[发明专利]一种组合式电极及具有其的功率模块和封装方法

说明书

本发明提供了一种组合式电极及具有其的功率模块和封装方法，包括：正电极和负电极，所述正电极和负电极均包括装配端、引出部、水平部和连接部，所述连接部的底部与安装面连接，所述连接部的顶部弯折至水平部的一端，水平部的另一端弯折至引出部，引出部与装配端相连接，所述装配端、引出部和水平部构成缓冲结构，所述正电极和负电极叠加设置，所述引出部、水平部和连接部位置相对。本发明通过改变电极的形状，在电极的电流路径上形成弯曲的缓冲结构，使电极具有较高的抗受力变形性能，从而降低了电极受力对焊接处产生影响导致变形或脱落的可能。

技术领域

本发明属于电力电子领域，尤其涉及一种组合式电极及具有其的功率模块和封装方法。

背景技术

随着功率模块电压及电流等级的提高，大功率模块电极的装配工艺、应力设计及杂散电感对电极过流的影响越来越明显，在模块封装环节易出现电极损伤甚至脱落，影响模块可靠性，装配端阻抗过大产生额外损耗，影响产品电性能。

现有高压大功率半导体模块的电极，一般是将电极底部引脚焊接到金属陶瓷衬板上，通过金属电路连接芯片。如图1所示，正、负电极平面处竖直并排布置，电极顶端设有安装孔，顶端装配部分错位到左右两侧后引出到封装壳体外部，通过螺母紧固与外部电路实现电性能连接。

高压模块一般使用的正、负电极采用竖直并排结构，以简化电极整体结构为前提，其电极底部引脚结构较复杂，这种电极结构的电流路径较大，会造成涡流损耗，并且垂直结构下，电极在折弯以及装配过程中所受向外或向内的应力作用在电极引脚焊接处，加之灌封胶水固化时产生应力于电极焊接脚上，在长期热循环应力作用下将导致电极焊接处产生局部裂纹甚至脱落，降低模块可靠性。

发明内容

本发明为解决上述电极焊接处可靠性不高的技术问题，提供一种组合式电极及具有其的功率模块和封装方法。

本发明提供一种组合式电极，其特征在于，包括：

正电极和负电极，所述正电极和负电极均包括装配端、引出部、水平部和连接部，所述连接部的底部与安装面连接，所述连接部的顶部弯折至水平部的一端，水平部的另一端弯折至引出部，引出部与装配端相连接，所述装配端、引出部和水平部构成缓冲结构，所述正电极和负电极叠加设置，所述引出部、水平部和连接部位置相对。

进一步的，所述组合式电极还包括输出电极，所述输出电极上设有弯折的缓冲部。

进一步的，所述正电极和负电极的装配端相背设置。

进一步的，所述正电极的装配端背向水平部弯折，并且与水平部平行，所述负电极的装配端朝向水平部弯折，并且与水平部平行。

进一步的，所述正电极的水平部的长度比负电极的水平部略长。

进一步的，所述引出部包括第一引出部和第二引出部，所述第一引出部垂直于安装面，第一引出部的底端与水平部相连，所述第二引出部一端与第一引出部的顶端相连接，另一端与装配端连接，所述第二引出部倾斜于安装面。

进一步的，所述连接部包括引脚和转接部，所述引脚与安装面连接，所述引脚弯折至转接部，所述转接部垂直于安装面并与水平部连接。

进一步的，所述正电极与负电极各有两个或多个引脚，所述正电极与负电极上分别设有电极切口，所述电极切口位于各引脚之间。

进一步的，所述装配端上设有装配孔。

进一步的，所述输出电极中间部分弯折形成弓形凸起的缓冲部，缓冲部的内壁形成缓冲槽。

进一步的，所述缓冲槽竖直方向的宽度为输出电极高度的10%-30%。

本发明还提供一种功率模块，包括上述任一项所述的组合式电极。