[发明专利]一种压接式双芯GCT的封装结构

说明书

本发明公开了一种压接式双芯GCT的封装结构，由上至下依次包括金属管盖、阳极钼片、双芯GCT芯片、阴极钼片、内门极套件与外门极套件、金属管座压接而成；在外圆表面，内门极套件与外门极套件与金属管盖之间设置有上陶瓷环，内门极套件与外门极套件与金属管座之间设置有下陶瓷环。本发明的封装结构，内门极套件与外门极套件通过环形绝缘座上的凹槽互连配合，将双门极电流信号相互隔离并引出至管壳外，分别与驱动电路板相接，整体结构紧凑，热、电可靠性高，完全满足双芯GCT的实用化要求。

技术领域

本发明属于电力半导体器件技术领域，涉及一种压接式双芯GCT的封装结构。

背景技术

双芯GCT是在集成门极换流晶闸管(IGCT)的基础上开发的一种新型电力半导体器件，是将两个具有不同特性的GCT(即GCT-A和GCT-B)集成在同一个芯片上，并与门极驱动电路板集成在一起，形成一个功率组件。

双芯GCT结构中，GCT-A和GCT-B有相同的纵向结构和共用的阳极和阴极，并采用两个独立的门极分别控制GCT-A和GCT-B；且GCT-A和GCT-B中的载流子寿命不同。开通时，GCT-A和GCT-B同时开通，由载流子寿命高的GCT-A决定了双芯GCT具有低的通态损耗；关断时，GCT-A先关断、GCT-B迟延关断，由载流子寿命低的GCT-B决定双芯GCT具有低的开关损耗，因而，双芯GCT拥有很低的损耗。

对于小容量的双芯GCT而言，由于芯片面积较小，通常采用一个中心门极和一个环形门极就可以实现其开关控制；但对于大容量的双芯GCT而言，由于芯片面积相应增大，若沿用中心门极和环形门极结构，势必会造成电流驱动信号传输严重不均，使得各阴极单元开关动作不一致，导致开关过程中的电流集中。此外，采用常规的压接式封装结构，双芯GCT的双门极引出端无法与芯片结构相匹配，使得双门极控制信号无法引出至管壳外与驱动电路板相连接。上述的问题严重制约了大容量双芯GCT的研发。

发明内容

本发明的目的是提供一种压接式双芯GCT的封装结构，解决了现有技术中电流驱动信号传输严重不均导致开关过程中的电流集中，以及双门极控制信号无法引出至管壳外与驱动电路板相连接问题。

本发明所采用的技术方案是，一种压接式双芯GCT的封装结构，由上至下依次包括金属管盖、阳极钼片、双芯GCT芯片、阴极钼片、内门极套件与外门极套件、金属管座压接而成；在外圆表面，内门极套件与外门极套件与金属管盖之间设置有上陶瓷环，内门极套件与外门极套件与金属管座之间设置有下陶瓷环。

本发明的压接式双芯GCT的封装结构，其特征还在于：

所述的双芯GCT芯片上表面为金属化阳极A，金属化阳极A向上与阳极钼片紧密接触，阳极钼片向上压接有金属管盖；

在双芯GCT芯片下表面设置有按同心环均匀分布的上千个指状阴极条和呈环形分布的内门极G_A和外门极G_B；内门极G_A向下与内门极金属环相接触，外门极G_B向下与外门极金属环相接触，每个门极金属环配套有相应的门极套件；内门极G_A以内的阴极条与其下方的阴极内钼片相接触，内门极G_A以外的阴极条与其下方的阴极外钼片相接触；阴极内钼片和阴极外钼片下方与金属管座压接接触。

所述的内门极套件包括内环形绝缘座，内环形绝缘座的直径一侧外圆面向上开口均匀设置有多个凹槽一，内环形绝缘座的圆周开有深槽，该深槽中套装有内门极金属环，内门极金属环下端与深槽槽底之间设置有内弹性垫片，内门极金属环及其下方的内弹性垫片的直径与内门极G_A的直径相同，内门极金属环上端面与GCT-A的内门极G_A接触，每个凹槽一与内门极引出端上的一个辐条一内端套接；每个辐条一的截面均为矩形并呈辐射状均匀分布，每个辐条一宽度小于凹槽一的宽度，使辐条一的内端头卡在凹槽一内，各个辐条一的外端头连成一个半圆环作为内门极引出端。