CN214898395U - 一种碳化硅整流二极管 - Google Patents

Abstract

一种碳化硅整流二极管，包括管座、过渡片、碳化硅二极管芯片、缓冲片和管帽，管帽一端通过内螺纹连接形成电极，管座一端通过外螺纹连接形成电极，该结构使器件整体长度较传统器件缩短近50%，进而缩小体积，减轻重量；通过采用纳米银低温烧结工艺将管座、过渡片、碳化硅芯片、缓冲片、管帽烧结在一起，采用脉冲焊密封连接，获得工作结温大于230℃的二极管，可满足200～300℃的工作环境要求。

Description

一种碳化硅整流二极管

技术领域

本实用新型涉及电子元器件技术领域。

背景技术

旋转整流器是无刷励磁同步电极的重要组成部分，它将与同步电机同轴的交流励磁机发出的三相交流电整流成直流，为同步电机提供励磁电源，实现同步电机的无刷励磁。

螺栓型整流二极管是旋转整流器的核心器件，通常安装在正负集流板和结构件上。传统的螺栓型整流二极管，采用硅基芯片，理论上最高结温可达到230℃，能满足大多数的应用需求。但在飞行器、舰船领域随着多电或全电系统得到更多的应用，部分旋转整流器需长期可靠工作在高达225℃的条件下，因此对器件提出了更高的环境适应性需求。

旋转整流器用螺栓型整流二极管如图1所示，通常采用陶瓷金属化封装，传统方式为管座一端通过外螺纹引出电极，管帽一端通过安装孔引出电极，该种结构由于难以继续缩小体积，无法满足轻量化的应用要求。

实用新型内容

为了解决传统螺栓型整流二极管存在的上述问题，本实用新型提供了一种碳化硅整流二极管。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种碳化硅整流二极管，包括管座1和安装于管座1上部的管帽5，管座1上侧位于管帽5内从下到上依次安装过渡片2、碳化硅二极管芯片3和缓冲片4；管帽5包括可伐壳11、堵头10、陶瓷环8和引线管9，可伐壳11安装于管座1上部边缘处，可伐壳11内上部安装陶瓷环8，陶瓷环8中部安装堵头10，堵头10内摄于引线管9，引线管9设有内螺纹；管座1下部为设有外螺纹12的螺栓结构。

所述可伐壳11下侧的管座1上设有可伐圈7。

所述管座1、过渡片2、碳化硅二极管芯片3、缓冲片4和管帽5依次通过纳米银低温烧结连接，管帽5和管座1通过脉冲焊密封连接。

所述管座1由紫铜座6和可伐圈7硬钎焊连接，紫铜座6上部为凹台结构，过渡片2安装于凹台内。

所述引线管9和堵头10位紫铜材质，引线管9内设有阶梯孔，阶梯孔上设有内螺纹。

所述过渡片2为钼片，钼片表面镀银。

所述碳化硅芯片3为方形，芯片电极区为银层，芯片终端为台面结构，芯片钝化层为掺氧多晶硅和玻璃钝化的复合层。

所述缓冲片4由钼片和异形金属片硬钎焊连接，异形金属片为U形并且为紫铜材料。

本实用新型的碳化硅整流二极管，管帽一端通过内螺纹连接形成电极，管座一端通过外螺纹连接形成电极，该结构使器件整体长度较传统器件缩短近50%，进而缩小体积，减轻重量；通过采用纳米银低温烧结工艺将管座、过渡片、碳化硅芯片、缓冲片、管帽烧结在一起，采用脉冲焊密封连接，获得工作结温大于230℃的二极管，可满足200～300℃的工作环境要求。

附图说明

图1是传统螺栓型整流二极管主视结构图。

图2是本实用新型碳化硅整流二极管主视结构图。

图3是本实用新型碳化硅整流二极管主视部分剖面结构图。

图中：1、管座，2、过渡片，3、碳化硅二极管芯片，4、缓冲片，5、管帽，6、紫铜座，7为可伐圈，8、陶瓷环，9、引线管，10、堵头，11、可伐壳，12、外螺纹。

具体实施方式

本实用新型的螺纹连接的碳化硅整流二极管如图2和图3所示，包括管座1、过渡片2、碳化硅二极管芯片3、缓冲片4和管帽5，管座1、过渡片2、碳化硅二极管芯片3、缓冲片4、管帽5从下至上依次采用纳米银低温烧结在一起，管帽5和管座1通过脉冲焊密封连接。

管座1由紫铜座6和可伐圈7硬钎焊而成，紫铜座6上部为凹台结构，过渡片2安装于凹台内。紫铜座6下部为螺栓结构，通过外螺纹12连接形成电极。管帽5由陶瓷环8、引线管9、堵10头、可伐壳11硬钎焊而成，引线管9和堵头10采用紫铜制成，引线管9设置有阶梯孔，阶梯孔上端有螺纹，通过内螺纹连接形成电极。过渡片2为钼片，钼片表面镀银。碳化硅芯片3为方形，芯片电极区为银层，芯片终端为台面结构，芯片钝化层采用掺氧多晶硅和玻璃钝化的复合层。缓冲片4由钼片和异形金属片硬钎焊而成，进一步的，异形金属片为U形，采用紫铜材料制成。

本实用新型的碳化硅整流二极管制造工艺，包括如下步骤：

步骤1，准备纳米银焊膏；

步骤2，将管座、缓冲片、管帽装入工装中，校正同轴度；

步骤3，将管座、过渡片、缓冲片、管帽在异丙醇中超声清洗10分钟；

步骤4，在净化工作台内将管座、过渡片、碳化硅二极管芯片、缓冲片、管帽的各接触表面涂上适量的纳米银焊膏，按顺序装入烧结工装中，配重压力0.5 MPa～1MPa；

步骤5，装配完成后，在265℃±15℃的真空焊接炉中进行烧结，烧结时间20分钟～30分钟；

步骤6，烧结完成后，将管座和管帽进行脉冲焊封接，封焊电流为17KA±0.5KA。

本实用新型的二极管，管帽5一端通过内螺纹连接形成电极，管座1一端通过外螺纹连接形成电极，该结构使器件整体长度较传统器件缩短近50%，进而缩小体积，减轻重量。通过采用纳米银低温烧结工艺将管座1、过渡片2、碳化硅芯片3、缓冲片4、管帽5烧结在一起，采用脉冲焊密封连接，获得工作结温大于230℃的二极管，可满足200～300℃的工作环境要求。

本实用新型是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种碳化硅整流二极管，其特征在于：包括管座（1）和安装于管座（1）上部的管帽（5），管座（1）上侧位于管帽（5）内从下到上依次安装过渡片（2）、碳化硅二极管芯片（3）和缓冲片（4）；管帽（5）包括可伐壳（11）、堵头（10）、陶瓷环（8）和引线管（9），可伐壳（11）安装于管座（1）上部边缘处，可伐壳（11）内上部安装陶瓷环（8），陶瓷环（8）中部安装堵头（10），堵头（10）内摄于引线管（9），引线管（9）设有内螺纹；管座（1）下部为设有外螺纹（12）的螺栓结构。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅整流二极管，其特征在于：所述可伐壳（11）下侧的管座（1）上设有可伐圈（7）。

3.根据权利要求1所述的一种碳化硅整流二极管，其特征在于：所述管座（1）、过渡片（2）、碳化硅二极管芯片（3）、缓冲片（4）和管帽（5）依次通过纳米银低温烧结连接，管帽（5）和管座（1）通过脉冲焊密封连接。

4.根据权利要求1所述的一种碳化硅整流二极管，其特征在于：所述管座（1）由紫铜座（6）和可伐圈（7）硬钎焊连接，紫铜座（6）上部为凹台结构，过渡片（2）安装于凹台内。

5.根据权利要求1所述的一种碳化硅整流二极管，其特征在于：所述引线管（9）和堵头（10）位紫铜材质，引线管（9）内设有阶梯孔，阶梯孔上设有内螺纹。

6.根据权利要求1所述的一种碳化硅整流二极管，其特征在于：所述过渡片（2）为钼片，钼片表面镀银。

7.根据权利要求1所述的一种碳化硅整流二极管，其特征在于：所述碳化硅二极管芯片（3）为方形，芯片电极区为银层，芯片终端为台面结构。

8.根据权利要求1所述的一种碳化硅整流二极管，其特征在于：所述缓冲片（4）由钼片和异形金属片硬钎焊连接，异形金属片为U形并且为紫铜材料。

Images