CN107068620B - 一种to金属陶瓷管壳结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种TO金属陶瓷管壳结构，包括管壳壳体、内部电极和外部电极；所述管壳壳体包括矩形铁镍合金边框、安装在矩形铁镍合金边框底部的钨铜底板以及烧结在钨铜底板顶部的氧化铍绝缘片；所述内部电极包括第一钼铜电极片和第二钼铜电极片，且第一钼铜电极片和第二钼铜电极片分别烧结在氧化铍绝缘片之上；所述外部电极包括第一电极片、第二电极片和第三电极片，本发明TO金属陶瓷管壳结构，巧妙地将普通TO金属陶瓷管壳产品的电极引出由芯片到第三电极片间的键合，变换到由芯片到第二钼铜电极片间的键合；陶瓷管壳产品尺寸与塑封产品保持一致，达到了兼容互换的目的。

Description

一种TO金属陶瓷管壳结构
技术领域
本发明涉及半导体器件技术领域，具体为一种TO金属陶瓷管壳结构。
背景技术
半导体（ semiconductor），指常温下 导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料。半导体在 收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有 硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。
目前，进口TO外形功率MOSFET等半导体分立器件均为塑料封装形式，塑封产品被公认为非密封器件，国内专家已提出了高质量等级产品禁用塑封器件的要求。为了满足我国军用高可靠应用领域及国防重点工程的产品配套，需要用金属陶瓷封装结构取代塑封结构。当前国内普通TO金属管壳结构，其内部只有一个大焊接区，用来焊接芯片，其内部电极引出端与外部三根外引线为一体，中间引线与大焊接区直接焊接，两侧引线悬空做为芯片电极引出的键合区，由于键合区面积有限，不能进行多条粗铝线的键合，满足不了大电流的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种TO金属陶瓷管壳结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种TO金属陶瓷管壳结构，包括管壳壳体、内部电极和外部电极；所述管壳壳体包括矩形铁镍合金边框、安装在矩形铁镍合金边框底部的钨铜底板以及烧结在钨铜底板顶部的氧化铍绝缘片；所述内部电极包括第一钼铜电极片和第二钼铜电极片，且第一钼铜电极片和第二钼铜电极片分别烧结在氧化铍绝缘片之上；所述外部电极包括第一电极片、第二电极片和第三电极片，且第一电极片、第二电极片和第三电极片与管壳壳体之间通过陶瓷绝缘子烧结构成；所述第一电极片在管壳壳体内部悬空；所述第二电极片和第三电极片分别通过铜柱与第一钼铜电极片和第二钼铜电极片烧结；所述管壳壳体表面的镀层为镍层。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第一钼铜电极片的尺寸为9.5mm×9.2mm，所述第二钼铜电极片的尺寸为2.0mm×9.2mm；第一钼铜电极片和第二钼铜电极片为钼铜材料，表面镀镍，镍层厚度为5μm～8.9μm。
作为本发明的一种优选技术方案，所述内部电极与外部电极之间的连接方式为电性连接；铜柱通过电流能力值范围为70A-100A。
作为本发明的一种优选技术方案，所述矩形铁镍合金边框在靠近引出端位置，采用局部减薄技术，增加其与引出端距离，在保证产品耐压的同时解决了壳体尺寸较小与引线间距较大的矛盾。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第一钼铜电极片为芯片焊接区，所述第二钼铜电极片为芯片大电流电极引出的键合区，可键合多条粗铝线，允许流过大电流。
作为本发明的一种优选技术方案，所述矩形铁镍合金边框，烧结外引线之前，将矩形铁镍合金边框底部两边进行局部减薄，壁厚由1.3mm减薄到0.7mm，减薄长度为4mm。
有益效果
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明TO金属陶瓷管壳结构，所述管壳壳体包括矩形铁镍合金边框、安装在矩形铁镍合金边框底部的钨铜底板以及烧结在钨铜底板顶部的氧化铍绝缘片；所述内部电极包括第一钼铜电极片和第二钼铜电极片，且第一钼铜电极片和第二钼铜电极片分别烧结在氧化铍绝缘片之上；所述外部电极包括第一电极片、第二电极片和第三电极片，且第一电极片、第二电极片和第三电极片与管壳壳体之间通过陶瓷绝缘子烧结构成；所述第一电极片在管壳壳体内部悬空；所述第二电极片和第三电极片分别通过铜柱与第一钼铜电极片和第二钼铜电极片烧结；巧妙地将普通TO金属陶瓷管壳产品的电极引出由芯片到第三电极片间的键合，变换到由芯片到第二钼铜电极片间的键合；陶瓷管壳产品尺寸与塑封产品保持一致，达到了兼容互换的目的；实用性强，易于推广使用。
附图说明
图1为本发明的侧视图；
图2为本发明的俯视图；
图中：1-内部电极、2-外部电极、3-矩形铁镍合金边框、4-钨铜底板、5-氧化铍绝缘片、6-第一钼铜电极片、7-第二钼铜电极片、8-第一电极片、9-第二电极片、10-第三电极片、11-陶瓷绝缘子、12-铜柱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2本发明提供的一种实施例：一种TO金属陶瓷管壳结构，包括管壳壳体、内部电极1和外部电极2；所述管壳壳体包括矩形铁镍合金边框3、安装在矩形铁镍合金边框3底部的钨铜底板4以及烧结在钨铜底板4顶部的氧化铍绝缘片5；所述内部电极1包括第一钼铜电极片6和第二钼铜电极片7，且第一钼铜电极片6和第二钼铜电极片7分别烧结在氧化铍绝缘片5之上；所述外部电极2包括第一电极片8、第二电极片9和第三电极片10，且第一电极片8、第二电极片9和第三电极片10与管壳壳体之间通过陶瓷绝缘子11烧结构成；所述第一电极片8在管壳壳体内部悬空；所述第二电极片9和第三电极片10分别通过铜柱12与第一钼铜电极片6和第二钼铜电极片7烧结；所述管壳壳体表面的镀层为镍层；所述第一钼铜电极片6的尺寸为9.5mm×9.2mm，所述第二钼铜电极片7的尺寸为2.0mm×9.2mm；第一钼铜电极片6和第二钼铜电极片7为钼铜材料，表面镀镍，镍层厚度为5μm～8.9μm；所述内部电极1与外部电极2之间的连接方式为电性连接；为了保证大电流能力，钨铜底板4由普通TO金属陶瓷管壳的一个第一钼铜电极片6改成两个电极片，其中第一钼铜电极片6用于焊接管芯，第二钼铜电极片7用于管芯大电流引出端（如功率MOSFET的源极、功率三极管的发射极、功率晶闸管的阴极）的键合区，可以键合多条粗铝线；第一钼铜电极片6和第二钼铜电极片7使用铜柱12与外电极连接，其电流能力可达70A-100A；所述矩形铁镍合金边框3在靠近引出端位置，采用局部减薄技术，增加其与引出端距离，在保证产品耐压的同时解决了壳体尺寸较小与引线间距较大的矛盾；所述第一钼铜电极片6为芯片焊接区，所述第二钼铜电极片7为芯片大电流电极引出的键合区，可键合多条粗铝线，允许流过大电流；所述矩形铁镍合金边框3，烧结外引线之前，将矩形铁镍合金边框3底部两边进行局部减薄，壁厚由1.3mm减薄到0.7mm，减薄长度为4mm。
综上所述
本发明TO金属陶瓷管壳结构，所述管壳壳体包括矩形铁镍合金边框3、安装在矩形铁镍合金边框3底部的钨铜底板4以及烧结在钨铜底板4顶部的氧化铍绝缘片5；所述内部电极1包括第一钼铜电极片6和第二钼铜电极片7，且第一钼铜电极片6和第二钼铜电极片7分别烧结在氧化铍绝缘片5之上；所述外部电极2包括第一电极片8、第二电极片9和第三电极片10，且第一电极片8、第二电极片9和第三电极片10与管壳壳体之间通过陶瓷绝缘子11烧结构成；所述第一电极片8在管壳壳体内部悬空；所述第二电极片9和第三电极片10分别通过铜柱12与第一钼铜电极片6和第二钼铜电极片7烧结；巧妙地将普通TO矩形铁镍合金边框3产品的电极引出由芯片到第三电极片间的键合，变换到由芯片到第二钼铜电极片7间的键合；陶瓷管壳产品尺寸与塑封产品保持一致，达到了兼容互换的目的；实用性强，易于推广使用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种TO金属陶瓷管壳结构，包括管壳壳体、内部电极（1）和外部电极（2）；其特征在于：所述管壳壳体包括矩形铁镍合金边框（3）、安装在矩形铁镍合金边框（3）底部的钨铜底板（4）以及烧结在钨铜底板（4）顶部的氧化铍绝缘片（5）；所述内部电极（1）包括第一钼铜电极片（6）和第二钼铜电极片（7），且第一钼铜电极片（6）和第二钼铜电极片（7）分别烧结在氧化铍绝缘片（5）之上；所述外部电极（2）包括第一电极片（8）、第二电极片（9）和第三电极片（10），且第一电极片（8）、第二电极片（9）和第三电极片（10）与管壳壳体之间通过陶瓷绝缘子（11）烧结构成；所述第一电极片（8）在管壳壳体内部悬空；所述第二电极片（9）和第三电极片（10）分别通过铜柱（12）与第一钼铜电极片（6）和第二钼铜电极片（7）烧结；所述管壳壳体表面的镀层为镍层；
所述矩形铁镍合金边框（3）在靠近引出端位置，采用局部减薄技术，增加其与引出端距离，在保证产品耐压的同时解决了壳体尺寸较小与引线间距较大的矛盾，所述矩形铁镍合金边框（3），烧结外引线之前，将矩形铁镍合金边框（3）底部两边进行局部减薄，壁厚由1.3mm减薄到0.7mm，减薄长度为4mm。
2.根据权利要求1所述的一种TO金属陶瓷管壳结构，其特征在于：所述第一钼铜电极片（6）的尺寸为9.5mm×9.2mm，所述第二钼铜电极片（7）的尺寸为2.0mm×9.2mm；第一钼铜电极片（6）和第二钼铜电极片（7）为钼铜材料，表面镀镍，镍层厚度为5μm～8.9μm。
3.根据权利要求1所述的一种TO金属陶瓷管壳结构，其特征在于：所述内部电极（1）与外部电极（2）之间的连接方式为电性连接；铜柱（12）通过电流能力值范围为70A-100A。
4.根据权利要求1所述的一种TO金属陶瓷管壳结构，其特征在于：所述第一钼铜电极片（6）为芯片焊接区，所述第二钼铜电极片（7）为芯片大电流电极引出的键合区，可键合多条粗铝线，允许流过大电流。
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