[发明专利]半导体功率模块封装外壳结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体功率模块封装外壳结构，属于半导体功率模块制造技术领 域。

背景技术

半导体功率模块广泛用于电气传动、电机控制等工业控，汽车驱动和混合动力、风 能、焊机、机车牵引等诸多领域，将输入的直流电(DC)转变为三相交流电(AC)输出， 作为各种开关电源。而统功率模块主要由半导体芯片、覆金属陶瓷基板(DBC)、铜底板、 壳体、盖板等构成，半导体芯片及电极焊接在覆金属陶瓷基板或底板上，而覆金属陶瓷 基板的底部固定在铜底板上，再通过灌胶将半导体芯片和覆金属陶瓷基板密封固定壳体 内，最后用盖板安装壳体上进行密封，电极经折弯后设置在电极座内。由于半导体功率 模块上的电极以及各端子的一端均固定在覆金属陶瓷基板上，各电极及各端子穿出壳体 和端盖以实现与外部的电连接，由于壳体或端盖没有对各电极及各信号端子进行固定， 因此各电极和各信号端子很容易晃动，在半导体功率模块在长期工作运行过程中，由于 半导体芯片以各电极和各端子都会受到机械振动、机械应力以及热应力等因素的影响， 加之一些半导体功率模块是在震动环境下工作，因此各种应力以及振动力都会使各电极 和各信号端子产生晃动，并传至各键合处，而降低各端子和各电极的键合点的牢固性， 造成因晃动而产生的功率损失。其次，由于各电极需打弯后设置在电极座上，且对外接 铜排安装要求较高，否则在安装过程中易对电极键合处的牢固性造成破坏。再则，由于 电极是最后打弯后与铜排连接，因此电极的安装面无法达到完全平整，安装铜排后易与 电极接触不良而引起的接触电阻过大，进而造成局部过热的现象，同样也会影响各电极 连接处的牢固性。目前公开的半导体功率模块其壳体与底板是通过紧固件连接，端盖固 定在壳体上，不仅结构复杂，而且装配工序复杂，安装效率不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构合理，有效提高各电极和各信号端子键合的牢固性， 铜排安装可靠，装配方便的半导体功率模块封装外壳结构。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种半导体功率模块封装外壳结构，包括具 有四周墙板的壳体和安装在壳体上的盖板及底板，其特征在于：至少四个电极分别嵌接 在壳体两侧的墙板处，各电极的铝丝键合座设置在墙板内侧的底座上、连接座设置在墙 板外侧对应的电极座上，且各电极的连接座具有与铜排相接的平面及安装孔，连接座的 安装孔与各自电极座上的安装孔对应，具有内螺纹的连接件分别插装在各电极座的插槽 内并与电极的连接座相接，电极座的插槽两侧的弹性臂端部设有对连接件限位的限位凸 块；至少四个信号端子嵌接在壳体的墙板上，且各信号端子的铝丝键合座设置在墙板内 侧的底座上、另一侧穿出壳体墙板的上端面，盖板安装在壳体的墙板的内止口处，盖板 底部至少两个卡脚或/和至少两个弹性卡脚分别对应安装在壳体墙板内壁上的卡座或/ 和锁槽上，壳体位于墙板外侧至少设有两个安装座，T形衬套压接在安装座上的安装孔 和底板的安装孔内。

本发明将各电极以及信号端子嵌接在壳体的墙板处，以加强各电极和各信号端子的 牢固程度，无论通过超声波键合的时候，由于各电极和各信号端子是固定在壳体上，故 各电极和各信号端子不易晃动，能避免由于晃动而造成的功率损失，故能提高各电极和 各信号端子键合处的牢固性。也因各电极各信号端子由壳体固定，不仅便于通过铝丝键 合与覆金属陶瓷基板，而提高其焊点的可靠性，而且半导体功率模块在工作中，尤其在 震动环境下，能最大程度减少半导体芯片、各电极以及各信号端子受机械振动、机械应 力以及热应力影响而作用于其键合点处，保证了功率模块能在恶劣环境下能可靠性工 作。本发明各电极的连接座具有与铜排相接的平面，无需打弯，客户在用铜排连接的时 候，不会造成铜排与各电极接触不良而引起的接触电阻过大问题，解决了局部过热现象， 方便客户使用，提高使用可靠性。本发明盖板通过卡脚或/和弹性卡牢固的卡接在壳体 的卡座或/和锁槽上，装配方便可靠。本发明具有螺孔的连接件是插接在电极座的插槽 内，并由电极座的插槽两侧的弹性臂限位，安装连接件方便，而且也便于操作。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

图1是本发明半导体功率模块封装外壳结构的结构示意图。

图2是本发明半导体功率模块封装外壳结构拆除端盖的结构示意图。

图3是本发明半导体功率模块封装外壳结构各电极和各信号端子键合在底部上的结 构示意图。