CN101453158B - 一种用于小型变频器的功率模块 - Google Patents

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一种用于小型变频器的功率模块，包括盖板、底板、壳体和接线端子，所述接线端子由针形主体和端子底部组成，针形主体和端子底部相互垂直，针形主体的横截面为矩形或圆形，端子底部为超声波键合平面；所述功率模块还包括至少一个端子支架，所述端子支架为长方体，并沿高度方向设有若干上下贯通的与所述端子主体形状相应的插孔，若干插孔之间的水平距离相等，所述针形主体设置在插孔中，与插孔形成紧密配合；所述壳体至少有一边的内壁的左右两侧分别向内延伸出勾脚，两个勾脚形成卡槽，所述支架嵌入卡槽内；所述端子底面与电路基板键合；所述盖板上设有供所述接线端子穿过的缺口。

Description

一种用于小型变频器的功率模块
技术领域
本发明涉及一种用于小型变频器的可容纳多电路结构的功率模块，其输入和输出端子可通过钎焊与驱动板直接相连，并且根据电路结构的不同，选择相应数量的端子。
背景技术
小型变频器在纺织、造纸、水处理、中央空调、工厂自动化以及白色家电等领域有着广泛的应用，通常此类变频器的输入电压为单相120V或220V，以及三相380V等。其输出电流不超过100A。此类变频器输出通常采用IGBT功率模块。由于变频器在设计上要求结构简单、紧凑，因此通常采用集成度较高的IGBT模块，如单相全桥(H-桥)，三相全桥(六合一)，三相全桥加斩波器(七合一)，以及三相全桥加斩波器，再加输入整流桥(功率集成模块或PIM)。
小型变频器电路设计灵活多变，对功率模块而言，无论是MOSFET还是IGBT模块，为控制成本，需要一种在不改变模块安装尺寸的条件下，能够随设计需要而改变模块内部电路结构的模块平台。随着电路设计的改变，模块的输入和输出端子也必须相应改变。而且，针对同一种电路设计，当输出功率增加时，其电源端子和输出功率端子的尺寸也必须增加来满足输出电流的要求。中国专利200810022479.3发明了一种以螺栓/螺母固定功率端子，可以容纳多种电路结构的功率模块。它的输入信号端子和输出功率端子可以随电路结构的改变而增减。但由于仍采用了螺栓/螺母的固定方式，使控制/驱动板不能与模块的输入/输出端通过钎焊方式直接连接，不能满足小型变频器紧凑设计的要求。
为满足小型变频器发展的需求，美国专利US6828600B4发明了一种薄型功率模块。这种模块的特点是采用了以插槽方式，通过钎焊与驱动板直接相连的针形端子。该模块的插槽位于模块壳体的内壁，经一次注塑形成，是模块壳体的一部分。针形端子的应用，一方面极大地降低了模块的高度，提高了模块的功率密度；另一方面，它使模块与驱动/控制板之间不必再用母线连接，使变频器的设计变得更加紧凑。同时，与传统的使用螺栓/螺母固定功率端子的方式相比，针形端子的杂散电感更低，对简化变频器设计和提高可靠性都有帮助。
发明内容
本发明提供一种杂散电感更低、可靠性高，外接线简单的用于小型变频器的可容纳多电路结构的功率模块。
实现本发明目的的技术方案是：一种用于小型变频器的功率模块，包括盖板、底板、壳体和接线端子，所述壳体延底板的周边向上延伸，所述接线端子设在壳体的内侧，所述底板设有电路基板，电路基板上设有芯片，所述盖板从上方覆盖壳体内的空间，所述接线端子由针形主体和端子底部组成，针形主体和端子底部相互垂直，针形主体的横截面为矩形或圆形，端子底部为超声波键合平面；所述功率模块还包括至少一个端子支架，所述端子支架为长方体，并延高度方向设有若干上下贯通的与所述端子主体形状相应的插孔，若干插孔之间的水平距离相等，所述针形主体设置在插孔中，与插孔形成紧密配合；所述壳体至少有一边的内壁的左右两侧分别向内延伸出勾脚，两个勾脚形成卡槽，所述支架嵌入卡槽内；所述端子底面与电路基板键合；所述盖板上设有供所述接线端子穿过的缺口。
本发明通过二次注塑方式，将针形端子与模块壳体分离。针形端子首先被安装到端子支架上，并根据模块电路结构决定端子的数量、间距和位置。端子支架作为模块的组成部分，不是在壳体注塑中形成，而是由第二次单独注塑制成。端子支架可选用耐高温的工程塑料，如PBT，PPS等。针形端子的数量和位置，可根据模块的设计，预先安装在端子支架中，然后再嵌入模块壳体的内壁。端子底部落于底板上面，底面与底板紧密接触，为超声波键合提供压力支撑。针形端子安装进支架后，其底部必须保留足够的长度，以保证键合的顺利进行。
本发明中，支架嵌入模块壳体内壁后，与模块壳体形成一个整体。依照模块内部的电路结构，端子支架的数量可以调整，最多可以嵌入壳体的四周内壁。端子的位置可按驱动板的要求在一定范围内调整。端子之间的距离由绝缘注塑支架上插口间距决定。输入和输出端子可根据模块的电路结构与绝缘注塑支架预先装配后，再嵌入模块壳体，与芯片进行超声波键合。
作为本发明的进一步改进，所述端子支架的左右两端带有嵌槽，并与模块壳体两端内壁的卡槽形成紧密配合。
作为本发明的进一步改进，所述盖板四周边缘设有凹槽，端子不必穿过盖板，方便端子主体露出，也使盖板封装工艺得到简化。
本发明针形端子的使用，使模块与控制/驱动板(PCB板)的直接连接成为可能。针形端子的焊接，与PCB板焊接中通孔的焊接工艺相吻合。因此，采用针形端子的功率模块十分容易应用。除了可以根据电路结构的变化来灵活改变针形端子的位置和间距外，在输出功率增加时，还可以并联多个针形输出端来满足变频器输出电流的要求。
附图说明
图1是本发明实施例1功率模块结构示意图
图2是本发明实施例1功率模块内部结构示意图
图3是本发明实施例1接线端子结构示意图
图4是本发明实施例1端子支架结构示意图
图5是本发明实施例1安装了接线端子的端子支架结构示意图
图6是本发明实施例2功率模块结构示意图
具体实施方式
下面结合实施例做进一步说明。
实施例1
如图1和2所示，一种用于小型变频器的功率模块100，包括盖板1、底板2、壳体3和接线端子4，壳体3延底板2的周边向上延伸，接线端子4设在壳体3的内侧，底板2设有电路基板11和芯片，盖板1从上方覆盖壳体围成空间，盖板1四周边缘设有凹槽9，使端子4露出。
如图2所示，壳体3的每个边的左右两侧分别向内延伸出勾脚5，两个勾脚5形成卡槽6，端子支架7嵌入卡槽6内；接线端子4设置在支架7的插孔10中，延伸出支架7的端子底部41与电路基板11键合。支架7嵌入模块壳体3四壁后，与模块壳体形成一个整体。
如图3所示，接线端子4为高导电性的铜或铜合金，由针形主体41和端子底部42组成，针形主体41和端子底部42相互垂直，针形主体41的横截面为矩形，表面镀锡以方便通过钎焊与外设驱动板相连。端子底部42为超声波键合平面，表面可以镀镍、镀银或覆铝以保证键合强度。端子底部42保留足够的长度与电路基板11键合。
如图4所示，端子支架7为长方体，装配后其高度与模块壳体内壁预留顶盖平台齐平，这样在盖板安装后，端子支架在垂直模块底面方向即被固定。端子支架沿垂直方向设有若干上下贯通的与端子主体41形状相应的插孔10，各插孔之间的水平距离相等。此例中相邻插孔的中心距为1.905mm，这样，间隔一个插孔的间距变成3.81mm。这些间距为接插件行业通用的标准脚距，为驱动/控制板的设计与装配提供了方便。端子支架7的左右两端带有嵌槽71，可与模块壳体两端内壁的卡槽6形成紧密配合。支架7材料为绝缘工程塑料。
如图5所示，接线端子4设置在支架7的插孔10中，与插孔10形成紧密配合。沿模块长边的两个较长的端子支架上，相邻的两个接线端子4之间至少间隔一个插孔10。这样，相邻针形端子的间距即为3.81mm。而沿模块短边的两个较短的端子支架上，插孔的间距即为端子的间距，同为3.81mm。此实施例中，端子的排列在沿模块的各个方向都是非对称的，这样就避免了在安装控制/驱动板时可能产生的安装错误。
实施例2
本实施例与上例不同之处在于，本实施例的功率模块中既有使用螺栓/螺母与外设相连接的接线端子(功率端子)也有采用钎焊与外设相连接的针形接线端子(信号端子)。
如图6所示，在外壳3的前后边的内壁卡槽6内嵌入端子支架7，端子支架7的插孔内设有针形接线端子4。外壳3的左右边的内壁各带有两个开口槽31，开口槽31内嵌入带有螺孔81的功率接线端子8，功率接线端子的底部82与电路基板11键合。
宽条形的接线端子8作为功率输入(母线电源)和输出(电机)端，其与外部驱动路的连接采用螺栓/螺母固定的方式，与组合针形端子相比，可以提供更高的电流输出；而嵌入式针形端子则作为信号(PWM信号、电流、电压及温度信号等)输入和输出端，可以与控制/驱动板通过钎焊直接相连。两种形状接线端子的混合使用可以兼顾功率模块结构的简单、大电流的输出和更高的功率密度。

Claims (9)

1.一种用于小型变频器的功率模块，包括盖板、底板、壳体和接线端子，所述壳体延底板的周边向上延伸，所述接线端子设在壳体的内侧，所述底板设有电路基板，电路基板上设有芯片，所述盖板从上方覆盖壳体内的空间，其特征在于，所述接线端子由针形主体和端子底部组成，针形主体和端子底部相互垂直，针形主体的横截面为矩形或圆形，端子底部为超声波键合平面；所述功率模块还包括至少一个端子支架，所述端子支架为长方体，并延高度方向设有若干上下贯通的与所述端子主体形状相应的插孔，若干插孔之间的水平距离相等，所述针形主体设置在插孔中，与插孔形成紧密配合；所述壳体至少有一边的内壁的左右两侧分别向内延伸出勾脚，两个勾脚形成卡槽，所述支架嵌入卡槽内；所述端子底部与电路基板键合；所述盖板上设有供所述接线端子穿过的缺口。
2.根据权利要求1所述的功率模块，其特征是，端子支架嵌入壳体的四周内壁。
3.根据权利要求1所述的功率模块，其特征是，所述端子支架的左右两端带有嵌槽，并与模块壳体两端内壁的卡槽形成紧密配合。
4.根据权利要求1所述的功率模块，其特征是，所述针形主体设有水平通孔。
5.根据权利要求1所述的功率模块，其特征是，所述盖板四周边缘设有凹槽，使所述接线端子露出。
6.根据权利要求1所述的功率模块，其特征是，所述壳体内壁设有带有螺孔的宽条形接线端子和针形接线端子。
7.根据权利要求1所述的功率模块，其特征是，在壳体的前后边的内壁卡槽内嵌入端子支架，端子支架的插孔内设有针形接线端子；壳体的左右边的内壁各带有两个开口槽，开口槽内嵌入带有螺孔的宽条形接线端子。 
8.根据权利要求1所述的功率模块，其特征是，所述插孔间的相邻插孔的水平中心距为1.905mm，相邻的两个接线端子之间至少间隔一个插孔。
9.根据权利要求1所述的功率模块，其特征是，所述插孔间的相邻插孔的水平中心距为3.81mm。 
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102254892A (zh) * 2011-08-10 2011-11-23 嘉兴斯达微电子有限公司 一种薄型大功率半导体模块
CN103140103B (zh) * 2013-01-28 2015-12-23 台达电子企业管理（上海）有限公司 智能功率模块的封装结构
CN103779296B (zh) * 2014-01-24 2017-02-01 嘉兴斯达微电子有限公司 一种组合式键合外壳
CN105070691B (zh) * 2015-08-26 2017-12-12 河北华整实业有限公司 一体化新型igbt结构体固定装置
CN105529313A (zh) * 2016-02-19 2016-04-27 无锡新洁能股份有限公司 适用于三端功率器件的薄型封装模块

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000092847A (ja) * 1998-09-14 2000-03-31 Denso Corp コンデンサ付き半導体モジュール装置
DE10101086A1 (de) * 2000-01-12 2001-07-26 Int Rectifier Corp Leistungshalbleiter-Moduleinheit
DE10237561C1 (de) * 2002-08-16 2003-10-16 Semikron Elektronik Gmbh Induktivitätsarme Schaltungsanordnung bzw. Schaltungsaufbau für Leistungshalbleitermodule
CN101320938A (zh) * 2008-07-15 2008-12-10 南京银茂微电子制造有限公司 一种多用途功率模块

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000092847A (ja) * 1998-09-14 2000-03-31 Denso Corp コンデンサ付き半導体モジュール装置
DE10101086A1 (de) * 2000-01-12 2001-07-26 Int Rectifier Corp Leistungshalbleiter-Moduleinheit
JP2001237369A (ja) * 2000-01-12 2001-08-31 Internatl Rectifier Corp 基板を持たない低コストパワー半導体モジュール
DE10237561C1 (de) * 2002-08-16 2003-10-16 Semikron Elektronik Gmbh Induktivitätsarme Schaltungsanordnung bzw. Schaltungsaufbau für Leistungshalbleitermodule
CN101320938A (zh) * 2008-07-15 2008-12-10 南京银茂微电子制造有限公司 一种多用途功率模块

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