[发明专利]一种基于集成换流的全控型半导体器件封装结构

权利要求书

1.一种基于集成换流的全控型半导体器件封装结构，包括：全控型半导体器件和用于封装所述全控型半导体器件的管壳；其中，

所述全控型半导体器件包括第一芯片组件、第二芯片组件、第三芯片组件、第一过渡层、第二过渡层、第三过渡层和第四过渡层；

所述第一芯片组件的阴极端子通过所述第一过渡层连接至所述全控型半导体器件的阳极；

所述第一芯片组件的阳极端子通过所述第二过渡层连接至所述第二芯片组件的阴极端子；

所述第一芯片组件包括多个晶闸管芯片，每个晶闸管芯片并联粘贴在管壳基板上，每个晶闸管芯片的阴极连接至所述全控型半导体器件的阳极，每个晶闸管芯片的阳极连接至电容；

所述第二芯片组件的阳极端子通过所述第三过渡层连接至所述第三芯片组件的阳极端子；

所述第三芯片组件的阴极端子通过所述第四过渡层连接至所述全控型半导体器件的阴极；

所述第三芯片组件包括多个集成换流晶闸管芯片，每个集成换流晶闸管芯片并联粘贴至管壳基板上，每个集成换流晶闸管芯片的阴极连接至电流传感器，每个集成换流晶闸管芯片的阳极连接至所述全控型半导体器件的阳极；

所述第一过渡层与所述第三过渡层通过导电板连接。

2.根据权利要求1所述的封装结构，其中，所述封装结构还包括置于管壳外的电容、控制器和电流传感器；其中，所述电容的一端通过第一导电板连接至第二过渡层，另一端通过第二导电板连接至第四过渡层；所述控制器包括晶闸管驱动和集成换流晶闸管驱动，所述晶闸管驱动的输入端连接至全控型半导体器件的第一门极输出端，输出端通过第一门极外连线连接至所述晶闸管芯片的门极；所述集成换流晶闸管驱动的输入端连接至全控型半导体器件的第二门极输出端，输出端通过第二门极外连线连接至所述集成换流晶闸管芯片的门极；所述电流传感器的一端连接至所述集成换流晶闸管芯片，另一端与所述晶闸管芯片、二极管芯片和电容中的任意一个连接。

3.根据权利要求2所述的封装结构，其中，所述第二芯片组件包括多个二极管芯片，每个二极管芯片并联粘贴在管壳基板上，每个二极管芯片的阳极连接至所述全控型半导体器件的阳极，每个二极管芯片的阴极连接至所述电容。

4.根据权利要求1所述的封装结构，其中，所述全控型半导体器件的阳极和阴极均为金属导电极，包括如下任一及其组合：金、银、铜、铂、钯、铱及其合金。

5.根据权利要求2所述的封装结构，其中，所述第一门极外连线和第二门极外连线均为导电结构，包括但不限于导电板、导电片和母排中的任意一个或者多个的组合。

6.根据权利要求2所述的封装结构，其中，所述电容包括如下任意一种：薄膜电容、有机介质电容、无机介质电容、电解电容、电热电容和空气介质电容。

7.一种根据权利要求2所述的全控型半导体器件封装结构接收导通信号的控制方法，包括如下步骤：

步骤1：在所述全控型半导体器件的阳极和阴极之间施加正偏置电压，使所述全控型半导体器件处于正向阻断状态；

步骤2：对所述全控型半导体器件的第一门极和第二门极分别通过所述晶闸管驱动控制所述晶闸管芯片及通过所述集成换流晶闸管驱动控制所述集成换流晶闸管芯片导通，所述全控型半导体器件开始导通电流，所述电容通过所述晶闸管芯片和所述集成换流晶闸管芯片放电；

步骤3：所述电流传感器监测流过所述全控型半导体器件的电流，当电流达到设定阈值，所述集成换流晶闸管驱动自动控制所述集成换流晶闸管芯片关断，此时，电流流过所述二极管芯片给所述电容充电；

步骤4：等待一段延时后，所述集成换流晶闸管驱动自动控制所述集成换流晶闸管芯片导通，此时所述全控型半导体器件进入导通状态，集成换流晶闸管驱动自动控制所述集成换流晶闸管芯片导通在整个导通过程只进行一次；当电流不超过设定阈值时，晶闸管驱动和集成换流晶闸管驱动均不动作，此时所述全控型半导体器件进入导通状态。

8.一种根据权利要求2所述的全控型半导体器件封装结构接收关断信号的控制方法，包括如下步骤：

步骤1：当所述全控型半导体器件处于电流导通状态；

步骤2：对所述全控型半导体器件的第一门极通过所述晶闸管驱动控制所述晶闸管芯片导通，此时，所述电容通过所述晶闸管芯片和所述集成换流晶闸管芯片开始放电，延时等待0.75倍振荡周期后对所述全控型半导体器件的第二门极通过所述集成换流晶闸管驱动控制所述集成换流晶闸管芯片关断，完成所述全控型半导体器件封装结构关断。