CN103035595B - 功率模块端子及其连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种功率模块端子，端子从上至下包括具有弹性的连接部分、主体部分以及用于应力释放的折弯部分，主体部分的上部具有翼翅部分，或主体部分的上部和下部具有翼翅部分。发明采用具有弹性的连接部分、主体部分以及用于应力释放的折弯或部分，通过折弯部分能有缓冲端子所受到的热应力和机械应力，故而减小端子的热应力和机械应力，提高功率模块的使用寿命，并提高端子的自身强度，结构合理，能解决各端子因安装造成变形过大而产生的失效问题，便于功率模块的维修。

Description

功率模块端子及其连接结构

技术领域

本发明涉及一种功率模块端子及其连接结构，属于功率模块制造技术领域。

背景技术

功率半导模块用于逆变焊机、各种开关电源的控制器以及电动汽车控制器等，其主要作用是将输入的直流电转变为三相交流电输出。而功率半导体模块，是一个或多个驱动单元与一个或多个功率模块组成三相电路工作。传统功率半导体模块主要包括电阻、电容、二极管、半导体芯片等器件以及多个电极端子和多个信号端子，各器件以及多个端子焊接在覆金属陶瓷基板上并构成主电路板，主电路板通过灌胶密封固定外壳上。为减小功率模块的体积，将驱动电路板通过螺钉安装外壳上。由于各端子需穿出外壳盖板上的端子孔和驱动电路板上的端子孔，再通过焊料将各端子焊接在驱动电路板上，通过各端子实现与功率半导体模块外部电路的连接。由于在安装过程中需要将焊接有各端子的主电路板安装在外壳上，先要将各端子穿出外壳的盖板上的端子孔，为了使外壳上的盖板能对端子进行限位，其端子孔与端子之间的间隙较小，但由于外壳通常采用绝缘塑料注塑而成，由于外壳壁厚不一致，会导致盖板产生较大的变形进而影响各端子的安装效率和装配质量。再则，由于端子还需要穿出驱动电路板上的端子孔，而端子中上部均为针状结构或板状结构，尤其是针状结构，由于端子强度不高，在安装过程中很容易使端子受到外力后产生变形，甚至在焊接过程中也会产生变形，当端子变形过大又会产生失效，不仅影响装配效率和安装质量，而且也影响半导体模块的使用寿命。另外，现有各端子均焊接在驱动电路板上，造成功率模块维修不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构合理，安装方便，能解决端子因安装造成变形过大而产生的失效，且能便于维修的功率模块端子及其连接结构。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种功率模块端子，其特征在于：所述的端子从上至下包括具有弹性的连接部分、主体部分以及用于应力释放的折弯部分，主体部分的上部具有翼翅部分，或主体部分的上部和下部具有翼翅部分。

其中：所述端子连接部分的上部具有斜面，中部为中空结构。

本发明的功率模块端子连接结构，其特征在于：所述端子底部固定在覆金属陶瓷基板的金属层上，端子穿出外壳对应的端子孔及卡板对应的T形槽口，端子的主体部分位于T形槽口的小径槽口内，端子上的翼翅部分位于卡板的上端面，或端子上的翼翅部分位于卡板的上端面和下端面，端子的连接部分弹性涨接在驱动电路板的安装孔内。

本发明端子采用具有弹性的连接部分、主体部分以及用于应力释放的折弯或部分，通过折弯部分能有缓冲端子所受到的热应力和机械应力，故而减小端子的热应力和机械应力，提高功率模块的使用寿命，并提高端子的自身强度。本发明各端子穿出盖板对应的端子孔及卡板对应的T形槽口，卡板的T形槽口其小径槽口位于端子主体部分，安装过程中卡板上的T形槽口的大径槽口套在各端子上，通过移动卡板使各端子位于卡板的小径槽口内，故而增加了各端子通过盖板上各端子孔的间隙，方便主电路板上各端子通过盖板上的端子孔，同时端子的主体部分设置在卡板上的T形槽口的小径槽口内，不仅安装方便，能减少对外力对端子的影响，而且当各端子受外力使其变形时，可通过端子的翼翅部分直接支承在卡板上，有效地解决了端子受力后因变形过大而产生的失效问题。本发明通过卡板对端子进行限位，也解决了外壳因壁厚不匀而导致盖板产生较大变形造成各端子孔孔距不等的问题，提高了功率模块的安装效率和装配质量。本发明端子的连接部分是弹性涨接在驱动电路板各自的安装孔内，一方面能解决端子因焊接变形过大而造成的失效问题，另一方面由于端子是弹性与驱动电路板连接，在使端子能与驱动电路板可靠连接的同时，也免除了端子与驱动电路板的焊接，故而便于功率模块的维修。

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是本发明功率模块端子的结构示意图。

图2是本发明功率模块端子的另一种结构示意图

图3是本发明功率模块端子的连接结构示意图。

图4是本发明外壳和覆金属陶瓷基板的结构示意图。

其中：1—端子，11—连接部分，12—翼翅部分，13—主体部分，14—折弯部分，2—驱动电路板，21—定位孔，22—限位孔，23—安装孔，3—卡板，31—导向孔，32—T形槽口，4—外壳，41—弹性卡板，42—定位凸块，43—支承座，44—盖板，45—端子孔，46—限位柱，47—环台，5—覆金属陶瓷基板。

具体实施方式

见图1-4所示，本发明的功率模块端子，该端子1从上至下包括具有弹性的连接部分11、主体部分13以及用于应力释放的折弯部分14，主体部分13的上部具有翼翅部分12，或主体部分13的上部和下部具有翼翅部分12，主体部分13设置在卡板3的T形槽口32内，在卡板3安装到位后，主体部分13设置在T形槽口32的小径槽口内，可通过卡板3对端子1实现保护，本发明的端子1为电极端子或信号端子。

见图1-3所示，本发明端子1连接部分11的上部具有斜面，能方便卡板3及驱动电路板2的安装，端子1连接部分11的中部为中空结构，使端子1不仅具有良好的机械强度，同时也具有较好的弹性而与驱动电路板2上的安装孔23可靠接触连接，而实现电气的连接。

见图1-4所示，本发明端子1底部固定在覆金属陶瓷基板5的金属层上，见图1所示，可焊接在覆金属陶瓷基板5的金属层上，或见图2所示，采用压接固定在覆金属陶瓷基板5的金属层上，通过折弯部分14减少端子1所受到的热应力和机械应力，端子1穿出外壳4对应的端子孔45及卡板3对应的T形槽口32，端子1的主体部分13位于T形槽口32的小径槽口与内，安装时先将卡板3上的T形槽口32其大径槽口套在端子1上再沿其长度方向移动，使卡板3上的T形槽口32的小径槽口位于端子1的主体部分13处，在主电路板安装在外壳4底部，此时各端子1穿出盖板44对应的端子孔45后，并通过卡板3对应的T形槽口32对各端子1进行限位，在安装及使用过程中能大幅度减少外力对端子1冲击，解决了由于盖板44变形较大后造成各端子孔孔距变化而造成端子安装困难的问题。见图1-4所示，本发明端子1上的翼翅部分12位于卡板3的上端面，或端子1上的翼翅部分12位于卡板3的上端面和下端面，无论在安装过程中还是使用过程上，当有外力对端子1冲击时，可通过端子1的翼翅部分12与卡板3相接而限制端子1的变形量，通过翼翅部分12对端子1进行单向或双向限位，解决端子1受到外力后易造成变形和失效。见图1-4所示，本发明端子1的连接部分11弹性涨接在驱动电路板2的安装孔23内，由于端子1连接部分11通过弹性变形而与驱动电路板2上的安装孔23连接，故能有效的避免了使用中，因震动等原因使端子1失效的问题。

见图2、3所示，本发明外壳4的底部设有内凹的环台47，覆金属陶瓷基板5通过密封胶固定在外壳4的环台47上，外壳4的盖板44上部设有至少两个限位柱46，卡板3上设有与限位柱46对应的导向孔31，且导向孔31沿长轴方向的长度与卡板3上的T形槽口32的长度相同，在卡板3的安装过程中，通过限位柱46对卡板3位移量进行限制，从而达到快速安装的效果。

见图2、3所示，本发明外壳4两侧凸起的弹性卡板41设置在驱动电路板2上的定位孔21内，弹性卡板41顶部卡接在驱动电路板2的上部，当驱动电路板2安装到位后，通过弹性卡板41上的钩座卡接在驱动电路板2而使其不能移动，将驱动电路板2安装在外壳4上。见图2、3所示，本发明外壳4两侧还分别设有支承座43，各支承座43上设有定位凸块42，驱动电路板2上设有对应的限位孔22，驱动电路板2支承在支承座43上，支承座43上的定位凸块42卡接在驱动电路板2上的限位孔22内，不仅方便驱动电路板2的安装，而且驱动电路板2与外壳4及端子1均为拆装式连接结构，便于功率模块的维修。

Claims (3)

1.一种功率模块端子的连接结构，端子(1)从上至下包括具有弹性的连接部分(11)、主体部分(13)以及用于应力释放的折弯部分(14)，主体部分(13)的上部具有翼翅部分(12)，或主体部分(13)的上部和下部具有翼翅部分(12)，且端子(1)连接部分(11)的上部具有斜面，中部为中空结构，其特征在于：所述端子(1)底部固定在覆金属陶瓷基板(5)的金属层上，端子(1)穿出外壳(4)对应的端子孔(45)及卡板(3)对应的T形槽口(32)，端子(1)的主体部分(13)位于T形槽口(32)的小径槽口内，端子(1)上的翼翅部分(12)位于卡板(3)的上端面，或端子(1)上的翼翅部分(12)位于卡板(3)的上端面和下端面，端子(1)的连接部分(11)弹性涨接在驱动电路板(2)的安装孔(23)内。

2.根据权利要求1所述的功率模块端子的连接结构，其特征在于：所述外壳(4)的底部设有内凹的环台(47)，覆金属陶瓷基板(5)通过密封胶固定在外壳(4)的环台(47)上，外壳(4)的盖板(44)上部设有至少两个限位柱(46)，卡板(3)上设有与限位柱(46)对应的导向孔(31)，且导向孔(31)沿长轴方向的长度与卡板(3)上的T形槽口(32)的长度相同。

3.根据权利要求1或2所述的功率模块端子的连接结构，其特征在于：所述外壳(4)两侧凸起的弹性卡板(41)设置在驱动电路板(2)上的定位孔(21)内，且弹性卡板(41)顶部卡接在驱动电路板(2)的上部，外壳(4)两侧还分别设有支承座(43)，各支承座(43)上设有定位凸块(42)，驱动电路板(2)支承在支承座(43)上，支承座(43)上的定位凸块(42)卡接在驱动电路板(2)上的限位孔(22)内。