高温高压应用环境下陶瓷外壳设计加工及可靠性评估

为满足碳化硅二极管在高温(大于200℃)、高压(大于20 kV)环境下的应用需求,采用注浆成型的陶瓷加工工艺制作了一款三腔室外壳。与传统塑料封装相比,陶瓷外壳提高了器件的工作温度和绝缘耐压特性,发挥了碳化硅材料的高温应用优势。针对高低温循环试验后因材料形变导致陶瓷外壳开裂的问题,使用Ansys软件仿真了温度变化导致的结构应力,并优化了外壳隔墙结构,优化后的外壳结构通过了环境应力试验。参照此结构可以采用单腔室、双腔室、多腔室的结构开发出不同电压等级外壳。同样,参照此结构可以采用不同大小的腔室开发出不同正向整流能力的外壳。

超高压玻封二极管玻璃体开裂的原因及工艺优化研究

围绕超高压二极管在环境应力作用下玻璃体开裂问题,结合玻璃粉的材料特性,对特定型号玻璃粉采用不同烧结曲线进行试验,发现增加恒温区烧结时间、减小降温速率,可提高玻璃体韧性;对特定型号的玻璃粉进行二次研磨后再烧结,玻璃体中的沙眼和气泡大幅减小。采用上述工艺制作的超高压二极管样品通过了高温储存、高低温冲击等环境应力试验。