专利名称：功率模块电极端子的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种功率模块电极端子，属于半导体功率模块技术领域。
背景技术：
功率模块主要由半导体芯片如IGBT芯片、覆金属陶瓷基板(DBC)、铜底板、外壳、以及输入/输出电极端子及信号端子等构成，各电极端子通过焊接固定在覆金属陶瓷基板的金属层上，各电极端子另一端穿出外壳弯折后设置在外壳的上部，再通过紧固件安装接入外部电源和输出工作电源。目前功率模块的电极端子大都由槽形部分和引出部分构成，其槽形部分为立槽结构，其底部向内折弯并焊接在覆金属陶瓷基板的金属层上，一种结构其槽宽距离较小，因此在引出部分打弯时会造成焊接点应力过大。为此一些电极端子通过增加折弯部分的槽宽距离，以释放在引出部分打弯时，其底部焊接处所引起的应力。但该种电极端子结构仅能单方向的应力释放，不能满足日益发展的大功率模块。而现有功率模块上的电极端子均通过焊料高温烧结在覆金属陶瓷基板的金属层上，而覆金属陶瓷基板是将金属箔在高温下直接键合到氧化铝(AL2Q3)或氮化铝(ALN)陶瓷基片表面，在焊接过程中，高温下会使覆金属陶瓷基板的金属层与电极端子在焊料层处产生焊接应力，而功率模块的工作环境是在-40°C至125°C进行循环，因此经过一段时间后，最终会引起覆金属陶瓷基板的金属层与电极端子连接处脱落，而产生焊接疲劳现象，从而影响到整体功率器件的寿命。
发明内容本实用新型的目的是提供一种结构合理，能有效释放电极端子打弯时其焊接处所引起的应力，可实现超声波焊接，提闻使用寿命的功率1旲块电极端子。本实用新型为达到上述目的的技术方案是一种功率模块电极端子，其特征在于所述电极端子包括一体的支座和引出板，引出板上设有通孔，支座包括横板和设置在横板两端或两侧并通过圆弧过渡的竖板，且竖板底部具有向外折弯的连接板，引出板底部通过圆弧过渡至横板上，横板上的中间槽口延伸至横板与引出板的圆弧过渡处，且引出板与横板的圆弧过渡处的两侧面分别有侧槽口。本实用新型的电极端子包括支座和引出板，其支座又包括横板以及竖板和连接板，由于引出板与横板之间通过圆弧过渡，竖板的两端也分别与横板及连接板采用圆弧过渡，故而可减少引出板折弯时的对焊接部分造成的应力，由于连接板位于竖板的外侧，便于进行超声压焊。本实用新型在横板上设有中间槽口，加之在引出板与横板的圆弧过渡处的两侧面分别设有侧槽口，通过各槽口使焊接部位的应力能更早的开始分散和释放，故能提高电极端子在各方向即X轴、Y轴以及Z轴的应力释放能力，优化电极端子的应力释放结构，不仅可实现超声波焊接工艺，而且也提高了焊接可靠性，在功率模块循环使用过程中，能有效地减少焊接疲劳现象，提高了整体功率器件的寿命。以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步的详细描述。图I是本实用新型电极端子的结构示意图之一。图2是本实用新型电极端子的结构示意图之二。图3是本实用新型电极端子经超声波焊压在覆金属陶瓷基板上的结构示意图。图4是本实用新型电极端子打弯后的结构示意图。其中I—连接板，2—竖板，3—横板，4一引出板，5—折弯槽口，6—通孔，7—中间槽口，8—侧槽口，9一底板，IO—覆金属陶瓷基板，11一外壳，11-1一电极座。
具体实施方式见
图1、2所示，本实用新型的功率模块电极端子，包括一体的支座和引出板4，引出板4上设有通孔6，引出板4位于折弯部位设有至少一个槽口，方便引出板4的折弯，见图3、4所示，本实用新型的电极端子的支座压焊在覆金属陶瓷基板10的金属层上，覆金属陶瓷基板10固定在底板9上，该底板9采用铜底板并与散热器连接，将功率模块工作时的热量强制散出，本实用新型的电极端子的引出板4穿出外壳11并弯折后覆在外壳11顶部，并设置在电极座11-1上，引出板4位于折弯部位设有至少一个折弯槽口 5，见图1、4所示，可采用两个折弯槽口 5，在保持电极端子机械强度下，便于引出板4的折弯，引出板4上的通孔6与电极座11-1上的螺纹孔对应，通过紧固件使电极端子的输入侧与直流电连接，同时通过紧固件使电极端子的输出侧与外部设备连接，实现功率模块的输入和输出。见图I所示，本实用新型的支座包括横板3和设置在横板3两端并通过圆弧过渡的竖板2，竖板2底部具有向外折弯的连接板1，连接板I设置在竖板2的侧部。见图2所示，本实用新型的支座包括横板3和设置在横板3两侧并通过圆弧过渡的竖板2，且竖板2底部具有向外折弯的连接板1，该连接板I设置在竖板2的前部或后部，通过连接板I与覆金属陶瓷基板10的金属层压焊后实现连接。见图I 4所示，本实用新型电极端子的引出板4底部通过圆弧过渡至横板3上，横板3上的中间槽口 7延伸至横板3与引出板4的圆弧过渡处，该中间槽口 7的顶部超过圆弧过渡的切点，且中间槽口 7的顶部与圆弧过渡的切点之间的距离在2 10mm，如该距离可在5_或8_等，而引出板4与横板3的圆弧过渡处的两侧面分别有侧槽口 8，可通过各圆弧过渡处以及中间槽口 7和侧槽口 8对应力进行释放和分散。见图I所示，当电极端子承受X方向所产生的应力时，可横板3与两竖板2的圆弧过渡处以及设置在横板3上的中间槽口 7和侧槽口 8对应力进行处释放和分散；而当电极端子承受Y方向所产生的应力时，可由横板3与引出板4的圆弧过渡处以及横板3上的中间槽口 7和两个侧槽口 8对应力进行释放和分散；当电极端子承受Z方向的应力，可通过竖板2与横板3及连接板I之间圆弧过渡处以及横板3上的中间槽口 7和两个侧槽口 8对应力进行释放和分散，见图2所示，可通过竖板2与横板3及连接板I之间圆弧过渡处、横板3与引出板4的圆弧过渡处以及横板3上的中间槽口 7和两个侧槽口 8对应力进行释放和分散，由于增加了电极端子在多个方向的应力释放能力，提高了电极端子焊接可靠性。
权利要求1.一种功率模块电极端子，其特征在于所述电极端子包括一体的支座和引出板(4)，引出板(4 )上设有通孔(6 )，支座包括横板(3 )和设置在横板(3 )两端或两侧并通过圆弧过渡的竖板(2)，且竖板(2)底部具有向外折弯的连接板(1)，引出板(4)底部通过圆弧过渡至横板(3)上，横板(3)上的中间槽口(7)延伸至横板(3)与引出板(4)的圆弧过渡处，且引出板(4)与横板(3)的圆弧过渡处的两侧面分别有侧槽口(8)。
2.根据权利要求I所述的功率模块电极端子，其特征在于所述中间槽口(7)的顶部超过圆弧过渡的切点，且中间槽口(7)的顶部与圆弧过渡的切点之间的距离在2 10mm。
3.根据权利要求I所述的功率模块电极端子，其特征在于所述连接板(I)设置在竖板(2)的侧部或前部或后部。
4.根据权利要求I所述的功率模块电极端子，其特征在于所述引出板(4)位于折弯部位设有至少一个折弯槽口(5)。
专利摘要本实用新型涉及一种功率模块电极端子，包括一体的支座和引出板，引出板上设有通孔，支座包括横板和设置在横板两端或两侧并通过圆弧过渡的竖板，且竖板底部具有向外折弯的连接板，引出板底部通过圆弧过渡至横板上，横板上的中间槽口延伸至横板与引出板的圆弧过渡处，且引出板与横板的圆弧过渡处的两侧面分别有侧槽口。本实用新型结构合理,便于超声波焊接，能有效释放电极端子打弯时其焊接处所引起的应力，提高功率模块使用寿命。
文档编号H01L23/488GK202796921SQ20122044315
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者张敏, 郑军, 麻长胜, 姚玉双, 王晓宝 申请人:江苏宏微科技股份有限公司