CN219873513U - 一种电力半导体电极及模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体模块技术领域，尤其是一种电力半导体电极及模块，包括竖直部和水平部，所述水平部上设置有用于放置芯片的凹槽，所述凹槽为圆弧面凹槽，本申请使得芯片与电极的接触面积显著增大，由原先的最大27mm²，增加至50mm²以上，实现接触面积翻倍，散热性能也得到了提升，采用本申请中设计的电力半导体模块的热阻可以下降42%左右，本申请中的凹槽使得芯片可以嵌入在凹槽内实现定位，能够避免芯片在焊接时的移位，降低了焊接难度，提升了产品可靠性。

Description

一种电力半导体电极及模块

技术领域

本实用新型涉及半导体模块技术领域，尤其是一种电力半导体电极及模块。

背景技术

在电力半导体模块工作过程中，热阻会影响电力半导体的散热情况从而影响电力半导体的工作情况。

现有技术中存在一种底面具有凸起的芯片，其中，有的芯片凸起为球面，当具有凸起端的芯片与电极连接时会产生以下问题：1、与电极的接触面非常小，芯片与焊料的接触面积小于等于27mm²，散热性能差，导致电力半导体模块的热阻在0.23℃/W左右；2、芯片凸起端与电极点接触，焊接过程中定位困难，易产生焊接移位。

发明内容

本实用新型的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种散热效果好且能够对芯片进行定位的电力半导体电极及模块。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种电力半导体电极，包括竖直部和水平部，所述水平部上设置有用于放置芯片的凹槽，多个所述凹槽沿着方向一排列，所述方向一为水平部的长度方向。

进一步的，所述凹槽的数量大于等于2。

进一步的，所述凹槽的表面积大于等于50mm²。

进一步的，所述凹槽为球面凹槽。

进一步的，所述凹槽在水平部上表面的投影直径大于等于8mm。

进一步的，所述水平部的厚度为0.5-1.2mm，所述凹槽的深度为所述水平部厚度的1/2-2/3。

进一步的，所述水平部的厚度为0.8mm，所述凹槽的深度为0.5mm。

进一步的，所述竖直部包括连接段和根段，所述根断位于所述连接段的下方且与所述水平段连接，所述连接段上开设有第一孔，所述根段上开设有第二孔。

本申请还提供一种电力半导体模块，包括上述任一种电力半导体电极。

采用本实用新型的技术方案的有益效果是：

1、本申请使得芯片与电极的接触面积显著增大，由原先的最大27mm²，增加至50mm²以上，实现接触面积翻倍，散热性能也得到了提升，采用本申请中设计的电力半导体模块的热阻可以下降42%左右。

2、本申请中的凹槽使得芯片可以嵌入在凹槽内实现定位，能够避免芯片在焊接时的移位，降低了焊接难度，提升了产品可靠性。

3、本申请中的某些实施例使用圆弧形凹槽能够最大程度增加电极与芯片凸起端的接触面积。

4、本申请中的某些实施例在水平部上设置了多个凹槽以便于安装多个芯片。

5、本申请中的某些实施例使得圆弧形凹槽与水平部的中面相切，既保证了凹槽深度，又保证了电极水平部的强度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中

图1为本申请的结构示意图；

图2为本申请的剖视图；

图3为本申请图2中圈A处的细节图。

1、竖直部；11、连接段；12、根段；13、第一孔；14、第二孔；2、水平部；21、凹槽；3、中面。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。本实用新型利用结构示意图等进行详细描述，示意图只是实例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间。

请参阅图1-图3，一种电力半导体电极，包括竖直部1和水平部2，所述水平部2上设置有用于放置芯片的凹槽21。

本申请使得芯片与电极的接触面积显著增大，由原先的最大27mm²，增加至50mm²以上，实现接触面积翻倍，散热性能也得到了提升，采用本申请中设计的电力半导体模块的热阻可以下降42%左右。

本申请中的凹槽21使得芯片可以嵌入在凹槽21内实现定位，能够避免芯片在焊接时的移位，降低了焊接难度，提升了产品可靠性。

请参阅图1，凹槽21的数量大于等于2。本申请中的某些实施例在水平部2上设置了多个凹槽21以便于安装多个芯片。

优选的，多个凹槽21等距排列。

请参阅图1，多个所述凹槽21沿着方向一排列，所述方向一为水平部2的长度方向。

请参阅图1，凹槽21的表面积大于等于50mm²。

请参阅图1和图3，凹槽21为圆弧面凹槽21，具体的，凹槽21为球面凹槽21。本申请中的某些实施例使用圆弧形凹槽21能够最大程度增加电极与芯片凸起端的接触面积。根据芯片的外部形状，凹槽21也可以是椭圆面凹槽21、柱形凹槽21或者台型凹槽21，具体的，可以是圆柱形凹槽21、四棱柱型凹槽21、六棱柱型凹槽21、圆台型凹槽21、四棱台型凹槽21、六棱台型凹槽21等。

请参阅图1和图3，凹槽21在水平部2上表面的投影直径大于等于8mm。

请参阅图3，水平部2的厚度0.5-1.2mm，具体的，水平部2的厚度可以为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm；

所述凹槽21的深度为所述水平部2厚度的1/2-2/3，具体的，所述凹槽21的深度为0.4-0.6mm，优选方案为，水平部2的厚度为0.8mm，凹槽21的深度为0.5mm。

请参阅图3，在某些实施例中，圆弧面与所述水平部2的中面3相切。本申请中的某些实施例使得圆弧形凹槽21与水平部2的中面3相切，既保证了凹槽21深度，又保证了电极水平部2的强度。

请参阅图1，所述竖直部1包括连接段11和根段12，所述根断位于所述连接段11的下方且与所述水平段连接，所述连接段11上开设有第一孔13，所述根段12上开设有第二孔14。

连接段11用于与其他零部件连接。在某些实施例中，为了方便连接段11插入其他零部件的插孔内，连接段11的上表面倒有斜角，并且将连接段11的宽度设置成窄于根段12的宽度，方便连接段11的插入；在另一些实施例中，为了方便连接段11与其他零部件之间通过导线连接，连接段11上开有第一孔13以便导线缠绕。

根段12用于连接处于环氧树脂中的水平部2和位于环氧树脂外的连接段11，为了使得根段12与环氧树脂连接的更加紧密，根段12上开有第二孔14，在环氧树脂凝固后，在第二孔14内的环氧树脂形成了一段连接销，连接销使得竖直部1与环氧树脂连接的更加紧密。竖直部1收到的外力可以通过连接销传导至环氧树脂上以将受到的外力分散，提升竖直部1的力学性能，从而避免竖直部1失效断裂。

本申请还提供一种电力半导体模块，包括上述任一种电力半导体电极以用于连接芯片的凸起端，所述电力半导体模块还可以包括不包括凹槽21的电极以用于连接芯片的非凸起端。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种电力半导体电极，其特征在于：包括竖直部和水平部，所述水平部上设置有用于放置芯片的凹槽，多个所述凹槽沿着方向一排列，所述方向一为水平部的长度方向。

2.根据权利要求1所述的一种电力半导体电极，其特征在于：所述凹槽的数量大于等于2。

3.根据权利要求1所述的而一种电力半导体电极，其特征在于：所述凹槽的表面积大于等于50mm²。

4.根据权利要求1所述的一种电力半导体电极，其特征在于：所述凹槽为球面凹槽。

5.根据权利要求4所述的一种电力半导体电极，其特征在于：所述凹槽在水平部上表面的投影直径大于等于8mm。

6.根据权利要求1所述的一种电力半导体电极，其特征在于：所述水平部的厚度为0.5-1.2mm，所述凹槽的深度为所述水平部厚度的1/2-2/3。

7.根据权利要求6所述的一种电力半导体电极，其特征在于：所述水平部的厚度为0.8mm，所述凹槽的深度为0.5mm。

8.根据权利要求3所述的一种电力半导体电极，其特征在于：所述竖直部包括连接段和根段，所述根段位于所述连接段的下方且与所述水平部连接，所述连接段上开设有第一孔，所述根段上开设有第二孔。

9.一种电力半导体模块，其特征在于：包括权利要求 1-8 任一所述的一种电力半导体电极。