[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

说明书

本公开揭示了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；所述第一过渡层与所述第三过渡层通过导电板连接。

技术领域

本公开属于电气设备技术领域，具体涉及一种基于集成换流的全控型半导体器件封装结构。

背景技术

随着高压直流输电和直流电网技术的发展，大容量系统开断应用下的电力电子器件研究变得越来越重要。然而，在目前的大功率半导体电力电子器件开发中，大多是针对高压大功率工业换流应用进行的。在目前的直流断路器方案中，直接将功率器件作为大电流开断器件应用，不仅对器件的极限工作性能和可靠性有着严苛的要求，还对整体断路器设备成本带来较大的负担。

发明内容

针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种基于集成换流的全控型半导体器件封装结构，具有集成度高、体积小、杂散参数小、并能够节省大量结构件成本的优势。

为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：

一种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；

所述第一过渡层与所述第三过渡层通过导电板连接。

优选的，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。

优选的，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所述管壳基板上，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所述电容。

优选的，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所述管壳基板上，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。

优选的，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所述电流传感器，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。

优选的，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。