專利名稱：套迭式晶體管電極及其制造技術的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種套迭式晶體管電極及其制造技術，尤其是在大電流下應用的晶體管電極及制造技術。
現有的晶體管電極，其管腳周圍是絕緣物，絕緣物外接在基板的沖孔內，其制造技術是在鋼基板的沖孔上裝上預制的透孔絕緣珠，將管腳插入絕緣珠孔內，然后在微氧化氣氛中燒結而成;對于銅材基板上的電極，其構成是管腳周圍是絕緣物，絕緣物外邊由大套包圍，大套裝在基板的沖孔內，其制造技術是先成型絕緣子，再將成型的絕緣子放入銅基板的沖孔內，在大套和銅基板沖孔的接觸處加焊料，在還原氣氛中將絕緣子焊接在基板上而成型電極。為了管腳和其周圍絕緣物之間熱匹配和氣密的需要，管腳材料常采用熱膨脹系數和絕緣物相近的柯伐或鐵鎳合金等金屬材料，這些材料的電阻率較大，其導電和導熱能力欠佳，在大電流經過其上時會產生高溫，同時其散熱效果也差，容易引起燒斷內引線，而且選極晶體管集電極再連通不方便。而銅、鋁等純金屬材料的導電和導熱能力大大優于前者，大電流下用作電極管腳材料可有效地降低引線溫度且易于散熱，但由于其熱膨脹系數很大，不能滿足其跟周圍絕緣物之間的熱匹配和氣密性要求，故而得不到使用。
本發明目的是試圖采用一種新式電極及其制造技術以解決晶體管大電流應用時管腳升溫、散熱和其與周圍絕緣物之間熱匹配及氣密需要之間的矛盾。
本發明套迭式電極內容如下在基板的沖孔內接有絕緣物、絕緣物內氣密連接園筒形芯套，芯套內連接芯線或在基板沖孔內接園筒形大套，大套內接絕緣物，絕緣物內氣密連接園筒形芯套，芯套內連接芯線。芯套材料可選柯伐、鐵鎳合金、杜美復合材料，其上邊緣也可翻邊。管腳芯線由銅材制成，也可用鋁、金、銀等純金屬材料，還可以是柯伐與鐵鎳合金。芯線形狀可以是直桿式;也可以將其上端彎曲呈鵝頭型，還可在上端打頭使其截面呈T型。對上端呈T型的非鋁材打頭芯線，為便于其和管芯焊接，避免焊料上爬，可在上面包復一層鋁層，鋁層的包復形式可以是地包天式、天包地式，中心鉚接式或平面結合式。打頭芯線上端包復鋁層的形成可以用導電粘合劑粘結，也可用摩擦焊、蒸鍍或濺射法制得。對于非金、銀芯線;其表面可鍍金、銀，也可鍍錫鈰或鎳。芯套上端高度可以和周圍絕緣物相平，也可高出絕緣物;芯套下端可以和周圍絕緣物相平，也可超出絕緣物。電極的基板可以是管殼底板，也可以是管帽。
為完成上述套迭式電極，需采用如下制造技術在基板的沖孔上放置預制的透孔絕緣珠，將芯套插入絕緣珠孔內燒結或置于微氧化氣氛中燒結，絕緣物牢牢地將芯套燒結在基板上，然后把芯線插入芯套內加焊料將芯線焊接在芯套內，也可用導電粘合劑將芯線粘結在芯套內。芯線焊接在芯套內焊接的過程可以和芯套與絕緣物燒結在基板上的過程同時進行。對于銅或鋁基板上套迭式電極的制造技術如下將預制的絕緣珠放置在大套的孔洞中、將芯套插入絕緣珠孔內燒結成帶芯套絕緣子，將該絕緣子放置在基板沖孔內加焊料將帶芯套絕緣子焊接在基板沖孔內，然后再將芯線插入芯套內加焊料或用導電粘合劑焊結或粘結。芯線插入芯套內焊接的過程可以跟帶芯套絕緣子焊接在基板上的過程同時進行。芯線和芯套的焊接或粘結部位可以在芯套的上端，也可以在芯套的下端或中部，還可在芯套內整體部位，焊結方式可以是加釬料釬焊，也可采用加焊料熔焊或者點焊。
本發明采用套迭式電極及其制造技術、解決了大電流情況下的引線問題，改善了晶體管的高頻性能，提高了選極晶體管電極再連通的質量和勞動生產率。該電極不但用作晶體管電極，還可作功率集成塊及組合器件的引出電極。
本發明附圖如下

圖1和圖2為套迭式電極，其中1是基板、2是絕緣物、3是芯套、4是大套。圖3是包復鋁層的打頭芯線，a是地包天式;b是天包地式;c是鉚接式;d是平面結合式，其中5表示鋁層。圖4是上端彎曲成鵝頭型的芯線和直桿式芯線。圖5是本發明制造技術示意圖，其中e表示絕緣珠放置在基板上;f表示芯套放入絕緣珠的孔洞內，g表示已燒結成型，h表示將芯線插入芯套內焊結制成套迭式電極。圖6是本發明的另一制造技術示意圖，其中i表示絕緣珠放置在大套上;j表示芯套插入絕緣珠孔洞內，k表示已燒結成帶芯套絕緣子，l表示將帶芯套絕緣子放入基板的沖孔內燒結成型;m表示芯線插入芯套內焊結或粘結制成套迭式電極。
本發明實施例1見圖7，基板是銅質管殼底板，芯線為銅質，上端彎曲成鵝頭型，芯套上端翻邊且高出周圍絕緣物。
圖8是實施例2，基板為鋼質管殼底板，芯線為銅質上端打頭型、上端鍍有鋁層、結合方式為平面結合式。
權利要求
1.一種套迭式晶體管電極，包括和基板沖孔相接的絕緣物或大套內接絕緣物，芯線，其特征是在絕緣物內壁氣密連結有芯套、芯套內連接芯線。
2.根據權利要求1所述的套迭式電極，其特征為所述的基板可以是管殼底板，也可是管帽。
3.根據權利要求1所述的套迭式電極，其特征為所述的芯線可以是直桿式，也可在上端打頭使其截面呈T型，還可使上端彎曲成鵝頭型。
4.根據權利要求1所述的套迭式電極，其特征為所述的芯線材料為銅、銀材料或鋁材，也可用柯伐或鐵鎳合金。
5.根據權利要求1所述的套迭式電極，其特征為所述的芯線表面鍍層可以是金、銀、錫鈰或鎳。
6.根據權利要求1、3和4所述的套迭式電極芯線，其特征為所述的芯線是非鋁材上端打頭芯線時，其上端可包復鋁層。
7.根據權利要求1、3和4所述的套迭式電極芯線，其特征為所述的上端包復鋁層的打頭芯線形式可為地包天式，天包地式，中心鉚接式或平面結合式。
8.根據權利要求1、3和4所述的套迭式電極芯線，其特征為所述的打頭芯線上端包復鋁層的形成可以采用導電粘合劑粘結而成，也可用摩擦焊、蒸鍍或濺射法制得。
9.根據權利要求1所述的套迭式電極，其特征為所述的芯套為園筒形，上邊緣可以翻邊。
10.根據權利要求1所述的套迭式電極，其特征為所述的芯套材料可選柯伐、鐵鎳合金或杜美復合材料。
11.根據權利要求1所述的套迭式電極，其特征為所述的芯套上端和周圍絕緣物的高度可相平，也可高出絕緣物。
12.根據權利要求1所述的套迭式電極，其特征為所述的芯套下端可以和絕緣物相平，也可超出絕緣物。
13.一種用于權利要求1所述的套迭式電極的制造技術，將有透孔的預制絕緣珠放置在基板沖孔處，其特征是芯套插入絕緣珠孔內燒結成型，隨后將芯線插入芯套內加焊料將其和芯套焊結在一起，也可用導電粘合劑將芯套和芯線粘結在一起。
14.一種用于權利要求1所述的套迭式電極的另一制造技術，將帶孔絕緣珠放置在大套孔洞上，其特征是將芯套插入絕緣珠孔內燒結成帶芯套絕緣子，再將該絕緣子放置在銅或鋁基板沖孔內加焊料將其焊結在基板上，隨后將芯線插入芯套內加焊料或用導電粘合劑將其焊結或粘結在芯套內。
15.根據權利要求13和14所述的套迭式電極的制造技術，其特征為所述的芯線和芯套焊結的方式可以是加釬料釬焊，也可采用加焊料熔焊或點焊。
16.根據權利要求13和14所述的套迭式電極的制造技術，其特征為所述的芯線和芯套焊結或粘結部位可在芯套上端，也可在芯套下端或中部，還可在芯套內整體部位。
17.根據權利要求13所述的套迭式電極的制造技術，其特征為所述芯套和絕緣物在基板上燒結成型過程可以和芯線焊接在芯套內的過程同時進行。
18.根據權利要求14所述的套迭式電極的另一制造技術，其特征為所述的帶芯套絕緣子焊結在基板上的過程可以和插入芯套的芯線焊結過程同時進行。
全文摘要
本發明涉及一種套迭式晶體管電極及其制造技術，適于大電流下晶體管電極之用。該電極一改傳統電極管腳和周圍絕緣物直接氣密連接的結構方式，而是在管腳芯線外面加芯套將其套入連接，且芯線材料可選導電散熱性能優良的銅等純金屬，從而解決了大電流下晶體管管腳升溫散熱和其與周圍絕緣物之間熱匹配和氣密性要求引起的矛盾，提高了晶體管的高頻性能。本發明電極還可用作功率集成塊及組合器件的引出電極。
文檔編號H01L23/48GK1092906SQ93110328
公開日1994年9月28日 申請日期1993年3月20日 優先權日1993年3月20日
發明者苗慶海 申請人:山東大學