功率模块的Pressfit端子连接结构及功率模块的制作方法

功率模块的pressfit端子连接结构及功率模块
技术领域
1.本发明涉及功率半导体模块封装技术领域，具体地，涉及一种功率模块的pressfit端子连接结构及功率模块。


背景技术：

2.在电源和电力电子变换器应用中，功率半导体(igbt，mosfet，sic,gan等)器件被广泛采用，在功率较大的场合下一般使用模块的封装形式。采用的直接焊接到绝缘散热基板上的端子的方式中，当端子受到电路板的比较大的振动的时候，很容易破坏焊接面，产生端子脱落的不良发生，所以一般端子底部会使用曲线的形状来吸收应力。用于连接外部印刷电路板的端子如果使用press
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fit技术，可以确保了简单快速的模块与pcb安装，消除了焊接工艺，减少装配时间和成本。电路板和模块可以很容易地拆开，所以这种无焊接压接维护简单。如有故障出现，部分零件仍然可以重用,而不需全部弃掉。如果pressfit也做成底部带有曲线形状吸收应力的形式的话，当将pressfit的头部压入穿孔的时候，力量较大，pressfit底部的曲线形状将无法支撑这个力量而产生不可回复变形，当然pressfit的头部也无法顺利插入电路板的穿孔。
3.公开号为cn111211429a的专利文献公开了一种功率模块的连接端子，属于功率模块的连接端子技术领域，包括第一支撑部，所述第一支撑部包括从上至下依次设置的插头部、过渡部、以及支撑脚；以及第二支撑部，所述第二支撑部位于所述第一支撑部的一侧，且所述第二支撑部的一端连接至所述过渡部，所述第二支撑部的另一端被构造为连接部并位于所述支撑脚的下方，且所述连接部与所述支撑脚之间存在间隙。但是该专利文献仍然存在连接端子头部插入电路板的穿孔时，支撑力不够的的缺陷。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种功率模块的pressfit端子连接结构及功率模块。
5.根据本发明提供的一种功率模块的pressfit端子连接结构，包括绝缘散热基板和外壳，所述外壳罩设在所述绝缘散热基板上；
6.所述绝缘散热基板上设置有连接端子、半导体芯片及绑定线，所述连接端子和所述半导体芯片通过所述绑定线相连接；所述连接端子远离所述绝缘散热基板的一端贯穿所述外壳，所述连接端子部分位于所述外壳外；
7.所述连接端子包括pressfit端子和支撑组件，所述支持组件连接设置所述pressfit端子上，所述支撑组件远离所述pressfit端子的一端抵接在所述外壳的底部侧壁上。
8.优选的，所述支撑组件包括第一曲形支撑柱、第一直支撑柱及第二直支撑柱；
9.所述第一曲形支撑柱的一端连接设置在所述pressfit端子，所述第一直支撑柱的一端连接设置在所述pressfit端子上，所述第二直支撑柱的一端连接设置在所述pressfit
端子上；
10.所述第一直支撑柱和所述第二直支撑柱分别设置在所述第一曲形支撑柱的两侧。
11.优选的，所述第一曲形支撑柱远离所述pressfit端子的一端设置有第一l型支撑柱。
12.优选的，所述第一曲形支撑柱与所述第一l型支撑柱一体成型设置。
13.优选的，所述支撑组件包括第二曲形支撑柱、第三曲形支撑柱及第三直支撑柱；
14.所述第二曲形支撑柱的一端连接设置在所述pressfit端子，所述第三曲形支撑柱的一端连接设置在所述pressfit端子上，所述第三直支撑柱的一端连接设置在所述pressfit端子上；
15.所述第二曲形支撑柱和所述第三曲形支撑柱分别设置在所述第三直支撑柱的两侧。
16.优选的，所述第二曲形支撑柱远离所述pressfit端子的一端设置有第二l型支撑柱。
17.优选的，所述第二曲形支撑柱与所述第二l型支撑柱一体成型设置。
18.优选的，所述第三曲形支撑柱远离所述pressfit端子的一端设置有第三l型支撑柱。
19.优选的，所述第三曲形支撑柱与所述第三l型支撑柱一体成型设置。
20.本发明还提供一种功率模块，包括上述的功率模块的pressfit端子连接结构。
21.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
22.1、本发明解决了连接端子支撑力不够的问题；
23.2、本发明通过设置支撑柱提供必要的支撑力，进而完成pressfit头部插入电路板的过程；
24.3、本发明的支撑柱的底面高于曲线形状的底面，进而不影响曲线形状形状吸收应力的作用。
附图说明
25.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
26.图1为现有技术的功率模块的端子连接结构的结构示意图；
27.图2为现有技术的端子的结构示意图；
28.图3为现有技术的pressfit端子的结构示意图；
29.图4为现有技术的pressfit端子的拔出示意图；
30.图5为本发明的整体结构示意图；
31.图6为实施例一的pressfit端子的立体结构示意图；
32.图7为实施例一的pressfit端子的主视图；
33.图8为实施例一的pressfit端子的侧视图；
34.图9为实施例三的pressfit端子的结构示意图；
35.图10为实施例二的pressfit端子的立体结构示意图；
36.图11为实施例二的pressfit端子的主视图；
37.图12为实施例二的pressfit端子的侧视图；
38.图13为实施例四的pressfit端子的结构示意图。
39.图中示出：
40.绝缘散热基板1
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第一l型支撑柱3024
41.外壳2
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第二曲形支撑柱3025
42.连接端子3
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第三曲形支撑住3026
43.pressfit端子301
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第三直支撑柱3027
44.支撑组件302
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第二l型支撑柱3028
45.第一曲形支撑柱3021
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第三l型支撑柱3029
46.第一直支撑柱3022
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半导体芯片4
47.第二直支撑柱3023
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绑定线5
具体实施方式
48.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
49.如图1～4所示，图中所示为现有技术的连接端子，焊接层为锡膏或者锡片焊接，用于底板和以及绝缘散热基板和芯片之间的连接；绝缘散热基板实现设计所需电路结构；绑定线实现各部件的电路连接。模块外部结构主要为外壳体和端子，外壳通过点胶工艺和底板相连，端子一般注塑到壳体内部，通过绑定线与内部电路相连或者直接焊接到绝缘散热基板。模块内部需要灌注硅胶，其作用是防腐防潮保护内部电路，同时又对内部各部件进行高压隔离，端子用于连接外部的电气电路。
50.实施例1：
51.如图5～8所示，本发明提供的一种功率模块的pressfit端子连接结构，包括绝缘散热基板1和外壳2，外壳2罩设在绝缘散热基板1上，绝缘散热基板1上设置有连接端子3、半导体芯片4及绑定线5，连接端子3和半导体芯片4通过绑定线5相连接，连接端子3远离绝缘散热基板1的一端贯穿外壳2，连接端子3部分位于外壳2外，连接端子3包括pressfit端子301和支撑组件302，支持组件连接设置pressfit端子301上，支撑组件302远离pressfit端子301的一端抵接在外壳2的底部侧壁上。
52.支撑组件302包括第一曲形支撑柱3021、第一直支撑柱3022及第二直支撑柱3023，第一曲形支撑柱3021的一端连接设置在pressfit端子301，第一直支撑柱3022的一端连接设置在pressfit端子301上，第二直支撑柱3023的一端连接设置在pressfit端子301上，第一直支撑柱3022和第二直支撑柱3023分别设置在第一曲形支撑柱3021的两侧。
53.在优选例中，在底部的曲线形状两侧加工出至少两个支撑柱，支撑柱的底面应该高于曲线形状的底面，以不影响曲线形状吸收应力的作用。当pressfit的头部插入电路板时，两个支撑柱的底面接触绝缘基板的表面，提供必要的支撑力完成pressfit头部插入电路板的过程。
54.实施例2：
55.如图9所示，与实施例1的不同之处在于，第一曲形支撑柱3021远离pressfit端子301的一端设置有第一l型支撑柱3024，第一曲形支撑柱3021与第一l型支撑柱3024一体成型设置。
56.实施例3：
57.如图10～12所示，与实施例1的不同之处在于，支撑组件302包括第二曲形支撑柱3025、第三曲形支撑柱3026及第三直支撑柱3027，第二曲形支撑柱3025的一端连接设置在pressfit端子301，第三曲形支撑柱3026的一端连接设置在pressfit端子301上，第三直支撑柱3027的一端连接设置在pressfit端子301上，第二曲形支撑柱3025和第三曲形支撑柱3026分别设置在第三直支撑柱3027的两侧。
58.在优选例中，在底部的曲线形状两侧中间加工出至少1个支撑柱，支撑柱的底面应该高于曲线形状的底面(0.1mm
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0.4mm)，以不影响曲线形状形状吸收应力的作用。当pressfit的头部插入电路板时，支撑柱的底面接触绝缘基板的表面，提供必要的支撑力完成pressfit头部插入电路板的过程。
59.实施例4：
60.如图13所示，与实施例3的不同之处在于，第二曲形支撑柱3025远离pressfit端子301的一端设置有第二l型支撑柱3028，第二曲形支撑柱3025与第二l型支撑柱3028一体成型设置，第三曲形支撑柱3026远离pressfit端子301的一端设置有第三l型支撑柱3029，第三曲形支撑柱3026与第三l型支撑柱3029一体成型设置。
61.在优选例中，可以通过如下方法对实施例2和实施例4的pressfit端子连接结构进行制备：
62.step1：通过焊锡或者烧结等方式将pressfit安装到绝缘散热基板上。pressfit可以是带有一个支撑柱的形式或者带有两个支撑柱的形式；
63.step2：安装外壳；
64.step3：灌入环氧树脂并进行固化，环氧树脂需要低于曲线部分和支撑柱。
65.pressfit的底部由于环氧树脂的固化作用，更加稳固，另外支撑柱接触到环氧树脂表面而非绝缘散热基板表面，也减少了绝缘散热基板内的散热材料因为应力而引起损害的风险。本方法实现pressfit端子与与绝缘散热底板的可靠连接，防止因为应用环境的振动或者其他应力带来的底座脱落现象，通过形成一个支撑柱的结构，增大焊接面积或者通过在金属底座周围灌入环氧树脂，固化后的环氧树脂强化底座和绝缘散热底板之间的连接，强化底座与绝缘散热底板的连接，防止因为应用环境的振动或者其他应力带来的底座脱落现象。
66.本发明还提供一种功率模块，包括上述的功率模块的pressfit端子连接结构。
67.本发明解决了连接端子支撑力不够的问题。
68.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
69.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影
响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。