[实用新型]一种大功率半导体模块的引出电极结构

说明书

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，涉及一种大功率半导体模块的引出电极结构。

背景技术

功率半导体模块或称电力电子模块是为工作在相对较高的电压或者相对较高的电流的电路设计的。功率半导体模块至少包括功率半导体芯片，用于进行电流的切换、调节或者整流。当今，功率半导体模块，特别是具有双管结构的大功率单相半桥快恢复二极管半导体模块，被用在许多功率电子电路，尤其是逆变电焊机、电镀电源以及变频器等电路中。

功率半导体模块一般还包含基板，其中上面提到的大功率半导体芯片被放置在所述基板与壳体相配合的表面上。大功率半导体芯片以及放置在所述基板与所述壳体相配合一侧表面的连接部件被封装在所述环氧树酯的壳体中。其中所述大功率半导体芯片通过引出电极与外露的大功率半导体模块端子相连。然而，大功率半导体模块内部的半导体芯片在使用过程中都会将一部分电能转化为热能（热损耗），导致模块整体温度升高，在停止使用后模块温度会降低，这种模块温度的升高和降低构成模块使用过程中的工作温度循环。模块温度升高时导致模块各部件膨胀，模块温度降低时模块各部件收缩，这种热胀冷缩会对引出电极产生应力，其可能导致所述该引出电极断裂或者脱离半导体芯片的管脚，使大功率半导体模块内部的连接被破坏。

现有的引出电极结构如图2所示，其形状为L形，由长直边1和短直边2构成，短直边2与半导体芯片连接，长直边1连接外接电路。由图中力学分析可知，受热膨胀时引出电极受到B向的作用力，引出电极对管脚存在拉应力，变冷收缩时引出电极受到A向作用力，引出电极对管脚存在压应力，长此以往，实际的产品使用过程中经常损坏，产品质量低下。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了一种大功率半导体模块的引出电极结构，该引出电极结构能够在热胀冷缩时减少引出电极对半导体芯片的多余应力，使得大功率半导体模块的产品质量提高。

本实用新型通过下列技术方案来实现：一种大功率半导体模块的引出电极结构，包括用于连接半导体芯片的短直边和用于连接外接电路的长直边，短直边和长直边连为一体，其特征在于，所述的长直边上具有一段弯曲呈弧形的弧形边。

本引出电极结构通过在长直边上增加一段弯曲呈弧形的弧形边使得引出电极在热胀冷缩时通过该弧形边来减少对半导体芯片的应力，从而使引出电极不容易折断，也使得引出电极和半导体芯片的连接牢固，提高了产品质量。

在上述的大功率半导体模块的引出电极结构中，所述的弧形边的厚度比长直边的厚度略小。通过将弧形边的厚度减小，使得弧形边更加容易受力变形，减少引出电极的应力。在弧形边厚度减薄的同时，为保证与原有结构有相同的电流的流量，对弧形边的弧度、长度和宽度根据实际情况做相应的处理。

在上述的大功率半导体模块的引出电极结构中，所述的短直边与长直边相互垂直呈L形，上述的弧形边向短直边侧凸出。这种结构具有较好的受力情况。

在上述的大功率半导体模块的引出电极结构中，所述的弧形边位于长直边的中部且靠近短直边。这种结构在焊接时不容易造成人为折断。

与现有技术相比，本大功率半导体模块的引出电极结构由于在长直边上设计了一段弧形段，使得产生的应力对短直边的影响明显减弱，增加了引出电极与半导体芯片之间的焊接可靠性，也很好地解决了应力对半导体芯片损坏，提高了大功率半导体模块产品的可靠性和性能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是大功率半导体模块引出电极的现有结构示意图。

图中，1、长直边；2、弧形边；3、短直边。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本实用新型的引出电极结构包括用于连接半导体芯片的短直边3和用于连接外接电路的长直边1，短直边3和长直边1连为一体，长直边1上具有一段弯曲呈弧形的弧形边2。短直边3与长直边1相互垂直呈L形，弧形边2向短直边3侧凸出，弧形边2位于长直边1的中部且靠近短直边3。为了使弧形边2更加容易受力变形，弧形边2的厚度比长直边1的厚度略小，为保证与原有结构有相同的电流的流量，对弧形边2的弧度、长度和宽度根据实际情况做相应的处理。