功率端子以及利用所述功率端子的功率模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种功率端子以及功率模块，尤其是一种功率端子以及利用所述功率端子的功率模块，属于功率电力电子器件的技术领域。
【背景技术】
[0002]功率IGBT (绝缘栅双极晶体管)、M0SFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)模块是高效节能系统和工业自动化系统的核心部件，其广泛应用于逆变焊机、电动汽车控制器、可再生能源(太阳能和风能)等领域，是把电能从一种形式变换成另一种形式，满足用电设备的各种需要，以达到最佳利用电能的目的，在电能转换过程中对功率模块和电力电子系统永恒的要求是:轻薄化、高功率密度、价格便宜和使用安装方便等，这也是模块设计者长期追求的目标。
[0003]为了满足上述提到的轻薄化、高功率密度、价格便宜和安装使用方便等特点，功率模块设计的第一考虑要素就是设计何种形式的模块功率端子，这是由于功率端子决定着功率模块的电气连接方式和过电流能力，影响着功率模块的尺寸、布局和加工工艺，是功率模块内部寄生参数的主要影响因素，好的功率端子设计是功率模块整体性能是否达到设计目标的关键。
[0004]传统功率模块的功率端子引出方式主要有两种:一种是将功率端子通过注塑方式镶嵌入塑料壳体，再用铝线连接电路结构和功率端子；另一种为带螺母的功率端子，先将功率端子直接焊接于电路结构上，然后通过折弯的方式将伸出壳体的所述功率端子弯折成约90度，螺母放置于折弯后的功率端子下面。
[0005]如图1所示，为功率模块常见功率端子的引出形式，功率引出端子101通过注塑镶嵌入塑料壳体100上，塑料壳体100和底板102配合形成一密闭空间，在所述密闭空间内，用铝线104将电路结构103和功率引出端子101电连接。所述引出方式的缺陷在于:招线104的过流能力与由铜制成的功率引出端子101差异较大，铝线104的阻值也比铜功率引出端子101要大，过多铝线104连接，会导致铝线104之间的电流不均匀，而电流不均容易导致电路结构103的局部过热，严重时会造成电路结构103以及铝线104的烧熔。同时，在铝线104内通过大电流会产生较高的电磁场，由于各铝线104之间的间隔小，由所述的高电磁场引起的强机械力在铝线104之间产生，从而影响铝线104焊接处的可靠性。
[0006]此外，多根铝线104之间还会产生自感和互感，这种寄生电感会增加瞬间电压Vovershoot，当瞬间电压Vovershoot和电源电压VDD之和大于功率模块能承受之电压时，会造成模块过电压击穿而失效。另外，这种镶嵌式端子增加了塑料壳体100的制造难度和成本，镶入的功率引出端子101会在塑料壳体100注塑过程中因为匹配间隙的问题导致表面有较多的塑料飞边和溢料产生，同时为使得塑料壳体100顺利脱模会在冲塑前后喷入适量的脱模剂等，加之运输和存储问题，都会造成这种镶嵌形式的污染和氧化现象，影响到后续的工艺加工难度和产品的可靠性。
[0007]如图2和图3所示，为功率模块常见功率端子的另一种引出形式，具体地，功率引出端子101直接焊接于电路结构103上，功率引出端子101伸出塑料壳体100部分通过折弯治具折成90度，在功率引出端子101下方预放入螺母105，以便于后续通过螺丝将功率引出端子101与外部引出端相连。所述引出方式的缺陷在于:功率引出端子101需要进行折弯工艺，但功率引出端子101的折弯力度和角度不易控制，折弯后的功率引出端子101很难成标准的90度角(见图3)，使得折弯工艺要求较高，一方面功率引出端子101在折弯处可能会产生裂纹，因裂纹处的存在而造成局部电阻的增加的问题，另一方面折弯后的多个功率引出端子101很难在一个平面上，这会造成在应用过程中的电路板和个别功率引出端子101的接触不良而引起的接触电阻过大，进而造成局部的过热现象，也会影响到连接处的牢固性。并且这种方式焊接的功率引出端子101，如遇到装配匹配不好的情况，最易造成功率引出端子101受到塑料外壳100的限制，而导致功率引出端子101受到一个长期的应力，加之折弯过程中的应力，应用过程中拧紧螺丝的应力，严重时会造成焊点松动甚至脱落，影响到模块的长期可靠性。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种功率端子以及利用所述功率端子的功率模块，其可以明显降低功率模块的整体高度，减少寄生参数，同时减少了功率模块的加工工序，达到提高功率模块性能和降低功率模块的加工成本的双重目的。
[0009]按照本实用新型提供的技术方案，所述功率端子，包括功率引出连接体以及与所述功率引出连接体采用螺纹联接的连接紧固体，所述连接紧固体与功率引出连接体紧固连接后，连接紧固体与功率引出连接体呈同轴分布。
[0010]所述功率引出连接体内设有连接内螺纹，连接紧固体上设有与所述连接内螺纹匹配的紧固外螺纹，连接紧固体能嵌置在功率引出连接体内，并通过紧固外螺纹与连接内螺纹配合与功率引出连接体紧固连接。
[0011]所述紧固外螺纹位于连接紧固体的一端，连接紧固体的另一端端部设有连接紧固螺母，所述连接紧固螺母与紧固外螺纹通过连接紧固体上的连接定位板间隔。
[0012]所述连接内螺纹的深度为功率引出连接体高度的0.3倍~1倍，功率引出连接体的两端均呈平面状。
[0013]—种功率模块，包括散热基板以及与所述散热基板匹配连接的外壳体，在所述散热基板上设有功率开关电路，所述功率开关电路上设置功率端子，所述功率端子的一端与功率开关电路电连接，功率端子的另一端穿出外壳体外，其
[0014]所述功率端子包括用于与功率开关电路电连接的功率引出连接体以及与所述功率引出连接体采用螺纹联接的连接紧固体，所述连接紧固体与功率引出连接体紧固连接后，连接紧固体与功率引出连接体呈同轴分布。
[0015]所述功率引出连接体穿出外壳体后，功率引出连接体穿出外壳体的端部与外壳体外表面间的距离为0.5mm以上。
[0016]所述功率引出连接体内设有连接内螺纹，连接紧固体上设有与所述连接内螺纹匹配的紧固外螺纹，连接紧固体能嵌置在功率引出连接体内，并通过紧固外螺纹与连接内螺纹配合与功率引出连接体紧固连接。
[0017]所述紧固外螺纹位于连接紧固体的一端，连接紧固体的另一端端部设有连接紧固螺母，所述连接紧固螺母与紧固外螺纹通过连接紧固体上的连接定位板间隔。
[0018]所述连接内螺纹的深度为功率引出连接体高度的0.3倍~1倍，功率引出连接体的两端均呈平面状。
[0019]所述散热基板为覆铜陶瓷基板、铜散热基板、铝基覆铜板、铜基覆铜板或铝碳化硅基板中的一种。
[0020]本实用新型的优点:由功率引出连接体与紧固连接体紧固连接形成功率端子，在利用所述功率端子形成的功率模块时，能有效降低功率模块的厚度以及寄生参数，能省去现有功率引出端子折弯的工序，降低了加工成本，缩短功率模块的封装周期，安装使用方便，适应范围广，安全可靠。
【附图说明】
[0021]图1为现有功率端子与功率模块配合的一种实施结构示意图。
[0022]图2为现有功率端子与功率模块配合的另一种实施结构示意图。
[0023]图3为现有功率端子与功率模块配合的第三种实施结构示意图。
[0024]图4为本实用新型的结构示意图。
[0025]图5为图4的A-A剖视图。
[0026]图6为本实用新型功率端子的一种实施结构示意图。
[0027]图7为本实用新型功率端子的另一种实施结构示意图。
[0028]图8为本实用新型功率端子的第三种实施结构示意图。
[0029]图9为本实用新型功率引出连接体的一种实施结构示意图。
[0030]图10为本实用新型功率引出连接体的另一种实施结构示意图。
[0031]附图标记说明:1_外壳体、2-功率端子、3-散热底板、4-功率开关电路、5-功率引出连接体、6-连接内螺纹、7-连接紧固体、8-功率端子孔、9-紧固外螺纹、10-连接定位板、11-连接紧固螺母、100-塑料壳体、101-功率引出端子、102-底板、103-电路结构、104-铝线以及105-螺母。
【具体实施方式】
[0032]下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0033]如图6、图7、图8、图9和图10所示:为了可以明显降低功率模块的整体高度，减少寄生参数，同时减少了功率模块的加工工序，本实用新型的功率端子2包括功率引出连接体5以及与所述功率引出连接体5采用螺纹联接的连接紧固体7，所述连接紧固体7与功率引出连接体5紧固连接后，连接紧固体7与功率引出连接体5呈同轴分布。
[0034]具体地，功率引出连接体5与连接紧固体7均采用导电材料制成，功率端子2通过功率引出连接体5将功率开关电路4的功率连接端引出，连接紧固体7与功率引出连接体7紧固连接后，能实现方便与外部的连接。一般地，现有功率引出端子101的自感值为ΙΟηΗ以上，本实用新型所形成功率端子2的自感值只有1~2ηΗ，从而在功率模块使用功率端子2时，能有效改善功率模块内的寄生参数，减少功率模块在工作中受到的电磁干扰。
[0035]进一步地，所述功率引出连接体5内设有连接内螺纹6，连接紧固体7上设有与所述连接内螺纹6匹配的紧固外螺纹9，连接紧固体7能嵌置在功率引出连接体5内，并通过紧固外螺纹9与连接内螺纹6配合与功率引出连接体5紧固连接。
[0036]本实用新型实施例中，在功率引出连接体5内设有