一種大電流功率半導(dǎo)體模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于功率半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域。具體設(shè)及一種在生產(chǎn)和制作過(guò)程中結(jié) 構(gòu)和性能大幅度改善的大電流功率半導(dǎo)體模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，大電流模塊產(chǎn)品結(jié)構(gòu)大都由散熱底板11、兩片絕緣導(dǎo)熱片3、塑料外殼12、 第二半導(dǎo)體巧片8、第一半導(dǎo)體巧片4、兩個(gè)壓塊13、兩個(gè)圓電極14、公共引出電極15、n極 組件10、緊固件、化及內(nèi)填充的娃凝(橡）膠層等組成，如圖2所示，該種結(jié)構(gòu)中巧片裝配方 式采用第二半導(dǎo)體巧片8正裝(鋼片面朝下）而第一半導(dǎo)體巧片4反裝(鋼片面朝上)，而第 一半導(dǎo)體巧片4到散熱底板的距離比第二半導(dǎo)體巧片8正裝到散熱底板的距離要遠(yuǎn)，第一 半導(dǎo)體巧片4要經(jīng)過(guò)壓塊13再到散熱底板11，因此反裝的第一半導(dǎo)體巧片4散熱能力較正 裝巧片8差一些，從而導(dǎo)致此結(jié)構(gòu)產(chǎn)品整體通流能力下降。另外，此結(jié)構(gòu)輸出端子采用圓電 極14結(jié)構(gòu)，其與客戶導(dǎo)電排的接觸面為圓形，接觸面較小，接觸阻抗較大，影響此結(jié)構(gòu)產(chǎn)品 通流能力。隨著交直流電機(jī)、整流電源、變頻器、電焊機(jī)等領(lǐng)域的飛速發(fā)展，客戶對(duì)功率半導(dǎo) 體模塊通態(tài)電流的要求越來(lái)越高。若客戶需求高通流能力的功率半導(dǎo)體模塊，則推薦其選 用高電流檔位的模塊，其裝配更大直徑的巧片，外形尺寸大，成本太高。若功率半導(dǎo)體模塊 采用本實(shí)用新型的折彎電極結(jié)構(gòu)巧日?qǐng)D1中電極7所示)，就能很好地解決上述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)上述不足之處而提供一種結(jié)構(gòu)和性能改善的大電流 功率半導(dǎo)體模塊，能夠滿足交直流電機(jī)、整流電源、變頻器、電焊機(jī)等設(shè)備中對(duì)功率半導(dǎo)體 模塊外形尺寸小且通流能力高的需求。
[0004]一種大電流功率半導(dǎo)體模塊，包括散熱底板、外殼下蓋、外殼上蓋、絕緣導(dǎo)熱片、第 一折彎電極、第二折彎電極、電極、第一半導(dǎo)體巧片、第二半導(dǎo)體巧片、塑膠緊固件、n極組 件W及內(nèi)填充的娃凝膠或娃凝橡膠層，其特征是；所述的第一半導(dǎo)體巧片和第二半導(dǎo)體巧 片鋼片面均朝下，兩個(gè)半導(dǎo)體巧片均采用正裝方式，巧片散熱能力原來(lái)結(jié)構(gòu)模塊增強(qiáng)，模塊 產(chǎn)品通流能力增強(qiáng)；所述的第一折彎電極、第二折彎電極、電極均為片狀結(jié)構(gòu)電極，其與客 戶導(dǎo)電排接觸面大，模塊產(chǎn)品接觸優(yōu)良通流能力增強(qiáng)；所述的第一折彎電極、第二折彎電 極、電極在其與第一半導(dǎo)體巧片、第二半導(dǎo)體巧片陰極接觸部分增加了凸起臺(tái)面，替代原模 塊設(shè)計(jì)中園電極和壓塊，減少了原模塊設(shè)計(jì)中電極和壓塊之間的接觸壓降，從而降低模塊 的壓降；所述的第一折彎電極、第二折彎電極、電極為一次沖壓成型的電極，采用一次沖壓 免折工藝，不僅避免了二次折彎造成的電極面不平整的問(wèn)題，而且減少了模塊產(chǎn)品生產(chǎn)效 率。
[0005] 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的散熱底板為T2材質(zhì)的散熱底板，且表面光 潔度為A8,采用研磨拋光工藝加工，表面粗趟度較原模塊設(shè)計(jì)中的散熱底板（由設(shè)備精車 而成）小，散熱底板與散熱器間接觸得更緊密，散熱能力增強(qiáng)。
[0006] 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的外殼為由外殼下蓋2、外殼上蓋16組成，為 PBT或者PPS材質(zhì)的外殼，外殼下蓋與外殼上蓋之間設(shè)有推拉式封閉結(jié)構(gòu)，采用此新穎的推 拉式結(jié)構(gòu)，易于安裝和維修。
[0007] 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的第一半導(dǎo)體巧片、第二半導(dǎo)體巧片為直徑 。20-40mm的電力電子功率裝置用可控娃或整流管巧片，其直徑與圓電極結(jié)構(gòu)中的巧片直 徑相同或更大。
[000引本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的第一半導(dǎo)體巧片、第二半導(dǎo)體巧片為兩個(gè)巧 片串聯(lián)的可控娃巧片或整流管巧片。
[0009] 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的第一半導(dǎo)體巧片、第二半導(dǎo)體巧片為串聯(lián)的 一個(gè)可控娃巧片和一個(gè)整流管巧片。
[0010] 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的第一半導(dǎo)體巧片、第二半導(dǎo)體巧片為兩個(gè)共 陽(yáng)極連接的可控娃巧片或整流管巧片。
[0011] 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的第一半導(dǎo)體巧片、第二半導(dǎo)體巧片為共陽(yáng)極 連接的一個(gè)可控娃巧片和一個(gè)整流管巧片。
[0012] 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的第一半導(dǎo)體巧片、第二半導(dǎo)體巧片為兩個(gè)共 陰極連接的可控娃巧片或整流管巧片。
[0013] 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的第一半導(dǎo)體巧片、第二半導(dǎo)體巧片為共陰極 連接的一個(gè)可控娃巧片和一個(gè)整流管巧片。
[0014] 本實(shí)用新型在保證原外形尺寸不變的前提下，將巧片均采用鋼片面朝下的正裝方 式，使巧片整體散熱能力增強(qiáng)；第一折彎電極、第二折彎電極、電極均為片狀結(jié)構(gòu)，其與客戶 導(dǎo)電排接觸面較元結(jié)構(gòu)變大；第一折彎電極、第二折彎電極、電極7在與巧片陰極接觸部分 增加了凸起臺(tái)面，替代原模塊設(shè)計(jì)中園電極和壓塊，減少了原模塊設(shè)計(jì)中電極和壓塊之間 的接觸壓降；散熱底板用T2材料制造，采用研磨拋光工藝，表面粗趟度較原模塊設(shè)計(jì)中的 散熱底板（由設(shè)備精車而成）小，散熱底板與散熱器間接觸得更緊密，散熱能力增強(qiáng)；電極采 用一次沖壓免折工藝，不僅避免了二次折彎造成的電極面不平整的問(wèn)題，而且減少了模塊 產(chǎn)品生產(chǎn)效率，因而提升了模塊產(chǎn)品的通流能力，且可制造成滿足外形尺寸小且通流能力 高的串聯(lián)、共陽(yáng)極或共陰極功率半導(dǎo)體模塊。本實(shí)用新型具有使功率半導(dǎo)體模塊通流能力 高的特點(diǎn)，能夠滿足交直流電機(jī)、整流電源、變頻器、電焊機(jī)等設(shè)備中對(duì)功率半導(dǎo)體模塊外 形尺寸小且通流能力高的需求。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為本實(shí)用新型模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖2為原模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖3為功率輸出端子與銅排接觸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖4為本實(shí)用新型推拉外殼結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖5為原模塊底板示意圖。
[0020] 圖6為本實(shí)用新型模塊底板示意圖。
[0021] 圖7為本實(shí)用新型接觸熱阻示意圖。
[0022] 圖8為原模塊接觸熱阻示意圖。
[0023] 圖9為溫度采樣點(diǎn)示意圖。
[0024] 圖中；1-散熱底板，2-外殼下蓋，3-絕緣導(dǎo)熱片，4-第一半導(dǎo)體巧片，5-第一折彎 電極，6-第二折彎電極，7-電極，8-第二半導(dǎo)體巧片，9-塑膠緊固件，10- 口極組件，11-散 熱底板，12-塑料外殼，13-壓塊，14-圓電極，15-電極，16-外殼上蓋，17-客戶導(dǎo)電排。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)和原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1、圖2、圖3、圖4、圖6所示。本實(shí)用新型電流 功率半導(dǎo)體模塊包括散熱底板1、外殼下蓋2、外殼上蓋16、絕緣導(dǎo)熱片3、第一折彎電極5、 第二折彎電極6、電極7、第一半導(dǎo)體巧片4、第二半導(dǎo)體巧片8、塑膠緊固件9、口極組件10 W及內(nèi)填充的娃凝膠或娃凝橡膠層。第一半導(dǎo)體巧片4和第二半導(dǎo)體巧片8鋼片面均朝下 面的方向，采用正裝方式，第一半導(dǎo)體巧片4的散熱能力增強(qiáng)，模塊產(chǎn)品通流能力增強(qiáng)。第 一折彎電極5、第二折彎電極、電極7均為片狀結(jié)構(gòu)電極，采用一次沖壓免折工藝，不僅避免 了二次折彎造成的電極面不平整的問(wèn)題，而且減少了模塊產(chǎn)品生產(chǎn)工時(shí)，并且在其與第一 半導(dǎo)體巧片4、第二半導(dǎo)體巧片8陰極接觸部分增加了凸起臺(tái)面，替代原模塊設(shè)計(jì)中圓電極 14、電極15和壓塊13,其與客戶導(dǎo)電排17接觸面變大，模塊產(chǎn)品通流能力增強(qiáng)，減少了原模 塊設(shè)計(jì)中電極和壓塊之間的接觸壓降，從而降低模塊的壓降。散熱底