一種凹臺(tái)管殼冷壓封裝功率半導(dǎo)體器件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型的名稱為一種凹臺(tái)管殼冷壓封裝功率半導(dǎo)體器件。屬于功率半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域。它主要是解決現(xiàn)有凸臺(tái)式管殼功率半導(dǎo)體器件存在裝配難度大、裝配失誤極易使芯片受力不均而失效和不利于器件及組件小型化的問題。它的主要特征是：包括下封裝閥欄、下陶瓷環(huán)和陽極導(dǎo)電層、固定薄膜、芯片、壓塊、陰極導(dǎo)電層、上陶瓷環(huán)和上封裝閥欄；所述的陰極導(dǎo)電層、陽極導(dǎo)電層的中央設(shè)有形狀相同的凹形臺(tái)面；下封裝閥欄、上封裝閥欄、陰極導(dǎo)電層和陽極導(dǎo)電層材質(zhì)為無氧銅，表面鍍有鎳層。本實(shí)用新型具有厚度薄、重量輕、且安裝簡(jiǎn)便、封裝安全的特點(diǎn)，主要用于各類晶閘管和整流管等功率半導(dǎo)體器件。
【專利說明】
一種凹臺(tái)管殼冷壓封裝功率半導(dǎo)體器件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于功率半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種凹臺(tái)管殼冷壓封裝功率半導(dǎo)體器件，包括各類晶閘管和整流管。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在功率半導(dǎo)體器件及制造技術(shù)領(lǐng)域，功率半導(dǎo)體器件的封裝技術(shù)越來越受到重視。常用的管殼形式為凸臺(tái)式管殼，其陰、陽極臺(tái)面凸出于器件，必須使用定位孔配合定位銷的形式進(jìn)行定位，裝配難度大，裝配失誤極易使芯片受力不均而失效。同時(shí)器件高度在25mm?40mm，制造成本高，重量大，不利于器件及組件的小型化;而凹臺(tái)管殼的導(dǎo)電層和閥欄材料大多為可閥，導(dǎo)熱性能差，熱阻大，且器件封裝焊接均采用氬弧焊(或等離子焊)方式進(jìn)行，焊后管殼封口外觀不平整、也不美觀、易漏氣。封裝時(shí)使用氫氣燃燒高溫灼燒氬氣進(jìn)行，氫氣使用過程存在重大安全隱患，使用環(huán)境苛刻，不利于生產(chǎn)擴(kuò)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種凹臺(tái)管殼冷壓封裝功率半導(dǎo)體器件，其特點(diǎn)是厚度薄、重量輕，且安裝簡(jiǎn)便、封裝安全。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:一種凹臺(tái)管殼冷壓封裝功率半導(dǎo)體器件，包括下封接件、固定薄膜、芯片、壓塊和上封接件，上封接件包括陰極導(dǎo)電層、上陶瓷環(huán)和上封裝閥欄，下封接件包括下封裝閥欄、下陶瓷環(huán)和陽極導(dǎo)電層，其特征在于:所述的陰極導(dǎo)電層、陽極導(dǎo)電層的中央設(shè)有形狀相同的凹形臺(tái)面;下封裝閥欄、上封裝閥欄、陰極導(dǎo)電層和陽極導(dǎo)電層材質(zhì)為無氧銅，表面鍍有鎳層。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的凹形臺(tái)面為圓錐形凹形臺(tái)面，且凹形臺(tái)面的平面直徑為15?50mm。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的下封裝閥欄、上封裝閥欄、陰極導(dǎo)電層和陽極導(dǎo)電層的表面鎳層厚度為I.5?7μηι。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的下封裝閥欄、上封裝閥欄、陰極導(dǎo)電層和陽極導(dǎo)電層的表面鎳層為低應(yīng)力暗鎳鎳層。
[0008]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中還包括門極引線和套裝在門極引線外的四氟套管。
[0009]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的上陶瓷環(huán)、下陶瓷環(huán)材質(zhì)為95%的Α1203陶瓷，且下陶瓷環(huán)軸向外側(cè)面為圓柱面或內(nèi)凹的加強(qiáng)筋曲面或外凸的尖角形曲面。
[0010]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的芯片上、下墊有鋁、銀、鉬或銅材質(zhì)的墊片或墊碗。
[0011]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的芯片為功率晶閘管、整流管芯片。
[0012]本實(shí)用新型由于采用中央設(shè)有形狀相同的凹形臺(tái)面的下封接件、上封接件，下封接件、上封接件的閥欄裙邊和陰極、陽極導(dǎo)電層材質(zhì)為無氧銅，表面鍍有鎳層，因而在上封接件和下封接件封裝時(shí)，可采用冷壓焊方式進(jìn)行，冷壓封裝時(shí)，內(nèi)部先抽真空、后沖氮?dú)饣蚝獾榷栊员Ｗo(hù)氣體，冷壓焊接操作簡(jiǎn)便，方便、靈活，生產(chǎn)安全隱患大大降低，封裝后器件密封性好，性能更加穩(wěn)定、可靠。本實(shí)用新型具有厚度薄、重量輕、且安裝簡(jiǎn)便、封裝安全的特點(diǎn)。本實(shí)用新型主要用于各類晶閘管和整流管等功率半導(dǎo)體器件。
【附圖說明】
[0013]圖1是凹臺(tái)管殼冷壓封裝晶閘管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是凹臺(tái)管殼冷壓封裝整流管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是下封接件(有加強(qiáng)筋瓷環(huán))的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4是下封接件(突出尖角形瓷環(huán))的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:1、下封接件，2、固定薄膜，3、芯片，4、壓塊，5、門極引線，6、四氟套管，7、上封接件。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0019]如圖1所示。本實(shí)用新型一種凹臺(tái)管殼冷壓封裝功率半導(dǎo)體器件由下封接件1、固定薄膜2、芯片3、壓塊4、門極引線5、四氟套管6、上封接件7組成，上封接件7包括陰極導(dǎo)電層、上陶瓷環(huán)和上封裝閥欄，下封接件I包括下封裝閥欄、下陶瓷環(huán)和陽極導(dǎo)電層。其中，固定薄膜2、芯片3、壓塊4、門極引線5和四氟套管6與現(xiàn)有功率半導(dǎo)體器件中的對(duì)應(yīng)相同，四氟套管6套裝在門極引線5外，不同的是下封接件I和上封接件7。下封接件I的陽極導(dǎo)電層、上封接件7的陰極導(dǎo)電層中央設(shè)有形狀相同的凹形臺(tái)面，凹形臺(tái)面為圓錐形凹形臺(tái)面，且凹形臺(tái)面的平面直徑為15?50_，起定位作用，方便器件裝配。器件封裝時(shí)，上封接件7、下封接件I的陰極、陽極導(dǎo)電層通過冷壓焊模具定位保證上封接件7與下封接件I同心，腔體內(nèi)部抽真空、沖氮?dú)饣蚝獾榷栊员Ｗo(hù)氣體。下封接件I的下封裝閥欄、上封接件7的上封裝閥欄裙邊和陰極、陽極導(dǎo)電層材質(zhì)為無氧銅，表面鍍有鎳層或低應(yīng)力暗鎳鎳層，表面鎳層厚度為1.5?7μπι，通過冷壓機(jī)增壓進(jìn)行封裝焊接，具有熱阻低、導(dǎo)熱快、附加壓降小、不易氧化等特點(diǎn)。冷壓封裝時(shí)，內(nèi)部先抽真空、后沖氮?dú)饣蚝獾榷栊员Ｗo(hù)氣體;冷壓焊接操作簡(jiǎn)便，方便、靈活，生產(chǎn)安全隱患大大降低。封裝后器件密封性好，性能更加穩(wěn)定、可靠。
[0020]如圖2所示。與圖1不同的是功率半導(dǎo)體器件中不含門極引線和四氟套管，其它均與圖1中的對(duì)應(yīng)相同。
[0021]如圖3所示。下陶瓷環(huán)、上陶瓷環(huán)材質(zhì)為95%的Al2O3陶瓷，其純度保證了器件的強(qiáng)度及高的絕緣性能。下陶瓷環(huán)有加強(qiáng)筋裙邊，增加爬電距離。
[0022]如圖4所示。上陶瓷環(huán)、下陶瓷環(huán)材質(zhì)為95%的Α1203陶瓷，其純度保證了器件的強(qiáng)度及高的絕緣性能。下陶瓷環(huán)是突出的尖角形狀，增加爬電距離。
[0023]器件內(nèi)芯片3可以是晶閘管、整流管等功率晶閘管、整流管芯片。芯片3上、下可以墊墊片或墊碗，材料可以是鋁、銀、鉬、銅等。
[0024]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制。因此，凡是未脫離本實(shí)用新型的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種凹臺(tái)管殼冷壓封裝功率半導(dǎo)體器件，包括下封接件(1)、固定薄膜(2)、芯片(3)、壓塊(4)和上封接件(7)，上封接件(7)包括陰極導(dǎo)電層、上陶瓷環(huán)和上封裝閥欄，下封接件(I)包括下封裝閥欄、下陶瓷環(huán)和陽極導(dǎo)電層，其特征在于:還包括門極引線(5)和套裝在門極引線(5)外的四氟套管(6);所述的芯片(3)為功率晶閘管、整流管芯片;所述的陰極導(dǎo)電層、陽極導(dǎo)電層的中央設(shè)有形狀相同的凹形臺(tái)面;下封裝閥欄、上封裝閥欄、陰極導(dǎo)電層和陽極導(dǎo)電層材質(zhì)為無氧銅，表面鍍有鎳層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凹臺(tái)管殼冷壓封裝功率半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述的凹形臺(tái)面為圓錐形凹形臺(tái)面，且凹形臺(tái)面的平面直徑為15?50mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種凹臺(tái)管殼冷壓封裝功率半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述的下封裝閥欄、上封裝閥欄、陰極導(dǎo)電層和陽極導(dǎo)電層的表面鎳層厚度為1.5?7μπι。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種凹臺(tái)管殼冷壓封裝功率半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述的下封裝閥欄、上封裝閥欄、陰極導(dǎo)電層和陽極導(dǎo)電層的表面鎳層為低應(yīng)力暗鎳鎳層。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種凹臺(tái)管殼冷壓封裝功率半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述的上陶瓷環(huán)、下陶瓷環(huán)材質(zhì)為95%的Al2O3陶瓷，且下陶瓷環(huán)軸向外側(cè)面為圓柱面、內(nèi)凹的加強(qiáng)筋曲面或外凸的尖角形曲面。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種凹臺(tái)管殼冷壓封裝功率半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述的芯片(3)上、下墊有鋁、銀、鉬或銅材質(zhì)的墊片或墊碗。
【文檔編號(hào)】H01L23/049GK205428896SQ201520913208
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月17日
【發(fā)明人】劉鵬, 楊成標(biāo), 任麗, 汝嚴(yán), 徐嬌玉, 黃 俊, 呂晨襄
【申請(qǐng)人】湖北臺(tái)基半導(dǎo)體股份有限公司