用于电子组件的编织线连接件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及电子组件，且更具体涉及使用编织线形成到组件内电气装置的电连接件。
[0002]发明背景
[0003]已知形成相对薄的金属板以形成提供到诸如功率晶体管的电气装置的大面积电接触的电气连接或电气互连。功率晶体管可用于控制相对大的电流，例如大于10安培(1A)的电流。金属板可冲压并形成为提供应力释放。但已经发现，振动和热循环导致金属板型电连接件的开裂和失效。
【发明内容】
[0004]根据一实施例，提供一种电气组件。该组件包括电子器件、汇流条和电连接件。电子器件可操作以控制电能。汇流条构造成在该组件内分配电能。电连接件构造成将该器件与汇流条相互电气连接。电连接件由编织线形成。
[0005]通过阅读较佳实施例的以下具体说明，另一些特征和优点将变得更加清楚，参照附图并以非限制性实例方式给出该说明。
【附图说明】
[0006]现将参照附图以示例的方式描述本发明，附图中:
[0007]图1是根据一实施例的电气组件的一部分的立体图；
[0008]图2是根据一实施例包含图1所示组件的电气组件的一部分的立体图；
[0009]图3是根据一实施例的图2的组件的分解立体图；
[0010]图4是根据一实施例的图2的组件的放大立体图；以及
[0011]图5是根据一实施例的图1的组件的替代特征的放大立体图。
【具体实施方式】
[0012]为了克服上述问题，编织线可代替用于形成电气组件内电气互连或电气连接的已知冲压和成形金属板或箔片。本文使用的术语编织线包括任何多股线，其中各股进行编织而不是简单扭绞。这样，扭绞的多股线特定地从术语“编织线”中排除。此外，术语编织线限于大致特征为扁平或容易压扁的构造，而不是如扭绞线的情况那样是大致圆的。例如，当编织线被压扁时，压扁编织线的宽度是未压扁编织线厚度的至少两倍。具有扁平编织线的优点在于编织线比冲压金属接触件更有柔性，这在低热膨胀系数(CTE)对象(例如衬底或硅管芯)与例如铜、铜合金或铝制成的较高CTE金属型连接件之间提供更长寿命的连接。具有扁平编织线的另一优点在于，具有由编织线形成的表面的接触面积容易做得比圆形单股或扭绞线通常大，如从以下实例的描述中变得明显的那样。如果传导相对高的电流O10A)，则大面积接触是有利的。分析表明，八平方毫米(8平方毫米)的接触面积应足以传导1A电流。
[0013]适合的编织线的实例是可从美国新泽西州多佛(Dover)的Daburn电子&电缆公司(Daburn Electronics&Cable)购得的#2355镀锡铜屏蔽扁平编织线。编织线已经随着应用于作为例如连接到车辆电池或车辆的电气互连金属本体板的接地母线的编织线各端的终端一同使用。本文描述的是编织线的新应用，其中借助于诸如钎焊或焊接的各种金属结合技术来形成直接连接。
[0014]图1示出电气组件的非限制性实例，此后称为组件10。该组件包括诸如管芯形式的二极管或晶体管的电子器件，此后称为器件12。一般而言，器件12可操作以控制电能的流动。如果器件12是二极管，则允许电流沿一个方向流动。如果器件12是晶体管，则器件可用于调节流过器件12的电流量。尽管图1示出到器件12的仅两个明显电连接，但应认识到晶体管会需要第三电连接以完全可操作。
[0015]组件10包括构造成在组件10内分配电能的汇流条14。汇流条14可由铜、铜合金、或铝制成，并可被镀层以防止腐蚀并促进通过例如钎焊或焊接的金属结合。汇流条14可还构造成提供用于与线束或连接器形成电接触的连接装置(未示出)，从而组件10可安装在例如车辆或工业机器的电气系统中。或者，汇流条14可以是电路板(未示出)上的导电迹线，其中电路板可由诸如FR-4或Al2O3的已知材料制成。
[0016]组件10包括电连接件，此后称为连接件16。连接件16总地构造成将该器件12与汇流条14相互电气连接。连接件16有利地由根据先前提供的编织线的定义的编织线制成。
[0017]组件10可包括介于汇流条14与器件12之间的基板18。在该非限制性实例中，连接件16连接到基板18，且器件12附连到或安装到基板18上。基板18可有利地由诸如氧化铝(Al2O3)的陶瓷材料制成，从而当器件12为管芯形式时匹配器件12的热膨胀特性。基板18还可包括丝网印刷或以其它方式施加到基板18表面的电导体以提供连接件16与器件12之间的电连接，如本领域技术人员会认识到的那样。器件12可通过诸如焊料或导电环氧树脂的附连材料20附连到基板，如本领域技术人员会认识到的那样。
[0018]连接件16的第一端22可通过诸如但不限于激光焊接、电阻焊接、超声焊接或钎焊的几种金属结合技术或连接工艺中的任一种附连到基板18。应认识到诸如电阻焊接的某些连接工艺可通过在第一端22与基板18之间增加金属焊盘(未示出)来改进。
[0019]组件10可包括其它连接件(此后称为连接件16A)以将器件12与其它汇流条(此后称为汇流条14A)电气互连。在该实例中，连接件16A的第一端22A示出为与器件12直接接触。本领域的技术人员会认识到如果第一端22A与作为器件12的薄膜型硅管芯接触，则诸如电阻焊接的某些连接工艺可能不是较佳的，且在该情况下钎焊是较佳的。但是，组件10可包括介于第一端22k与器件12之间的金属焊盘或散热件(未示出)，从而可使用否则可能损坏硅管芯的金属表面的连接工艺。
[0020]图5示出连接件16、16A的非限制性实例，其中第一端22、22A构造成限定多个接触指24。当连接件16、16A具有与基板18和/或器件12不同的热膨胀系数时，这些接触指24可能是有利的。通过将连接件16、16A的宽度分成所示接触指24，每个接触指24的接触面积减小，从而连接件16、16A与基板18或器件12之间的界面上的应力减小。各接触指24可通过例如首先焊料浸渍或模压第一端22、22A并然后切去第一端22、22A的各部分以形成所示接触指24来形成。或者，形成连接件16、16A的编织线的各股可梳理并分成不同束，且然后各个束的各端可焊料浸渍或模压以形成各接触指。该替代方法可能更昂贵，但也可提供更高的电流容量，因为该方法不切去某些股。
[0021]图2和3示出包含图1所示三个布置的组件10的非限制实例。例如而非限制，连接件16的第二端26可镀锡(例如焊料涂敷或焊料浸渍)并通过穿过汇流条14的诸如螺纹紧固件30的夹持装置28附连到汇流条14，汇流条14拧入第二端26(图3)下方的背衬装置(未示出)。
[0022]图4示出通过激光焊接、电阻焊接、超声焊接和钎焊之一附连至汇流条14A的连接件16A的第二端26A的非限制性示例。如果使用焊接工艺，焊接线32可形成在连接件16A焊接到引线框架处。从办公室在美国新罕布什尔州纳舒厄的工业激光解决方案(IndustrialLaser Solut1ns) (www.1ndustrial_lasers.com)出版的各种文章中描述了可从各供应商获取用于激光焊接的设备。在在2011年公开的David Steinmeier的电阻焊接铜绞线中描述了用于电阻焊接绞线的各种工具和方法。可从位于美国宾夕法尼亚州西切斯特的Sonobond超声波公司(Sonobond Ultrasonics, Inc.)购得用于超声焊接的设备和工艺。用于焊接的各种方法是已知的并包括但不限于接触焊(即使用烙铁)、烘箱回流焊和红外回流焊。
[0023]相应地，提供电气组件(组件10)，其使用编织线来将例如电子器件(器件12)互联到引线框架14。在暴露于大温度变化和/或大振动变化和/或大震动变化的应用中，编织线提供更大的灵活性和更长的寿命。编织电导体时通过将三股或多股柔性线互缠或交错成整体而形成的复杂结构或模式。导体的尺寸、金属的量和类型由需要流过该导体的电流量来决定。通过使用多个较小规格的线来形成实心金属引线框架的等效横截面面积的绞线或编织线引线框架，可制造更灵活的电连接。
[0024]尽管就本发明的较佳实施例对本发明进行了说明，但其不意在作出限制，而是意在下面权利要求书中阐释的范围。
【主权项】
1.一种电气组件(10)，所述组件(10)包括: 电子器件(12)，所述电子器件(12)可操作以控制电能； 汇流条(14)，所述汇流条构造成分配所述组件(10)内的电能；以及 电连接件(16)，所述电连接件构造成将所述器件(12)与所述汇流条(14)电气互联，其中所述连接件(16)由编织线形成。
2.根据权利要求1所述的组件(10)，其特征在于，所述连接件(16)适于传导大于十安培(1A)的电流。
3.根据权利要求1所述的组件(10)，其特征在于，所述组件(10)还包括电气介于所述汇流条(14)与所述器件(12)之间的基板(18)，其中所述连接件(16)连接到所述基板(18)且所述器件(12)附连到所述基板(18)。
4.根据权利要求3所述的组件(10)，其特征在于，所述连接件(16)的第一端(22)通过激光焊接、电阻焊接、超声焊接和钎焊中的一种附连到所述基板(18)。
5.根据权利要求3所述的组件(10)，其特征在于，所述连接件(16)的所述第一端(22)构造成限定多个接触指(24)。
6.根据权利要求1所述的组件(10)，其特征在于，所述连接件(16)的第二端(26)镀锡并通过夹持装置附连到所述汇流条(14)。
7.根据权利要求1所述的组件(10)，其特征在于，所述连接件(16)的第二端(26)通过激光焊接、电阻焊接、超声焊接和钎焊中的一种附连到所述汇流条(14)。
【专利摘要】电气组件(10)包括电子器件(12)、汇流条(14)和电连接件(16)。电子器件(12)可操作以控制电能。汇流条(14)构造成分配组件(10)内的电能。电连接件(16)构造成将器件(12)和汇流条(14)电气互联。电连接件(16)由编织线形成。扁平编织线之所以有利是因为其比由金属板型引线框架(14)形成的直接连接(16)更灵活，并提供能够比用通常圆形的扭绞线形成的线与表面接触承载更高电流的大接触面积。
【IPC分类】H01R25-14, H01R4-58
【公开号】CN104716443
【申请号】CN201410620409
【发明人】R·S·泰勒, R·A·莫克
【申请人】德尔福技术有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年11月6日
【公告号】EP2884648A1, US20150171578