一種大電流功率半導體模塊的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于功率半導體器件技術領域。具體設及一種在生產和制作過程中結構和 性能大幅度改善的大電流功率半導體模塊。
【背景技術】
[0002]目前，大電流模塊產品結構大都由散熱底板11、兩片絕緣導熱片3、塑料外殼12、 第二半導體忍片8、第一半導體忍片4、兩個壓塊13、兩個圓電極14、公共引出電極15、n極 組件10、緊固件、化及內填充的娃凝(橡）膠層等組成，如圖2所示，運種結構中忍片裝配方 式采用第二半導體忍片8正裝(鋼片面朝下）而第一半導體忍片4反裝(鋼片面朝上)，而第 一半導體忍片4到散熱底板的距離比第二半導體忍片8正裝到散熱底板的距離要遠，第一 半導體忍片4要經過壓塊13再到散熱底板11，因此反裝的第一半導體忍片4散熱能力較正 裝忍片8差一些，從而導致此結構產品整體通流能力下降。另外，此結構輸出端子采用圓電 極14結構，其與客戶導電排的接觸面為圓形，接觸面較小，接觸阻抗較大，影響此結構產品 通流能力。隨著交直流電機、整流電源、變頻器、電焊機等領域的飛速發展，客戶對功率半導 體模塊通態電流的要求越來越高。若客戶需求高通流能力的功率半導體模塊，則推薦其選 用高電流檔位的模塊，其裝配更大直徑的忍片，外形尺寸大，成本太高。若功率半導體模塊 采用本發明的折彎電極結構(如圖1中電極7所示)，就能很好地解決上述問題。

【發明內容】

[0003] 本發明的目的就是針對上述不足之處而提供一種結構和性能改善的大電流功率 半導體模塊，能夠滿足交直流電機、整流電源、變頻器、電焊機等設備中對功率半導體模塊 外形尺寸小且通流能力高的需求。
[0004] 一種大電流功率半導體模塊，包括散熱底板、外殼下蓋、外殼上蓋、絕緣導熱片、第 一折彎電極、第二折彎電極、電極、第一半導體忍片、第二半導體忍片、塑膠緊固件、n極組 件W及內填充的娃凝膠或娃凝橡膠層，其特征是：所述的第一半導體忍片和第二半導體忍 片鋼片面均朝下，兩個半導體忍片均采用正裝方式，忍片散熱能力原來結構模塊增強，模塊 產品通流能力增強；所述的第一折彎電極、第二折彎電極、電極均為片狀結構電極，其與客 戶導電排接觸面大，模塊產品接觸優良通流能力增強；所述的第一折彎電極、第二折彎電 極、電極在其與第一半導體忍片、第二半導體忍片陰極接觸部分增加了凸起臺面，替代原模 塊設計中園電極和壓塊，減少了原模塊設計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題，而且減少了模塊產品生產效 率。 陽005]本發明的技術解決方案中所述的散熱底板為T2材質的散熱底板，且表面光潔度 為A8,采用研磨拋光工藝加工，表面粗糖度較原模塊設計中的散熱底板（由設備精車而成） 小，散熱底板與散熱器間接觸得更緊密，散熱能力增強。
[0006] 本發明的技術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材質的外殼，外殼下蓋與外殼上蓋之間設有推拉式封閉結構，采用此新穎的推拉式 結構，易于安裝和維修。
[0007] 本發明的技術解決方案中所述的第一半導體忍片、第二半導體忍片為直徑 〇20-40mm的電力電子功率裝置用可控娃或整流管忍片，其直徑與圓電極結構中的忍片直 徑相同或更大。
[0008] 本發明的技術解決方案中所述的第一半導體忍片、第二半導體忍片為兩個忍片串 聯的可控娃忍片或整流管忍片。
[0009] 本發明的技術解決方案中所述的第一半導體忍片、第二半導體忍片為串聯的一個 可控娃忍片和一個整流管忍片。
[0010] 本發明的技術解決方案中所述的第一半導體忍片、第二半導體忍片為兩個共陽極 連接的可控娃忍片或整流管忍片。
[0011] 本發明的技術解決方案中所述的第一半導體忍片、第二半導體忍片為共陽極連接 的一個可控娃忍片和一個整流管忍片。
[0012] 本發明的技術解決方案中所述的第一半導體忍片、第二半導體忍片為兩個共陰極 連接的可控娃忍片或整流管忍片。
[0013] 本發明的技術解決方案中所述的第一半導體忍片、第二半導體忍片為共陰極連接 的一個可控娃忍片和一個整流管忍片。
[0014] 本發明在保證原外形尺寸不變的前提下，將忍片均采用鋼片面朝下的正裝方式， 使忍片整體散熱能力增強；第一折彎電極、第二折彎電極、電極均為片狀結構，其與客戶導 電排接觸面較元結構變大；第一折彎電極、第二折彎電極、電極7在與忍片陰極接觸部分增 加了凸起臺面，替代原模塊設計中園電極和壓塊，減少了原模塊設計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，表面粗糖度較原模塊設計中的散 熱底板（由設備精車而成）小，散熱底板與散熱器間接觸得更緊密，散熱能力增強；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題，而且減少了模塊產 品生產效率，因而提升了模塊產品的通流能力，且可制造成滿足外形尺寸小且通流能力高 的串聯、共陽極或共陰極功率半導體模塊。本發明具有使功率半導體模塊通流能力高的特 點，能夠滿足交直流電機、整流電源、變頻器、電焊機等設備中對功率半導體模塊外形尺寸 小且通流能力高的需求。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發明模塊結構示意圖。
[0016] 圖2為原模塊結構示意圖。
[0017] 圖3為功率輸出端子與銅排接觸結構示意圖。
[0018] 圖4為本發明推拉外殼結構示意圖。
[0019] 圖5為原模塊底板示意圖。
[0020] 圖6為本發明模塊底板示意圖。
[0021] 圖7為本發明接觸熱阻示意圖。 陽022] 圖8為原模塊接觸熱阻示意圖。
[0023] 圖9為溫度采樣點示意圖。
[0024] 圖中：1-散熱底板，2-外殼下蓋，3-絕緣導熱片，4-第一半導體忍片，5-第一折彎 電極，6-第二折彎電極，7-電極，8-第二半導體忍化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-客戶導電排。
【具體實施方式】
[0025] 本發明結構和原設計結構如圖1、圖2、圖3、圖4、圖6所示。本發明電流功率半導 體模塊包括散熱底板1、外殼下蓋2、外殼上蓋16、絕緣導熱片3、第一折彎電極5、第二折彎 電極6、電極7、第一半導體忍片4、第二半導體忍片8、塑膠緊固件9、口極組件10W及內填 充的娃凝膠或娃凝橡膠層。第一半導體忍片4和第二半導體忍片8鋼片面均朝下面的方 向，采用正裝方式，第一半導體忍片4的散熱能力增強，模塊產品通流能力增強。第一折彎 電極5、第二折彎電極、電極7均為片狀結構電極，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題，而且減少了模塊產品生產工時，并且在其與第一半導體 忍片4、第二半導體忍片8陰極接觸部分增加了凸起臺面，替代原模塊設計中圓電極14、電 極15和壓塊13,其與客戶導電排17接觸面變大，模