CN107424985A - 功率模块 - Google Patents

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Abstract

本发明关于一种功率模块，其包括基板及积木式壳体，其中基板包括至少一电子元件，积木式壳体设置于基板上且包围电子元件。积木式壳体包括多个挡墙，可拆卸地相组接，且每一挡墙具有二接合元件，分别设置于挡墙的两侧边，其中任一挡墙的两个接合元件分别与相邻的挡墙的对应接合元件相组接。积木式壳体的挡墙的数量与组合方式可依据基板的尺寸而改变，由此可降低功率模块的生产成本及提高功率密度。

Description

功率模块
技术领域
本发明涉及一种功率模块，尤其涉及一种具积木式壳体的功率模块。
背景技术
传统功率模块一般以铜底板或功率基板作为底板。以功率基板作为底板的传统功率模块为例，其主要结构包括功率基板、功率芯片、连接材料、引线、保护胶体、密封材料、金属端子和外壳。其中功率芯片通过连接材料连接至功率基板，而实现功率芯片的机械支撑，且通过功率基板进行散热。金属端子亦通过连接材料连接至功率基板，同时以引线连接将功率芯片的电极连接至功率基板上，而共同实现电路导通，并通过金属端子将电路引出功率模块，进而与外部电源和外部信号进行连接。然而在功率模块的整体结构中，外壳更提供一个底部密封的腔体，以于其内部灌入保护胶体，而使保护胶体能为功率芯片提供良好的环境保护以及绝缘保护。
在传统功率模块中，其外壳基本可分为两种结构形式。一为一体式外壳，另一则为分体式外壳。一体式外壳系将一垂直于功率基板的框体结构和一平行于功率基板的盖板结构一体成型加工而成。分体式外壳则是将框体结构和盖板结构分别一体成型。然而，前述两种功率模块的外壳结构形式，由于其尺寸固定，故可容置的功率基板的尺寸也受到限制。若应用于容置更小功率等级的产品时，相应会造成功率基板和保护胶体等材料的浪费，同时降低功率密度，如此将增加整体成本并影响系统的功率密度。另一方面，针对新开发的拓扑或功率等级需求，若欲达成降低材料成本并提高系统的功率密度的目的时，采用前述两种形式的外壳结构均需要重新开模，如此势必增加额外的模具费用及模具的管理成本，无法降低整体的生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种功率模块，其积木式壳体的挡墙的数量与组合方式可依据基板的尺寸而改变，由此可避免空间的浪费，并提高功率密度。且于开发新的拓扑或功率等级的功率模块需求时，毋需重新开模制作新的壳体结构以容置更大的基板，亦毋需以过大尺寸的壳体结构容置小尺寸的基板而造成空间浪费，进而有效降低整体的生产成本，同时提高功率模块的功率密度与产品的竞争力。
本发明另一目的在于提供一种具积木式壳体的功率模块，通过模块化且可扩充连接的挡墙及盖板，可最佳化组配封装各式尺寸的基板，达成结构强度优化，并提高功率密度。
为达上述目的，本发明提供一种功率模块，其包括基板以及积木式壳体，其中基板包括至少一电子元件，积木式壳体设置于基板上且包围电子元件。积木式壳体包括多个挡墙，可拆卸地相组接，且每一挡墙具有两个接合元件，分别设置于挡墙的两侧边，其中任一挡墙的两个接合元件分别与相邻的挡墙的对应接合元件相组接。
附图说明
图1A为本发明第一较佳实施例的功率模块的结构分解图。
图1B为图1A所示功率模块的剖面图。
图1C为图1A所示挡墙及盖板的底视图。
图1D为图1A所示盖板的剖面图。
图2为本发明第二较佳实施例的功率模块的积木式壳体的底视图。
图3为本发明第三较佳实施例的功率模块的积木式壳体的底视图。
图4为本发明第四较佳实施例的功率模块的剖面图。
图5A为本发明第五较佳实施例的功率模块的结构分解图。
图5B及图5C分别为图5A所示积木式壳体于分离与组合时的底视图。
图6为本发明第六较佳实施例的功率模块的积木式壳体的底视图。
图7为本发明第七较佳实施例的功率模块的积木式壳体的底视图。
图8A及8B分别为本发明第八较佳实施例的功率模块的积木式壳体于分离与组合时的底视图。
图9为本发明第九较佳实施例的功率模块的积木式壳体的底视图。
图10为本发明第十较佳实施例的功率模块的积木式壳体的底视图。
图11为本发明第十一较佳实施例的功率模块的积木式壳体的底视图。
图12A为本发明第十二较佳实施例的功率模块的积木式壳体的底视图。
图12B为图12A所示的挡墙及盖板的结构示意图。
图13A为本发明第十三较佳实施例的功率模块的积木式壳体的底视图。
图13B为图13A所示的挡墙及盖板的结构示意图。
图14A为揭示本发明第十四较佳实施例的功率模块的剖面图。
图14B为图14A的功率模块的积木式壳体的顶视图。
图15A为本发明另一实施方式积木式壳体的盖板的剖面图。
图15B为本发明另一实施方式积木式壳体的盖板的顶视图。
图15C为本发明第十五较佳实施例的功率模块的剖面图。
【符号说明】
1：功率模块
10：容置空间
2：基板
21：电子元件
22：金属端子
23：连接材料
24：导接元件
3、3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k、3m、3n：积木式壳体结构
31：第一挡墙
311：第一接合元件
312：第二接合元件
313：第三辅助接合元件
314：第四辅助接合元件
315：延伸部
3151：安装穿孔
3152：锁附元件
316：固定元件
32：第二挡墙
321：第三接合元件
322：第四接合元件
323：第五辅助接合元件
324：第六辅助接合元件
33：(第一)盖板
330：第一侧边
331：第一连接元件
3311：凹槽
332：第二连接元件
333：穿孔
3331：上孔
3332：中孔
3333：下孔
334：附件固定元件
335：抵顶凸部
336：上隔断
337：下隔断
34：保护胶体
35：第三挡墙
351：第五接合元件
352：第六接合元件
36：第四挡墙
361：第七接合元件
362；第八接合元件
37：第二盖板
38：辅助隔墙
381：第一辅助接合元件
382：第二辅助接合元件
4：物件
具体实施方式
体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非用于限制本发明。
图1A为本发明第一较佳实施例的功率模块的结构分解图，图1B为图1A所示功率模块的剖面图，图1C为图1A所示挡墙及盖板的底视图，以及图1D为图1A所示盖板的剖面图。如图1A至图1D所示，本发明的功率模块1包括基板2以及积木式壳体3，其中基板2包括至少一电子元件21，积木式壳体3设置于基板2上且包围电子元件21。积木式壳体3包括多个挡墙，可拆卸地相组接，且每一挡墙具有两个接合元件，分别设置于挡墙的两侧边，其中任一挡墙的两个接合元件分别与相邻的挡墙的对应接合元件相组接。
于本实施例中，基板2包括至少一电子元件21且具有至少四个侧边。积木式壳体3的多个挡墙包括两个第一挡墙31及两个第二挡墙32，其中每一个挡墙为独立且一体成型的挡墙。两个第一挡墙31具有相同结构，且每一个第一挡墙31具有第一接合元件311及第二接合元件312，分别设置于第一挡墙31的两侧边。两个第二挡墙32具有相同结构，且每一个第二挡墙32具有第三接合元件321及第四接合元件322，分别设置于第二挡墙32的两侧边。于本实施例中，第一挡墙31的第一接合元件311与第二挡墙32的第三接合元件321相互匹配与卡合连结，且第一挡墙31的第二接合元件312与第二挡墙32的第四接合元件322相互匹配与卡合连结，其中第一接合元件311与第二接合元件312可分别为凸部及凹槽，且第三接合元件321与第四接合元件322可分别为凹槽及凸部，前述的凸部与凹槽可相互匹配或卡合连结。可替换地，第一接合元件311与第二接合元件312可分别为凹槽及凸部，且第三接合元件321与第四接合元件322可分别为凸部及凹槽。于本实施例中，两个第一挡墙31与两个第二挡墙32系交错排列，且任两相邻挡墙系以侧边对侧边方式相互组接，由此两个第一挡墙31与两个第二挡墙32相互组接且邻设于基板2的四个侧边，并且包围基板2的电子元件21。详言之，任一第一挡墙31的第一接合元件311与一相邻的第二挡墙32的第三接合元件321可拆卸地相连结，且该第一挡墙31的第二接合元件312与另一相邻的第二挡墙32的第四接合元件322可拆卸地相连结。任一第二挡墙32的第三接合元件321与一相邻的第一挡墙31的第一接合元件311可拆卸地相连结，且该第二挡墙32的第四接合元件322与另一相邻的第一挡墙31的第二接合元件312可拆卸地相连结。由此，两个第一挡墙31与两个第二挡墙32相组接且定义形成一容置空间10，其中基板2的电子元件21可容设于该容置空间10。于本实施例中，第一挡墙31包括两段部，该两段部彼此垂直地连接，亦即第一挡墙31为L型挡墙。第二挡墙32由单一段部构成，亦即第二挡墙32为平板型挡墙。两个第一挡墙31与两个第二挡墙32分别与基板2垂直地连接。
于本实施例中，积木式壳体3还包括二盖板33，与多个挡墙相连接，其中二盖板33与基板2相对设置。二盖板33具有相同结构，且每一盖板33包括至少一第一连接元件331及至少一第二连接元件332，其中第一连接元件331设置于盖板33的两相邻侧边，第二连接元件332设置于盖板33的另外两个相邻侧边。任一盖板33的部分第一连接元件331可与另一盖板33的部分第二连接元件332相卡合连结，进而使两个盖板33相互组接而构成一平板型盖体。
于本实施例中，两个盖板33所组成的平板型盖体可通过例如但不限于卡合、黏合的方式与两个第一挡墙31与两个第二挡墙32相连接。基板2可通过例如但不限于卡合、粘合的方式与积木式壳体3相连接。于本实施例中，功率模块1还包括多个金属端子22，且每一盖板33还具有多个穿孔333，其中多个金属端子22分别电连接于基板2。每一金属端子22的一端连接于基板2，金属端子22的另一端穿过盖板33的对应穿孔333且部分暴露于盖板33的外表面。当然金属端子22自容置空间10导出的方式并不受限于前述实施例，于某些实施例中，第一挡墙31及/或第二挡墙32可设有穿孔(未揭示)以供金属端子22导出，本发明并不以此为限。于一些实施例中，多个穿孔333阵列排列，如此可便于金属端子22以不同位置导出，以利于电气设计中的回路优化。值得注意的是，本发明第一挡墙31、第二挡墙32以及盖板33的数量并不以前述实施例为限，其数量可依实际应用需求而任施变化。
于本实施例中，基板2可为例如但不限于功率基板，且可由直接敷铜陶瓷(Direct Bonding Copper,DBC)基板、直接敷铝陶瓷(Direct BondingAluminum,DBA)基板、低温共烧陶瓷(Low-Temperature Co-fired Ceramic,LTCC)基板、直接电镀铜(Direct Plated Copper,DPC)基板、金属绝缘基板(Insulated Metal Substrate,IMS)、印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)或引线框架(Lead Frame,LF)所构成。于一些实施例中，功率基板2还包括导电布线层及绝缘层，其中导电布线层包括金、银、铜、铜铝复合材料、金铂、钯金、钯银、铂银、钯铜银等材料，绝缘层包括氧化铝、氮化铝、氮化硅、氧化铍等陶瓷材料，或环氧基或硅基类有机材料。电子元件21可为例如但不限于绝缘闸双极电晶体(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)、金氧半场效电晶体(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor,MOSFET)、集成闸极换流晶闸管(Integrated Gate CommutatedThyristors,ICGT)等功率器件或功率半导体芯片。电子元件21可通过一连接材料23而连结至基板2的上表面。于本实施例中，连接材料23可以是焊料、金属间化合物(Inter-Metalic Compound,IMC)、低温烧结材料、导电银胶等材料所构成，本发明并不以此为限。此外，电子元件21的导电极部或端子更可通过导接元件24电性连接至基板2，其中导接元件24可以引线键合技术或无引线键合技术实现。引线键合技术包括例如但不限于铝线、铜线、铝铜复合线、金线等金属引线通过超声键合实现电性连接。无引线键合技术包括例如但不限于铝带连接(Al ribbon bonding)、金属直接连接(metal-metal direct bonding)、铜弹片连接(Cu Clip bonding)技术实现电性连接。其中，铝带连接技术通过超声键合实现；金属直接连接技术采用超声焊接技术实现，且金属可以是银、铜、铝、金；铜弹片连接技术使用连接材料实现铜弹片与芯片和基板导电布线层的电气连接，且使用的连接材料可包括焊料、低温烧结材料、导电银胶等材料。
于本实施例中，功率模块1还包括保护胶体34，设置于基板2上，且容置于积木式壳体3的容置空间10内，以覆盖与保护基板2上的电子元件21，以完成功率模块1的封装。保护胶体34可以例如但并不限于环氧类材料所构成。于一些实施例中，多个金属端子22自基板2通过保护胶体34并穿过盖板33的穿孔333而导出。
图2为本发明第二较佳实施例的功率模块的积木式壳体的底视图。于本实施例中，该积木式壳体3a与图1A至1D所示的积木式壳体3相似，且相同的元件附图标记代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图1A至1D所示的积木式壳体3，本实施例的积木式壳体3a省略两个第二挡墙32及一个盖板33，换言之，积木式壳体3a包括两个第一挡墙31及一个盖板33，其中第一挡墙31的第一接合元件311与第二接合元件312为可相互匹配的结构，由此任一第一挡墙31的第一接合元件311与另一第一挡墙31的第二接合元件312可相互匹配与卡合连结，任一第一挡墙31的第二接合元件312与另一第一挡墙31的第一接合元件311可相互匹配与卡合连结，进而使两个第一挡墙31可相互组接。于本实施例中，第一接合元件311与第二接合元件312可分别为凸部与凹槽，其中前述的凸部与凹槽为可相互匹配的结构。可替换地，第一接合元件311与第二接合元件312可分别为凹槽与凸部。于本实施例中，功率模块1所构装的基板2的尺寸为图1A至1D所示基板2的二分之一。
图3为本发明第三较佳实施例的功率模块的积木式壳体的底视图。于本实施例中，该积木式壳体3b与图1A至1D所示的积木式壳体3相似，且相同的元件附图标记代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图1A至1D所示的积木式壳体3，本实施例中的积木式壳体3b更增加两个第二挡墙32及一个盖板33，换言之，积木式壳体3b包括两个第一挡墙31、四个第二挡墙32以及三个盖板33。于本实施例中，第二挡墙32的第三接合元件321与第四接合元件322为可相互匹配的结构，由此任一第二挡墙32的第三接合元件321与另一第二挡墙32的第四接合元件322可相互匹配与卡合连结，任一第二挡墙32的第四接合元件322与另一第二挡墙32的第三接合元件321可相互匹配与卡合连结，进而使两个第二挡墙32可相互组接延伸。于本实施例中，积木式壳体3b的两个第一挡墙31与四个第二挡墙32可相互组接，其中增加的第二挡墙32连接于一第一挡墙31与另一第二挡墙32之间。该增加的第二挡墙32的第三接合元件321与相邻的第一挡墙32的第一接合元件311相连结，且该增加的第二挡墙32的第四接合元件322与相邻的另一第二挡墙32的第三接合元件321相连结，由此使积木式壳体3可于单一轴向组接延伸。之后，三个盖板33可与两个第一挡墙31与四个第二挡墙32相连接。于本实施例中，功率模块1所构装的基板2的尺寸为图1A至1D所示基板2的一又二分之一。由前述实施例可知，本发明功率模块1的积木式壳体可通过调整第一挡墙31、第二挡墙32以及盖板33的数量与组合型式而应用于组配封装不同尺寸的基板2，由此可避免空间的浪费，进而提高功率密度。
图4为本发明第四较佳实施例的功率模块的剖面图。于本实施例中，该积木式壳体3c与图1A至1D所示的积木式壳体3相似，且相同的元件附图标记代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图1A至1D所示的积木式壳体3，本实施例中积木式壳体3c更省略盖板33。由于保护胶体34设置于积木式壳体3c的容置空间10中，且覆盖保护基板2上的电子元件21，并且固定多个金属端子22，因此本发明的功率模块1亦可依实际应用需求而省略盖板33，以进一步降低制造成本。
图5A为本发明第五较佳实施例的功率模块的结构分解图，图5B及图5C分别为图5A所示积木式壳体于分离与组合时的底视图。于本实施例中，功率模块1及其积木式壳体3d分别与图1A至1D所示的功率模块1及积木式壳体3相似，且相同的元件附图标记代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图1A至1D所示的积木式壳体3，本实施例的积木式壳体3d包括两个第一挡墙31、两个第二挡墙32及一个盖板33，其中第一挡墙31为I型挡墙，且两个第一挡墙31与盖板33一体成型而设置于盖板33的二相对的第一侧边330。于本实施例中，两个第一挡墙31均具有第一接合元件311与第二接合元件312，设置于第一挡墙31的两侧边。两个第一挡墙31的各自第一接合元件311位于盖板33的同一侧边且邻近于同一第二挡墙32，两个第一挡墙31的各自第二接合元件312位于盖板33的另一侧边且邻近于另一第二挡墙32。此外，第二挡墙32的两端部均设有一第三接合元件321及一第四接合元件322，其中两个第三接合元件321位于第二挡墙32的同一侧面；两个第四接合元件322位于第二挡墙32的另一侧面。两个第一挡墙31的各自第一接合元件311与同一个第二挡墙32的同一侧边的对应第三接合元件321可拆卸地相连结，两个第一挡墙31的各自第二接合元件312与同一个第二挡墙32的同一侧边的对应第四接合元件322可拆卸地相连结，由此可组装构成积木式壳体3d。值得注意的是，盖板33与两个第一挡墙31一体成型构成的组合的数量并不以前述实施例为限。此外，第一接合元件311、第二接合元件312、第三接合元件321及第四接合元件322的配置位置亦不以前述实施例为限。于一些实施例中，一第一挡墙31的第一接合元件311与另一第一挡墙31的第二接合元件312可位于盖板33的同一侧边，而任一第二挡墙32的两个第三接合元件321可位于第二挡墙32的不同侧面，第二挡墙32的两个第四接合元件322可位于第二挡墙32的不同侧面，本发明并不以此为限。
图6为本发明第六较佳实施例的功率模块的积木式壳体的底视图。于本实施例中，该积木式壳体3e与图5A至5C所示的积木式壳体3d相似，且相同的元件附图标记代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图5A至5C所示的积木式壳体3d，本实施例的积木式壳体3e更增加一组盖板33与两个第一挡墙31一体成型构成的组合。此外，积木式壳体3e对应构装的基板2的尺寸为图5A所示基板2的二倍。于本实施例中，增加的一组盖板33与两个第一挡墙31一体成型构成的组合，可先与另一组盖板33与两个第一挡墙31一体成型构成的组合相互组接，之后再将两个第二挡墙32与前述组合结构相组接，由此可形成积木式壳体3e。
图7为本发明第七较佳实施例的功率模块的积木式壳体的底视图。该积木式壳体3f与图5A至5C所示的积木式壳体3d相似，且相同的元件附图标记代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图5A至5C所示的积木式壳体3d，本实施例中的积木式壳体3f包括三组盖板33与第一挡墙31一体成型构成的组合以及两个第二挡墙32，而组配封装的基板2的尺寸则为图5A至5C所示基板2的三倍。于本实施例中，三组盖板33与第一挡墙31一体成型构成的组合可先行组接而于单一轴向延伸，之后再将两个第二挡墙32与前述组合结构相组接，由此可形成积木式壳体3f。由前述实施例可知，本发明功率模块1的积木式壳体可通过调整盖板33与第一挡墙31一体成型构成的组合的数量与组合方式而应用于组配封装不同尺寸的基板2，由此可避免空间的浪费，进而提高功率密度。
图8A及8B分别为本发明第八较佳实施例的功率模块的积木式壳体于分离与组合时的底视图。于本实施例中，该积木式壳体3g与图1A至1D所示的积木式壳体3相似，且相同的元件附图标记代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图1A至1D所示的积木式壳体3，本实施例的积木式壳体3g包括四个第一挡墙31、两个第二挡墙32以及两个盖板33，其中第一挡墙31为I型挡墙，第二挡墙32为I型挡墙，由此以组配构装如图1A至1D所示尺寸的基板2。于本实施例中，四个第一挡墙31具有相同结构，且每一第一挡墙31具有第一接合元件311及第二接合元件312，分别设置于第一挡墙31的两侧边。第一挡墙31的第一接合元件311与第二接合元件312为可相互匹配的结构，由此任一第一挡墙31的第一接合元件311与另一第一挡墙31的第二接合元件312可相互匹配与卡合连结，任一第一挡墙31的第二接合元件312与另一第一挡墙31的第一接合元件311可相互匹配与卡合连结，进而使两个第一挡墙31可相互组接。此外，两个第二挡墙32具有类似结构，且每一第二挡墙32具有第三接合元件321及第四接合元件322，分别设置于第二挡墙32的两侧边。第一挡墙31的第一接合元件311与任一第二挡墙32的第三接合元件321为可相互匹配与卡合连结，第一挡墙31的第二接合元件312与任一第二挡墙32的第四接合元件322为可相互匹配与卡合连结，由此第一挡墙31可与第二挡墙32相组接。如图8A及8B所示，通过四个第一挡墙31以及两个第二挡墙32相互组接且邻设于基板2的至少四个侧边，并且组合两个盖板33，即可构成积木式壳体3g。值得注意的是，本发明第一挡墙31、第二挡墙32以及盖板33的数量并不以前述实施例为限。
图9为本发明第九较佳实施例的功率模块的积木式壳体的底视图。于本实施例中，该积木式壳体3h与图8A至8B所示的积木式壳体3g相似，且相同的元件附图标记代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图8A至8B所示的积木式壳体3g，本实施例的积木式壳体3h更省略两个第二挡墙32。此外，功率模块1的基板2的尺寸为图8A至8B积木式壳体3g所对应基板2的二分之一。通过四个第一挡墙31相互组接，并与盖板33相连接，即可构成积木式壳体3h。
图10为本发明第十较佳实施例的功率模块的积木式壳体的底视图。该积木式壳体3i与图8A至8B所示的积木式壳体3g相似，且相同的元件附图标记代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图8A至8B所示的积木式壳体3g，本实施例中的积木式壳体3i更增加两个第二挡墙32及一个盖板33，由于第二挡墙32的第三接合元件321与第四接合元件322为可相互匹配的结构，由此任一第二挡墙32的第三接合元件321与另一第二挡墙32的第四接合元件322可相互匹配与卡合连结，任一第二挡墙32的第四接合元件322与另一第二挡墙32的第三接合元件321可相互匹配与卡合连结，进而使两个第二挡墙31可相互组接延伸。图10所对应的积木式壳体3i组配封装的基板2的尺寸则为图8A至8B积木式壳体3g所对应基板2的一又二分之一。通过四个第一挡墙31与四个第二挡墙32的相互组接，并与三个盖板33相连接，即可构成积木式壳体3i。
图11为本发明第十一较佳实施例的功率模块的积木式壳体的底视图。该积木式壳体3j与图8A至8B所示的积木式壳体3g相似，且相同的元件附图标记代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图8A至8B所示的积木式壳体3g，本实施例中的积木式壳体3j更增加两个第二挡墙32及两个盖板33，其组配封装功率模块1的基板2的尺寸则为图8A至8B积木式壳体3g所对应基板2的二倍。通过四个第一挡墙31与四个第二挡墙32相互组接，将四个盖板33以阵列方式组接，并且将前述挡墙与盖板的组合结构相连接，即可构成积木式壳体3j。由前述实施例可知，本发明功率模块1的积木式壳体可通过调整第一挡墙31、第二挡墙32以及盖板33的数量与组合方式而应用于组配封装不同尺寸的基板2，可避免空间的浪费，进而提高功率密度。
图12A为本发明第十二较佳实施例的功率模块的积木式壳体的底视图，以及图12B为图12A所示的挡墙及盖板的结构示意图。于本实施例中，该积木式壳体3k与图10所示的积木式壳体3i相似，且相同的元件附图标记代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图10所示的积木式壳体3i，本实施例的积木式壳体3k更由至少二组不同尺寸长度的挡墙组合所组配构成，其中第一挡墙31与第二挡墙32可具有一相同尺寸长度；第三挡墙35与第四挡墙36可具有另一相同尺寸长度。据此，积木式壳体3k更利于依据基板2的尺寸长度而调变挡墙的数量与组合方式，而达成避免空间的浪费及提高功率密度的目的。本实施例的积木式壳体3k包括三个第一挡墙31、五个第二挡墙32、一个第三挡墙35、一个第四挡墙36、四个第一盖板33以及四个第二盖板37，用以组配封装一基板2。于本实施例中，三个第一挡墙31具有相同结构，且每一个第一挡墙31均具有第一接合元件311及第二接合元件312，分别设置于第一挡墙31的两侧边。五个第二挡墙32具有相同结构，且每一第二挡墙32具有第三接合元件321及第四接合元件322，分别设置于第二挡墙32的两侧边。第三挡墙35具有第五接合元件351及第六接合元件352，分别设置于第三挡墙35的两侧边。第四挡墙36具有第七接合元件361及第八接合元件362，分别设置于第四挡墙36的两侧边。于本实施例中，第三挡墙35的结构与第一挡墙31的结构相同，且第三挡墙35的长度为第一挡墙31的长度的二分之一，其中第五接合元件351与第六接合元件352的结构分别与第一接合元件311与第二接合元件312的结构相同；第四挡墙36的结构与第二挡墙32的结构相同，且第四挡墙36的长度为第二挡墙32的长度的二分之一，其中第七接合元件361与第八接合元件362的结构分别与第三接合元件321与第四接合元件322的结构相同；第二盖板37的结构与第一盖板33的结构相同，且第二盖板37的长度与宽度分别为第一盖板33的长度与宽度之二分之一。于本实施例中，第三挡墙35的第五接合元件351可与相邻的第二挡墙32的第三接合元件321可拆卸地相连结，第三挡墙35的第六接合元件352可与相邻的另一第二挡墙32的第四接合元件322可拆卸地相连结。第四挡墙36的第七接合元件361可与相邻的第一挡墙31的第一接合元件311可拆卸地相连结，第四挡墙36的第八接合元件362可与相邻的第二挡墙32的第三接合元件321可拆卸地相连结。如图12B所示，通过三个第一挡墙31、五个第二挡墙32、一个第三挡墙35以及一个第四挡墙36串接设置于对应基板2的四个侧边，同时组合四个第一盖板33以及四个第二盖板37，即可构成积木式壳体3k。图12A所对应的积木式壳体3k组配封装的基板2的尺寸则为图8A至8B积木式壳体3g所对应基板2的e二又二分之一。值得注意的是，本发明积木式壳体3k的第一挡墙31、第二挡墙32、第三挡墙35、第四挡墙36、第一盖板33以及第二盖板37的数量与组合方式并不以前述实施例为限。于其他实施例中，针对不同长度及宽度的基板2，本发明均得通过串接第一挡墙31、第二挡墙32、第三挡墙35以及第四挡墙36于基板2的至少四个侧边，并组合对应基板2尺寸的第一盖板33及第二盖板37便得以应用于封装不同尺寸的基板2。
图13A为本发明第十三较佳实施例的功率模块的积木式壳体的底视图，以及图13B为图13A所示的挡墙及盖板的结构示意图。于本实施例中，该积木式壳体3m与图11所示的积木式壳体3j相似，且相同的元件附图标记代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图11所示的积木式壳体3j，本实施例的积木式壳体3m还包括至少一辅助隔墙38，例如四个辅助隔墙38，其中每一个辅助隔墙38具有两个第一辅助接合元件381与两个第二辅助接合元件382，两个第一辅助接合元件381分别设置于第一辅助隔墙38的两侧边，且两个第二辅助接合元件382分别设置于第一辅助隔墙38的两侧边。每一第一挡墙31的两侧边更分别设有一第三辅助接合元件313与一第四辅助接合元件314，以及每一第二挡墙32的两侧边更分别设有一第五辅助接合元件323与一第六辅助接合元件324，其中辅助隔墙38的第一辅助接合元件381分别与第二辅助接合元件382、第二挡墙32的第六辅助接合元件324为相互匹配的结构；辅助隔墙38的第二辅助接合元件382分别与第一辅助接合元件381、第一挡墙31的第四辅助接合元件314为相互匹配的结构；每一第一挡墙31的第三辅助接合元件313与每一第二挡墙32的第五辅助接合元件323为相互匹配的结构。于本实施例中，第一辅助接合元件381、第四辅助接合元件314、第五辅助接合元件323为凸部，且第二辅助接合元件382、第三辅助接合元件313、第六辅助接合元件324为凹槽，其中前述的凸部与凹槽为可互相匹配与卡合的结构。于本实施例中，任一辅助隔墙38的一端部的第一辅助接合元件381与第二辅助接合元件382可分别与另一辅助隔墙38的第二辅助接合元件382与第一辅助接合元件381相连结，且任一辅助隔墙38的另一端部的第一辅助接合元件381与第二辅助接合元件382可分别与第二挡墙32的第六辅助接合元件324以及第一挡墙31的第四辅助接合元件314相连结，且每一第一挡墙31的第三辅助接合元件313与每一第二挡墙32的第五辅助接合元件323可相连结。值得注意的是，本发明第一挡墙31、第二挡墙32、辅助隔墙38以及盖板33的数量并不以前述实施例为限。此外，第一辅助接合元件381、第二辅助接合元件382、第三辅助接合元件313、第四辅助接合元件314、第五辅助接合元件323、第六辅助接合元件324设置的位置亦可视基板2上电子元件21的布设而调整。惟相较于前述实施例，本实施例的积木式壳体3m通过辅助隔墙38的导入，可增加结构强度，并进一步对功率模块1的容置空间10进行区隔应用。
值得注意的是，于前述实施例中，盖板33与第一挡墙31或与第二挡墙32的连接方式可为一体成型连接、卡合连接、黏合连接或卡扣连接，本发明并不以此为限。图14A为本发明第十四较佳实施例的功率模块的剖面图，以及图14B为本发明第十四较佳实施例的功率模块的积木式壳体结构的顶视图。于本实施例中，该积木式壳体3n与图9所示的积木式壳体3h相似，且相同的元件附图标记代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图9所示的积木式壳体3h，本实施例的积木式壳体3n中第一挡墙31还具有至少一延伸部315，设置于第一挡墙31的一外侧面，且由第一挡墙31中邻近于基板2的底边垂直地向外延伸，用以通过例如但不受限于螺丝锁附的方式将积木式壳体3n固定于一物件4，其中物件4可为例如但不限于散热器。于本实施例中，第一挡墙31的延伸部315具有一安装穿孔3151，并通过一锁附元件3152，例如螺丝，将功率模块1的积木式壳体3n及基板2直接锁固于物件4的表面上。当然，将第一挡墙31的延伸部315固定于物件4的方式并不受限于前述实施例，于其他实施例中，延伸部315亦可对应设置于第二挡墙32上，本发明并不以此为限，且不再赘述。于本实施例中，第一挡墙31还具有至少一固定元件316，该固定元件316设置于第一挡墙31的顶边，且可为例如但不限于一卡勾，通过固定元件316可直接将盖板33卡扣于第一挡墙31的顶边，以使盖板33与第一挡墙31连接与固定。此外，盖板33的第一连接元件331更可对应设置有至少一凹槽3311，以供固定元件316穿设并卡固盖板33于第一挡墙31的顶边。同样地，于其他实施例中，固定元件316亦可对应设置于第二挡墙32的顶边，相应地，盖板的第一连接元件331可对应设置有至少一凹槽3311，本发明并不以此为限。值得注意的是，本发明盖板33与第一挡墙31及第二挡墙32的卡扣锁固方式并不受限于前述实施例，其他例如黏合、卡合或一体成型的方式均得以应用于本发明的积木式壳体。此外，于某些实施例中，积木式壳体可通过环氧类材料构成保护胶体34以覆盖及保护基板2上的电子元件21，同时固定金属端子22的位置，且盖板33可选择性地设置或省略，如图4所示。
请再参阅图14A及14B，于一些实施例中，积木式壳体3n之盖板33还包括至少一附件固定元件334，设置于盖板33的一上表面，用以将积木式壳体3n固定于一附加器件(未揭示)上，其中该附加器件可为例如但不限于驱动板。值得注意的是，附件固定元件334设置的位置并不受限于本实施例中所示者，于其他实施例中，附件固定元件334设置的位置更可对应盖板33的穿孔333或金属端子22导出的位置而调变，本发明并不以此为限。
图15A为本发明另一实施方式积木式壳体的盖板的剖面图，图15B为本发明另一实施方式积木式壳体的盖板的顶视图。如图所示，盖板33与前述实施例相同，均具有多个穿孔333以供金属端子22自基板2由对应穿孔333穿设。于本实施例中，盖板33的穿孔333为一长纵深穿孔，阵列设置于盖板33上，穿孔333包括至少一上孔3331、一中孔3332，以及一下孔3333，其中中孔3332的孔径小于上孔3331及下孔3333的孔径。任两个上孔3331之间，均由一上隔断336隔开；而任两个下孔3333之间，均由一下隔断337隔开。且每一穿孔333的至少一中孔3332，用以于金属端子22自基板2由穿孔333穿过而导出。由于金属端子22可能碰触盖板33的中孔3332的孔壁，但不会碰触上隔断336和下隔断337，相应地，上隔断336与下隔断337的存在提供一定规格的爬电路径并提高盖板33的结构强度。于本实施例中，盖板33还包括至少一抵顶凸部335，设置于盖板33的一下表面，且容置于功率模块1的容置空间10，用以向下抵顶基板2而提供结构支撑功能。
图15C为本发明第十五较佳实施例的功率模块的剖面图。于本实施例中，功率模块1与图1A至1D所示的功率模块1相似，且相同的元件附图标记代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图1A至1D所示的功率模块1，本实施例的功率模块1的盖板33具有一抵顶凸部335，设置于盖板33的一下表面，且容置功率模块1的容置空间10，用以向下抵顶基板2而提供结构支撑功能。值得注意的是，抵顶凸部335设置的位置或抵顶高度可对应基板2上电子元件21的位置而调变，本发明并不以此为限。
综上所述，本发明提供一种功率模块，通过调变积木式壳体的挡墙及盖板的数量而应用于组配封装不同尺寸的基板，可避免空间的浪费，并提高功率密度。且于开发新的拓扑或功率等级需求时，毋需重新开模制作新的壳体结构以容置更大的功率基板，亦毋需以过大尺寸的壳体结构容置小尺寸的功率基板而造成空间浪费，进而有效降低整体的生产成本，同时提高功率模块的功率密度与产品的竞争力。此外，本发明应用于功率模块的积木式壳体，具有模块化的挡墙及盖板，可用以最佳化组配封装各式尺寸的功率基板，达成优化结构强度，并提高功率密度的目的。
本发明得由本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求所欲保护者。

Claims (20)

1.一种功率模块，包括：
一基板，包括至少一电子元件；以及
一积木式壳体，设置于该基板上，且包围该至少一电子元件，其中该积木式壳体包括多个挡墙，可拆卸地相组接，且每一该挡墙具有两个接合元件，分别设置于该挡墙的两侧边，其中任一该挡墙的该两个接合元件分别与相邻的该挡墙的对应接合元件相组接。
2.如权利要求1所述的功率模块，其中该多个挡墙包括至少两个第一挡墙，每一该第一挡墙具有一第一接合元件及一第二接合元件，分别设置于该第一挡墙的两侧边，其中该第一接合元件与该第二接合元件为相互匹配的结构。
3.如权利要求2所述的功率模块，其中任一个该第一挡墙的该第一接合元件及该第二接合元件分别与另一该第一挡墙的对应的该第二接合元件及该第一接合元件相连结，以使至少两个该第一挡墙可拆卸地相组接，且环设于该基板的至少四个侧边。
4.如权利要求2所述的功率模块，其中该多个挡墙还包括至少两个第二挡墙，其中每一该第二挡墙具有一第三接合元件及一第四接合元件，分别设置于该第二挡墙的两侧边，其中该第三接合元件分别与该第四接合元件以及该第一挡墙的该第一接合元件为相互匹配的结构，该第四接合元件分别与该第三接合元件以及该第一挡墙的该第二接合元件为相互匹配的结构。
5.如权利要求4所述的功率模块，其中两个该第一挡墙与两个该第二挡墙交错排列地连结，且环设于该基板的至少四个侧边，其中任一该第二挡墙的该第三接合元件与相邻的该第一挡墙的该第一接合元件相连结，且该第二挡墙的该第四接合元件与相邻的另一该第一挡墙的该第二接合元件相连结，以使该两个第一挡墙及该两个第二挡墙可拆卸地相组接。
6.如权利要求4所述的功率模块，其中至少两个该第一挡墙与至少四个该第二挡墙相组接，且环设于该基板的至少四个侧边，其中任一该第二挡墙的该第三接合元件与相邻的该第一挡墙的该第一接合元件或相邻的另一该第二挡墙的该第四接合元件相连结，且该第二挡墙的该第四接合元件与相邻的另一该第一挡墙的该第二接合元件或相邻的另一该第二挡墙的该第三接合元件相连结，以使该至少两个该第一挡墙及该至少四个该第二挡墙可拆卸地相组接。
7.如权利要求4所述的功率模块，其中该多个挡墙还包括：
至少一个第三挡墙，其中该第三挡墙具有一第五接合元件及一第六接合元件，分别设置于该第三挡墙的两侧边，其中该第五接合元件分别与该第六接合元件、该第一挡墙的该第二接合元件以及该第二挡墙的该第三接合元件为相互匹配的结构，该第六接合元件分别与该第五接合元件、该第一挡墙的该第一接合元件以及该第二挡墙的该第四接合元件为相互匹配的结构；以及
至少一个第四挡墙，其中该第四挡墙具有一第七接合元件及一第八接合元件，分别设置于该第四挡墙的两侧边，其中该第七接合元件分别与该第八接合元件、该第一挡墙的该第一接合元件、该第二挡墙的该第四接合元件以及该第三挡墙的该第五接合元件为相互匹配的结构，该第八接合元件分别与该第七接合元件、该第一挡墙的该第二接合元件、该第二挡墙的该第三接合元件以及该第三挡墙的该第六接合元件为相互匹配的结构。
8.如权利要求7所述的功率模块，其中至少三个该第一挡墙、至少四个该第二挡墙、至少一个该第三挡墙以及至少一个该第四挡墙相组接，且环设于该基板的至少四个侧边。
9.如权利要求4所述的功率模块，其中该积木式壳体还包括至少一辅助隔墙，其中每一该辅助隔墙具有两个第一辅助接合元件与两个第二辅助接合元件，两个该第一辅助接合元件分别设置于该第一辅助隔墙的两侧边，且两个该第二辅助接合元件分别设置于该第一辅助隔墙的两侧边，其中每一该第一挡墙的两侧边分别设有一第三辅助接合元件与一第四辅助接合元件，以及每一该第二挡墙的两侧边分别设有一第五辅助接合元件与一第六辅助接合元件，其中该辅助隔墙的该第一辅助接合元件分别与该第二辅助接合元件、该第二挡墙的该第六辅助接合元件为相互匹配的结构，该辅助隔墙的该第二辅助接合元件分别与该第一辅助接合元件、该第一挡墙的该第四辅助接合元件为相互匹配的结构，且任一该第一挡墙的该第三辅助接合元件与任一该第二挡墙的该第五辅助接合元件为相互匹配的结构。
10.如权利要求9所述的功率模块，其中任一该辅助隔墙的一端部的该第一辅助接合元件与该第二辅助接合元件分别与另一该辅助隔墙的该第二辅助接合元件与该第一辅助接合元件相连结，且该辅助隔墙的另一端部的该第一辅助接合元件与该第二辅助接合元件分别与该第二挡墙的该第六辅助接合元件以及该第一挡墙的该第四辅助接合元件相连结，且每一该第一挡墙的该第三辅助接合元件与每一该第二挡墙的该第五辅助接合元件相连结。
11.如权利要求1至10任一项所述的功率模块，其中该积木式壳体还包括至少一个盖板，相对于该基板设置且连接至该多个挡墙。
12.如权利要求11所述的功率模块，其中该盖板具有二相对的第一侧边，至少两个该挡墙与该盖板一体成型而设置于该盖板的二相对的该第一侧边。
13.如权利要求11所述的功率模块，其还包括至少一金属端子，设置于该基板的一上表面，其中该盖板还具有至少一穿孔，且该金属端子自该基板通过该穿孔而部分地穿出于该盖板。
14.如权利要求13所述的功率模块，其中该穿孔包括一上孔、一中孔以及一下孔，且该中孔的孔径小于该上孔及该下孔的孔径。
15.如权利要求11所述的功率模块，其中该挡墙具有至少一固定元件，设置于该挡墙的一顶边，以架构于固定该盖板于该挡墙的该顶边。
16.如权利要求15所述的功率模块，其中该固定元件为一卡扣元件，用以通过卡扣的方式连接该盖板与该挡墙。
17.如权利要求11所述的功率模块，其中该盖板还包括至少一附件固定元件，设置于该盖板的一上表面，以架构于将该功率模块固定于一附加器件上。
18.如权利要求11所述的功率模块，其中每一该盖板包括一第一连接元件及一第二连接元件，该第一连接元件设置于该盖板的两相邻侧边，该第二连接元件设置于该盖板的另外两个相邻侧边，其中任一该盖板的该第一连接元件可与另一该盖板的该第二连接元件相连结。
19.如权利要求11所述的功率模块，其中该盖板还包括至少一抵顶凸部，设置于该盖板的一下表面，用以抵顶该基板。
20.如权利要求1所述的功率模块，其中该挡墙具有至少一延伸部，该延伸部具有一安装穿孔，其中通过一锁附元件穿过该安装穿孔，使该功率模块固定于一物件上。
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