專利名稱：裝配式功率模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝配式功率模塊，屬于功率模塊制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
功率半導(dǎo)模塊用于逆變焊機(jī)、各種開關(guān)電源的控制器以及電動(dòng)汽車控制器等，其主要作用是將輸入的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)槿嘟涣麟娸敵觥６β拾雽?dǎo)體模塊，是一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)單兀與一個(gè)或多個(gè)功率模塊組成三相電路工作。傳統(tǒng)功率半導(dǎo)體模塊主要包括電阻、電容、二極管、半導(dǎo)體芯片等器件以及多個(gè)電極端子和多個(gè)信號(hào)端子，各器件以及多個(gè)端子焊接在覆金屬陶瓷基板并構(gòu)成主電路板，主電路板通過(guò)灌膠密封固定外殼上。為減小功率模塊的體積，將驅(qū)動(dòng)電路板通過(guò)螺釘安裝外殼上。由于各端子需穿出外殼蓋板上的端子孔和驅(qū)動(dòng)電路板上的端子孔，再通過(guò)焊料將各端子焊接在驅(qū)動(dòng)電路板上，通過(guò)各端子實(shí)現(xiàn)與功率半導(dǎo)體模塊外部電路的連接。但上述結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電路板通過(guò)螺釘連接在殼體上的螺紋孔內(nèi)，會(huì)因操作不當(dāng)易造成螺紋孔滑牙，尤其功率半導(dǎo)體模塊經(jīng)常用于振動(dòng)較大的控制場(chǎng)所，由于不能將驅(qū)動(dòng)電路板可靠安裝在外殼上，會(huì)引起各端子與外部電路之間的電氣連接不可靠，而影響功率半導(dǎo)體模塊的使用壽命。由于在安裝過(guò)程中需要將焊接有各端子的主電路板安裝在外殼上，先要將各端子穿出外殼的蓋板上的端子孔，為了使外殼上的蓋板能對(duì)端子進(jìn)行限位，其端子孔與端子之間的間隙較小，但由于外殼通常采用絕緣塑料注塑而成，由于外殼壁厚不一致，會(huì)導(dǎo)致蓋板產(chǎn)生較大的變形進(jìn)而影響各端子的安裝效率和裝配質(zhì)量。再則，由于端子還需要穿出驅(qū)動(dòng)電路板上的端子孔，而端子中上部均為針狀結(jié)構(gòu)或板狀結(jié)構(gòu)，尤其是針狀結(jié)構(gòu)，由于端子強(qiáng)度不高，在安裝過(guò)程中很容易使端子受到外力后產(chǎn)生變形，甚至在焊接過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生變形，當(dāng)端子變形過(guò)大又會(huì)產(chǎn)生失效，不僅影響裝配效率和安裝質(zhì)量，而且也影響半導(dǎo)體模塊的使用壽命。另外，現(xiàn)有各端子均焊接在驅(qū)動(dòng)電路板上，造成功率模塊維修不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)合理，安裝方便，能解決各端子變形過(guò)大而造成失效，并便于維修的裝配式功率模塊。本發(fā)明為達(dá)到上述目的的技術(shù)方案是一種裝配式功率模塊，包括外殼、主電路板和驅(qū)動(dòng)電路板，主電路板上的覆金屬陶瓷基板與各器件以及多個(gè)端子連接，主電路板密封固定在外殼的下部，其特征在于所述的各端子從上至下包括具有彈性的連接部分、主體部分、用于應(yīng)力釋放的折彎部分，主體部分的上部具有翼翅部分，或主體部分的上部和下部具有翼翅部分，具有T形槽口的卡板設(shè)置在外殼的蓋板上部，各端子穿出蓋板對(duì)應(yīng)的端子孔及卡板對(duì)應(yīng)的T形槽口，且端子的主體部分位于T形槽口的小徑槽口內(nèi)，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，驅(qū)動(dòng)電路板設(shè)有對(duì)應(yīng)于各端子的安裝孔以及位于兩側(cè)的定位孔，驅(qū)動(dòng)電路板支承在外殼的上部，各端子的連接部分彈性漲接在驅(qū)動(dòng)電路板各自的安裝孔內(nèi)，外殼兩側(cè)凸起的彈性卡板設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電路板上的定位孔內(nèi)，且彈性卡板頂部卡接在驅(qū)動(dòng)電路板的上部。本發(fā)明端子采用具有彈性的連接部分、主體部分以及用于應(yīng)力釋放的折彎或部分，通過(guò)折彎部分能有緩沖端子所受到的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力，故而減小端子的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力，提高功率模塊的使用壽命，并提高端子的自身強(qiáng)度。本發(fā)明各端子穿出蓋板對(duì)應(yīng)的端子孔及卡板對(duì)應(yīng)的T形槽口，卡板的T形槽口其小徑槽口位于端子主體部分，安裝過(guò)程中卡板上的T形槽口的大徑槽口套在各端子上，通過(guò)移動(dòng)卡板使各端子位于卡板的小徑槽口內(nèi)，故而增加了各端子通過(guò)蓋板上各端子孔的間隙，方便主電路板上各端子通過(guò)蓋板上的端子孔，同時(shí)端子的主體部分設(shè)置在卡板上的T形槽口的小徑槽口內(nèi)，不僅安裝方便，能減少對(duì)外力對(duì)端子的影響，而且當(dāng)各端子受外力使其變形時(shí)，可通過(guò)端子的翼翅部分直接支承在卡板上，有效地解決了端子受力后因變形過(guò)大而產(chǎn)生的失效問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)卡板對(duì)端子進(jìn)行限位，也解決了外殼因壁厚不勻而導(dǎo)致蓋板產(chǎn)生較大變形造成各端子孔孔距不等的問(wèn)題，提高了功率模塊的安裝效率和裝配質(zhì)量。本發(fā)明端子的連接部分是彈性漲接在驅(qū)動(dòng)電路板各自的安裝孔內(nèi)，一方面能解決端子因焊接變形過(guò)大而造成的失效問(wèn)題，另一方面由于端子是彈性與驅(qū)動(dòng)電路板連接，使發(fā)明的裝配式功率模塊不僅適用于一般場(chǎng)所，而且也可適用于振動(dòng)較大的場(chǎng)所。本發(fā)明驅(qū)動(dòng)電路板是卡接在外殼上，而且端子通過(guò)卡板進(jìn)行限位并與驅(qū)動(dòng)電路板連接，免除了端子與驅(qū)動(dòng)電路板的焊接，故而便于功率模塊的維修。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖1是本發(fā)明裝配式功率模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明裝配式功率模塊的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明外殼和主電路板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明端子的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1—驅(qū)動(dòng)電路板，11—定位孔，12—限位孔，13—安裝孔，2—外殼，21—彈性卡板,22一定位凸塊，23一支承座，24一蓋板,25一端子孔,26一限位柱,27一灌I父孔,28-環(huán)臺(tái)，29-頂桿，3-卡板，31-導(dǎo)向孔，32-T形槽口，4-端子，41-連接部分，42—翼翅部分，43—主體部分，44一折彎部分，5—主電路板，51-覆金屬陶瓷基板。
具體實(shí)施例方式見圖1 5所示，本發(fā)明的裝配式功率模塊，包括外殼2、主電路板5和驅(qū)動(dòng)電路板1，主電路板5上的覆金屬陶瓷基板51與各器件以及多個(gè)端子4連接，連接在覆金屬陶瓷基板51上半導(dǎo)體芯片、電容、電阻、二極管等器件可構(gòu)成半橋電路或三相橋電路，并能實(shí)現(xiàn)過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、過(guò)熱等保護(hù)功能，半導(dǎo)體芯片、電容、電阻、二極管以及端子4均焊接在覆金屬陶瓷基板51上以實(shí)現(xiàn)電路連接，本發(fā)明的端子4為電極端子和信號(hào)端子，驅(qū)動(dòng)電路板I上的印刷電路板焊接有電阻、電容、二極管、集成電路等，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的驅(qū)動(dòng)，通過(guò)端子4實(shí)現(xiàn)與外部電源及設(shè)備的連接以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)的輸出/輸入。見圖3所示，本發(fā)明的主電路板5密封固定在外殼2的下部，銅底板連接在主電路板5的下部，通過(guò)銅底板將功率模塊工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量通過(guò)散熱器強(qiáng)制散出。
見圖1-5所示，本發(fā)明各端子4從上至下包括具有彈性的連接部分41、主體部分43、用于應(yīng)力釋放的折彎部分44，主體部分43的上部具有翼翅部分，或主體部分43的上部和下部具有翼翅部分，具有T形槽口 32的卡板3設(shè)置在外殼2的蓋板24上部，各端子4穿出蓋板24對(duì)應(yīng)的端子孔25及卡板3對(duì)應(yīng)的T形槽口 32內(nèi)，且端子4的主體部分43位于T形槽口 32的小徑槽口內(nèi)，安裝時(shí)先將卡板3上的T形槽口 32其大徑槽口套在各端子4上再沿其長(zhǎng)度方向移動(dòng)，使卡板3的T形槽口 32的小徑槽口位于端子4主體部分43，在主電路板5安裝在外殼2底部，此時(shí)各端子4穿出蓋板24對(duì)應(yīng)的端子孔25后，并通過(guò)卡板3上各T形槽口 32對(duì)端子4進(jìn)行限位，在安裝及使用過(guò)程中能大幅度減少外力對(duì)端子4沖擊時(shí)，也解決了由于蓋板24變形較大后造成各端子孔孔距變化而造成端子安裝困難的問(wèn)題。見圖3-5所示，本發(fā)明端子4上的翼翅部分位于卡板3的上端面，或端子4上的翼翅部分位于卡板3的上端面和下端面，無(wú)論在安裝過(guò)程中還是使用過(guò)程上，當(dāng)有外力對(duì)端子4沖擊時(shí)，可通過(guò)端子4的翼翅部分與卡板3相接而限制端子4的變形量，通過(guò)翼翅部分對(duì)端子4進(jìn)行單向或雙向限位，解決端子4受到外力后易造成變形和失效。。見圖1-3所示，本發(fā)明驅(qū)動(dòng)電路板I設(shè)有對(duì)應(yīng)各端子4的安裝孔13以及位于兩側(cè)的定位孔11，驅(qū)動(dòng)電路板I支承在外殼2的上部，各端子4的連接部分41彈性漲接在驅(qū)動(dòng)電路板I各自的安裝孔13內(nèi)，通過(guò)各端子4的連接部分彈性變形而與驅(qū)動(dòng)電路板I上各自對(duì)應(yīng)的安裝孔13連接，能有效的避免了使用中，因震動(dòng)等原因使端子4失效。見圖5所示，本發(fā)明端子4連接部分41的上部具有斜面，能方便卡板3及驅(qū)動(dòng)電路板I的安裝，端子4連接部分41的中部呈空芯，使端子4不僅具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)也具有較好的彈性而與驅(qū)動(dòng)電路板I上的安裝孔13可靠接觸連接，而實(shí)現(xiàn)電氣連接。見圖1-4所示，本發(fā)明外殼2兩側(cè)凸起的彈性卡板321設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電路板I上的定位孔11內(nèi)，且彈性卡板21頂部卡接在驅(qū)動(dòng)電路板I的上部，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路板I安裝到位后，通過(guò)彈性卡板21上的鉤座使驅(qū)動(dòng)電路板I不能移動(dòng)，將驅(qū)動(dòng)電路板I安裝在外殼2上。見圖3、4所示，本發(fā)明外殼2兩側(cè)還分別設(shè)有支承座23，各支承座23上設(shè)有定位凸塊22，驅(qū)動(dòng)電路板I上設(shè)有對(duì)應(yīng)的限位孔12，驅(qū)動(dòng)電路板I支承在支承座23上，支承座23上的定位凸塊22設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電路板I上的限位孔12內(nèi)，將驅(qū)動(dòng)電路板I快速安裝在外殼2及各端子4上，由于驅(qū)動(dòng)電路板I與外殼2及端子4均為拆裝式連接，便于功率模塊的維修。見圖4所示，本發(fā)明外殼2的底部設(shè)有內(nèi)凹的環(huán)臺(tái)28，主電路板5上的覆金屬陶瓷基板51通過(guò)密封膠固定在外殼2的環(huán)臺(tái)28上，外殼2的蓋板24上部設(shè)有至少兩個(gè)限位柱26、中部設(shè)有灌膠孔27，密封膠通過(guò)灌膠孔27注入以達(dá)到將主電路板5固定在外殼21內(nèi)，卡板3上設(shè)有與限位柱26對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向孔31，且導(dǎo)向孔31沿長(zhǎng)軸方向的長(zhǎng)度與卡板3上的T形槽口 32的長(zhǎng)度相同，在卡板3的安裝過(guò)程中，通過(guò)限位柱26對(duì)卡板3進(jìn)行限位，而達(dá)到快速安裝，蓋板24下部的至少一個(gè)頂桿29與覆金屬陶瓷基板51相接，該頂桿29可位于蓋板的中部，或采用多個(gè)頂桿29并均布在蓋板上，通過(guò)頂桿29緩解了覆金屬陶瓷基板51四周受力集中的問(wèn)題，減少主電路板5的變形，使功率模塊與散熱器形成良好、緊密的接觸，提高主電路的散熱效果，而使功率模塊能更好的工作。
權(quán)利要求
1.一種裝配式功率模塊，包括外殼(2 )、主電路板(5 )和驅(qū)動(dòng)電路板(I)，主電路板(5 )上的覆金屬陶瓷基板與各器件以及多個(gè)端子(4)連接，主電路板(5)密封固定在外殼(2)的下部，其特征在于所述的各端子(4)從上至下包括具有彈性的連接部分(41)、主體部分(43)、用于應(yīng)力釋放的折彎部分(44)，主體部分(43)的上部具有翼翅部分，或主體部分(43)的上部和下部具有翼翅部分，具有T形槽口(32)的卡板(3)設(shè)置在外殼(2)的蓋板(24)上部，各端子(4)穿出蓋板(24)對(duì)應(yīng)的端子孔(25)及卡板(3)對(duì)應(yīng)的T形槽口(32)，且端子(4)的主體部分(43)位于T形槽口(32)的小徑槽口內(nèi)，端子(4)上的翼翅部分()位于卡板(3)的上端面，或端子(4)上的翼翅部分()位于卡板(3)的上端面和下端面，驅(qū)動(dòng)電路板(I)設(shè)有對(duì)應(yīng)于各端子(4)的安裝孔(13)以及位于兩側(cè)的定位孔(11)，驅(qū)動(dòng)電路板(I)支承在外殼(2)的上部，各端子(4)的連接部分(41)彈性漲接在驅(qū)動(dòng)電路板(I)各自的安裝孔(13)內(nèi)，外殼(2)兩側(cè)凸起的彈性卡板(21)設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電路板(I)上的定位孔(11)內(nèi)，且彈性卡板(21)頂部卡接在驅(qū)動(dòng)電路板(I)的上部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式功率模塊，其特征在于所述外殼(2)的底部設(shè)有內(nèi)凹的環(huán)臺(tái)(28)，主電路板(5)上的覆金屬陶瓷基板通過(guò)密封膠固定在外殼(2)的環(huán)臺(tái)(28)上，外殼(2)的蓋板(24)上部設(shè)有至少兩個(gè)限位柱(26)、中部設(shè)有灌膠孔(27)，卡板(3)上設(shè)有與限位柱(26)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向孔(31)，且導(dǎo)向孔(31)沿長(zhǎng)軸方向的長(zhǎng)度與卡板(3)上的T形槽口(32)的長(zhǎng)度相同，蓋板(24)下部至少一個(gè)頂桿(29)與覆金屬陶瓷基板(51)相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式功率模塊，其特征在于所述外殼(2)兩側(cè)還分別設(shè)有支承座(23)，各支承座(23)上設(shè)有定位凸塊(22)，驅(qū)動(dòng)電路板(I)上設(shè)有對(duì)應(yīng)的限位孔(12 )，驅(qū)動(dòng)電路板(I)支承在支承座(23)上，支承座(23)上的定位凸塊(22 )卡接在驅(qū)動(dòng)電路板(I)上的限位孔(12)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式功率模塊，其特征在于所述端子(4)連接部分(41)的上部具有斜面，且中部為空芯狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝配式功率模塊，主電路板上的覆金屬陶瓷基板與各器件以及多個(gè)端子連接，各端子從上至下包括連接部分、主體部分、折彎部分及翼翅部分，具有T形槽口的卡板設(shè)置在外殼的蓋板上部，各端子穿出蓋板對(duì)應(yīng)的端子孔及卡板對(duì)應(yīng)的T形槽口，主體部分位于T形槽口的小徑槽口內(nèi)，端子上的翼翅部分位于卡板的上端面或上下端面，驅(qū)動(dòng)電路板支承在外殼的上部，各端子的連接部分彈性漲接在驅(qū)動(dòng)電路板各自的安裝孔內(nèi)，外殼兩側(cè)凸起的彈性卡板設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電路板上的定位孔內(nèi)，且彈性卡板頂部卡接在驅(qū)動(dòng)電路板的上部。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，能解決各端子因安裝造成變形過(guò)大而產(chǎn)生的失效問(wèn)題，能便于維修。
文檔編號(hào)H01R12/58GK103023281SQ201310001059
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者張銀 申請(qǐng)人:江蘇宏微科技股份有限公司