[发明专利]光电半导体部件

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电半导体部件，尤其涉及光触发晶闸管(LTT)中的给光通道。

背景技术

举例而言，当期望在电路的两个不同部分——一个部分通常包括以高电压和/或高电流操作的功率电子部件而另一个部分包括处于低电流范围的电子控制系统——之间进行电位分离的情况下会使用光电部件。可以以用在高压直流输电(HVDC输电)的变换器设施中的光触发晶闸管为示例来描述。在它们的外壳内布置有透明窗，通过该透明窗经由纤维光缆供给光线。来自激光二极管的光脉冲能够通过纤维光缆和透明窗供给到半导体芯片的光敏部，因而致动集成在芯片中的电子部件。

这种电子功率部件要承受温度变化应力。在这种情况下，不同外壳部件的不同热膨胀系数(CTE)会产生问题。具体而言，因为铜(或者也可以是铝或相应的金属合金)和玻璃的热膨胀系数不同，所以贯穿外壳——即附接在铜外壳上的比如由玻璃或玻璃陶瓷(例如硅酸锰玻璃)构成透明窗格——的给光通道存在问题，而且在设计部件时需要特别关注。

在已知的部件中，这些玻璃与金属之间的连接具有复杂的结构。所以，比如，玻璃窗格不能与铜(比如通过焊接)直接连接，相反，在玻璃与金属外壳之间必须设置由陶瓷和/或金属制成的补偿构件，以补偿不同的热膨胀并吸收由此产生的机械拉伸。因此，这些连接对于生产而言是复杂的，这使得最终产品整体上更为昂贵。

本发明的目的是提供一种能够由光致动的电子部件，所述电子部件具有能够以尽可能简单的方式制造的真空密封的给光通道。本发明的另一个目的是给出相应的制造方法。

发明内容

上述目的通过根据权利要求1所述的电子部件和通过权利要求10所述的制造方法来实现。本发明的各种扩展包括在从属权利要求中。

作为本发明的示例，下面公开了一种光致动的电子部件。所述部件包括：气密密封的外壳，所述外壳由金属制成并且包括贯穿的开口；具有光敏部的半导体芯片，所述半导体芯片布置在所述外壳中；透明的窗格，所述窗格布置在所述开口上以使得光线能够通过所述开口和所述窗格、穿过所述外壳落在所述半导体芯片的所述光敏部上，并且使得所述窗格气密地密封所述开口。在所述外壳盖的表面上形成有由金属制成的周边腹板，透明的所述窗格以材料配合的方式与所述腹板连接。

附图说明

提供了以下的附图和进一步的描述以更好地理解本发明。图中的元件不应理解为限制；相反，其主要作用在于描述本发明的理念。在附图中，同一附图标记表示相应的部件。

图1图示了经由光波导管向光触发晶闸管供给光的立体图；

图2以截面形式图示了贯穿晶闸管外壳的给光通道的放大图，在外壳的薄腹板上附接有玻璃或玻璃陶瓷的窗格；

图3以另一截面形式图示了图2的给光通道的玻璃窗格。

具体实施方式

以局部剖开且简化的图示方式，图1以立体方式图示了光触发(功率)晶闸管(LTT)的示例。晶闸管包括外壳10，所述外壳具有由绝缘壁13(比如氧化铝陶瓷材料)分开因而彼此电绝缘的金属外壳盖11和金属外壳底12。外壳盖11和外壳底12由比如铜制造，其表面镀镍。外壳盖11和外壳底12各自构造成金属接触元件，而且还用于晶闸管的电接触。所以，外壳盖11同时是晶闸管的阴极，外壳底12是阳极。实际的功率半导体部件20即半导体芯片夹在外壳盖11和外壳底12各自的相对的表面110与表面120之间。

为了触发功率半导体部件20，外壳盖11具有腔孔14，在所述腔孔14的面向功率半导体部件24的端部(图1中不可见)设置有玻璃或玻璃陶瓷(氧化铝蓝宝石)制成的窗格(见图2，附图标记40)。光波导管30穿过集成在外壳盖11中的槽并穿过腔孔14到达窗格40。离开光波导管30的光因而通过窗格40进入外壳10的内部，并在该处落到功率半导体部件20的光敏部上。通过发送穿过光波导管30的光脉冲，以这种方式致动了光触发晶闸管。

为了保护功率半导体部件20免受腐蚀和其它不希望的环境影响，玻璃窗格40与外壳盖11之间的连接需要真空密封，使得布置在外壳内的部件尤其是功率半导体部件20被气密密封。

玻璃窗格40可以比如焊接在外壳盖上，从而以真空密封的方式对腔室14进行气密密封。