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申请/专利权人：青岛海宜丰电力电子有限公司

摘要：本发明公开一种高温高压全密封硅堆，选用碳化硅作为芯片的基础材料；采用纳米银膏对碳化硅芯片和引线进行焊接串联形成芯片组件；对硅堆外壳进行再设计，采用陶瓷材料制备外壳主体，通过隔离岛将芯片之间的绝缘电压提升至12KV，外部引出两个螺纹陶瓷的引出端直接包住阴极和阳极，扩大了硅堆的放电距离，从而提高了绝缘电压；在灌胶方面，采用由第一组分胶和第二组分固化剂以重量配比140:100组成的灌封胶对合片后的芯片组件实施全密封灌胶，防止加高压时出现空气电离而出现打火的现象；结合本发明提出的纳米银膏真空焊接曲线，使制备出的硅堆满足结温300ºC，反向工作电压10KV的技术要求。

主权项：1.一种高温高压全密封硅堆，包括：多个碳化硅芯片（8）；引线，用于连接碳化硅芯片（8）实现多个碳化硅芯片（8）的串联；其特征在于，还包括：隔离岛式陶瓷外壳（1），呈具有敞口的槽体状；其两端分别引出螺纹陶瓷引出端（5），其内部由隔离岛（2）结构划分出多个彼此绝缘的隔离井（6）；隔离井（6）底部金属化，并在金属化后烧结CPC金属板（9）；从螺纹陶瓷引出端（5）两端分别引出硅堆阴极（3）和硅堆阳极（4）；多个隔离井（6）布设为两排多列的结构；所述隔离岛式陶瓷外壳（1）的顶部边框四周、两头烧结硅堆阴极（3）和硅堆阳极（4）的部位均做金属化处理；所述引线由小钼片（71）、铜导线（73）和大钼片（72）组成桥式连接桥结构；小钼片（71）和大钼片（72）中间用铜导线（73）互联；其中，大钼片（72）下部与隔离井（6）底部焊接，上部与碳化硅芯片（8）的阴极面焊接；小钼片（71）与碳化硅芯片（8）的阳极面焊接；所有金属化的位置和桥式连接桥做电镀金处理，碳化硅芯片（8）的阴极面和阳极面镀银处理；按照如下步骤制备：S1，清洗隔离岛式陶瓷外壳（1），将CPC金属板（9）焊接在各隔离井（6）中；S2，依据纳米银膏真空焊接曲线在共晶焊炉内采用纳米银膏将碳化硅芯片（8）采用引线串联形成芯片组件；其中，采用引线串联形成呈S型结构排布的芯片组件；所述纳米银膏真空焊接曲线为：（1）以5-10min的升温速度烧结至100；（2）在100上保持第一设定时间后，以10-15min的升温速度烧结至250；（3）在250上保温第二设定时间后，以5-10min的降温速度降温至冷却；其中，温度和时间用以保证纳米银膏充分还原，使接触的镀金表面和碳化硅芯片镀银表面牢固的结合在一起；S3，依据所述纳米银膏真空焊接曲线在共晶焊炉内将步骤2的芯片组件与所述隔离岛式陶瓷外壳（1）进行合片；S4，灌胶；包括：（1）按重量比140:100将灌封胶配好；所述灌封胶由第一组分胶和第二组分固化剂组成；其中，第一组分胶由50-90份的乙烯基聚二甲基硅油、5-30份的含氢聚二甲基硅油、1-5份的侧含氢聚二甲基硅油、0.1-4份的甲基硅树脂、0.1-6份的乙烯基硅树脂组成；第二组分固化剂由70-96份的乙烯基句二甲基硅油、1.0-10份的甲基硅树脂、1.0-10份的乙烯基硅树脂、0.01-1份的铂金催化剂、0.01-1份的四甲基二乙烯基二硅氧烷、0.01-1份的乙炔基环己醇组成；（2）搅拌均匀并静置；（3）根据工艺文件规定的胶量对步骤3得到的产品进行灌胶；（4）灌胶后置于真空室内抽真空，静置并挑破气泡；（5）室内固化后再干燥箱内固化；S5，将盖板与步骤4的产品封焊在一起形成高温高压全密封硅堆。

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