本實用新型涉及電力電子技術領域，特別涉及一種超大規(guī)格陶瓷外殼結構。

背景技術：

晶閘管技術的發(fā)展極大地促進了高壓直流輸電（HVDC）技術的進步，通過引進、消化、吸收和國產(chǎn)化，我國已實現(xiàn)±800kV/6400MW的特高壓直流輸電技術的工程化和產(chǎn)業(yè)化，在HVDC領域已經(jīng)站在世界的最前列，并將和高鐵一起成為全球最大的技術輸出國。

目前±800kV/6400MW特高壓直流輸電換流閥的核心器件普遍采用6英寸8500V/4000A-4750A電控晶閘管，與之現(xiàn)套的6英寸陶瓷外殼單個重量超過4公斤，加上芯片、鉬片、散熱器等配件，一個6英寸電控晶閘管重量將到達數(shù)十公斤，而一個閥站常常需要數(shù)百個晶閘管的串聯(lián)應用，這些串聯(lián)的晶閘管組成一個個閥塔，閥塔通過棒狀絕緣子懸吊在數(shù)十米高的閥廳頂部，要精準安裝和更換這些沉重的裝置確實是比較困難的，并且隨著±1100kV特高壓直流輸電工程的建設，可能需要7英寸、8英寸更大規(guī)格的晶閘管。因此在保證器件可靠性的前提下減輕裝置重量已成為業(yè)內一個主要研究方向。

如果不計算散熱器的重量，6英寸及以上超大規(guī)格陶瓷外殼的重量占整個器件重量的80%以上，而電極重量占整個外殼重量的80%左右，因此優(yōu)化電極結構，采用新的材料是降低器件重量的主要途徑。

另一方面，隨著器件功率容量的增大，不可避免地器件的外形尺寸將增加，帶來了6英寸及以上超大規(guī)格陶瓷外殼的釬焊難度，由于陶瓷采用95%氧化鋁在1600℃高溫燒制而成，它的熱膨脹系數(shù)很低，而與之封接的電極、法蘭，一般采用高導無氧銅，它的熱膨脹系數(shù)與陶瓷差異很大，特別是電極需要與芯片、鉬片全面積壓接，才能實現(xiàn)器件的性能，因此電極原有的平面度和平行度等表面精度不能因為釬焊應力而破壞，這對超大規(guī)格尺寸陶瓷外殼的釬焊性在技術上提出了挑戰(zhàn)。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術提供一種超大規(guī)格陶瓷外殼結構，解決6英寸及以上特大功率晶閘管重量重、耗材高、釬焊應力大等問題。

本實用新型解決上述問題所采用的技術方案為：一種超大規(guī)格陶瓷結構，包含有可以封裝芯片而相互蓋合在一起的陶瓷底座和上蓋，所述陶瓷底座包含有陽極法蘭、瓷環(huán)、門極引線管、陽極密封碗，內置陽極銅電極，外置陽極鋁電極，所述陽極法蘭同心焊接與瓷環(huán)的上端面，所述門極引線管穿接了瓷件的殼壁內，所述陽極密封碗同心焊接于瓷環(huán)的下端面，所述陽極法蘭、瓷環(huán)和陽極密封碗自上至下疊合同心焊接，所述內置陽極銅電極同心壓接于陽極密封碗的上表面，所述外置陽極鋁電極同心壓接于陽極密封碗的下表面。

所述上蓋包含有陰極密封碗、內置陰極銅電極和外置陰極鋁電極，所述內置陰極銅電極同心壓接于陰極密封碗的下表面。所述外置陰極鋁電極同心壓接于陰極密封碗的上表面。

優(yōu)選地，在所述內置陽極銅電極上設置有中心定位孔，所述內置陰極銅電極上設置有門極安置孔。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于：

1.所有電極都不需要與陶瓷釬焊，避開了不同材料之間的釬焊應力對電極精度的影響，陽極密封碗采用薄壁設計，可以通過材料本身的塑性變形來消除超大規(guī)格陶瓷與金屬的釬焊應力。整個上蓋不需要釬焊，即可節(jié)約生產(chǎn)成本，又保證了電極原有的加工精度。因此整個陶瓷外殼結構具有高精度、低應力的優(yōu)點。

2.外置電極采用鋁材質，外殼可減重50%左右，由于鋁電極不與芯片直接接觸，僅起散熱和導通功能，保證了器件原有的可靠性。

3.內置電極由于不需要釬焊，不會產(chǎn)生氫病氫脆等問題，可以由高導無氧銅改為高導電解銅，降低了對銅材性能的要求，并且由于封裝芯片時整個外殼內會填充氦、氮等惰性氣體，而內置電極與外殼又是相對分立的，因此內置電極不需要電鍍層保護，可以裸銅與芯片、鉬片接觸，完全消除了電極鍍層對器件壓降的影響。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

其中：

陽極法蘭1、瓷環(huán)2、門極引線管3、陽極密封碗4、內置陽極銅電極5、外置陽極鋁電極6、陰極密封碗7、內置陰極銅電極8、外置陰極鋁電極9、中心定位孔10、門極安置孔11。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。

如圖1所示，本實用新型涉及一種超大規(guī)格陶瓷結構，包含有可以封裝芯片而相互蓋合在一起的陶瓷底座和上蓋，所述陶瓷底座包含有陽極法蘭1、瓷環(huán)2、門極引線管3、陽極密封碗4、內置陽極銅電極5和外置陽極鋁電極6，所述陽極法蘭1同心焊接與瓷環(huán)2的上端面，所述門極引線管3穿接于瓷環(huán)2的殼壁內，所述陽極密封碗4同心焊接于瓷環(huán)2的下端面，所述陽極法蘭1、瓷環(huán)2和陽極密封碗4自上至下疊合同心焊接，所述內置陽極銅電極5同心置于陽極密封碗4的上表面，所述外置陽極鋁電極6同心壓接于陽極密封碗4的下表面，因陽極密封碗4的碗口向下，外置陽極鋁電極6可以卡入陽極密封碗4內固定。

所述上蓋包含有陰極密封碗7、內置陰極銅電極8和外置陰極鋁電極9，所述陰極密封碗7蓋合于陽極法蘭1的上端面，所述內置陰極銅電極8同心置于陰極密封碗7的下表面，在進行封裝時通過塑料件與芯片固定，所述外置陰極鋁電極9同心壓接于陰極密封碗7的上表面，由于陰極密封碗的碗口向上，外置陰極鋁電極9可以卡入陰極密封碗4內固定。

優(yōu)選地，在所述內置陽極銅電極6上設置有中心定位孔10，所述內置陰極銅電極8上設置有門極安置孔11。