[实用新型]全压接式的大功率IGBT多模架陶瓷管壳

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种全压接式的大功率IGBT多模架陶瓷管壳。特别适合用做全压接式的大功率IGBT器件的封装外壳。属于大功率半导体器件技术领域。

背景技术

20世纪60年代后半期，电力电子器件及其在变频器应用中的进步，成就了发达国家在70年代初第一次世界能源危机期间用变频调速实现节能事业的大发展。作为绿色节能技术，在目前全球性能源短缺的大环境下，电力电子技术在节能、机电一体化、减少环境污染、节省原材料、降低生产成本和提高效率和质量方面均起十分重要的作用。最早的电力电子器件是晶闸管。上个世纪50年代，美国通用电气公司实用新型的硅晶闸管问世，标志着电力电子技术的开始，此后晶闸管的派生越来越多，功率越来越大，性能日益完善。但是由于晶闸管本身工作频率较低(一般低于400Hz)，大大限制了它的应用，此外，关断这些器件，需要强迫换相电路，使得整体重量和体积增大，效率和可靠性降低。现代电力电子器件正在向大功率、易驱动和高频化方向发展。IGBT是第三代电力电子器件中最具革命性的产品，其性能经过几年的不断提高和改进，已成功地应用于高频(20kHZ以上)大功率领域。IGBT集功率晶体管GTR和功率场效应管MOSFET的优点于一身，具有电压驱动、功耗小、开关速度高、饱和压降低、可耐高压和大电流等特点。

目前，IBGT封装的外壳是采用高性能塑料制造的模块结构件，在这种封装的结构中，IGBT的芯片采用焊接的方法和导热不导电的BDC板焊接在一起，其他的引出端均采用键合方法和外接口相连，这种封装结构，其工艺制造相对要简单一些，但是散热的效果不理想。随着IGBT器件模块容量的增加，如电力机车的变频器中采用的IGBT为3500A，6500V，其散热成为突出的技术瓶颈，为了提高散热效果，只好将器件模块做得很大。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种既可以提高散热效果，又可以将器件体积做得较小的全压接式的大功率IGBT多模架陶瓷管壳。

本实用新型的目的是这样实现的：一种全压接式的大功率IGBT多模架陶瓷管壳，包括大阳法兰、瓷环、小阳法兰、模架群、阴极插片和门极引线管，

所述大阳法兰、瓷环和小阳法兰上下叠合同心封接，模架群封接于小阳法兰的中心孔内，

所述模架群包含有若干个二极管芯片模架和多个IGBT芯片模架，

所述阴极插片插置于小阳法兰的外壁面上，

所述门极引线管穿接于瓷环的壳壁上，门极引线管包括门极导电芯、门极外套、门极密封罩、门极外插片和门极内插片，门极导电芯穿接于瓷环的壳壁上，门极导电芯外端露出瓷环外，门极导电芯内端置于瓷环内，门极外套套置于门极导电芯上，门极密封罩封装于门极导电芯和门极外套的外端，门极外插片套接于门极密封罩上，门极内插片向上套接于门极导电芯内端。

本实用新型采用了瓷环为绝缘支架取代高性能塑料绝缘支架。并在陶瓷环外表面烧结高温绝缘釉水，大幅提高器件耐压，目前最高可达6KV。

本实用新型采用多芯片组合封装，具有高精度，高气密性，因此可以将器件体积做得较小，而散热效果还可以提高一倍，因此特别适合用做全压接式的大功率IGBT器件的封装外壳。

本实用新型也对门极引线管进行了特殊设计，门极外套可以最大限度的降低与瓷环的封接应力，保证与瓷环封接时具有高强度和高气密性。门极导电芯可以保证门极承受较大的电压和电流，门极内插片便于门极驱动的内连接，门极外插片可以便于门极驱动的外连接。

和普通晶闸管外壳一样。在本实用新型的大阳法兰顶部再加盖一个高平整度电极盘，可以达到双面散热的目的。

附图说明

图1为本实用新型全压接式的大功率IGBT多模架陶瓷管壳的俯视图。

图2为图1的A-A剖示图。

图3为图1的B-B剖示图。

图4为本实用新型的阴极插片和门极引线管与瓷环之间安装图。

图5为本实用新型的门极引线管结构示意图。

图6为本实用新型的门极内插片示意图。

图中：大阳法兰1、瓷环2、小阳法兰3、阴极插片4、模架群5、门极外套6、门极外插片7、门极密封罩8、门极导电芯9、门极内插片10，二极管芯片模架5-1、IGBT芯片模架5-2。

具体实施方式