[发明专利]电力半导体器件用电极

说明书

技术领域

本发明涉及电气设备结构技术，尤其涉及一种电力半导体器件用电极。

背景技术

电力半导体器件是电气领域的常用器件，特别是近年来发展迅猛的绝缘栅双极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT）模块在国民经济中发挥着越来越重要的作用。电力半导体器件在不断提升其质量和可靠性、降低成本的同时，极大程度的加快了模块技术的革新，模块用电极的设计便是其中重要的一环。

电力半导体器件的基本结构是在底板上设置基片，再布设焊接层，基片可采用直接键合铜(Direct Bonding Copper，简称DBC)技术实现，所以又称为DBC基片。焊接层上连接各类功率器件芯片，如IGBT芯片、二极管芯片等，同时焊接层也用于连接电极，电极通过焊接层与各类功率器件芯片电连接。在功率器件芯片外侧封装有壳体，电极从壳体上的电极引出孔中伸出。电力半导体器件的电极是模块内部与外界连接的通道，电极的设计要从灵活性、可靠性等方面综合考虑，保证电极具有良好的机械与电气性能。由于我国模块封装技术尤其是大电力半导体器件封装技术起步较晚，目前与之相关的电极设计还很不成熟。

电力半导体器件封装，就是将底板、DBC基片、芯片和电极等通过焊料有序连接在一起，形成具有不同电连接形式的集成化结构。作为整个电力半导体器件内、外部连接的通道，需要对电极结构进行精心设计。为使电极能伸出外壳，一般电极竖直设置，下端通过焊接层焊接在DBC基片上，上端伸出外壳上的电极引出孔。现有电极设计一般仅考虑电极位置、如何实现连接等，结构相对简单，很少涉及电极机械应力等方面的设计。所以现有电力半导体器件用电极存在如下缺陷：电极高度、位置无法调整，装配灵活性差；由于高度无法调整，装配、组装时外部施加的力以及模块工作时由于热所产生的应力会直接释放到电极与DBC基片接触点附近，影响模块的使用寿命或直接导致模块报废。

发明内容

本发明提供一种电力半导体器件用电极，以改善电极的结构应力分布和电气性能。

本发明提供一种电力半导体器件用电极，所述电极位于电力半导体器件焊接层和外壳上的电极引出孔之间部分的竖向截面形状具有至少一处折线形或曲线形。

本发明通过在电极中增设至少一处折线形或曲线形，从而改善了电极的结构应力分布和电气性能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电力半导体器件用电极的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的电力半导体器件用电极的立体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的电力半导体器件内部结构示意图。

附图标记：

100：电极            101：折线形（曲线形）    102：凹槽

301：底板            302：基片                303：焊接层

304：功率器件芯片    305：外壳

具体实施方式

图1为本发明实施例提供的电力半导体器件用电极的结构示意图，图2为本发明实施例提供的电力半导体器件用电极的立体结构示意图，图3为本发明实施例提供的电力半导体器件内部结构示意图，该电力半导体器件用电极100的具体结构如下：

请参考图1、图2、图3，一种电力半导体器件用电极100，所述电极100位于电力半导体器件焊接层303和外壳305上的电极引出孔之间部分的竖向截面形状具有至少一处折线形或曲线形101。

其中电极100位于电力半导体器件焊接层303和外壳305上的电极引出孔之间部分为图3中AA’之间的部分，由于在该部分中具有至少一处折线形或曲线形101结构，因此对电力半导体器件内部应力或外力起到很好的释放作用，同时由于该部分中具有至少一处折线形或曲线形101结构，在电极100的装配过程中，能够根据外壳305上的电极引出孔的位置对电极100进行拉伸，从而对电极100的高度、位置等进行调整，使电极100的装配灵活度极大提高。

在上述技术方案的基础上，所述电极100位于电力半导体器件焊接层303和外壳305上的电极引出孔之间部分的竖向截面形状可为L字型、Z字型、S字型、侧向V字型或侧向U字型，其中侧向U字型为图1所示形状，当然该部分采用图1所示形状的对称形状亦可，本发明不限定于此，只要形成至少一处折线形或曲线形101即可。