date
CN106783749B (zh) 2019-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105826458B (zh) 一种带金属围坝的dpc陶瓷基板制备方法
CN106783749A (zh) 一种超大规格陶瓷外壳结构
CN107394283A (zh) 一种紧凑型液态金属电池及其装配方法
CN104728075A (zh) 一种内加热型吸气剂元件和大抽速吸气剂泵
CN202189774U (zh) 特大功率晶闸管封装结构
CN205960040U (zh) 一种液态金属电池的绝缘密封结构
CN206490051U (zh) 一种超大规格陶瓷外壳结构
CN101266952A (zh) 新型全压接式的大功率igbt多模架陶瓷管壳
CN201725786U (zh) 平板反置式陶瓷外壳
CN201134424Y (zh) 全压接式的大功率igbt多模架陶瓷管壳
CN206163475U (zh) 一种半导体器件封装结构
CN201725787U (zh) 新型平板压接式双芯片封装陶瓷外壳
CN202601738U (zh) 一种盖板组件及含有该盖板组件的电池
CN207381187U (zh) 一种特大功率高压高绝缘性陶瓷管壳
CN202003974U (zh) 超薄型管壳
CN201918348U (zh) 一种高精度定位杆控阴极结构
CN201146179Y (zh) 全压接快速散热型陶瓷外壳
CN105789293A (zh) 一种单芯片双向igbt模块的封装结构
CN213936163U (zh) 一种晶闸管封装结构
CN101777523A (zh) 特高压大功率晶闸管元件管壳
CN110211885A (zh) 功率芯片预封装、封装方法及其结构、晶圆预封装结构
CN206099739U (zh) 一种igbt半桥电路
CN205303439U (zh) 外置式电极陶瓷封装外壳
CN210231845U (zh) 一种具有阻银结构的薄型电极钎焊陶瓷管壳
CN205428896U (zh) 一种凹台管壳冷压封装功率半导体器件

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant