CN209913085U - 联结插座、功率半导体模块和具有该模块的电路装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种联结插座，其在纵向方向上延伸，包括第一端和与第一端呈相对设置的第二端；第一凸缘设置在第一端远离第一端端面的位置；凹槽设置在第二端，用于插设联结插销；联结插座以第一凸缘在前的方式放置在与纵向方向垂直的平面上时，第一端端面与平面相接触。一种功率半导体模块，包括电路载体和联结插座，电路载体设置有平坦导体区域，联结插座以第一凸缘在前的方式焊接在平坦导体区域，第一端端面的面积小于平坦导体区域的面积，联结插座的纵向方向与平坦导体区域垂直。一种电路装置，包括印刷电路板和功率半导体模块，联结插销的末端伸出壳体后与印刷电路板连接。本实用新型能够解决联结插座与金属层之间焊接不牢靠和爬锡的问题。

Description

联结插座、功率半导体模块和具有该模块的电路装置

技术领域

本实用新型涉及一种联结插座、功率半导体模块和具有该模块的电路装置。

背景技术

功率半导体模块具有金属电路载体，该电路载体导电地连接外部电路，例如驱动单元等，该连接技术使得连接元件生产简单和低成本，并在机械应力和振动的环境中具有足够的长期可靠性。

申请号为200910126773.3的专利文件公开了一种接触元件、功率半导体模块和具有该模块的电路装置，其具体结构如图1所示，该接触元件放置在衬板上时，由于元件端部具有凸台1，且使得元件和衬板的接触区域数量大于等于2，因此形成的平坦区域2与衬板之间形成间隙，焊接期间液态的焊料可以渗透至该区域，产生可靠持久的连接，同时，插销为方形，其对角线的长度大于底座直径。

申请号为201721838148.8的专利文件公开了一种H形DBC电连接器，其具体结构如图2所示，该装置两端对称，且两端设有连接端，连接端的端面上均布有多根凸台，相邻凸台之间留有用于爬锡的间隙，进一步地，该装置内部设有连接座3和弹性触头4，便于金属触针***后连接良好。

上述装置的共同点是在焊接面上均设置有凸台，凸台之间的间隙可以容纳焊料，但是，由于该间隙空间有限，因此容纳的焊料量有限，如果焊料量较大，那么焊料融化后会通过管子内壁向上爬锡甚至堵塞管道。然而，如果焊料量较少，则容易导致元件与金属层之间的焊接强度不够。另外，上述装置不利于工艺实现。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的之一是提供一种联结插座，其能够解决联结插座与金属层之间焊接不牢靠和爬锡的问题。

本实用新型的目的之二是提供一种功率半导体模块，其能够在机械应力和振动的环境中具有足够的长期可靠性。

本实用新型的目的之三是提供一种具有功率半导体模块的电路装置，电路装置中的功率半导体模块能够利用联结插座以简单的方式电接触连接。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种用于功率半导体模块的联结插座，所述联结插座在纵向方向上延伸，包括第一端；第二端，其与所述第一端呈相对设置；第一凸缘，其设置在所述第一端远离所述第一端端面的位置；凹槽，其设置在所述第二端，用于插设联结插销；其中，所述联结插座以所述第一凸缘在前的方式放置在与所述纵向方向垂直的平面上时，所述第一端端面与所述平面相接触。

在一个具体实施例中，所述第一端端面放置在与所述纵向方向垂直的所述平面上时，所述第一端端面与所述平面的接触区域的数目为一个。

在一个具体实施例中，所述凹槽设置成管状，其沿所述联结插座的纵向方向布置。

在一个具体实施例中，所述凹槽的纵向深度小于所述联结插座的纵向长度。

在一个具体实施例中，所述联结插座的纵向长度为2～4毫米；所述第一凸缘上靠近所述第一端端面的第一表面部与所述第一端端面的高度差为100～300微米。

在一个具体实施例中，所述第二端设置有第二凸缘；所述第一凸缘和所述第二凸缘的半径均为1～3毫米。

在一个具体实施例中，所述联结插座采用铜或铜合金或钢制成；所述联结插座表面设置有锡或金或镍涂层。

一种功率半导体模块，包括电路载体和所述联结插座，所述电路载体设置有平坦导体区域，所述联结插座以所述第一凸缘在前的方式焊接在所述平坦导体区域，所述第一端端面的面积小于所述平坦导体区域的面积，所述联结插座的纵向方向与所述平坦导体区域垂直。

在一个具体实施例中，所述第一凸缘、所述第一端周向侧面以及所述平坦导体区域之间的间隙内设置有焊料。

在一个具体实施例中，包括所述联结插销，所述联结插销的始端插设在所述凹槽内，所述联结插销与所述联结插座之间电连接。

在一个具体实施例中，还包括壳体，所述电路载体和所述联结插座均设置在所述壳体内，所述联结插销的末端伸出所述壳体。

一种电路装置，包括印刷电路板和所述的功率半导体模块，所述联结插销的末端伸出所述壳体后与所述印刷电路板连接。

本实用新型带来了以下有益效果：1、本实用新型联结插座与平坦导体区域之间的焊接牢靠且持久，同时能够有效地避免产生爬锡现象。2、本实用新型联结插座易于工艺实现，简捷高效。3、本实用新型功率半导体模块能够使得联结插座生产简单，其能够利用联结插座以简单的方式电接触连接，经济性好。4、本实用新型功率半导体模块能够在机械应力和振动的环境中具有足够的长期稳定性。5、本实用新型电路装置结构简单，使用方便，其能够简捷高效地解决联结插座与金属层之间焊接不牢靠和爬锡的问题。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。

图1是现有技术中接触元件的结构示意图；

图2是现有技术中H形DBC电连接器的结构示意图；

图3是本实用新型联结插座的结构示意图；

图4是本实用新型联结插座另一角度的结构示意图；

图5是本实用新型联结插座与金属层接触的结构示意图；

图6是本实用新型联结插座通过焊料与金属层连接的截面示意图；

图7是本实用新型联结插座与联结插销相配合的结构示意图；

图8是本实用新型功率半导体模块和印刷电路板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

如图3～6所示，本实用新型提出的用于功率半导体模块的联结插座，其在纵向方向上延伸，包括第一端5和与第一端5呈相对设置的第二端6。在第一端5远离第一端端面51的位置设置有第一凸缘7。在第二端6设置有凹槽8，用于插设联结插销9(如图7、图8所示)。其中，联结插座以第一凸缘7在前的方式放置在与纵向方向垂直的平面上时，第一端端面51与平面相接触。若联结插座需要与该平面焊接时，第一端端面51的面积应该小于平面的面积。此时，在第一凸缘7、第一端5的周向侧面以及该平面之间的位置形成有间隙，在该间隙内能够大量地聚集液态焊料，从而实现联结插座与该平面之间可靠而持久的联结。

在一个具体实施例中，如图4所示，第一端端面51放置在与联结插座纵向方向垂直的平面上时，第一端端面51与该平面的接触区域的数目为一个。

在一个具体实施例中，如图4所示，第一端端面51设置成平坦部，其与联结插座的纵向方向垂直。

在一个优选的实施例中，平面的面积大于等于第一凸缘7的横截面积。

在一个具体实施例中，凹槽8设置成内径一致的管状(如图6所示)，其沿联结插座的纵向方向布置。

在一个具体实施例中，凹槽8的半径为0.3～0.8毫米。

在一个具体实施例中，凹槽8的纵向深度小于联结插座的纵向长度。

在一个具体实施例中，联结插座的纵向长度为2～4毫米。

在一个具体实施例中，在第一凸缘7上靠近第一端端面51的第一表面部71(如图4所示)与第一端端面51的高度差为100～300微米。

在一个具体实施例中，第二端6设置有第二凸缘10，能够便于引导联结插销9***凹槽8内。第二凸缘10的半径大于凹槽8的半径，能够提高联结插座的强度可靠，以避免与联结插座配合的时候破裂。

在一个具体实施例中，第一凸缘7和第二凸缘10的半径均为1～3毫米。

在一个具体实施例中，联结插座采用铜或铜合金或钢制成。

在一个具体实施例中，联结插座的表面设置有锡或金或镍涂层，能够防止联结插座的表面被氧化，从而有利于接触焊料进行焊接。

在一个具体实施例中，第一端5的半径小于第一凸缘7的半径。

如图5、图6所示，本实用新型提出的功率半导体模块，包括电路载体11(如图8所示)和联结插座，电路载体11包括平坦导体区域111。联结插座以第一凸缘7在前的方式焊接在平坦导体区域111，第一端端面51的面积小于平坦导体区域111的面积，联结插座的纵向方向与平坦导体区域111垂直。

在一个具体实施例中，第一凸缘7、第一端周向侧面以及平坦导体区域111之间的间隙内设置有焊料(如图6、图8所示)。如果增加第一凸缘7的半径，该半径越大，则第一凸缘7、第一端5的周向侧面以及平坦导体区域111之间形成的间隙内就能够容纳越多的焊料。如果第一表面部71与第一端端面51之间的高度差值越大，则第一凸缘7、第一端5的周向侧面以及平坦导体区域111之间形成的间隙内就能够容纳越多的焊料。这样，联结插座与平坦导体区域111之间的联结就更加紧固、可靠，同时再多的焊锡也不会导致爬锡或堵塞。

在一个优选的实施例中，如图5、图6所示，第一凸缘7的横截面积小于等于平坦导体区域111的面积。

在一个具体实施例中，还包括联结插销9(如图7、图8所示)，联结插销9的始端插设在凹槽8内，联结插销9与联结插座之间电连接。

在一个具体实施例中，如图7所示，联结插销9与联结插座之间采用焊接或过盈配合接触。

在一个具体实施例中，还包括壳体12，电路载体11和联结插座分别设置在壳体12内，联结插销9的末端伸出壳体12(如图8所示)。

在一个具体实施例中，平坦导体区域111为金属层。

在一个具体实施例中，金属层的数目为一个或多个，可以根据实际需要进行设置。

在一个具体实施例中，金属层的数目为两个时，两金属层之间还设置有绝缘衬板112。此时，第一金属层1111与联结插座焊接，第二金属层1112固定设置在壳体12的底板121上(如图8所示)。其中，底板121采用铜制成，能够便于散热。

如图8所示，本实用新型提出的电路装置，包括设置在壳体12外部的印刷电路板13，联结插销9的末端伸出壳体12后焊接或压配至印刷电路板13中。第一金属层1111电连接设置在第一金属层1111顶部的半导体芯片14。其中，半导体芯片14与联结插座呈间隔设置。

在一个具体实施例中，联结插销9的末端与印刷电路板13之间采用焊接或过盈配合接触。

虽然本实用新型所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种联结插座，其特征在于，所述联结插座在纵向方向上延伸，包括

第一端；

第二端，其与所述第一端呈相对设置；

第一凸缘，其设置在所述第一端远离所述第一端端面的位置；

凹槽，其设置在所述第二端，用于插设联结插销；

其中，所述联结插座以所述第一凸缘在前的方式放置在与所述纵向方向垂直的平面上时，所述第一端端面与所述平面相接触。

2.根据权利要求1所述的联结插座，其特征在于，所述第一端端面放置在与所述纵向方向垂直的所述平面上时，所述第一端端面与所述平面的接触区域的数目为一个。

3.根据权利要求1所述的联结插座，其特征在于，所述凹槽设置成管状，其沿所述联结插座的纵向方向布置。

4.根据权利要求3所述的联结插座，其特征在于，所述凹槽的纵向深度小于所述联结插座的纵向长度。

5.根据权利要求1所述的联结插座，其特征在于，所述联结插座的纵向长度为2～4毫米；所述第一凸缘上靠近所述第一端端面的第一表面部与所述第一端端面的高度差为100～300微米。

6.根据权利要求1所述的联结插座，其特征在于，所述第二端设置有第二凸缘；所述第一凸缘和所述第二凸缘的半径均为1～3毫米。

7.根据权利要求1所述的联结插座，其特征在于，所述联结插座采用铜或铜合金或钢制成；所述联结插座表面设置有锡或金或镍涂层。

8.一种功率半导体模块，其特征在于，包括电路载体和如权利要求1～7任一项所述的联结插座，所述电路载体设置有平坦导体区域，所述联结插座以所述第一凸缘在前的方式焊接在所述平坦导体区域，所述第一端端面的面积小于所述平坦导体区域的面积，所述联结插座的纵向方向与所述平坦导体区域垂直。

9.根据权利要求8所述的功率半导体模块，其特征在于，所述第一凸缘、所述第一端周向侧面以及所述平坦导体区域之间的间隙内设置有焊料。

10.根据权利要求9所述的功率半导体模块，其特征在于，包括所述联结插销，所述联结插销的始端插设在所述凹槽内，所述联结插销与所述联结插座之间电连接。

11.根据权利要求10所述的功率半导体模块，其特征在于，还包括壳体，所述电路载体和所述联结插座均设置在所述壳体内，所述联结插销的末端伸出所述壳体。

12.一种电路装置，其特征在于，包括印刷电路板和如权利要求11所述的功率半导体模块，所述联结插销的末端伸出所述壳体后与所述印刷电路板连接。

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