[发明专利]一种大电流功率半导体模块

说明书

本发明的名称为一种大电流功率半导体模块。属于功率半导体器件技术领域。它主要是解决现有安装外形的功率半导体模块通态电流不够的问题。它的主要特征是：包括散热底板、外壳、绝缘导热片、第一、第二折弯电极、电极、第一、第二半导体芯片、塑胶紧固件、门极组件以及内填充的硅凝胶或硅凝橡胶层；第一、第二半导体芯片钼片面均为朝下的正装方式；第一折弯电极、第二折弯电极、电极均为片状结构电极，其与第一半导体芯片、第二半导体芯片阴极接触部分增加了凸起台面，且为一次冲压成型的电极。本发明具有使功率半导体模块通流能力高的特点，能够满足交直流电机、整流电源、变频器、电焊机等设备中对功率半导体模块外形尺寸小且通流能力高的需求。

技术领域

本发明属于功率半导体器件技术领域。具体涉及一种在生产和制作过程中结构和性能大幅度改善的大电流功率半导体模块。

背景技术

目前，大电流模块产品结构大都由散热底板11、两片绝缘导热片3、塑料外壳12、第二半导体芯片8、第一半导体芯片4、两个压块13、两个圆电极14、公共引出电极15、门极组件10、紧固件、以及内填充的硅凝（橡）胶层等组成，如图2所示，这种结构中芯片装配方式采用第二半导体芯片8正装（钼片面朝下）而第一半导体芯片4反装（钼片面朝上），而第一半导体芯片4到散热底板的距离比第二半导体芯片8正装到散热底板的距离要远，第一半导体芯片4要经过压块13再到散热底板11，因此反装的第一半导体芯片4散热能力较正装芯片8差一些，从而导致此结构产品整体通流能力下降。另外，此结构输出端子采用圆电极14结构，其与客户导电排的接触面为圆形，接触面较小，接触阻抗较大，影响此结构产品通流能力。随着交直流电机、整流电源、变频器、电焊机等领域的飞速发展，客户对功率半导体模块通态电流的要求越来越高。若客户需求高通流能力的功率半导体模块，则推荐其选用高电流档位的模块，其装配更大直径的芯片，外形尺寸大，成本太高。若功率半导体模块采用本发明的折弯电极结构（如图1中电极7所示），就能很好地解决上述问题。

发明内容

本发明的目的就是针对上述不足之处而提供一种结构和性能改善的大电流功率半导体模块，能够满足交直流电机、整流电源、变频器、电焊机等设备中对功率半导体模块外形尺寸小且通流能力高的需求。

一种大电流功率半导体模块，包括散热底板、外壳下盖、外壳上盖、绝缘导热片、第一折弯电极、第二折弯电极、电极、第一半导体芯片、第二半导体芯片、塑胶紧固件、门极组件以及内填充的硅凝胶或硅凝橡胶层，其特征是：所述的第一半导体芯片和第二半导体芯片钼片面均朝下，两个半导体芯片均采用正装方式，芯片散热能力原来结构模块增强，模块产品通流能力增强；所述的第一折弯电极、第二折弯电极、电极均为片状结构电极，其与客户导电排接触面大，模块产品接触优良通流能力增强；所述的第一折弯电极、第二折弯电极、电极在其与第一半导体芯片、第二半导体芯片阴极接触部分增加了凸起台面，替代原模块设计中园电极和压块，减少了原模块设计中电极和压块之间的接触压降，从而降低模块的压降；所述的第一折弯电极、第二折弯电极、电极为一次冲压成型的电极，采用一次冲压免折工艺，不仅避免了二次折弯造成的电极面不平整的问题，而且减少了模块产品生产效率。

本发明的技术解决方案中所述的散热底板为T2材质的散热底板，且表面光洁度为△8，采用研磨抛光工艺加工，表面粗糙度较原模块设计中的散热底板（由设备精车而成）小，散热底板与散热器间接触得更紧密，散热能力增强。

本发明的技术解决方案中所述的外壳为由外壳下盖2、外壳上盖16组成，为PBT或者PPS材质的外壳，外壳下盖与外壳上盖之间设有推拉式封闭结构，采用此新颖的推拉式结构，易于安装和维修。

本发明的技术解决方案中所述的第一半导体芯片、第二半导体芯片为直径Ф20-40mm的电力电子功率装置用可控硅或整流管芯片，其直径与圆电极结构中的芯片直径相同或更大。

本发明的技术解决方案中所述的第一半导体芯片、第二半导体芯片为两个芯片串联的可控硅芯片或整流管芯片。