CN106415933A - 端子连接结构 - Google Patents
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Abstract
本发明的端子连接结构用于对导体和电子元器件中的至少一个端子电极之间进行电连接,在端子电极设有多个连接端子,包括:设有供紧固构件插通的孔部(21c)的雄部(21);以及设有数量与连接端子数量相同的、供雄部(21)插通的孔部(22a)的雌部(22),通过在雌部(22)与雄部(21)之间夹入导体,且对雄部(21)的孔部(21c)进行铆接来固定导体,利用插通至雄部(21)的孔部(21c)的紧固构件、以及分别设于各连接端子的紧固机构来将导体固定到电子元器件。
Description
技术领域
本发明涉及用于对导体与电子元器件的至少一个端子电极之间进行电连接的端子连接结构。
背景技术
作为对导体与电子元器件的端子电极之间进行电连接的端子连接结构,已知有利用在功率器件的端子电极附近交替重叠绝缘体和导体而得到的层叠导体,来对功率器件的端子间进行连接的端子连接结构(例如专利文献1)。
专利文献1中,公开了通过铆接来使设置于层叠导体中的导体和绝缘体的接触端子***孔中所***的雄部、和直径形成得比接触端子***孔要大的雌部紧密接触的端子连接结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2007-19372号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
上述专利文献1所公开的端子连接结构中,铆接部形成为圆形形状,以使得容易进行铆接。另一方面,作为最近的功率器件,在大电流用途的功率半导体模块中,出现了在模块侧的一个端子电极具有多个紧固点的功率半导体模块。由于多个紧固点例如在横向上排列配置,因此,模块端子的形状形成为连接紧固点而成的例如长方形状。
为了配合这种长方形状的模块端子,考虑将现有技术的铆接结构也设为长方形状。然而,在将铆接结构设为长方形状的情况下,在长方形状的整周均匀地分配铆接力是非常困难的,难以采用。
因此,在具有多个紧固点的模块端子的情况下,设为每一个紧固点均具有圆形形状的铆接部,但连接多个紧固点而得到的端子电极的占有面积和铆接部中与导体接触的接触面积的比即接触面积比变小。由于具有多个紧固点的功率模块大多使用于大电流用途,因此,接触面积比变小的情况存在接触部的温度上升的问题,因而寻求一种能够提高导体与端子电极的接触面积比的端子连接结构。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于获得能够提高导体与端子电极的接触面积比的端子连接结构。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述问题,实现目的,本发明的端子连接结构用于对导体和电子元器件中的至少一个端子电极之间进行电连接,该端子连接结构的特征在于,在所述端子电极设有多个连接端子,包括:雄部,该雄部设有供紧固构件插通的孔部;以及雌部,该雌部设有供所述雄部插通、且数量与所述连接端子的数量相同的孔部,通过在所述雌部与所述雄部之间夹入所述导体,且对所述雄部的所述孔部进行铆接来固定所述导体,利用插通所述雄部的孔部的紧固构件、以及分别设于所述连接端子的紧固机构来将所述导体固定到所述电子元器件。
发明效果
根据本发明,可获得下述效果,即:能够提高导体与模块端子电极的接触面积比,能够减小接触部的温度上升。
附图说明
图1是表示适于进行实施方式1的端子连接结构的说明的功率模块的简要形状的立体图。
图2是图1所示的功率模块的电路图。
图3是表示作为实施方式1的端子连接结构的构成要素的元器件的外形形状的立体图。
图4是表示利用实施方式1的端子连接结构对导体进行铆接的情况的一个示例的部分剖面立体图。
图5是从图4的A方向观察图4的示例的情况下的立体图。
图6是从图4的B方向观察图4的示例的情况下的立体图。
图7是说明利用实施方式1的端子连接结构进行的铆接的图。
图8是表示使用实施方式1的端子连接结构对功率模块进行紧固的情况的一个示例的立体图。
图9是说明实施方式1的端子连接结构的效果的图。
图10是表示实施方式2的端子连接结构的剖视图。
图11是表示实施方式3的端子连接结构的剖视图。
图12是表示实施方式4的端子连接结构的剖视图。
图13是表示用于说明实施方式5的端子连接结构的功率模块的端子形状的俯视图。
具体实施方式
下面参照附图,对本发明的实施方式所涉及的端子连接结构进行说明。另外,本发明并不局限于以下示出的实施方式。
实施方式1.
首先,参照图1和图2,对实施方式1的端子连接结构的连接对象即电子元器件进行说明。图1是表示适于进行实施方式1的端子连接结构的说明的功率模块的简要形状的立体图,图2是图1所示的功率模块的电路图。另外,图1和图2所示的功率模块是电子元器件的一个示例,当然也可以连接功率模块以外的电子元器件。
功率模块1如图1和图2所示,在作为模块壳体的封装2内收纳有作为开关元件进行动作的MOSFET和作为所谓的续流二极管进行动作的二极管(以下记为“FWD”)反向并联连接得到的两个元件对即第1元件对10和第2元件对12。
第1元件对10中,MOSFET的漏极与FWD的阴极在模块内电连接,从该电连接得到的连接部10a引出的端子部形成第1端子电极M1,MOSFET的源极与FWD的阳极在模块内电连接,从该电连接得到的连接部10b引出的端子部形成第2端子电极M2。第2元件对12中,MOSFET的源极与FWD的阳极在模块内电连接,从该电连接得到的连接部12a引出的端子部形成第3端子电极M3,MOSFET的漏极与FWD的阴极在模块内电连接,该电连接得到的连接部12b与第2端子电极M2电连接。
这些第1端子电极M1、第2端子电极M2和第3端子电极M3分别形成为长方形状,并设置于封装2的一个主面侧。第1端子电极M1和第3端子电极M3在封装2的中央部排列成使得各自的长边方向与封装2的长边方向平行,且排列的列为与长边方向正交的方向。另一方面,第2端子电极M2配置在封装2的长边方向的一个端部侧,且排列成使得长边方向为与封装2的长边方向正交的方向。第1端子电极M1、第2端子电极M2和第3端子电极M3分别设有三个孔32,在这些孔32中分别设有作为紧固构件的螺母34。这些孔32和螺母34构成作为功率模块1的端子电极的第1端子电极M1、第2端子电极M2和第3端子电极M3的紧固点。另外,螺母34的功能将在后文中阐述。
接着,参照图3至图8,对实施方式1的端子连接结构进行说明。图3是表示作为实施方式1的端子连接结构的构成要素的元器件的外形形状的立体图。图4是表示利用实施方式1的端子连接结构对导体进行铆接的情况的一个示例的部分剖面立体图。图5是从图4的A方向观察图4的示例的情况下的立体图。图6是从图4的B方向观察图4的示例的情况下的立体图。图7是说明利用实施方式1的端子连接结构进行的铆接的图。图8是表示使用实施方式1的端子连接结构对功率模块1进行紧固的情况的一个示例的立体图。
实施方式1的端子连接结构的构成要素有图3(a)所示的雄部21和图3(b)所示的雌部22。雄部21构成为具有底座部21a、以及竖直设置于底座部21a的轴部21b,在底座部21a和轴部21b的结合体的轴心设置有用于插通后述的紧固构件的孔部21c。底座部21a的剖面为圆形。轴部21b的剖面也为圆形,但直径比底座部21a要小。
雌部22如图3(b)所示具有长方形状或椭圆形状(以下,在对两者进行统称的情况下称为“横向较长形状”)的剖面,并且根据图1所示的功率模块1的端子电极的结构而设有三个供雄部21的轴部21b插通的孔部22a。即,具有三个孔部22a的结构是根据图1的结构而得到的一个示例,具有两个以上的孔部22a的结构构成本发明的要点。
图3(b)示出在孔部22a***有两个雄部21的状态,但在实际安装状态下,如图5和图6所示那样,在雌部22与底座部21a之间夹入导体25,如图4和图7所示那样,通过对位于功率模块1侧的雄部21的孔部21c进行铆接来固定导体25。
雄部21的轴部21b与雌部22之间的铆接例如如图7所示那样,可通过从雄部21的轴部21b侧***铆接工具41,撑开孔部21c来进行。另外,铆接本身的方法是公知的,当然也可以使用此处所示以外的方法。
为了将铆接后的导体25紧固于功率模块1,如图8所示那样,将作为紧固构件的螺栓36插通雄部21的孔部21c,使用设置于第1端子电极M2、第2端子电极M2和第3端子电极M3的紧固机构即螺母34(参照图1)来进行紧固,由此将导体25固定至功率模块1。另外,实施方式1中,示出了使用螺栓36和螺母34来将导体25固定至功率模块1的示例,但是若将第1端子电极M1、第2端子电极M2和第3端子电极M3中所开的孔32设为螺钉结构,则不需要螺母34。
接着,参照图9对使用实施方式1的端子连接结构所获得的效果进行说明。图9是说明实施方式1的端子连接结构的效果的图。
图9(a)中,d1是为椭圆形状的雌部22的长边方向的长度,d2是与雌部22的长边方向正交的方向的长度。此外,用阴影示出的部位表示与导体25的接触部位。如图9(a)所示那样,除了供螺栓36插通的孔部22a的占有部分以外的剩余部分均可与导体25接触。
与此相对,图9(b)示出如专利文献1那样,对每一个连接端子使用圆形形状的铆接构件的情况下的接触部位。另外,在进行图示时,将底座部21a的外径直径、轴部21b的外径直径和各连接端子间的间隔d3设为相等,以得到与实施方式1中所使用的图3所示的情况相同的条件。
通过对图9(a)和图9(b)的比较可清楚地看到,通过使用实施方式1的端子连接结构,能够增大与导体25的接触面积。在“发明所要解决的技术问题”这一项中已进行了说明,由于具有多个紧固点的功率模块大多使用于大电流用途,因此,接触面积比变小这一情况会导致每单位面积的电流即电流密度变大。若电流密度较大,则会产生接触部的温度上升变大的问题,对设计的影响变大。
另一方面,在实施方式1的端子连接结构中,由于与导体25接触的部分中的位于功率模块1侧的部位即雌部形成为横向较长形状,因此,与现有技术相比能够增大与导体25之间的接触面积,从而能够减小电流密度。
如上述所说明的那样,根据实施方式1的端子连接结构,在设有供紧固构件插通的孔部的雄部、和设有与功率模块的连接端子数量相同数量的、供雄部插通的孔部的雌部之间夹入导体,通过对雄部的孔部进行铆接来固定导体,利用插通到雄部的孔部的紧固构件、和设置于连接端子的紧固机构来将功率模块固定到导体,因此,能够在不需要减小铆接力的情况下提高导体与模块端子电极的接触面积比,进而能够减小接触部的温度上升。
此外,根据实施方式1的端子连接结构,由于对多个连接端子使用一个雌部,因此,能够一次性连续地进行铆接操作,从而能够高效地进行铆接操作。
实施方式2.
图10是表示实施方式2的端子连接结构的剖视图。实施方式1中,例如如图7所示那样,是功率模块侧为雌部,紧固构件侧为雄部的结构,但在实施方式2中,如图10所示那样,是功率模块侧为雄部,紧固构件侧为雌部的结构。若详细进行说明,则在功率模块侧构成雄部51,在雄部51中,在从A1方向观察到的剖面为横向较长形状的底座部51a上竖立设有从A1方向观察到的剖面为圆形形状的轴部51b,且与实施方式1同样地设有供紧固构件插通的3个孔部51c。另外,根据图1所示的功率模块1的结构而将孔部51c的个数设为3。
另一方面,在紧固构件侧构成雌部52,雌部52具有供雄部51的轴部51b插通的孔部52a,且从A1方向观察到的剖面形成为圆形形状。与实施方式1不同,雌部52是分离成三个的结构。另外,在实施方式1中,如图7所示,是从功率模块侧***铆接工具41来进行铆接的结构,但在实施方式2中,从紧固构件侧***铆接工具41进行铆接即可。
根据上述那样构成的实施方式2的端子连接结构,设为相对于实施方式1的结构、交换雄部和雌部后得到的结构,因此,靠近夹入的导体的一侧成为铆接侧,能够通过比实施方式1要小的铆接力来固定导体。
实施方式3.
图11是表示实施方式3的端子连接结构的剖视图。实施方式2中,由于为了配合功率模块1的端子电极的结构,而采用具有三个雌部52的结构,但在实施方式3中,如图11所示,是具有使三个雌部相连结而形成为横向较长形状的雌部54的结构。另外,图11中,对于与图10相同或同等的部位标注相同的标号,并省略重复说明。另外,进行铆接的位置与实施方式2相同。
根据上述那样构成的实施方式3的端子连接结构,设为相对于实施方式1的结构、交换雄部和雌部后得到的结构,因此,靠近夹入的导体的一侧成为铆接侧,能够通过比实施方式1要小的铆接力来固定导体。
此外,根据实施方式3的端子连接结构,由于对多个连接端子使用一个雌部,因此,能够一次性连续地进行铆接操作,从而能够高效地进行铆接操作。
实施方式4.
图12是表示实施方式4的端子连接结构的剖视图。实施方式1中,由于为了配合功率模块1的端子电极的结构而如图3所示那样采用具有三个雄部21的结构,但在实施方式4中,如图12所示,是具有使三个雄部相连结而形成为横向较长形状的雄部21A的结构。另外,图12中,对于与图3相同或同等的部位标注相同的标号,并省略重复说明。另外,进行铆接的位置与实施方式1相同。
根据上述那样构成的实施方式4的端子连接结构,具有与实施方式1同等的结构,能够获得与实施方式1相同的效果。
此外,根据实施方式4的端子连接结构,由于对多个连接端子使用一个雌部和一个雄部,因此,能够一次性连续地进行铆接操作,从而能够高效地进行铆接操作。
实施方式5.
实施方式1中,如图1所示,对功率模块1的端子电极为横向较长形状的情况进行了说明,但实施方式5中,示出图13所示那样的L字形状的示例作为横向较长形状以外的示例。在这种L字形状的情况下,配合该形状将雌部或雄部的形状也形成为L字形状即可。因此,若对该方法进行扩展,则可应用于任意的形状。
另外,在上述实施方式1到实施方式5中,以功率模块为例进行了说明,但也能够使用于需要与导体进行电连接的电子元器件。
此外,上述实施方式1至5所示的结构是本发明的结构的一个示例,可以与其他公知技术进行组合,当然也可以在不脱离本发明的要点的范围内进行变更来构成,例如省略其中的一部分等。
工业上的实用性
如上所述,本发明作为用于对电子元器件的端子与导体之间进行电连接的端子连接结构是有用的。
标号说明
1功率模块、2封装、10第1元件对、10a连接部、10b连接部、12第2元件对、12a、12b连接部、21、21A、51雄部、21a底座部、21b、51b轴部、21c、51c孔部(雄部)、22、52、54雌部、22a、52a孔部(雌部)、25导体、32孔、34螺母(紧固机构)、36螺栓(紧固构件)、41铆接工具。
Claims (8)
1.一种端子连接结构,用于对导体与电子元器件的至少一个端子电极之间进行电连接,该端子连接结构的特征在于,
在所述端子电极设有多个连接端子,
包括:雄部,该雄部设有供紧固构件插通的孔部;以及
雌部,该雌部设有供所述雄部插通、且数量与所述连接端子的数量相同的孔部,
通过在所述雌部与所述雄部之间夹入所述导体,且对所述雄部的所述孔部进行铆接来固定所述导体,
利用插通所述雄部的孔部的紧固构件、以及分别设于所述连接端子的紧固机构来将所述导体固定到所述电子元器件。
2.如权利要求1所述的端子连接结构,其特征在于,
对位于所述电子元器件侧的所述雄部的孔部进行铆接来固定所述导体。
3.如权利要求2所述的端子连接结构,其特征在于,
所述雄部由剖面为圆形的底座部、竖直设立于所述底座部且具有与所述底座部的剖面相比直径较小的圆形剖面的轴部构成,
在所述底座部与所述轴部的结合体的轴心设有供所述紧固构件插通的孔部。
4.如权利要求3所述的端子连接结构,其特征在于,
通过将所述底座部与所述轴部的结合体以所述连接端子的数量进行连结而构成所述端子连接结构。
5.如权利要求1所述的端子连接结构,其特征在于,
对位于所述导体侧的所述雄部的孔部进行铆接来固定所述导体。
6.如权利要求5所述的端子连接结构,其特征在于,
所述雄部由剖面为横向较长形状的底座部、以及剖面形成为圆形形状且竖直设立于所述底座部的、数量与所述连接端子的数量相同的轴部构成,
在所述底座部与所述轴部的结合体的轴心设有数量与所述连接端子的数量相同的、供所述紧固构件插通的孔部。
7.如权利要求6所述的端子连接结构,其特征在于,
所述雌部分别分离而构成。
8.如权利要求6所述的端子连接结构,其特征在于,
所述雌部相连结而构成。
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