本發(fā)明涉及一種新型功率半導(dǎo)體器件，特別涉及一種半導(dǎo)體功率器件用金屬外殼。

背景技術(shù)：

在模擬電路與數(shù)字電路控制開(kāi)關(guān)的技術(shù)中，通常采用金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管作為電訊號(hào)來(lái)控制。為了將晶體管的芯片導(dǎo)入到電路系統(tǒng)中，需要提供一種特定的封裝外殼。

目前功率管理集成電路器件的封裝外殼主要的作用：機(jī)械支撐、密封保護(hù)、電信號(hào)連接、信號(hào)屏蔽、散熱，尤其是在散熱、電磁信號(hào)屏蔽兩個(gè)要素上尤為重要。由于承載金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的芯片尺寸小，殼體尺寸小但需內(nèi)部空間大，且需要具備散熱及保證內(nèi)部電路產(chǎn)生的電磁信號(hào)不影響外部電路的作用，目前現(xiàn)有的技術(shù)很難做到散熱性能好同時(shí)兼具屏蔽性能強(qiáng)的封裝外殼。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種功率器件用金屬外殼，用于晶體管的封裝。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題，采用如下技術(shù)方案：

一種半導(dǎo)體功率器件用金屬外殼，包括管座和引線；

所述的管座包括框形的鋼殼體，鋼殼體底部有鎢銅底板，鎢銅底板的一端延伸至鋼殼體外，延伸出的部分上開(kāi)設(shè)有通孔，在鋼殼體內(nèi)部，所述的鎢銅底板上設(shè)置有氧化鈹片，氧化鈹片上設(shè)置有鉬片；

鋼殼體上有三個(gè)封接孔，三個(gè)封接孔內(nèi)分別設(shè)置引線，引線與封接孔之間通過(guò)絕緣子相連接；所述的引線的兩端分別為內(nèi)端和外端，所述的外端位于鋼殼體外部、內(nèi)端位于鋼殼體內(nèi)部，所述的內(nèi)端為扁平結(jié)構(gòu)，內(nèi)端的寬度大于封接孔直徑；其中一根引線的內(nèi)端上還有連接孔，連接孔內(nèi)固定有接線柱，所述的接線柱與鉬片連接。

鋼殼體的頂部設(shè)有封裝蓋板，封裝蓋板、鋼殼體和鎢銅底板形成一個(gè)密封腔體。

本發(fā)明通過(guò)改進(jìn)現(xiàn)有單一金屬材料焊接燒結(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)，采用10#鋼基體結(jié)構(gòu)、鎢銅底板、金屬引線、陶瓷絕緣子、beo、mo片等多種材料制作外殼，解決beo與金屬mo的焊接和beo開(kāi)裂問(wèn)題，提高產(chǎn)品密封性能。將beo、mo片焊接于殼體內(nèi)，可有效減少微波線路的趨服效應(yīng)，降低微波的衰減，從而保證芯片良好的信號(hào)傳遞。通過(guò)對(duì)外殼內(nèi)部3根圓柱形直引線改進(jìn)為扁平狀結(jié)構(gòu)，便于鍵合，增大內(nèi)部空間，增強(qiáng)散熱性能。

本發(fā)明提供的一種半導(dǎo)體功率器件用金屬外殼，產(chǎn)品導(dǎo)電性、散熱性、絕緣性、鍵合強(qiáng)度、抗氧化、抗腐蝕、抗疲勞、封裝密封性能等指標(biāo)在國(guó)內(nèi)技術(shù)水平處于領(lǐng)先地位，且成本比國(guó)外低。不僅同時(shí)解決了散熱及信號(hào)屏蔽問(wèn)題，更增強(qiáng)了外殼性能，適合承載大電流、大功率、高反壓、高頻、高速、高靈敏度、低噪聲的高導(dǎo)熱半導(dǎo)體器件封裝用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

如圖1和圖2所示，一種半導(dǎo)體功率器件用金屬外殼，包括管座和引線；

所述的管座包括框形的鋼殼體1，鋼殼體1底部有鎢銅底板2，鎢銅底板2的一端延伸至鋼殼體1外，延伸出的部分上開(kāi)設(shè)有通孔，在鋼殼體1內(nèi)部，所述的鎢銅底板1上設(shè)置有氧化鈹片3，氧化鈹片3上設(shè)置有鉬片4；

鋼殼體1上有三個(gè)封接孔，三個(gè)封接孔內(nèi)分別設(shè)置引線5，引線5與封接孔之間通過(guò)絕緣子6相連接；所述的引線5的兩端分別為內(nèi)端和外端，所述的外端位于鋼殼體1外部、內(nèi)端位于鋼殼體1內(nèi)部，所述的內(nèi)端為扁平結(jié)構(gòu)，內(nèi)端的寬度大于封接孔直徑；其中一根引線的內(nèi)端上還有連接孔，連接孔內(nèi)固定有接線柱7，所述的接線柱7與鉬片4連接。

鋼殼體1的頂部設(shè)有封裝蓋板，封裝蓋板、鋼殼體1和鎢銅底板2形成一個(gè)密封腔體。

該一種半導(dǎo)體功率器件用金屬外殼采用了多種材料，鋼殼體1為10號(hào)鋼材，引線5為可伐（4j29）包銅引線。能滿足新一代功率半導(dǎo)體器件的封裝要求，并能適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)。通過(guò)改進(jìn)引線結(jié)構(gòu)，引線5為打扁引線與接線柱7通過(guò)鉆孔技術(shù)焊接一體，使得內(nèi)部空間增大，增加熱量流通空間及承載芯片的空間，內(nèi)部采用氧化鈹片3與鉬片4焊接技術(shù)增強(qiáng)產(chǎn)品熱傳導(dǎo)性及屏蔽性能，鎢銅底板2采用無(wú)氧銅，提升外殼散熱性能；接線柱7采用4j29可伐合金，絕緣子6使用al2o3陶瓷絕緣子，與引線5焊接滿足絕緣電阻、密封性能要求，絕緣電阻：500vdc，r≥1×1010ω；漏氣速率：≤1×10-3pa·cm³/s。

金屬殼體制備工藝：

將鋼殼體1與鎢銅底板2、氧化鈹片3、鉬片4、絕緣子6、接線柱7、引線5連接采用高溫?zé)Y(jié)、釬焊連接于一體。為構(gòu)成密封腔體，使用時(shí)要在鋼殼體1腔體上方焊接封裝蓋板，封裝蓋板與鋼殼體1腔體封口方式為平行縫焊。

其中絕緣子6al2o3陶瓷材料與引線5密封釬焊技術(shù)：產(chǎn)品有較絕緣要求和較高密封性能，絕緣電阻：500vdc，r≥1×1010ω；漏氣速率：≤1×10-3pa·cm3/s；用al2o3陶瓷制作成絕緣子，替代玻璃絕緣子，分別與10#鋼基體、可伐包銅引線焊接，以滿足絕緣電阻、密封性能。

其中絕緣子6即al2o3陶瓷絕緣子與鋼殼體1的焊接技術(shù)：

由于不同材料的膨脹系數(shù)差距較大，陶瓷絕緣子不能用常規(guī)方法直接與金屬的鋼殼體1焊接。采取先將絕緣子6與引線5燒結(jié)在與之膨脹系數(shù)相近的可伐合金材料上，制成過(guò)渡用封接件，然后用端磨夾具，對(duì)絕緣子引線的端頭研磨，使之符合產(chǎn)品尺寸及平整度要求，再將過(guò)渡封接件與鋼殼體1焊接于一體制成陶瓷絕緣子，解決了引線偏心、絕緣子開(kāi)裂，內(nèi)引線尺寸不一致的問(wèn)題，保證了密封性能。

其中氧化鈹片3與鉬片4焊接技術(shù)：

beo具有極佳的熱傳導(dǎo)性能和絕緣性能，且介電常數(shù)低，但是beo與金屬材料焊接后beo受到應(yīng)力，極易開(kāi)裂，從而導(dǎo)致漏氣。為有效措施解決beo與金屬mo的焊接和beo開(kāi)裂問(wèn)題，在氧化鈹片3上下兩面金屬化后再與鉬片4焊接。beo與金屬mo使用有效保證殼體散熱，特別是鉬片的使用，保證阻絕外界干擾電波。

其中引線5內(nèi)端打扁鉆孔技術(shù)：

該產(chǎn)品殼體內(nèi)引線為直徑1mm的4j29包銅材料，端頭要求扁平狀，在扁平面鉆一小孔，扁平面需與底板平行，先將引線端頭打扁后鉆孔，再將引線焊接至殼體上，解決殼體內(nèi)引線端頭打孔問(wèn)題。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種新型功率半導(dǎo)體器件，特別涉及一種半導(dǎo)體功率器件用金屬外殼，鋼殼體底部有鎢銅底板，鎢銅底板的一端延伸至鋼殼體外，延伸出的部分上開(kāi)設(shè)有通孔，在鋼殼體內(nèi)部，鎢銅底板上設(shè)置有氧化鈹片，氧化鈹片上設(shè)置有鉬片；鋼殼體上有三個(gè)封接孔，三個(gè)封接孔內(nèi)分別設(shè)置引線，引線與封接孔之間通過(guò)絕緣子相連接；引線的兩端分別為內(nèi)端和外端，外端位于鋼殼體外部、內(nèi)端位于鋼殼體內(nèi)部，內(nèi)端為扁平結(jié)構(gòu)，內(nèi)端的寬度大于封接孔直徑；其中一根引線的內(nèi)端上還有連接孔，連接孔內(nèi)固定有接線柱，接線柱與鉬片連接。本發(fā)明增強(qiáng)了外殼性能，適合承載大電流、大功率、高反壓的高導(dǎo)熱半導(dǎo)體器件封裝用。

技術(shù)研發(fā)人員：孟令平;何晟
受保護(hù)的技術(shù)使用者：宜興市吉泰電子有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.03
技術(shù)公布日：2017.07.18