[发明专利]多光敏区光控晶闸管芯片的陶瓷管壳全压接封装结构

说明书

本发明涉及一种多光敏区光控晶闸管芯片的陶瓷管壳全压接封装结构，阳极管壳陶瓷壳体的侧面设有一对四分光器连接器，内部通过分光器将1路光信号分配至4个光敏区，分光器能够均匀分配光能量，尽量减少光损失，光纤的末端是四个激光头，通过定位可靠地对准芯片的光敏触发区中心位置。该装置在管壳外部通过输入端连接适配器直接通过外部输入单芯光纤连接用户的控制信号光源，从而实现一路输入、多路输出光信号的分光功能，满足多光敏区光控晶闸管的触发需要。本发明属于特大功率、高di/dt的功率半导体器件，集成了多路光触发装置，解决了光触发信号的引入、分光、触发和芯片定位等工艺技术，实现多光敏区光控晶闸管的封装技术。

技术领域

本发明属于电力电子器件制造技术领域，是一种新型电力电子器件——特大功率光控晶闸管的封装结构，特别是多光敏区光控晶闸管芯片的陶瓷管壳全压接封装结构。

背景技术

光控晶闸管区别于利用电信号触发的电控晶闸管而采用光信号触发，特点在于采用光触发时光信号产生方便、传输距离长、触发响应快、抗电磁干扰、控制灵活等，功率回路和控制回路用光来结合容易绝缘，触发装置小型化，在工程的串并联应用中比电控晶闸管具有显著优势。

目前国内外光控晶闸管以6英寸4000A/8500V为例，di/dt耐量一般为1300A/μs，不能满足脉冲和高频电力电子装置的应用需求。为进一步提高器件的di/dt耐量，新型多光敏区光控晶闸管(见附图1和附图2)将原光控晶闸管的一个光敏区和一组放大门极触发机制变换为四个光敏区和四个放大门极机制，将它们集成在同一个半导体芯片上，在平面分部上由此前的触发区1个中心布局改为4个圆周均分布局的结构。单一光敏区光控晶闸管将触发机构与芯片作为两个部分来设计，即陶瓷管壳只用于封装芯片，管壳盖中心部位留有窗口，触发装置独立于器件管壳之外安装，使用时光触发装置从外部安装。目前单光敏区触发的光控晶闸管封装结构采用压接冷焊技术，芯片通过阳极和阴极钼片定位，陶瓷管壳盖的中心开透明宝石玻璃窗外装光纤机构的方法，一对一的中心布局结构，不存在特别的触发区与光纤位置定位问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可满足多光敏区光控晶闸管芯片的陶瓷管壳全压接封装结构。多光敏区光控晶闸管为一路光信号控制四个光敏区，对器件的封装工艺提出新要求，其中要解决光源一分四的分光、光源引入、芯片定位、光纤装置定位、陶瓷管壳密封等问题，因此，本发明就是专门设计了新的管壳结构，解决了这种新器件的分光器集成和陶瓷管壳封装问题。