專利名稱：超聲波焊接機(jī)專用超大功率整流電力電子器件模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種三相整流電力電子器件模塊，尤其涉及與超聲波焊接機(jī)配套使用的專用三相整流電力電子器件模 塊。
背景技術(shù)：
目前超聲波焊接機(jī)所使用的三相整流電力電子器件模塊的額定電流都在1000A 以下，隨著特種超聲波焊接機(jī)的發(fā)展，迫切需要超大功率的三相整流電力電子器件模塊，這就要大幅度提高其額定電流，然而目前電流大于1000A的大功率和3000A以上的超大功率三相整流模塊的產(chǎn)品質(zhì)量還很不穩(wěn)定，嚴(yán)格地講，現(xiàn)有的超大功率三相整流模塊還不能滿足超聲波焊機(jī)的設(shè)計(jì)需要?，F(xiàn)有1000A以下三相整流模塊都包括六只硅二極管，它們按三相整流電路連接，即分成三組，二只串聯(lián)后，再由三個(gè)二極管的陰極并聯(lián)后得直流電源的正極，另三個(gè)二極管的陽極并聯(lián)得直流電源的負(fù)極。每個(gè)硅二極管由紫銅底板、絕緣板、電極片、保護(hù)層鉬片、硅芯片和導(dǎo)體組成，硅芯片、保護(hù)層鉬片、電極片、絕緣板和銅質(zhì)散熱板之間均通過銀錫燒結(jié)成一體，硅芯片和絕緣板之間通過整體的銅片導(dǎo)體剛性相連，絕緣板為氧化鈹，氧化鈹不僅具有很強(qiáng)的毒性，長期接觸對(duì)人體會(huì)造成傷害，而且它的膨脹系數(shù)與硅芯片相差很大，將氧化鈹與硅芯片用剛性的導(dǎo)體通過焊接方式連接起來，當(dāng)通入大電流受熱后其變形量很大，極易拉損硅芯片，造成電壓擊穿，為了克服這一不足，人們特意在氧化鈹上表面增設(shè)了能減少絕緣板受熱變形量的保護(hù)層鉬片，即使如此，能夠增加的電流量有限，當(dāng)通過的電流增加到1000A以上時(shí)，保護(hù)層鉬片則不起作用，這種結(jié)構(gòu)的三相整流電力電器件模塊無法實(shí)現(xiàn)向大電流方向發(fā)展。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種超聲波焊接機(jī)專用超大功率整流電力電子器件模塊。本實(shí)用新型所述超聲波焊接機(jī)專用超大功率整流電力電子器件模塊，它包括紫銅底板、氮化鋁陶瓷覆銅板、由六只超快恢復(fù)二極管芯片連接成的三相橋式整流電路、三只交流接線柱、二只直流接線柱、內(nèi)部電極、銅絲線索、硅膠層、環(huán)氧樹脂層和塑料外殼，所述氮化鋁陶瓷覆銅板為三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，它由銀銅合金層、氮化鋁絕緣層和銅鋁合金層復(fù)合而成， 超快恢復(fù)二極管芯片的上端面通過銅絲線索與氮化鋁陶瓷覆銅板上的銀銅合金層通過銀錫燒結(jié)方式固定連接，在超快恢復(fù)二極管芯片的下端面依次設(shè)有保護(hù)層鉬片和電極片，三者通過銀錫燒結(jié)方式固定在氮化鋁陶瓷覆銅板上的銀銅合金層上，氮化鋁陶瓷覆銅板的銅鋁合金層通過銀錫燒結(jié)方式固定在紫銅底板上，在紫銅底板的下面設(shè)有網(wǎng)狀散熱結(jié)構(gòu)。由于將絕緣層由原來的氧化鈹絕緣層改為由銅銀合金層、氮化鋁絕緣層和銅鋁合金層組成的復(fù)合板材，其中，銅銀合金層和銅鋁合金層既具有優(yōu)異的導(dǎo)電散熱性能，又具有良好的焊接性能，而氮化鋁是優(yōu)異的絕緣層，它不僅具有優(yōu)異的絕緣性能，而且無毒性，對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生任何傷害，它還具有傳熱導(dǎo)熱快，熱膨脹系數(shù)小，當(dāng)通入大電流受熱后其變形量較??；用紫銅線索取代整體式銅質(zhì)導(dǎo)體，徹底消除硅芯片拉損現(xiàn)象，在底部增設(shè)網(wǎng)狀散熱結(jié)構(gòu)更利于散熱，且能減少紫銅用量，它的極限電流可達(dá)到3500A，能夠滿足超大焊機(jī)的需
要。

圖1、圖2為三相整流電力電子器件模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為六只超快恢復(fù)二極管芯片的三相整流電路圖；圖4為超快恢復(fù)二極管芯片的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1_紫銅底板；2-氮化鋁陶瓷覆銅板；3-超快恢復(fù)二極管芯片；4-交流接線柱；5-直流接線柱；6-內(nèi)部電極；7-銅絲線索；8-硅膠層；9-環(huán)氧樹脂層；10-塑料外殼； 11-保護(hù)層鉬片；12-電極片；21-銀銅合金層；22-氮化鋁絕緣層；23-銅鋁合金層。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型所述超聲波焊接機(jī)專用超大功率整流電力電子器件模塊，如圖1 圖 4所示，它包括紫銅底板1、氮化鋁陶瓷覆銅板2、由六只超快恢復(fù)二極管芯片3連接成的三相橋式整流電路、三只交流接線柱4、二只直流接線柱5、內(nèi)部電極6、銅絲線索7、硅膠層8、 環(huán)氧樹脂層9和塑料外殼10，所述氮化鋁陶瓷覆銅板2為三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，它由銀銅合金層 21、氮化鋁絕緣層22和銅鋁合金層23復(fù)合而成，超快恢復(fù)二極管芯片3的上端面通過銅絲線索7與氮化鋁陶瓷覆銅板2上的銀銅合金層21通過銀錫燒結(jié)方式固定連接，在超快恢復(fù)二極管芯片3的下端面依次設(shè)有保護(hù)層鉬片11和電極片12，三者通過銀錫燒結(jié)方式固定在氮化鋁陶瓷覆銅板2上的銀銅合金層21上，氮化鋁陶瓷覆銅板2的銅鋁合金層23通過銀錫燒結(jié)方式固定在紫銅底板1上，在紫銅底板1的下面設(shè)有網(wǎng)狀散熱結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1. 一種超聲波焊接機(jī)專用超大功率整流電力電子器件模塊，其特征是它包括紫銅底板(1)、氮化鋁陶瓷覆銅板(2)、由六只超快恢復(fù)二極管芯片(3)連接成的三相橋式整流電路、三只交流接線柱(4)、二只直流接線柱(5)、內(nèi)部電極(6)、銅絲線索(7)、硅膠層(8)、環(huán)氧樹脂層(9)和塑料外殼(10)，所述氮化鋁陶瓷覆銅板(2)為三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，它由銀銅合金層(21)、氮化鋁絕緣層(22)和銅鋁合金層(23)復(fù)合而成，超快恢復(fù)二極管芯片(3)的上端面通過銅絲線索(7)與氮化鋁陶瓷覆銅板(2)上的銀銅合金層(21)通過銀錫燒結(jié)方式固定連接，在超快恢復(fù)二極管芯片(3)的下端面依次設(shè)有保護(hù)層鉬片(11)和電極片(12)，三者通過銀錫燒結(jié)方式固定在氮化鋁陶瓷覆銅板(2)上的銀銅合金層(21)上，氮化鋁陶瓷覆銅板(2)的銅鋁合金層(23)通過銀錫燒結(jié)方式固定在紫銅底板(1)上，在紫銅底板(1)的下面設(shè)有網(wǎng)狀散熱結(jié)構(gòu)。
專利摘要一種超聲波焊接機(jī)專用超大功率整流電力電子器件模塊，包括紫銅底板、氮化鋁陶瓷覆銅板、超快恢復(fù)二極管芯片，所述氮化鋁陶瓷覆銅板由銀銅合金層、氮化鋁絕緣層和銅鋁合金層復(fù)合而成，超快恢復(fù)二極管芯片的上端面通過銅絲線索與銀銅合金層燒結(jié)連接，在其下端面依次設(shè)有保護(hù)層鉬片和電極片，三者燒結(jié)在銀銅合金層上，氮化鋁陶瓷覆銅板燒結(jié)在紫銅底板上，在紫銅底板的下面設(shè)有網(wǎng)狀散熱結(jié)構(gòu)。由于氮化鋁陶瓷覆銅板的上下面都具有優(yōu)異的導(dǎo)電散熱性能和焊接性能，中間絕緣，它具有傳熱導(dǎo)熱快，熱膨脹系數(shù)小，當(dāng)通入大電流受熱后其變形量較小；在底部增設(shè)網(wǎng)狀散熱結(jié)構(gòu)更利于散熱，且能減少紫銅用量，它的極限電流可達(dá)到3500A，能夠滿足超大焊機(jī)的需要。
文檔編號(hào)B23K20/10GK201985771SQ201120009238
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者楊單貽, 楊鐳, 楊須海 申請(qǐng)人:常州西整電子科技有限公司