【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体器件，具体地说，是涉及一种高温高压全密封硅堆。
技术介绍
1、电力电子技术是电子信息技术重要的组成部分，是当今世界经济各个领域实现信息化、智能化及高效节能必不可少的技术。
2、在电力电子技术中，半导体二极管是最基本的单元。在汽车和飞机发电机点火领域，需要一种温度大于或等于300℃，反向工作电压大于10kv的硅堆来实现发电机点火功能。由于半导体二极管制造技术的局限性，现在还没有能力将单个二极管做到10kv以上，这就需要将多个半导体二极管进行串联，以达到反向工作电压大于10kv的技术条件。
3、目前的设计和工艺技术最高结温只能满足200℃，反向工作电压仅能达到5000v。其主要原因有如下几方面：
4、一、以硅基材料为主，由于材料的局限性，工作结温不能再提高；
5、二、硅堆灌封胶的温度局限性，限制了250℃以上硅堆的技术发展。
6、三、芯片连接焊料的局限性，由于目前适合半导体器件焊接的，300℃以上的焊料种类不多，为此影响了高温硅堆的研发。
7、四、外壳绝缘电压的局限性。由于原有外壳的制造技术，所用材料一般用塑料或玻璃作为绝缘介质，绝缘电压只能满足5000v以下的硅堆产品。
8、五、硅堆芯片技术的滞后，在本专利技术之前，主要以硅基材料制造半导体二极管芯片，此种芯片受结温和电压的影响无法满足300℃高温和反向工作电压10kv的技术要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高温
2、为实现上述技术效果，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、提出一种高温高压全密封硅堆，包括：
4、多个碳化硅芯片（8）；
5、引线，用于连接碳化硅芯片（8）实现多个碳化硅芯片（8）的串联；
6、其特征在于，还包括：
7、隔离岛式陶瓷外壳（1），呈具有敞口的槽体状；其两端分别引出螺纹陶瓷引出端（5），其内部由隔离岛（2）结构划分出多个彼此绝缘的隔离井（6）；隔离井（6）底部金属化，并在金属化后烧结cpc金属板（9）；从螺纹陶瓷引出端（5）两端分别引出硅堆阴极（3）和硅堆阳极（4）；
8、按照如下步骤制备：
9、s1，清洗隔离岛式陶瓷外壳（1），将cpc金属板（9）焊接在各隔离井（6）中；
10、s2，依据纳米银膏真空焊接曲线在共晶焊炉内采用纳米银膏将碳化硅芯片（8）采用引线串联形成芯片组件；所述纳米银膏真空焊接曲线为：（1）以5℃-10 ℃/min的升温速度烧结至100℃；（2）在100℃上保持第一设定时间后，以10℃-15℃/min的升温速度烧结至250℃；（3）在250℃上保温第二设定时间后，以5℃-10℃/min的降温速度降温至冷却；
11、s3，依据所述纳米银膏真空焊接曲线在共晶焊炉内将步骤2的芯片组件与所述隔离岛式陶瓷外壳（1）进行合片；
12、s4，灌胶；灌封胶由第一组分胶和第二组分固化剂组成；其中，第一组分胶由50-90份的乙烯基聚二甲基硅油、5-30份的含氢聚二甲基硅油、1-5份的侧含氢聚二甲基硅油、0.1-4份的甲基硅树脂、0.1-6份的乙烯基硅树脂组成；第二组分固化剂由70-96份的乙烯基句二甲基硅油、1.0-10份的甲基硅树脂、1.0-10份的乙烯基硅树脂、0.01-1份的铂金催化剂、0.01-1份的四甲基二乙烯基二硅氧烷、0.01-1份的乙炔基环己醇组成；包括：（1）将灌封胶按照第一组分胶和第二组分固化剂的重量比为140:100配好；（2）搅拌均匀并静置；（3）根据工艺文件规定的胶量对步骤3得到的产品进行灌胶；（4）灌胶后置于真空室内抽真空，静置并挑破气泡；（5）室内固化后再干燥箱内固化；
13、s5，将盖板与步骤4的产品封焊在一起形成高温高压全密封硅堆。
14、在本专利技术一些实施例中，所述隔离岛式陶瓷外壳（1）的顶部边框四周、两头烧结硅堆阴极（3）和硅堆阳极（4）的部位均做金属化处理。
15、在本专利技术一些实施例中，所述引线由小钼片（71）、铜导线（73）和大钼片（72）组成；小钼片（71）和大钼片（72）中间用铜导线（73）互联；其中，大钼片（72）下部与隔离井（6）底部焊接，上部与碳化硅芯片（8）的阴极面焊接；小钼片（71）与碳化硅芯片（8）的阳极面焊接。
16、在本专利技术一些实施例中，所述隔离岛式陶瓷外壳（1）采用96%al2o3陶瓷粉经专用模具在1600℃内烧制而成。
17、与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是：本申请提出的高温高压全密封硅堆，选用碳化硅作为芯片的基础材料，基于碳化硅的高耐压、低导通电阻、高频、高温等特性实现芯片的耐高温、高压、高频的特性；采用纳米银膏对碳化硅芯片和引线进行焊接串联形成芯片组件，纳米银膏耐300℃高温，固化后耐400℃以上高温，使得芯片组件能够以低温烧结，高温服役，具有高连接强度、高导电性和高导热性；对硅堆外壳进行再设计，采用陶瓷材料制备外壳主体，通过隔离岛将芯片之间的绝缘电压提升至12kv，外部引出两个螺纹陶瓷的引出端直接包住阴极和阳极，扩大了硅堆的放电距离，从而提高了绝缘电压；在灌胶方面，采用由第一组分胶和第二组分固化剂以重量配比140:100组成的灌封胶对合片后的芯片组件实施全密封灌胶，防止加高压时出现空气电离而出现打火的现象；上述再结合本专利技术提出的纳米银膏真空焊接曲线，使制备出的硅堆满足结温300℃，反向工作电压10kv的技术要求。
18、结合附图阅读本专利技术实施方式的详细描述后，本专利技术的其他特点和优点将变得更加清楚。
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1.一种高温高压全密封硅堆，包括：
2.根据权利要求1所述的高温高压全密封硅堆，其特征在于，所述隔离岛式陶瓷外壳（1）的顶部边框四周、两头烧结硅堆阴极（3）和硅堆阳极（4）的部位均做金属化处理。
3.根据权利要求1所述的高温高压全密封硅堆，其特征在于，所述引线由小钼片（71）、铜导线（73）和大钼片（72）组成；小钼片（71）和大钼片（72）中间用铜导线（73）互联；其中，大钼片（72）下部与隔离井（6）底部焊接，上部与碳化硅芯片（8）的阴极面焊接；小钼片（71）与碳化硅芯片（8）的阳极面焊接。
4.根据权利要求1所述的高温高压全密封硅堆，其特征在于，所述隔离岛式陶瓷外壳（1）采用96%AL2O3陶瓷粉经专用模具在1600℃内烧制而成。
【技术特征摘要】
1.一种高温高压全密封硅堆，包括：
2.根据权利要求1所述的高温高压全密封硅堆，其特征在于，所述隔离岛式陶瓷外壳（1）的顶部边框四周、两头烧结硅堆阴极（3）和硅堆阳极（4）的部位均做金属化处理。
3.根据权利要求1所述的高温高压全密封硅堆，其特征在于，所述引线由小钼片（71）、铜导线（73）和大钼片（72）组成；小...
【专利技术属性】
技术研发人员：初宜亭，汪振鹏，初明翔，
申请(专利权)人：青岛海宜丰电力电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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