[实用新型]一种双重释应力的半导体模块

说明书

本实用新型提出一种双重释应力的半导体模块及其制作方法，包括上陶瓷基板和下陶瓷基板，所述上陶瓷基板和下陶瓷基板之间若干半导体元件，所述上陶瓷基板和半导体元件设有第一导流片，所述下陶瓷基板和半导体元件之间设有第二导流片，所述若干半导体元件通过第一导流片和第二导流片串联，所述上陶瓷基板和下陶瓷基板至少1个上设有若干横向切割槽和纵向切割槽，所述第一导流片和第二导流片设有若干凹槽，所述凹槽的方向与电流流向一致。本实用新型在高温情况或低温情况下有效降低热应力，同时在快速温度循环的情况下能降低热应力，在密集通电断电操作情况下也能降低热应力。

技术领域

本实用新型涉及半导体模块技术领域，尤其是一种双重释应力的半导体模块。

背景技术

随着高温应用场景的逐步增加，热电半导体制冷器的焊接温度，后续加工温度也随之增加。器件经热处理后最终残存下来的应力，对器件的形状，尺寸和性能都有极为重要的影响。当它超过材料的屈服强度时，便引起器件的变形，超过材料的强度极限时就会使器件开裂，严重影响产品的可靠性。参考中国专利公开号为CN104465978A的复合热电芯片及其热端陶瓷板制造方法，包括冷、热端陶瓷板，N、P型电偶对，导流条，在热端陶瓷板的基板外表面上设置金属层。其元件并给没有进行释应力处理，不适合在高温应用场景使用，又如中国专利公开号为CN112510143A的纵向结构柔性热电器件及其制作方法，包括：上基板，具有基板电极；下基板，具有基板电极；p型热电粒子和n型热电粒子，所述p型热电粒子和所述n型热电粒子交替排布在所述上基板与所述下基板之间并与所述基板电极焊接固定，每一个p型热电粒子首尾各串接一个n型热电粒子；所述上基板沿其基板电极图案呈分割状态，且分割裂痕与其基板电极无交叉。通过上基板的分割线，使得热电器件具有一定的弯曲能力，虽能在一定程度上进行释应力，但是其导流片没进行改进，同时结构强度低，不适用在承压环境下使用。

实用新型内容

本实用新型解决了现有半导体模块无法有效降低热应力的问题，提出一种双重释应力的半导体模块，在高温情况或低温情况下有效降低热应力，同时在快速温度循环的情况下能降低热应力，在密集通电断电操作情况下也能降低热应力。

为实现上述目的，提出以下技术方案：

一种双重释应力的半导体模块，包括上陶瓷基板和下陶瓷基板，所述上陶瓷基板和下陶瓷基板之间若干半导体元件，所述上陶瓷基板和半导体元件设有第一导流片，所述下陶瓷基板和半导体元件之间设有第二导流片，所述若干半导体元件通过第一导流片和第二导流片串联，所述上陶瓷基板和下陶瓷基板至少1个上设有若干横向切割槽和纵向切割槽，所述第一导流片和第二导流片设有若干凹槽，所述凹槽的方向与电流流向一致。

本实用新型第一导流片和第二导流片设有凹槽，所述凹槽有效进行释应力。凹槽可以根据设计的尺寸调整数量，凹槽数为1条以上。本实用新型对上陶瓷基板或下陶瓷基板进行切割，切割的刀数根据需求调整，切割的刀数为1条以上。本实用新型通过凹槽、横向切割槽和纵向切割槽对半导体模块进行双重释应力，使得整个模块可以达到降低热应力的目的。

作为优选，所述半导体元件为P型半导体元件和N型半导体元件组成的电偶对。

作为优选，所述第一导流片和第二导流片均为铜电极片。

作为优选，所述横向切割槽和纵向切割槽的切割深度范围为上陶瓷基板或下陶瓷基板厚度的一半到上陶瓷基板或下陶瓷基板的厚度。当切割深度小于上陶瓷基板或下陶瓷基板的厚度时，上陶瓷基板或下陶瓷基板的横向切割槽和纵向切割槽的槽口朝向半导体元件，使本实用新型保有一定抗弯曲的能力。

作为优选，当所述横向切割槽和纵向切割槽的切割深度为上陶瓷基板或下陶瓷基板的厚度时，所述上陶瓷基板或下陶瓷基板套设有紧固圈，所述紧固圈包括外圈和连接于外圈内侧的若干横向填充柱和纵向填充柱，所述外圈用于箍紧上陶瓷基板或下陶瓷基板四周，所述横向填充柱用于填充横向切割槽，所述纵向填充柱用于填充纵向切割槽。