保护带，电子功率模块和由这种电子功率模块操控的电动增压器的制作方法

本发明涉及一种电子功率模块，特别是如在汽车领域中使用的电子功率模块；本发明还涉及一种电动增压器。

背景技术：

在许多工业应用中，电子功率模块被实施以形成电信号，电信号允许操控电气系统的操作，电气系统例如用于汽车领域中的电动增压器。

这种电子功率模块通常包括基板，在该基板上安装有电子部件，所述基板容纳在塑料箱体内以便保护它。更具体地，箱体采用围绕基板的封闭框架的形式。

电子功率模块还包括电连接端子，其采用在塑料箱体中包覆模制的连接凸片的形式，以将它们保持在位。连接端子使得可以将电信号引导到电子功率模块或从电子功率模块引导电信号。为此目的，连接线在一端联结地(solidairement)连接在电连接端子的一部分上，并且在另一端联结地连接在电子功率模块的基板的连接区域上，以允许将电信号从连接端子引导到电子部件中的至少一个，或反之亦然。

以已知的方式，连接线通过超声波焊接而被焊接在连接端子上。然而，根据抵靠电连接端子的相对面定位的塑料箱体的表面状况，连接线在所述连接端子上的焊接具有可变的质量：一些连接线的焊接可能无效或者不稳固，一些连接线从它们所附接的连接端子过早地脱落。

实际上，在定位于电连接端子下方的塑料箱体的部分上存在微腔的情况下，在焊接操作期间由探针发射的超声波使位于微腔上方的连接线的部分振荡，从而阻止连接线耐久地焊接到连接端子。

本发明的一个目的是提出一种新的保护带和一种新的电子功率模块，以至少解决上述问题中的大部分，并且还提供其它优点，这些优点将从以下描述中变得明显。

本发明的另一个目的是便于这种电子功率模块的组装。

本发明的另一个目的是使这种电子功率模块更稳健和更可靠。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，通过用于电子功率模块的保护带实现上述目的中的至少一个，所述保护带包括：(i)封闭框架，由电绝缘材料制成并界定中心开口，中心开口的边缘形成所述封闭框架的支承面，支承面用于支承抵靠电子功率模块的基板的周边边缘，以及(ii)至少一个电连接端子，其被封闭框架的材料保持并包括连接平台，连接平台包括：

-第一面，用于接收与电子功率模块的功率部件的电连接件，该第一面没有所述绝缘材料；和

-第二面，与第一面相对。

在根据本发明第一方面的保护带中，封闭框架的支承表面包括在连接平台的第二面上敞开的至少一个开口，使得第二面没有电绝缘材料。

因此，根据本发明第一方面的保护带使得可以去除位于保护带的连接端子的连接平台的第二面下方的区域上的形成所述保护带的绝缘材料。因此，在没有这种绝缘材料的情况下，当电连接线焊接在连接平台的第一面上时，连接平台将不再产生谐振，从而解决了上述技术问题。

以巧妙的方式，根据本发明的第一方面的保护带在面向连接端子的连接平台的第二面的区域处的几何形状使得可以实现连接线在连接端子上的更牢固且更耐用的电连接。

因此，则可以根据稍后将描述的多种手段和/或方法，实现连接端子与相对地定位的基板的表面的更有效的机械组装。

在轴向方向上，也就是说基本上垂直于连接平台的表面的方向，在连接平台和与连接平台相对地定位的基板的表面之间没有保护带的封闭框架的材料。这使得可以限制先前在连接线在连接端子上的焊接操作—特别是通过超声—期间存在的振动和谐振现象。由此，在这些电布线和/或安装操作期间，连接平台的谐振显着减少甚至消除。

因此，根据本发明的第一个目的的保护带允许便于所述保护带在电子功率模块上的组装操作，并且使其操作和/或操控更加可靠，因为它现在可以将连接线更牢固地固定在对应的连接端子上。

有利地，根据本发明的第一方面的保护带可以包括以下改进中的至少一个，其特征可以单独或组合地采用：

-一个或多个开口接近保护带的外边缘定位，以便增加所述一个或多个开口的尺寸，从而增加电子功率模块的基板和连接端子的连接平台之间的相对表面的尺寸；

-所述一个或多个开口由保护带形成的边缘侧向地界定。优选地，保护带形成用于对应开口的封闭边缘，使得所述开口不在所述保护带的中心开口上敞开；

-带包括多个所述开口，肋在两个相邻开口之间横向延伸，以在所述开口处确保保护带的机械刚性。更具体地，肋从相对于保护带的中心开口而朝向开口的外侧定位的边缘延伸直到相对于保护带的中心开口而朝向所述开口的内侧定位的边缘；

-开口形成围绕保护带的中心开口周向延伸的凹槽。换句话说，凹槽形成这样的槽，该槽在第一侧朝向保护带的支承面敞开，并在第二侧在所述保护带的连接端子的连接平台处敞开，使得连接平台的第二面没有形成所述保护带的绝缘材料：连接平台的第二面直接敞开到凹槽中，因此与和带接触的基板的表面直接相对；

-凹槽在中心开口那一侧由连续的内边缘界定；

-根据第一变型实施例，连接端子的连接平台位于保护带的支承面和上部面之间。根据该第一变型实施例，连接平台的第二面因此位于距保护带的支承面非零距离处，并且因此位于距电子模块的基板的表面非零距离处，所述带用于与基板的该表面联结。根据第二变型实施例，连接端子的连接平台的第二面位于与保护带的支承面相同的平面中；

-连接端子的连接平台与相对地定位的开口至少部分地重叠。换句话说，连接平台的第二面的一部分(优选地是中心部分)定位于开口处，而连接平台的第二面的另一部分(优选地是周边部分)定位于界定开口的边缘处；

-保护带包括朝向保护带的中心开口取向的凸缘；

-连接端子包括连接凸片，该连接凸片与对应的连接平台对齐地延伸，以便于保护带—以及其意于协作的电子功率模块—与所述电子功率模块外部的电气设备的电连接；

-连接端子的连接平台相对于中心开口朝向保护带的外侧径向延伸，以便于保护带—以及其意于协作的电子功率模块—与所述电子功率模块外部的电气设备的电连接；

-连接端子的连接平台与保护带联结地固定。根据第一变型，连接端子的连接平台被钎焊在保护带上。根据第二替代或补充变型，连接端子的连接平台粘接在保护带上，优选地使用电绝缘胶；

-保护带通过模制制成，连接平台通过所述模制联结地固定到保护带；

-保护带至少部分地由电绝缘材料形成。优选地，形成保护带的电绝缘材料是塑料材料。

根据本发明的第二方面，提供了一种电子功率模块，包括：(i)基板，(ii)安装在基板上的功率部件，和(iii)根据本发明第一方面或其改进中的任一项的保护带，并且保护带的支承面支承抵靠基板的面。

有利地，根据本发明的第二方面的电子功率模块可以包括以下改进中的至少一个，其特征可以单独或组合地采用：

-当连接平台的第二面位于与保护带的支承面相同的平面中时，基板抵靠保护带的连接平台的第二面粘接。这种有利的配置允许将基板与所述保护带的连接端子直接联结并优化基板与连接端子之间的机械联接。当连接平台的第二面位于保护带的上部面和支承面之间时，则需要将胶引入将保护带的所述支承面与连接平台的所述第二面分开的空间中。有利地，通过电绝缘胶将基板抵靠第二面粘接。

-开口位于基板的至少一部分的周边，或甚至位于整个基板的周边边缘上；

-基板支承抵靠根据本发明的第一方面并且至少包括这种改进的保护带的边缘的至少一部分；

-电子功率模块包括至少一个电连接线，该至少一个电连接线将连接端子的连接平台连接到基板的电轨道，该电轨道电连接功率部件。因此，可以在所述连接平台和对应的所述电轨道之间建立电接触，并且因此可以将电信号从所述电子功率模块传送到外部电气设备或从外部电气设备传送到所述电子功率模块，外部电气设备诸如电动增压器。优选地，所述至少一个电连接线焊接在所述连接平台上，进一步优选地使用超声波焊接；

-至少一个功率部件钎焊在基板上，功率部件电连接到至少一个电轨道；

-电子功率模块包括电绝缘材料，基板的至少一个部分和/或功率部件的至少一部分浸入到该电绝缘材料中，以便保护所述功率部件和/或所述基板。电绝缘材料优选为硅凝胶类型。有利地，电绝缘材料在保护带内延伸；特别地，该电绝缘材料形成与保护带分离的元件；

-电子功率模块包括至少一个功率部件，其可以采用以下形式：(i)无源电子部件，例如电阻器和/或电容部件，和/或(ii)有源电子部件，诸如晶体管，具有金属氧化物半导体结构的场效应晶体管(mosfet：metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor)或绝缘栅双极晶体管(igbt：insulatedgatebipolartransistor)，和/或(iii)半导体芯片，其允许执行一个或多个逻辑功能，以允许电子功率模块形成电功率信号。半导体芯片尤其是裸芯片，其封装由电子功率模块实现，特别是通过其浸没功率部件的全部或部分的电绝缘材料实现。为了形成电功率信号，一个或多个功率部件联结地固定在基板上，并且当有多个功率部件时，通过至少一个电轨道使功率部件互连；

-基板优选地至少部分地绝缘。作为非限制性示例，基板可以是pcb(“印刷电路板”，printedcircuitboard)类型，其由一个或多个薄的导电层(例如铜)的组件形成，导电层由绝缘材料隔开，绝缘材料例如环氧树脂；

-一个或多个功率部件联结地固定到基板，以便在每个功率部件的一部分和基板之间建立至少一个电连接。有利地，一个或多个功率部件通过粘接(优选地特别是经由导电胶)、通过钎焊或通过焊接固定在基板上；

-为了能够与其所连接的电气设备相互作用，功率部件的至少一部分电连接到至少一个连接端子，以便能够在电子功率模块和一个或多个功率部件之间传输电能量。该能量传输可以从(一个或多个)功率部件到一个或多个连接端子进行，或者替代地在从一个或多个连接端子到(一个或多个)功率部件的方向上进行。

根据本发明的第三方面，提出一种电动增压器，包括根据本发明的第二方面或根据其改进中的任一项的电子功率模块，并且该电子功率模块电连接到所述电动增压器的马达，以便操控其操作。

预先考虑到了本发明的变化的实施方式，其根据上述可选的不同特征的所有可行组合而集成有上述可选的不同特征。

附图说明

一方面通过接下来的说明，另一方面通过参照示意性附图以示例性而非限制性的方式给出的多个实施例，本发明的其它特征和优点将进一步显现，在附图中：

图1示出了根据本发明第二方面的电子功率模块的示例性实施例的透视图；

图2和3示出了根据本发明第一方面的保护带的示例性实施例的侧视图；

图4示出了图2和3中所示的保护带的仰视图；

图5示出了根据替代实施例的保护带的局部剖视图；

图6示出了集成有电子功率模块的电动增压器。

当然，本发明的不同特征、变型和实施方式可以根据各种各样的组合彼此关联，只要它们不是不兼容的或彼此相排斥的。尤其可以设想本发明的这样的变型：这些变型仅包括以下孤立于其它所描述特征的方式而描述的特征的选集(unesélection)，如果该特征的选集足以相对于现有技术提供技术优点或区别本发明。

特别地，所描述的所有变型和所有实施方式都可以相互组合，如果技术方面不存在对该组合的阻碍。

在附图中，多个附图共有的元件保留相同的附图标记。

具体实施方式

参考图1至4，描述了根据本发明第二方面的电子功率模块1。图1示出了组装的电子功率模块1，图2至图4示出了保护带11的实施例的多个视图。

电子功率模块1包括基板12，多个功率部件122安装在基板12上。在所示的示例中，基板12具有大致矩形的形状。可选地，基板12例如可以根据环境(其在该环境中操作)的可用空间和/或保护带11(其容置在该保护带11内)的形式而采取任何形式。

每个功率部件122联结地固定到基板12。更具体地，功率部件12电连接到在基板12的表面上由导电材料形成的电轨道121，所述导电材料例如铜或铜合金。

基板12优选地是如上所述的印刷电路类型。功率部件122可以是例如用于放大电信号的功率晶体管或用于实现预定义逻辑功能的集成电路。

电子功率模块1的保护带11包括多个连接端子13，其布置成在基板12的电轨道121和外部电气设备(未示出)之间传导电信号，电子功率模块1电气连接到该外部电气设备。以已知的方式，电气设备可以通过导电线电连接到保护带11的连接端子13的至少一部分。

电子功率模块1的基板12的电轨道121布置成在连接端子13和/或功率部件122之间或两个功率部件122之间传导电信号。通常，电轨道121和连接端子13由导电金属材料形成，例如铜或铜合金。

在图1至图3所示的示例中，连接端子13延伸超过电子功率模块1和/或保护带11而突出。优选地，连接端子13在连接模块1和/或保护带11的周边分布。

每个连接端子13包括连接平台132和连接凸片131，连接凸片131延伸超过连接平台132，以便于与未示出的电导体的机械和电气联接。有利地，连接端子13的连接凸片131与对应的连接平台132对齐地延伸。可选地，某些连接端子13的连接平台132可以根据电子功率模块1在其邻近环境中的集成限制而从保护带11径向向外延伸。还可选地但非排他地，连接凸片131可以采取朝向电子功率模块1的外部弯曲和/或凸起的形状。

为了保证保护带在电子功率模块1的基板12上的耐久且可靠的组装，至少一部分连接端子13的连接平台132联结地固定到保护带11，例如通过钎焊或粘接，优选地借助于电绝缘胶。

替代地，连接平台132可以通过模制而联结地固定到保护带11，特别是在通过模制制造保护带11时。连接平台132每个采用基本上矩形的叶片的形式，该叶片包括面1321，该面1321在组装时与保护带11的相对面至少部分地接触。在连接平台132通过模制固定在保护带上的情况下，保护带11的相对面由模制表面形成，该模制表面与对应的连接平台132的面1321接触。。特别地，连接平台132的第二面1321至少部分地容纳在保护带的没有形成所述保护带的材料的区域中。

特别地，连接平台132的第一面1322没有形成保护带的材料，以使得能够与电子功率模块1的功率部件122建立电连接。

连接平台132具有足够大的侧向尺寸，以允许将至少一个电连接线140的第一端电连接在电连接平台132的第一面1322上，所述电连接线140通过相反的第二端电连接到基板12的电轨道121中的一个和/或功率部件122。有利地，电连接线140焊接在连接平台132上，以确保牢固且可靠的电气和机械联接。

保护带11在基板12的周边延伸。保护带11包括抵靠电子功率模块1的基板12的支承面114，所述支承面114形成保护带11的下部面。保护带11还包括与下部面114相对的上部面115。如稍后将描述的，保护带11在支承面114和上部面115之间包括多个设置结构(plusieursaménagements)。

保护带11有利地由电绝缘材料形成，以便不妨碍电子功率模块1的操作，电信号的路由仅由基板12的电轨道121、电连接线140和/或连接端子13确保。优选地，保护带11由塑料材料形成。

保护带11通常采用与中心开口112接界的封闭框架111的形式。相对于中心开口112，封闭框架111由外边缘1111径向向外地并且由内边缘1112径向向内地界定。

保护带11布置成通过支承面114支承抵靠基板12。

保护带11有利地通过任何方式，特别是通过粘接联结地固定到基板12。

在图1至图4所示的示例中，保护带11的支承面114一方面由位于保护带11的中心开口112的侧面的凸缘1142的下部面、另一方面由定位在凸缘1142的周边并与所述凸缘1142通过凹槽分开的肩部1141形成。替代地，肩部1141通过一个或多个开口116与凸缘1142分开，如前所述。

有利地，肩部1141在与上部面115相反的方向上取向，也就是说在保护带11的下部面那一侧。因此，凸缘1142和/或肩部1141使得可以实现保护带11抵靠基板12的相对面的平面支承。

如图3和4所示，保护带11包括由非贯穿开口116形成的凹槽，且开口116形成中心开口112的周边轮廓。因此，凹槽在第一侧在保护带11的支承面114处敞开，如前所述，并且在与第一侧相反的第二侧在连接平台132的第二面1321处敞开。因此，在如图4所示的保护带11的下部面的视图中，凸缘1142远离肩部1141，凹槽116将所述凸缘1142与所述肩部1141侧向分开。在图3和4所示的示例中，凹槽位于保护带11的中心开口112的周边。因此，凹槽116在中心开口112的侧面被内边缘1112界定，内边缘1112优选地是连续的和/或形成闭合的轮廓。

以更一般的方式，保护带11包括与基板12相对地定位的至少一个开口116。每个开口116在第一侧在保护带11的支承面114处敞开，并在与第一侧相反的第二侧在连接平台132的第二面1321处敞开。

可选地，保护带11可包括彼此间隔开的多个开口116，每个开口116与直接相邻的开口116通过横向于相邻的所述两个开口116延伸的肋分开，所述肋优选地相对于保护带11的中心开口112具有径向延伸部。每个开口116可以由封闭边缘侧向界定并且由保护带11自身形成，使得开口116不会在保护带11的中心开口112上敞开。开口116或者在制造的保护带11时通过机加工制成，或者在保护带11的制造过程中直接获得，特别是在模制时直接获得。替代地，开口116中的至少一个开口可以抵靠保护带11的内周边缘1112定位，开口116中的所述至少一个开口通过由保护带11形成的开口边缘侧向地界定：这样的开口116因此在保护带的中心开口112上敞开。

特别地，连接端子13的连接平台132包括与第一面1322相对的第二面1321，一个或多个开口116在第二面1321上敞开，使得所述第二面没有形成保护带11的绝缘材料。如前所述，保护带11的这种有利的构造，其中连接平台132的第二面在其与保护带11安装期间与直接敞开在基板12上的开口相对，因此允许在通过超声焊接在连接平台上焊接电线时避免谐振：

根据图3、4中所示的第一变型实施例，第二面1321位于保护带11的上部面115与支承面114之间。连接平台132的第二面1321因此位于距保护带11的支承面114非零距离处，并且因此位于距电子模块1的基板12的一部分非零距离处，连接平台132的所述第二面1321意于与该部分联结。

根据第二变型实施例，连接平台132的第二面1321位于与保护带11的支承面114相同的平面中。因此，该第二变型实施例使得可以促进和改善基板12在保护带11的支承面114上的固定—主要通过粘接。实际上，在这种情况下，第二面1321是保护带11的支承面114的一部分。

该变型实施例例如在图5中示出，其示出了保护带11的局部剖视图，其中连接平台132的第二面1321定位为沿着与安全带11的支承面114相同的平面。特别地，保护平台132可以在保护带11的上部面115和支承面114之间延伸。在这种情况下，保护带11的厚度对应于连接平台132的厚度。替代地，当连接平台132的厚度小于保护带11的厚度时，连接平台132的第一面1322可以位于保护带11的上部面115和支承面114之间，使得连接平台的第二面1321位于与支承面114相同的平面中。在图5所示的示例中，连接平台因此容纳在一方面的界定中心开口112的凸缘1142与另一方面的保护带11的闭合框架111之间。

在第二面132位于与保护带11的支承面114相同的平面中的情况下，连接平台132的第二面1321可以容易地接触抵靠基板12。这种接触可以在电子功率模块1的安装过程中建立，例如通过将保护带11粘接在基板12上而进行的安装过程中；

所使用的胶有利地是电绝缘的，以便不干扰电子功率模块1的电传输。

有利地，并且如图2中可见，至少一部分连接端子13的连接平台132位于形成支承面114的保护带11的下部面和所述保护带11的上部面115之间，以便保护所述连接端子13和基板12，以及可能形成的电气和/或机械联接，并且能够更容易地清洁溢出在基板12上的多余的胶。

替代地，至少一部分连接端子13中的连接平台132可以位于保护带11的上部面115或支承面114处。

为了电气和机械地保护位于基板12的功率部件122和/或连接平台132和/或电连接线140，电子功率模块1可以包括电绝缘材料，基板12的至少一部分和/或功率部件122的至少一部分和/或连接平台132的至少一部分和/或电连接线140的至少一部分浸入该电绝缘材料中。电绝缘材料优选地在保护带的内部延伸，并且更优选地，它是设置在基板12上方和保护带11内部的硅凝胶类型的。

图6示出了用于热力发动机的电动增压器300，其包括根据本发明第二方面的电子模块1。电动增压器300包括形成容纳在压缩室320中的气体压缩轮310的螺旋桨。压缩室320由蜗壳330向前界定并且由闭合板342向后界定。蜗壳330包括第一开口332和第二开口334，空气通过第一开口332进入压缩室，通过气体压缩轮310被压缩的空气穿过第二开口334被排出。当然，第二开口334构造成通过未示出的连接器件连接到未示出的热力发动机的汽缸。蜗壳330通过固定螺钉336固定在封闭板342上。

电动增压器300包括电气设备200，该电气设备200布置成能够驱动所述电动增压器300的气体压缩轮310旋转。

为此，电气设备200通过闭合板342连接到电动增压器300，闭合板342通过固定螺钉243保持在壳体244上。因此，电气设备200包括容纳旋转电机240的壳体244。旋转电机240包括容纳在室246中的定子250。定子250形成支撑电线圈252的环，电线圈252径向布置在室246内，以允许轴260通过定子250的中心。轴260的后端262通过第一轴承270保持在室246中。向前地，轴260由固定到电动增压器300的闭合板342的第二轴承272保持。

电线圈252通过根据本发明第二方面和如前所述的其任何变型的电子功率模块1供电。一般性地，电子功率模块1布置成使旋转电机240的电线圈252的供电同步，以便在轴160处产生马达扭矩并且驱动气体压缩轮310旋转。

总之，保护带11在其中心处包括中心开口112，该中心开口112通过由电绝缘材料形成的封闭框架111界定。至少一个连接端子13保持为接合在封闭框架111中，所述连接端子13包括连接平台132，连接平台132用于允许所述连接端子132与电子功率模块1的部件电连接，该电子功率模块1与安全带11协作。封闭框架111的支承面114包括至少一个开口116，所述至少一个开口116在连接平台132的第二面1321上敞开，使得所述第二面1321不与形成保护带的电绝缘材料接触并直接在支承面114上敞开。

当然，本发明不限于以上描述的例子，可以不超出本发明的范围地对这些例子进行大量的改造。例如，保护带11可以具有圆形形状而不是矩形形状。特别地，本发明的不同特征、形式、变型和实施方式可以根据各种各样的组合彼此关联，只要它们不是不兼容的或彼此相排斥的。特别地，前述所有实施方式和变型是可相互组合的。