[发明专利]GCT门极绝缘座及门极组件

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，尤其涉及一种GCT门极绝缘座及门极组件。

背景技术

目前，IGCT（集成门极换流晶闸管）器件作为单管容量最大的全控型功率器件，因其容量大、开关速度快、开关损耗低及di/dt耐量高等优越性能，广泛地应用于诸如轻型直流输电、智能电网、电力变流器。电力逆变器等领域，前景广阔，未来发展空间巨大。

IGCT器件主要由GCT元件以及与之引出电极相连接的驱动电路板组成，其中，GCT元件是IGCT器件的核心部件，至关重要。GCT元件主要由半导体开关芯片和封装管壳构成，而封装管壳包括管座、门极组件、阴极钼片、阳极钼片、管盖等，其中，门极组件则主要由垫片、弹簧、绝缘座及环形门极等组成。绝缘座是门极组件中的核心零件，其它零件的设计都是围绕绝缘座进行，因此绝缘座的设计对于整个IGCT器件来说也显得非常重要。

绝缘座主要用于保证芯片门极和阴极之间的电绝缘，因此在封装管壳的结构中绝缘座必须隔离管座铜块、阴极钼片与环形门极之间的接触。因此，绝缘座通常为形成有一个单向开口的腔体，典型的截面结构为U型结构，结构示意图如图1（1）至图1（3）所示，图1（1）是绝缘座的立体示意图，图1（2）是绝缘座的俯视图，图1（3）是绝缘座的A-A向剖面图。该绝缘座的内侧壁11的内表面和外侧壁12的外表面为平整结构，该绝缘座的截面结构为直筒结构，与之配合的内外阴极钼片位置不能固定，该内外阴极钼片能够发生小幅串动，有可能导致绝缘座挤压变形从而引发器件门极和阴极之间的短路。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种GCT门极绝缘座及门极组件，以克服由于上述绝缘座不能有效地限定内外阴极钼片的位置，容易引起门极和阴极之间的短路的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种GCT门极绝缘座，所述绝缘座为单向开口的腔体，所述腔体包括内侧壁、外侧壁和底部，所述外侧壁包括若干个间断的外子侧壁，所述内侧壁的内表面和/或所述外侧壁的至少一个外子侧壁的外表面呈阶梯式结构。

较优地，所述阶梯式结构包括一个台阶，所述台阶的水平面将其所在的所述内侧壁和/或所述外侧壁的外子侧壁分为第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述第二部分的上方。

较优地，在所述内侧壁的第一部分的内表面上和/或所述外侧壁的外子侧壁的第一部分的外表面上设置有加强筋。

较优地，所述绝缘座还包括至少一个位于所述底部的限位块。

较优地，所述限位块包括向下突出的第一限位子块和向外侧面突出的第二限位子块。

较优地，所述限位块均匀分布在所述绝缘座的底部。

较优地，所述限位块为4个。

较优地，所述绝缘座的材料为添加有聚酰胺纤维的聚苯硫醚。

较优地，所述绝缘座采用注塑成型方法制成。

较优地，所述内侧壁包括若干个间断的内子侧壁。

一种GCT门极组件，从下向上依次包括下垫片、下弹性垫片、上弹性垫片、上垫片、绝缘座、内垫片以及环形门极，所述绝缘座为上述任一项所述的绝缘座的结构。

较优地，所述下弹性垫片和所述上弹性垫片的结构为类似碟簧的结构。

本发明提供的GCT门极绝缘座，包括内侧壁和外侧壁，该内侧壁的内表面和/或外侧壁的外表面呈阶梯式结构。即该内侧壁的内表面和/或外侧壁的外表面具有至少一个台阶。在GCT元件封装时，与绝缘座配合的内外阴极钼片可以放置在该台阶上，这样不仅可以减小绝缘座与阴极钼片之间的间隙限定阴极钼片的横向偏动，而且可以在封装成的GCT元件中由于弹性垫片的弹力作用通过绝缘座会给阴极钼片提供一个预紧力，避免了在搬动翻转器件时造成的阴极钼片的纵向偏动。通过该台阶对阴极钼片的限制，避免了阴极钼片与绝缘座之间的挤压变形而引发的器件门极和阴极之间的短路，确保了GCT元件的封装合格率。

附图说明

为了清楚地理解本发明或现有技术的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1（1）至图1（3）是现有技术中绝缘座的结构示意图；

图2（1）和图2（2）是现有技术中的GCT门极组件结构示意图；

图3（1）和图3（2）是现有技术中的GCT元件结构示意图；

图4（1）至图4（3）是本发明实施例的绝缘座结构示意图；