專利名稱：一種大功率半導(dǎo)體模塊的引出電極結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大功率半導(dǎo)體模塊的引出電極結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
功率半導(dǎo)體模塊或稱電力電子模塊是為工作在相對較高的電壓或者相對較高的電流的電路設(shè)計的。功率半導(dǎo)體模塊至少包括功率半導(dǎo)體芯片，用于進(jìn)行電流的切換、調(diào)節(jié)或者整流。當(dāng)今，功率半導(dǎo)體模塊，特別是具有雙管結(jié)構(gòu)的大功率單相半橋快恢復(fù)二極管半導(dǎo)體模塊，被用在許多功率電子電路，尤其是逆變電焊機(jī)、電鍍電源以及變頻器等電路中。功率半導(dǎo)體模塊一般還包含基板，其中上面提到的大功率半導(dǎo)體芯片被放置在所述基板與殼體相配合的表面上。大功率半導(dǎo)體芯片以及放置在所述基板與所述殼體相配合 一側(cè)表面的連接部件被封裝在所述環(huán)氧樹酯的殼體中。其中所述大功率半導(dǎo)體芯片通過引出電極與外露的大功率半導(dǎo)體模塊端子相連。然而，大功率半導(dǎo)體模塊內(nèi)部的半導(dǎo)體芯片在使用過程中都會將一部分電能轉(zhuǎn)化為熱能(熱損耗)，導(dǎo)致模塊整體溫度升高，在停止使用后模塊溫度會降低，這種模塊溫度的升高和降低構(gòu)成模塊使用過程中的工作溫度循環(huán)。模塊溫度升高時導(dǎo)致模塊各部件膨脹，模塊溫度降低時模塊各部件收縮，這種熱脹冷縮會對引出電極產(chǎn)生應(yīng)力，其可能導(dǎo)致所述該引出電極斷裂或者脫離半導(dǎo)體芯片的管腳，使大功率半導(dǎo)體模塊內(nèi)部的連接被破壞?，F(xiàn)有的引出電極結(jié)構(gòu)如圖2所示，其形狀為L形，由長直邊I和短直邊2構(gòu)成，短直邊2與半導(dǎo)體芯片連接，長直邊I連接外接電路。由圖中力學(xué)分析可知，受熱膨脹時引出電極受到B向的作用力，引出電極對管腳存在拉應(yīng)力，變冷收縮時引出電極受到A向作用力，引出電極對管腳存在壓應(yīng)力，長此以往，實(shí)際的產(chǎn)品使用過程中經(jīng)常損壞，產(chǎn)品質(zhì)量低下。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種大功率半導(dǎo)體模塊的引出電極結(jié)構(gòu)，該引出電極結(jié)構(gòu)能夠在熱脹冷縮時減少引出電極對半導(dǎo)體芯片的多余應(yīng)力，使得大功率半導(dǎo)體模塊的產(chǎn)品質(zhì)量提高。本實(shí)用新型通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種大功率半導(dǎo)體模塊的引出電極結(jié)構(gòu)，包括用于連接半導(dǎo)體芯片的短直邊和用于連接外接電路的長直邊，短直邊和長直邊連為一體，其特征在于，所述的長直邊上具有一段彎曲呈弧形的弧形邊。本引出電極結(jié)構(gòu)通過在長直邊上增加一段彎曲呈弧形的弧形邊使得引出電極在熱脹冷縮時通過該弧形邊來減少對半導(dǎo)體芯片的應(yīng)力，從而使引出電極不容易折斷，也使得引出電極和半導(dǎo)體芯片的連接牢固，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。在上述的大功率半導(dǎo)體模塊的引出電極結(jié)構(gòu)中，所述的弧形邊的厚度比長直邊的厚度略小。通過將弧形邊的厚度減小，使得弧形邊更加容易受力變形，減少引出電極的應(yīng)力。在弧形邊厚度減薄的同時，為保證與原有結(jié)構(gòu)有相同的電流的流量，對弧形邊的弧度、長度和寬度根據(jù)實(shí)際情況做相應(yīng)的處理。在上述的大功率半導(dǎo)體模塊的引出電極結(jié)構(gòu)中，所述的短直邊與長直邊相互垂直呈L形，上述的弧形邊向短直邊側(cè)凸出。這種結(jié)構(gòu)具有較好的受力情況。在上述的大功率半導(dǎo)體模塊的引出電極結(jié)構(gòu)中，所述的弧形邊位于長直邊的中部且靠近短直邊。這種結(jié)構(gòu)在焊接時不容易造成人為折斷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本大功率半導(dǎo)體模塊的引出電極結(jié)構(gòu)由于在長直邊上設(shè)計了一段弧形段，使得產(chǎn)生的應(yīng)力對短直邊的影響明顯減弱，增加了引出電極與半導(dǎo)體芯片之間的焊接可靠性，也很好地解決了應(yīng)力對半導(dǎo)體芯片損壞，提高了大功率半導(dǎo)體模塊產(chǎn)品的可靠性和性能。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖?！D2是大功率半導(dǎo)體模塊引出電極的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I、長直邊；2、弧形邊；3、短直邊。
具體實(shí)施方式
以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。如圖I所示，本實(shí)用新型的引出電極結(jié)構(gòu)包括用于連接半導(dǎo)體芯片的短直邊3和用于連接外接電路的長直邊1，短直邊3和長直邊I連為一體，長直邊I上具有一段彎曲呈弧形的弧形邊2。短直邊3與長直邊I相互垂直呈L形，弧形邊2向短直邊3側(cè)凸出，弧形邊2位于長直邊I的中部且靠近短直邊3。為了使弧形邊2更加容易受力變形，弧形邊2的厚度比長直邊I的厚度略小，為保證與原有結(jié)構(gòu)有相同的電流的流量，對弧形邊2的弧度、長度和寬度根據(jù)實(shí)際情況做相應(yīng)的處理。結(jié)合圖1，該引出電極的工作原理如下引出電極熱脹冷縮時，引出電極受到應(yīng)用C并作用于弧形邊2上，由于是弧形邊2會產(chǎn)生微量變形來抵消部分應(yīng)力使短直邊3和底座受到的應(yīng)力D的作用力減小。反之也是相同原理。因此引出電極不容易折斷，也使得引出電極和半導(dǎo)體芯片的連接牢固，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了長直邊I、弧形邊2、短直邊3等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實(shí)用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實(shí)用新型精神相違背的。
權(quán)利要求1.一種大功率半導(dǎo)體模塊的引出電極結(jié)構(gòu)，包括用于連接半導(dǎo)體芯片的短直邊(3)和用于連接外接電路的長直邊(I )，短直邊(3)和長直邊(I)連為一體，其特征在于，所述的長直邊(I)上具有一段彎曲呈弧形的弧形邊(2 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率半導(dǎo)體模塊的引出電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的弧形邊(2)的厚度比長直邊(I)的厚度略小。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的大功率半導(dǎo)體模塊的引出電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的短直邊(3 )與長直邊(I)相互垂直呈L形，上述的弧形邊(2 )向短直邊(3 )側(cè)凸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大功率半導(dǎo)體模塊的引出電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的弧形邊(2)位于長直邊(I)的中部且靠近短直邊(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的大功率半導(dǎo)體模塊的引出電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的弧形邊(2)位于長直邊(I)的中部且靠近短直邊(3)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種大功率半導(dǎo)體模塊的引出電極結(jié)構(gòu)，屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于熱脹冷縮產(chǎn)生的應(yīng)力使引出電極容易折斷或者脫離半導(dǎo)體芯片的問題。本大功率半導(dǎo)體模塊的引出電極結(jié)構(gòu)，包括用于連接半導(dǎo)體芯片的短直邊和用于連接外接電路的長直邊，短直邊和長直邊連為一體，所述的長直邊上具有一段彎曲呈弧形的弧形邊。該引出電極結(jié)構(gòu)能夠在熱脹冷縮時減少引出電極對半導(dǎo)體芯片的多余應(yīng)力，使得大功率半導(dǎo)體模塊的產(chǎn)品質(zhì)量提高。
文檔編號H01L23/49GK202712169SQ201220273249
公開日2013年1月30日 申請日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者管功湖, 董建平, 梁思平 申請人:臨海市志鼎電子科技有限公司