[發(fā)明專利]智能功率模塊端子及其連接結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310033666.2
• 申請(qǐng)日: 2013-01-28
• 公開（公告）號(hào): CN103078477A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聶世義;張敏;鄭軍;亓笑妍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇宏微科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/00
• 分類號(hào): H02M1/00
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所 32211
• 代理人: 賈海芬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種智能功率模塊端子及其連接結(jié)構(gòu)，屬于功率模塊制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

智能功率模塊（簡(jiǎn)稱IPM）廣泛應(yīng)用于交流電機(jī)變頻調(diào)速和直流電機(jī)斬波調(diào)速以及各種高性能電源，如UPS、感應(yīng)加熱、電焊機(jī)、有源補(bǔ)償、DC-DC等以及工業(yè)電氣自動(dòng)化等領(lǐng)域，有著廣闊的市場(chǎng)。傳統(tǒng)智能功率半導(dǎo)體模塊主要包括外殼、主電路板和驅(qū)動(dòng)電路板，半導(dǎo)體芯片等各器件和多個(gè)端子焊接在覆金屬陶瓷基板并構(gòu)成主電路板，而焊接有集成電路芯片及各器件的印刷電路板構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路板，為減小功率模塊的體積，將驅(qū)動(dòng)電路板通過螺釘安裝外殼上，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，再通過焊料將端子焊接在驅(qū)動(dòng)電路板上，通過端子實(shí)現(xiàn)與功率半導(dǎo)體模塊外部電路的連接以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)的輸入輸出。

目前功率模塊上的端子大都通過焊料高溫?zé)Y(jié)在覆金屬陶瓷基板的金屬層上，端子包括電極端子和信號(hào)端子，在焊接過程中，高溫下會(huì)使覆金屬陶瓷基板的金屬層與端子在焊料層處產(chǎn)生焊接應(yīng)力，而智能功率模塊的工作環(huán)境是在-40℃至125℃進(jìn)行循環(huán)，因此經(jīng)過一段時(shí)間工作后，最終會(huì)引起覆金屬陶瓷基板的金屬層與端子連接處脫落，而產(chǎn)生焊接疲勞現(xiàn)象，從而影響到整體功率器件的壽命。其次，端子采用焊料焊接在覆金屬陶瓷基板的金屬層上，不僅對(duì)覆金屬陶瓷基板的金屬層表面及端子表面要求較高，尤其覆金屬陶瓷基板的金屬層即銅箔與電極端子的銅材之間還會(huì)存在熱膨脹差別，焊接性能不高，而影響導(dǎo)其電性。同時(shí)焊接過程不僅需要焊料、助焊劑以及焊接時(shí)的保護(hù)性氣體，不僅高溫?zé)Y(jié)焊接工序時(shí)間長(zhǎng)，而且所產(chǎn)生的高溫又易導(dǎo)致其他部位材料金屬特性弱化，加之焊接過程中的焊料流淌以及阻焊油墨等因素，又會(huì)造成焊接面沾污的風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)有的端子焊接均存在著焊接面不易控制，工藝操作復(fù)雜，焊接效率低的問題。再則，電極端子需要進(jìn)行打彎工藝，但電極端子的折彎的力度和角度不易控制，使折彎工藝要求較高，一方面電極端子在折彎處還會(huì)產(chǎn)生裂紋，因裂紋處的存在而造成局部電阻增加的問題。另一方面折彎后的多個(gè)電極端子不容易在同一高度，還會(huì)造成驅(qū)動(dòng)電路板與端子接觸不良而引起的接觸電阻過大，進(jìn)而造成局部過熱的現(xiàn)象，也會(huì)影響端子連接處的牢固性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)合理，體積小，端子鍵合牢固，能提高工作可靠性的智能功率模塊端子及其連接結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明為達(dá)到上述目的的技術(shù)方案是：一種智能功率模塊端子，其特征在于：端子呈臺(tái)階形結(jié)構(gòu)，端子包括豎置的連接柱、設(shè)置在連接柱下部的上鍵合座、底部的下鍵合座以及位于上鍵合座與下鍵合座之間豎置的連接座。

一種智能功率模塊端子的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述端子嵌接在外殼窗口的周邊，端子的連接座設(shè)置在外殼內(nèi)、下鍵合座固定在窗口的下臺(tái)階面處、上鍵合座固定在窗口的上臺(tái)階面處、連接柱穿出外殼的上端面，主電路板密封固定在外殼的底部，端子的下鍵合座通過金屬鍵合絲與主電路板鍵合，端子的上鍵合座通過金屬鍵合絲與設(shè)置在外殼內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電路板鍵合。