Igto封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電子器件封裝結(jié)構(gòu)，尤其是一種IGTO器件的封裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]可關(guān)斷晶閘管GTO (Gate Turn-Off Thyristor)亦稱門控晶閘管。普通晶閘管(SCR)靠門極正信號觸發(fā)之后，撤掉信號亦能維持通態(tài)。欲使之關(guān)斷，必須切斷電源，使正向電流低于維持電流，或施以反向電壓強(qiáng)近關(guān)斷。這就需要增加換向電路，不僅使設(shè)備的體積重量增大，而且會(huì)降低效率，產(chǎn)生波形失真和噪聲?？申P(guān)斷晶閘管(GTO)克服了上述缺陷，它既保留了普通晶閘管耐壓高、電流大等優(yōu)點(diǎn)，又具有自關(guān)斷能力，因而在使用上比普通晶閘管方便，是理想的高壓、大電流開關(guān)器件。大功率可關(guān)斷晶閘管已廣泛用于斬波調(diào)速、變頻調(diào)速、逆變電源等領(lǐng)域。
[0003]IGTO器件是由GTO和配套的驅(qū)動(dòng)電路共同組成，原理如圖1所示，GTO器件和驅(qū)動(dòng)用的MOS開關(guān)管(圖1中的31、32、33)連接；GT0器件的驅(qū)動(dòng)電路做在一塊驅(qū)動(dòng)電路板(PCB板)上，GTO器件是一個(gè)分離的圓餅型器件，GTO器件與驅(qū)動(dòng)電路板之間不僅需要可靠的電氣連接，還要求這種電氣連接的引線電感降到最小，驅(qū)動(dòng)電路上的損耗發(fā)熱也能通過這種電氣連接傳導(dǎo)至GTO上的散熱器。
[0004]另外考慮應(yīng)用時(shí)，IGTO是一個(gè)壓接型器件，封裝設(shè)計(jì)需要兼顧IGTO壓接使用的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種IGTO封裝結(jié)構(gòu)，大大縮短了 GTO器件至驅(qū)動(dòng)電路板的引線，可顯著減小引線電感；并且GTO器件與驅(qū)動(dòng)線路板連接牢固穩(wěn)定，散熱效果好，封裝好的ITGO器件也便于壓接使用。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種IGTO封裝結(jié)構(gòu)，包括GTO器件、驅(qū)動(dòng)電路板，所述GTO器件卡在驅(qū)動(dòng)電路板上的安裝孔中，且GTO器件的門極和陰極與驅(qū)動(dòng)電路板電連接。
[0007]具體地，所述GTO器件包括絕緣殼體，絕緣殼體的頂部中間為GTO器件的陽極兼做IGTO器件的陽極；GT0器件絕緣殼體的外側(cè)面上設(shè)有兩道上下間隔的環(huán)形結(jié)構(gòu)，上一道環(huán)形結(jié)構(gòu)為GTO器件的門極環(huán)，下一道環(huán)形結(jié)構(gòu)為GTO器件的陰極環(huán)；GT0器件的陰極環(huán)不連續(xù)，至少開有一處缺口 ；GT0器件的陰極環(huán)通過缺口先卡入一部分進(jìn)入驅(qū)動(dòng)電路板上的安裝孔中，再旋轉(zhuǎn)使得GTO器件卡入驅(qū)動(dòng)電路板的安裝孔中，且GTO器件的陰極環(huán)和門極環(huán)分別位于驅(qū)動(dòng)電路板的反面和正面；
[0008]在GTO器件的門極環(huán)和陰極環(huán)上分別開有位置對應(yīng)的第一固定孔；
[0009]在驅(qū)動(dòng)電路板上一側(cè)開有一個(gè)安裝孔，安裝孔周圍一圈的驅(qū)動(dòng)電路板正面和反面設(shè)有第一電連接區(qū)；在驅(qū)動(dòng)電路板安裝孔周圍的第一電連接區(qū)中開有與GTO器件上第一固定孔位置相對應(yīng)的第二固定孔；
[0010]GTO器件卡入驅(qū)動(dòng)電路板的安裝孔后，GTO器件門極環(huán)和陰極環(huán)上的第一固定孔與驅(qū)動(dòng)電路板上的第二固定孔對位并用絕緣螺絲緊固，使得GTO器件門極環(huán)和陰極環(huán)分別與驅(qū)動(dòng)電路板正反面的第一電連接區(qū)緊密接觸電連接。
[0011]進(jìn)一步地，所述的IGTO封裝結(jié)構(gòu)，還包括一個(gè)導(dǎo)電襯底；在驅(qū)動(dòng)電路板反面固定導(dǎo)電襯底，導(dǎo)電襯底為類托盤型結(jié)構(gòu)，將GTO器件的底部覆蓋保護(hù)，且與GTO器件底部之間設(shè)有絕緣墊；導(dǎo)電襯底與驅(qū)動(dòng)電路板的接觸部位電連接，用作IGTO器件的陰極。
[0012]更進(jìn)一步地，導(dǎo)電襯底底部為平坦區(qū)，從底部平坦區(qū)外沿向上并向外延伸出襯底連接部，在襯底連接部上開有第三固定孔；而在驅(qū)動(dòng)電路板上開有與第三固定孔位置對應(yīng)的第四固定孔；驅(qū)動(dòng)電路板反面第四固定孔周圍設(shè)有與導(dǎo)電襯底的接觸的第二電連接區(qū)。
[0013]進(jìn)一步地，所述的IGTO封裝結(jié)構(gòu)，還包括一個(gè)保護(hù)罩；保護(hù)罩為半開放結(jié)構(gòu)，包括上保護(hù)罩和下保護(hù)罩；保護(hù)罩僅將GTO器件和驅(qū)動(dòng)電路板的非壓接區(qū)域覆蓋保護(hù)；下保護(hù)罩上一側(cè)設(shè)有開孔，用于容納導(dǎo)電襯底；下保護(hù)罩的開孔周圍設(shè)有與襯底連接部上的第三固定孔位置相對應(yīng)的第五固定孔；使用導(dǎo)電螺絲穿過第五固定孔、第三固定孔、第四固定孔，將驅(qū)動(dòng)電路板、導(dǎo)電襯底和下保護(hù)罩一起固定，且使得導(dǎo)電襯底的襯底連接部與驅(qū)動(dòng)電路板反面的第二電連接區(qū)緊密接觸電連接。
[0014]更優(yōu)地，GTO器件的陰極環(huán)上最大的一個(gè)缺口所對應(yīng)的圓心角大于25度。
[0015]具體地，GTO器件門極環(huán)和陰極環(huán)的材料為銅箔。
[0016]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0017]I )GT0器件與驅(qū)動(dòng)電路板的連接結(jié)構(gòu)，使得GTO器件的門極、陰極與驅(qū)動(dòng)電路板的連接引線可縮減至最短，最大限度減小GTO與驅(qū)動(dòng)電路板上的MOS開關(guān)管的引線電感，這種方式的引線電感小于20nH ;而環(huán)形結(jié)構(gòu)的接觸面使得GTO器件與驅(qū)動(dòng)電路板連接接觸面積大，電氣連接穩(wěn)定可靠，同時(shí)也有利于熱傳導(dǎo)。
[0018]2)導(dǎo)電襯底連接驅(qū)動(dòng)線路板用作IGTO器件的陰極，同時(shí)可起到良好散熱作用，與傳統(tǒng)的GTO相比，GTO器件、MOS開關(guān)管產(chǎn)生的熱量均能通過導(dǎo)電襯底傳遞至散熱器。
【附圖說明】
[0019]圖1為IGTO器件原理圖。
[0020]圖2為本實(shí)用新型的GTO器件外形示意圖。
[0021]圖3為本實(shí)用新型的GTO器件陰極示意圖。
[0022]圖4a和圖4b分別為本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)電路板正面和反面示意圖。
[0023]圖5為本實(shí)用新型的封裝結(jié)構(gòu)爆炸圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0025]本實(shí)用新型提出的IGTO封裝結(jié)構(gòu)，包括GTO器件1、驅(qū)動(dòng)電路板2、導(dǎo)電襯底3和保護(hù)罩4;
[0026]GTO器件I如圖2所示，總體成圓餅型，包括陶瓷絕緣殼體101，絕緣殼體101的頂部中間為GTO器件的陽極102兼做IGTO器件的陽極；GT0器件絕緣殼體101的外側(cè)面上設(shè)有兩道上下間隔的環(huán)形結(jié)構(gòu)，上一道環(huán)形結(jié)構(gòu)為GTO器件的門極環(huán)103，下一道環(huán)形結(jié)構(gòu)為GTO器件的陰極環(huán)104 ;附圖1中的標(biāo)記103和104也就是GTO的門極和陰極；而傳統(tǒng)的GTO門極引出線為一根4平方毫米的銅線；GT0器件的門極環(huán)103和陰極環(huán)104都為銅箔，表面鍍錫或鍍銀；
[0027]GTO器件的陰極環(huán)104不連續(xù)，至少開有一處缺口 105 ;本例中，如圖3所示，GTO器件的陰極環(huán)104開有四處缺口，最大的一個(gè)缺口所對應(yīng)的圓心角最好大于25度。由于銅箔有彈性，因此GTO器件的陰極環(huán)104可以通過最大缺口先卡入一部分進(jìn)入驅(qū)動(dòng)電路板2上的安裝孔中，再旋轉(zhuǎn)使得GTO器件I卡入驅(qū)動(dòng)電路板2的安裝孔中，且GTO器件的陰極環(huán)104和門極環(huán)103分別位于驅(qū)動(dòng)電路板2的反面和正面；
[0028]為了將GTO器件I與驅(qū)動(dòng)電路板2固定，在GTO器件的門極環(huán)103和陰極環(huán)104上分別開有位置對應(yīng)的第一固定孔106 ;
[0029]驅(qū)動(dòng)電路板2如圖4a和圖4b所示，驅(qū)動(dòng)電路板2上設(shè)有與GTO器件I相關(guān)的MOS開關(guān)管(圖4a和圖4b中未畫出S2、S3)，在驅(qū)動(dòng)電路板2上一側(cè)開有一個(gè)安裝孔201，安裝孔201周圍一圈的驅(qū)動(dòng)電路板正面和反面均覆銅，作為第一電連接區(qū)202 ;在驅(qū)動(dòng)電路板2安裝孔201周圍的第一電連接區(qū)202中開有與GTO器件I上第一固定孔106位置相對應(yīng)的第二固定孔203 ;(注意第一電連接區(qū)202正反面是不連通的，否則GTO的門極和陰極就短路了)
[0030]GTO器件I卡入驅(qū)動(dòng)電路板2的安裝孔201后，GTO器件門極環(huán)103和陰極環(huán)104上的第一固定孔106與驅(qū)動(dòng)電路板2上的第二固定孔203對位并用絕