一種高結(jié)溫防反二極管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及金屬及非金屬材料先進(jìn)制備、功率半導(dǎo)體模塊制作的領(lǐng)域，尤其是一種高結(jié)溫防反二極管。
【背景技術(shù)】
[0002]功率半導(dǎo)體的最高允許工作溫度受到工作電流的限制，唯有降低功率損耗方可抑制器件的溫升。隨著電子設(shè)備復(fù)雜性的增加，如果各種發(fā)熱元件散發(fā)出來的熱量不能夠及時散發(fā)出去，就會造成熱量的積聚，從而導(dǎo)致各個元器件的溫度超過各自所能承受的極限，使得電子設(shè)備的可靠性大大降低。當(dāng)前，電子設(shè)備的主要失效形式之一就是熱失效。
[0003]一個芯片結(jié)溫的估計值Tj，可以從下面的公式中計算出來:Tj =Ta+(RjaXPd)其中Ta為環(huán)境溫度(C)，Rja為結(jié)至環(huán)境的熱阻(C/W)，Pd為功耗(W)。因此，一個既能提高芯片電流等級同時又能保持器件可靠性的方法是，減少器件的損耗。不過，這并不是一件容易的事情，它受到現(xiàn)有技術(shù)和工藝原理的限制。如果換用大尺寸的芯片，散熱效果會好點，器件的功耗也會降低，但是生產(chǎn)成本會增加很多。那么，另一可解決方案是使芯片承受更高的工作結(jié)溫，提高器件的熱穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:為了克服上述中存在的問題，提供了一種高結(jié)溫防反二極管，其設(shè)計結(jié)構(gòu)合理并且能夠?qū)崿F(xiàn)耐高溫、散熱效果好。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種高結(jié)溫防反二極管，包括二極管容置殼體和蓋在二極管容置殼體上的蓋板以及設(shè)在二極管容置殼體內(nèi)的二極管芯片，所述的二極管容置殼體底部通過螺栓連接有螺旋形散熱器，
[0006]所述的二極管芯片包括殼體、同軸封裝在殼體內(nèi)的陰極和陽極、設(shè)在陰極和陽極之間的PN結(jié)二極管，PN結(jié)二極管包括鈦合金層、碳化硅層、P型半導(dǎo)體層、N型半導(dǎo)體層、鎳層、第一鈦層、氮化鈦層、第二鈦層以及鋁層，鈦合金層、碳化硅層、P型半導(dǎo)體層、N型半導(dǎo)體層、鎳層、第一鈦層、氮化鈦層、第二鈦層以及鋁層依次相互疊合而成，鈦合金層與陰極相接觸，鋁層與陽極相接觸。
[0007]為了實現(xiàn)更好的散熱效果，所述的螺旋形散熱器包括人字形基座和鰭片，基座上端面開設(shè)有兩個相互平行的用于定位二極管容置殼體的定位槽，鰭片橫向水平均布在基座的腰部上，基座的橫向開設(shè)有穿孔，基座上表面中間部位開設(shè)有與穿孔相連通的散熱槽孔。
[0008]所述的二極管容置殼體內(nèi)腔底面上嵌置具有翅片表面的鋁板，鋁板的上表面與二極管芯片相貼合，鋁板下表面與螺旋形散熱器的散熱槽孔相連接。
[0009]本實用新型的有益效果是:所述的一種高結(jié)溫防反二極管，采用此種設(shè)計的二極管芯片，將設(shè)計的PN結(jié)二極管結(jié)合在二極管上，實現(xiàn)了在高溫環(huán)境下，能夠?qū)崿F(xiàn)二極管的穩(wěn)定性，利用螺旋形散熱器的設(shè)計，有效地達(dá)到快速散熱的目的。
【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0011]圖1是本實用新型所述的一種高結(jié)溫防反二極管的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是圖1中二極管芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3是圖2中PN結(jié)二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4是圖1中螺旋形散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖中標(biāo)記分述如下:1、二極管容置殼體，2、蓋板，3、二極管芯片，31、殼體，32、陰極，33、陽極，34、PN結(jié)二極管，34-1、鈦合金層，34-2、碳化硅層，34-3、P型半導(dǎo)體層，34_4、N型半導(dǎo)體層，34-5、鎳層，34-6、第一鈦層，34-7、氮化鈦層，34-8、第二鈦層，34-9、鋁層，4、螺旋形散熱器，41、基座，42、鰭片，43、定位槽，44、穿孔，45、散熱槽孔，5、鋁板。
【具體實施方式】
[0016]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0017]如圖1所示的一種高結(jié)溫防反二極管，包括二極管容置殼體1，在二極管容置殼體I上蓋有蓋板2，在二極管容置殼體I內(nèi)設(shè)有二極管芯片3，在二極管容置殼體I底部通過螺栓連接有螺旋形散熱器4。
[0018]如圖2所示的一種高結(jié)溫防反二極管，二極管芯片3包括殼體31，在殼體31內(nèi)同軸封裝有陰極32和陽極33，在陰極32和陽極33之間設(shè)有PN結(jié)二極管34。
[0019]如圖3所示的一種高結(jié)溫防反二極管，PN結(jié)二極管34包括鈦合金層34_1、碳化硅層34-2、P型半導(dǎo)體層34-3、N型半導(dǎo)體層34_4、鎳層34_5、第一鈦層34_6、氮化鈦層34_7、第二鈦層34-8以及鋁層34-9，鈦合金層34-1、碳化硅層34_2、P型半導(dǎo)體層34_3、N型半導(dǎo)體層34-4、鎳層34-5、第一鈦層34-6、氮化鈦層34_7、第二鈦層34_8以及鋁層34_9依次相互疊合而成，鈦合金層34-1與陰極32相接觸，鋁層34-9與陽極33相接觸。
[0020]如圖4所示的一種高結(jié)溫防反二極管，螺旋形散熱器4包括人字形基座41和鰭片42，基座41上端面開設(shè)有兩個相互平行的用于定位二極管容置殼體I的定位槽43，鰭片42橫向水平均布在基座41的腰部上，基座41的橫向開設(shè)有穿孔44，基座41上表面中間部位開設(shè)有與穿孔44相連通的散熱槽孔45，二極管容置殼體I內(nèi)腔底面上嵌置具有翅片表面的鋁板5，鋁板5的上表面與二極管芯片3相貼合，鋁板5下表面與螺旋形散熱器4的散熱槽孔45相連接。
[0021]本實用新型的一種高結(jié)溫防反二極管，在安裝此防反二極管時，將二極管封裝在二極管容置殼體I內(nèi)，使鋁板5貼近二極管芯片3，在二極管芯片3工作時，散發(fā)的熱量傳導(dǎo)給鋁板5的翅片上，利用翅片與翅片之間的空隙進(jìn)行空氣流通，從而使熱量快速傳遞給螺旋形散熱器4，螺旋形散熱器4通過散熱槽孔45將熱量快速傳遞到基座41上，基座41上的鰭片42進(jìn)行實現(xiàn)散熱，從而降低了二極管芯片3的溫度，另一方便，靠二極管芯片3自身的性能，在二極管芯片3內(nèi)的PN結(jié)二極管34的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了二極管芯片3耐高溫的性能，從而提高了器件的熱穩(wěn)定性。
[0022]以上述依據(jù)本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項】
1.一種高結(jié)溫防反二極管，其特征是:包括二極管容置殼體(I)和蓋在二極管容置殼體(I)上的蓋板(2)以及設(shè)在二極管容置殼體(I)內(nèi)的二極管芯片(3)，所述的二極管容置殼體(I)底部通過螺栓連接有螺旋形散熱器(4)， 所述的二極管芯片(3)包括殼體(31)、同軸封裝在殼體(31)內(nèi)的陰極(32)和陽極(33)、設(shè)在陰極(32)和陽極(33)之間的PN結(jié)二極管(34)，PN結(jié)二極管(34)包括鈦合金層(34-1)、碳化娃層(34-2)、P型半導(dǎo)體層(34-3)、N型半導(dǎo)體層(34_4)、镲層(34_5)、第一鈦層(34-6)、氮化鈦層(34-7)、第二鈦層(34-8)以及鋁層(34_9)，所述的鈦合金層(34-1)、碳化硅層(34-2)、P型半導(dǎo)體層(34-3)、N型半導(dǎo)體層(34-4)、鎳層(34-5)、第一鈦層(34-6)、氮化鈦層(34-7)、第二鈦層(34-8)以及鋁層(34_9)是依次相互疊合而成，鈦合金層(34-1)與陰極(32)相接觸，鋁層(34-9)與陽極(33)相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高結(jié)溫防反二極管，其特征是:所述的螺旋形散熱器(4)包括人字形基座(41)和鰭片(42)，基座(41)上端面開設(shè)有兩個相互平行的用于定位二極管容置殼體(I)的定位槽(43)，鰭片(42)橫向水平均布在基座(41)的腰部上，基座(41)的橫向開設(shè)有穿孔(44)，基座(41)上表面中間部位開設(shè)有與穿孔(44)相連通的散熱槽孔(45)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高結(jié)溫防反二極管，其特征是:所述的二極管容置殼體(I)內(nèi)腔底面上嵌置具有翅片表面的鋁板(5)，鋁板(5)的上表面與二極管芯片(3)相貼合，鋁板(5)下表面與螺旋形散熱器(4)的散熱槽孔(45)相連接。
【專利摘要】本實用新型涉及一種高結(jié)溫防反二極管，包括二極管容置殼體和蓋在二極管容置殼體上的蓋板以及設(shè)在二極管容置殼體內(nèi)的二極管芯片，所述的二極管容置殼體底部通過螺栓連接有螺旋形散熱器。所述的一種高結(jié)溫防反二極管，采用此種設(shè)計的二極管芯片，將設(shè)計的PN結(jié)二極管結(jié)合在二極管上，實現(xiàn)了在高溫環(huán)境下，能夠?qū)崿F(xiàn)二極管的穩(wěn)定性，利用螺旋形散熱器的設(shè)計，有效地達(dá)到快速散熱的目的。
【IPC分類】H01L29-861, H01L23-367
【公開號】CN204271068
【申請?zhí)枴緾N201420797529
【發(fā)明人】顏輝, 陳雪筠, 孫祥玉, 項羅毅, 陳晨
【申請人】常州瑞華電力電子器件有限公司
【公開日】2015年4月15日
【申請日】2014年12月16日