CN218069830U - 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、碳化硅二极管芯片、过渡片、内电极和盖板，盖板安装于管座上部；管座包括基座、绝缘子、引线、电极片、封接环；碳化硅二极管芯片、过渡片和内电极依次安装于基座上侧；绝缘子安装于基座一侧，在绝缘子内通过封接环安装引线，引线内端连接内电极，引线外端连接电极片。本实用新型基座采用拱形结构，以基座的电极安装孔及其一侧的电极片与外电路连接，使器件体积较传统器件缩小近40％，进而减重；通过采用纳米银低温烧结工艺将管座、碳化硅芯片、过渡片、内电极烧结在一起，采用平行封焊将管座和盖板密封连接，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；耐离心能力提高20％以上。

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

旋转整流器组件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。

旋转整流器组件的核心器件为整流二极管，通常采用螺栓结构，如图1所示。安装在正负集流板和结构件上，这种整流二极管，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。但在汽车、飞行器、舰船领域随着智能化、多电或全电系统的应用，对器件的耐高温能力、耐离心能力提出了更高的要求。

传统的螺栓型整流二极管通常采用陶瓷金属化封装，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、碳化硅二极管芯片3、过渡片4、内电极5和盖板2，盖板2安装于管座1上部；管座1包括基座6、绝缘子7、引线8、电极片9、封接环10，过渡片4、碳化硅二极管芯片3、过渡片4和内电极5依次由下至上安装于基座6上侧，绝缘子7安装于基座6一侧，在绝缘子7内安装引线8，引线8内端连接内电极5，引线8外端连接电极片9。

所述基座6、碳化硅二极管芯片3、过渡片4和内电极5依次通过纳米银低温烧结为一体，盖板2和管座1通过平行封焊密封连接。

所述基座6和绝缘子7之间、绝缘子7和引线8之间分别设有封接环10，基座6、绝缘子7、引线8、电极片9和封接环10为硬钎焊而成，基座6为拱形结构，基座6材质为铜合金，绝缘子7材质为氧化铝，引线8材质为紫铜，电极片9为U形结构，设置在基座一侧的电极片9材质为紫铜。

所述碳化硅二极管芯片3为方形，碳化硅二极管芯片3的电极区为银层，碳化硅二极管芯片3的终端为台面结构。

所述过渡片4为钼片，钼片表面镀银。

所述内电极5为紫铜材料，内电极5上设有两个排气孔。

本实用新型的碳化硅整流二极管，基座采用拱形结构，以基座的电极连接孔及其一侧的电极片与外电路连接，使器件体积较传统器件缩小近40％，进而减轻重量；通过采用纳米银低温烧结工艺将管座、碳化硅芯片、过渡片、内电极烧结在一起，采用平行封焊将管座和盖板密封连接，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；耐离心能力提高20％以上。

附图说明

图1是传统螺栓型二极管结构图。

图2是本实用新型碳化硅整流二极管外部结构图。

图3是本实用新型碳化硅整流二极管内部结构图。

图4是本实用新型碳化硅整流二极管基座结构图。

图中：1、管座，2、盖板，3、碳化硅二极管芯片，4、过渡片，5、内电极，6、基座，7、绝缘子，8、引线，9、电极片，10、封接环，11、电极连接孔。

具体实施方式

本实用新型的碳化硅整流二极管结构如图2-4所示，包括管座1、碳化硅二极管芯片3、过渡片4、内电极5和盖板2，盖板2安装于管座1上部；管座1包括基座6、绝缘子7、引线8、电极片9、封接环10，碳化硅二极管芯片3、过渡片4和内电极5依次由下至上安装于基座6上侧，绝缘子7安装于基座6一侧，在绝缘子7内安装引线8，引线8内端连接内电极5，引线8外端连接电极片9，以基座6的电极连接孔11及其一侧的电极片9与外电路连接。基座6和绝缘子7之间、绝缘子7和引线8之间分别设有封接环10。

管座1、碳化硅二极管芯片3、过渡片4和内电极5依次采用纳米银低温烧结在一起，盖板2和管座1通过平行封焊密封连接。管座1由基座6、绝缘子7、引线8、电极片9、封接环10硬钎焊而成，基座6为拱形结构，其一侧为圆柱面，设置有两个电极连接孔11，材质为铜合金；绝缘子7材质为氧化铝，引线材质为紫铜；电极片9为U形结构，材质为紫铜，设置在基座6的一侧。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。过渡片4为钼片，钼片表面镀银。内电极5采用紫铜材料制成，设有两个排气孔，采用释放应力的凸起折弯。

拱形结构的碳化硅整流二极管制造方法，实施例1包括如下步骤：

步骤1，将纳米银焊膏搅拌充分；

步骤2，将管座、过渡片、内电极、盖板在异丙醇中超声清洗10分钟；

步骤3，将管座、过渡片、内电极、芯片、盖板在380℃的真空焊接炉中退火；

步骤4，在净化工作台内将管座与碳化硅二极管芯片的接触表面涂上0.10mm厚的纳米银焊膏，将碳化硅二极管芯片、过渡片、内电极的各接触表面涂上0.06mm厚的纳米银焊膏，按顺序装入烧结工装中，配重压力1.0MPa；

步骤5，装配完成后，在260℃进行烧结，烧结时间20分钟；

步骤6，烧结完成后，将管座和盖板进行平行封焊，封焊电流为1KA。

实施例2包括如下步骤：

步骤1，将纳米银焊膏搅拌充分；

步骤2，将管座、过渡片、内电极、盖板在异丙醇中超声清洗10分钟；

步骤3，将管座、过渡片、内电极、芯片、盖板在380℃的真空焊接炉中退火；

步骤4，在净化工作台内将管座与碳化硅二极管芯片的接触表面涂上0.08mm厚的纳米银焊膏，将碳化硅二极管芯片、过渡片、内电极的各接触表面涂上0.06mm厚的纳米银焊膏，按顺序装入烧结工装中，配重压力0.5MPa；

步骤5，装配完成后，在250℃进行烧结，烧结时间20分钟；

步骤6，烧结完成后，将管座和盖板进行平行封焊，封焊电流为1KA。

通过采用纳米银低温烧结工艺将管座、碳化硅芯片、过渡片、内电极烧结在一起，采用平行封焊将管座和盖板密封连接，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 (6)

1.一种碳化硅整流二极管，其特征在于：包括管座(1)、碳化硅二极管芯片(3)、过渡片(4)、内电极(5)和盖板(2)，盖板(2)安装于管座(1)上部；管座(1)包括基座(6)、绝缘子(7)、引线(8)、电极片(9)、封接环(10)，碳化硅二极管芯片(3)、过渡片(4)和内电极(5)依次由下至上安装于基座(6)上侧，绝缘子(7)安装于基座(6)一侧，在绝缘子(7)内安装引线(8)，引线(8)内端连接内电极(5)，引线(8)外端连接电极片(9)。

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：所述基座(6)、碳化硅二极管芯片(3)、过渡片(4)和内电极(5)依次通过纳米银低温烧结为一体，盖板(2)和管座(1)通过平行封焊密封连接。

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：所述基座(6)和绝缘子(7)之间、绝缘子(7)和引线(8)之间分别设有封接环(10)，基座(6)、绝缘子(7)、引线(8)、电极片(9)和封接环(10)为硬钎焊而成，基座(6)为拱形结构，基座(6)材质为铜合金，绝缘子(7)材质为氧化铝，引线(8)材质为紫铜，电极片(9)为U形结构，设置在基座一侧的电极片(9)材质为紫铜。

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：所述碳化硅二极管芯片(3)为方形，碳化硅二极管芯片(3)的电极区为银层，碳化硅二极管芯片(3)的终端为台面结构。

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：所述过渡片(4)为钼片，钼片表面镀银。

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：所述内电极(5)为紫铜材料，内电极(5)上设有两个排气孔。

Images