CN111599767A - 功率模块封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种功率模块封装结构，包括：一本体，具有一侧壁；一第一突出结构，自该本体的该侧壁的一端点向外突出；一第二突出结构，自该本体的该侧壁的另一端点向外突出，并与该第一突出结构相对设置；以及一弹片，两端分别嵌于该第一突出结构与该第二突出结构，并经该弹片传递应力至该第一突出结构与该第二突出结构，其中该弹片的等效刚性不同于该本体的等效刚性，使该封装结构的整体受力均匀。

Description

功率模块封装结构
技术领域
本发明有关于一种封装结构，特别是有关于一种锁固时具有良好应力传递效果的功率模块封装结构。
背景技术
现行整合功率模块(Integrated Power Module,IPM)运作时所产生过多的热能，需通过锁固于散热片协助散热，而于模块与散热片之间填补散热膏，提高散热效率。
当本体材料的弹性模量过大时，或制程有微小公差时，容易因放大效应产生过大的应力，造成模块本身或内置零件的损坏。反之，当本体材料的弹性模量过小时，本体容易变形，散热膏于变形大的区域无法接触，造成散热不佳，且在环境振动与外力冲击的状态下亦有可靠性问题。
因此，开发一种锁固时具有良好应力传递效果的功率模块封装结构是众所期待的。
发明内容
根据本发明的一实施例，提供一种功率模块封装结构。该功率模块封装结构包括：一本体，具有一侧壁；一第一突出结构，自该本体的该侧壁的一端点向外突出；一第二突出结构，自该本体的该侧壁的另一端点向外突出，并与该第一突出结构相对设置；以及一弹片，两端分别嵌于该第一突出结构与该第二突出结构，并经该弹片传递应力至该第一突出结构与该第二突出结构，其中该弹片的等效刚性不同于该本体的等效刚性，使该封装结构的整体受力均匀。
在部分实施例中，该本体、该第一突出结构与该第二突出结构由塑胶所构成。在部分实施例中，该本体的该侧壁的厚度介于2mm至5mm。在部分实施例中，还包括一基板，设置于该本体的底部。在部分实施例中，该弹片由金属所构成。在部分实施例中，该弹片的厚度介于0.3mm至0.8mm。在部分实施例中，该弹片还包括一锁扣部，与一外部锁扣件配合固定该封装结构。在部分实施例中，该弹片还包括至少一弯折部。在部分实施例中，该弹片的部分材料朝该本体的该侧壁弯折形成该弯折部。在部分实施例中，该弹片的该弯折部与该锁扣部部分重合。在部分实施例中，该弹片包括两个该开孔，分别位于该锁扣部两侧对称配置。在部分实施例中，该弹片还包括多个开孔。在部分实施例中，该弹片与该本体的该侧壁之间具有一间隙。在部分实施例中，该本体的该侧壁还包括向内形成有一孔槽。
本发明使用塑胶作为功率模块封装结构的本体材料，并提高本体的厚度以增加其等效刚性(equivalent stiffness)。而于封装结构的锁附区域则使用金属材料的弹片取代传统的塑胶锁附元件，并降低金属弹片的厚度以减小其等效刚性(传统塑胶结构的等效刚性为本发明金属弹片等效刚性的18倍左右)。本发明即是通过不同元件(本体与锁附元件)使用不同材料使不同元件之间形成等效刚性差异的方式，使封装结构的整体受力更为均匀、减少变形、并有效降低各组装元件因尺寸公差所造成的影响。本发明于锁附区域的金属弹片上增加各式形状的开孔，可微调本体与散热片之间整体受应力值与受力分布。本发明将金属弹片的部分区域以折弯方式形成立体结构，可增加弹片整体的刚性、面积惯性矩，相当有利于应力的传递。本发明通过调整相关元件尺寸以改善应力传递及在振动与冲击下的固定支撑性。此外，本发明于锁附区域与本体之间设置有孔槽，使位于锁附区域作为固定结构的锁附件不致与本体接触，促使因锁附产生的应力朝向本体的侧边传递，避免产生的应力直接传递至与本体贴附的直接覆铜(Direct Bonded Copper，DBC)基板，造成应力过于集中直接覆铜基板，如此可增加应力传递区域，使应力更加均匀。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例，一种功率模块封装结构的上视图；
图2是根据本发明的一实施例，一种功率模块封装结构的立体图；
图3是根据本发明的一实施例，一种功率模块封装结构的上视图；
图4是根据本发明的一实施例，一种功率模块封装结构的立体图；
图5是根据本发明的一实施例，一种功率模块封装结构的爆炸图；
图6是根据本发明的一实施例，一种功率模块封装结构的组合图。
【符号说明】
10 功率模块封装结构
12 本体
12’ 本体的底部
12” 本体的上部
14 基板
16 第一突出结构
18 第二突出结构
20 第三突出结构
22 第四突出结构
24 第一弹片
24a 第一弹片的锁扣部
24b 第一弹片的两端
24c 第一弹片的弯折部
26 第二弹片
26a 第二弹片的锁扣部
26b 第二弹片的两端
26c 第二弹片的弯折部
28a 本体的第一侧壁
28a1 本体的第一侧壁的第一端点
28a2 本体的第一侧壁的第二端点
28b 本体的第二侧壁
28c 本体的第三侧壁
28c1 本体的第三侧壁的第一端点
28c2 本体的第三侧壁的第二端点
28d 本体的第四侧壁
30 第一弹片的开孔
32 第一弹片的锁孔
34 金属片
36 第二弹片的开孔
38 第二弹片的锁孔
40 孔槽
42 插销
44 柱
100 整合功率模块封装结构
120 第一基板
140 第二基板
160 上盖
162 第一耦合部
164 第二耦合部
166 第三耦合部
168 第四耦合部
180 散热片
200 容纳空间
G1 第一弹片与本体的第一侧壁之间的间隙
G2 第二弹片与本体的第三侧壁之间的间隙
L 第一弹片的开孔的长度
L’ 第二弹片的开孔的长度
r 第一弹片的开孔的半径
r’ 第二弹片的开孔的半径
R 第一弹片的开孔的圆角半径
R’ 第二弹片的开孔的圆角半径
t 第一弹片的厚度
T 本体的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁、第四侧壁的厚度
W 第一弹片的开孔的宽度
W’ 第二弹片的开孔的宽度
具体实施方式
请参阅图1、2，根据本发明的一实施例，提供一种功率模块封装结构10。图1为功率模块封装结构10的上视图。图2为功率模块封装结构10的立体图。
如图1、2所示，功率模块封装结构10包括本体12、基板14、第一突出结构16、第二突出结构18、第三突出结构20、第四突出结构22、第一弹片24、以及第二弹片26。本体12包括第一侧壁28a、第二侧壁28b、第三侧壁28c、以及第四侧壁28d。第一侧壁28a、第二侧壁28b、第三侧壁28c、以及第四侧壁28d环绕构成本体12，并大致定义本体12的外部范围与内部空间。其中第一侧壁28a分别与第二侧壁28b以及第四侧壁28d相互连接，第三侧壁28c分别与第二侧壁28b以及第四侧壁28d相互连接，第一侧壁28a与第三侧壁28c对向设置，第二侧壁28b与第四侧壁28d对向设置。基板14设置于本体12的底部12’，并与前述多个侧壁邻接。第一突出结构16自本体12的第一侧壁28a的第一端点28a1向外突出。第二突出结构18自本体12的第一侧壁28a的第二端点28a2向外突出，并与第一突出结构16相对设置。第三突出结构20自本体12的第三侧壁28c的第一端点28c1向外突出。第四突出结构22自本体12的第三侧壁28c的第二端点28c2向外突出，并与第三突出结构20相对设置。第一弹片24包括锁扣部24a。第一弹片24大致为长形结构，且第一弹片24的两端24b分别嵌于第一突出结构16与第二突出结构18。本发明通过第一弹片24的锁扣部24a以另外提供的一外部锁扣件(图未绘示)配合以固定封装结构10，并经由第一弹片24传递应力至第一突出结构16与第二突出结构18。值得注意的是，本发明的设计考量是使第一弹片24的等效刚性不同于本体12的等效刚性。第二弹片26包括锁扣部26a。第二弹片26大致为长形结构，且第二弹片26的两端26b分别嵌于第三突出结构20与第四突出结构22。本发明通过第二弹片26的锁扣部26a以锁扣件(未图示)配合以固定封装结构10，并经由第二弹片26传递应力至第三突出结构20与第四突出结构22。值得注意的是，本发明的设计考量是使第二弹片26的等效刚性不同于本体12的等效刚性。在部分实施例中，第一弹片24与第二弹片26具有相同的等效刚性。
在部分实施例中，本体12、第一突出结构16、第二突出结构18、第三突出结构20、以及第四突出结构22可由各式塑胶材料所构成，包括但不限定于，例如聚苯硫醚(polyphenylene sulfide，PPS)或聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)等热塑性树脂，其他种类的塑料亦可适用于本发明。在部分实施例中，本体12的第一侧壁28a、第二侧壁28b、第三侧壁28c、以及第四侧壁28d的厚度T大约介于2mm至5mm。
在部分实施例中，基板14可包括各式电路板以乘载或插置各种电子元件，包括但不限定于，例如印刷电路板(PCB)，其他种类的电路板亦可适用于本发明。
在部分实施例中，第一弹片24可由各式金属材料所构成，包括但不限定于，例如不锈钢或锰钢等，其他种类的金属材料亦可适用于本发明。在部分实施例中，第一弹片24的杨氏模量大约介于180Mpa至220Mpa。在部分实施例中，第一弹片24的厚度t大约介于0.3至0.8mm。在部分实施例中，第一弹片24的等效刚性大约介于0.01N/mm至0.08N/mm。在部分实施例中，第一弹片24还包括弯折部24c。在部分实施例中，第一弹片24的弯折部24c与锁扣部24a部分重合。在部分实施例中，第一弹片24的部分材料朝内(朝本体12的第一侧壁28a)弯折形成弯折部24c。在部分实施例中，视产品需要，第一弹片24可包括单个或多个弯折部24c，使在弯折部24c周围形成一种双层结构或一种多层结构，具结构强化效果。在部分实施例中，第一弹片24还包括多个开孔30，形成、分布于其中。在部分实施例中，以第一弹片24包括两个开孔30为例，其中两个开孔30具有相同形状，分别位于锁扣部24a两侧对称配置，且不与弯折部24c重合，但本发明不以此为限。在部分实施例中，第一弹片24的开孔30可包括各式形状，包括但不限定于，例如圆角矩形、圆形、椭圆形、或多边形，其他形状亦可适用于本发明。此处以圆角矩形的开孔30为例做说明。在部分实施例中，圆角矩形的开孔30的长度L大约介于6mm至8mm。在部分实施例中，圆角矩形的开孔30的宽度W大约介于1.2至1.6mm。在部分实施例中，圆角矩形的开孔30的圆角半径R大约介于0.5至0.7mm。
在部分实施例中，第一弹片24的锁扣部24a配合另外提供的一外部锁扣件(图未绘示)穿过以锁附固定封装结构10的锁孔32。锁孔32位于锁扣部24a的中央区域，并开孔于锁扣部24a的边缘(即锁孔32的一部分未为锁扣部24a所包围)。在部分实施例中，锁扣件可包括各式锁扣元件，包括但不限定于，例如具有螺纹的螺丝、铆钉或弹性件，其他种类的锁扣元件亦可适用于本发明。在部分实施例中，于锁扣部24a中，还包括插入有金属片34，如图2所示。在部分实施例中，金属片34可由各式金属材料所构成，包括但不限定于，例如不锈钢或锰钢等，其他种类的金属材料亦可适用于本发明。在部分实施例中，金属片34与第一弹片24为相同材料。在部分实施例中，第一弹片24的两端24b分别以向上弯折延伸的方式嵌于第一突出结构16与第二突出结构18，如图2所示。
在部分实施例中，第二弹片26可由各式金属材料所构成，包括但不限定于，例如不锈钢或锰钢等，其他种类的金属材料亦可适用于本发明。在部分实施例中，第二弹片26的杨氏模量大约介于180Mpa至220Mpa。在部分实施例中，第二弹片26的厚度大约介于0.3mm至0.8mm，与第一弹片24的厚度t大约相同。在部分实施例中，第二弹片26的等效刚性大约介于0.01N/mm至0.08N/mm。在部分实施例中，第二弹片26还包括弯折部26c。在部分实施例中，第二弹片26的弯折部26c与锁扣部26a部分重合。在部分实施例中，第二弹片26的部分材料朝内(朝本体12的第三侧壁28c)弯折形成弯折部26c。在部分实施例中，视产品需要，第二弹片26可包括单个或多个弯折部26c，使在弯折部26c周围形成一种双层结构或一种多层结构，具结构强化效果。在部分实施例中，第二弹片26还包括多个开孔36，形成、分布于其中。在部分实施例中，以第二弹片26包括两个开孔36为例，其中两个开孔36具有相同形状，分别位于锁扣部26a两侧对称配置，且不与弯折部26c重合，但本发明不以此为限。在部分实施例中，第二弹片26的开孔36可包括各式形状，包括但不限定于，例如圆角矩形、圆形、椭圆形、或多边形，其他形状亦可适用于本发明。此处以圆角矩形的开孔36为例做说明。在部分实施例中，圆角矩形的开孔36的长度L’大约介于6mm至8mm。在部分实施例中，圆角矩形的开孔36的宽度W’大约介于1.2至1.6mm。在部分实施例中，圆角矩形的开孔36的圆角半径R’大约介于0.5mm至0.7mm。
在部分实施例中，第二弹片26的锁扣部26a配合另外提供的一外部锁扣件(图未绘示)穿过以锁附固定封装结构10的锁孔38。锁孔38位于锁扣部26a的中央区域，并开孔于锁扣部26a的边缘(即锁孔38的一部分未为锁扣部26a所包围)。在部分实施例中，锁扣件可包括各式锁扣元件，包括但不限定于，例如具有螺纹的螺丝、铆钉或弹性件，其他种类的锁扣元件亦可适用于本发明。在部分实施例中，于锁扣部26a中，还包括以如图2所示插入金属片34的方式插入有金属片(图未绘示)。在部分实施例中，金属片可由各式金属材料所构成，包括但不限定于，例如不锈钢或锰钢等，其他种类的金属材料亦可适用于本发明。在部分实施例中，金属片与第二弹片26为相同材料。在部分实施例中，第二弹片26的两端26b分别以向上弯折延伸的方式(以如图2所示第一弹片24的两端24b分别嵌入第一突出结构16与第二突出结构18的方式)嵌于第三突出结构20与第四突出结构22。在部分实施例中，第一弹片24的开孔30与第二弹片26的开孔36亦可具有不同形状，例如第一弹片24的开孔30为圆角矩形，第二弹片26的开孔36为圆形，或是第一弹片24的开孔30为圆形，第二弹片26的开孔36为圆角矩形。
在部分实施例中，本体12的第一侧壁28a还包括向内形成有孔槽40，以避免穿过锁扣部24a与配合的锁扣件(图未绘示)的部分如螺丝头过宽而与本体12的第一侧壁28a接触致损伤本体1。此外，前述孔槽40内缩设计可缩减功率模块封装结构10整体的组装体积。在部分实施例中，第一弹片24与本体12的第一侧壁28a之间具有一间隙G1，即表示第一弹片24仅以其两端24b分别嵌于第一突出结构16与第二突出结构18，而未与本体12的第一侧壁28a接触。在部分实施例中，第二弹片26与本体12的第三侧壁28c之间具有一间隙G2，即表示第二弹片26仅以其两端26b分别嵌于第三突出结构20与第四突出结构22，而未与本体12的第三侧壁28c接触。
请参阅图3、4，根据本发明的一实施例，提供一种功率模块封装结构10。图3为功率模块封装结构10的上视图。图4为功率模块封装结构10的立体图。
如图3、4所示，功率模块封装结构10包括本体12、基板14、第一突出结构16、第二突出结构18、第三突出结构20、第四突出结构22、第一弹片24、以及第二弹片26。本体12包括第一侧壁28a、第二侧壁28b、第三侧壁28c、以及第四侧壁28d。第一侧壁28a、第二侧壁28b、第三侧壁28c、以及第四侧壁28d环绕构成本体12，并大致定义本体12的外部范围与内部空间。其中第一侧壁28a分别与第二侧壁28b以及第四侧壁28d相互连接，第三侧壁28c分别与第二侧壁28b以及第四侧壁28d相互连接，第一侧壁28a与第三侧壁28c对向设置，第二侧壁28b与第四侧壁28d对向设置。基板14设置于本体12的底部12’，并与前述多个侧壁邻接。第一突出结构16自本体12的第一侧壁28a的第一端点28a1向外突出。第二突出结构18自本体12的第一侧壁28a的第二端点28a2向外突出，并与第一突出结构16相对设置。第三突出结构20自本体12的第三侧壁28c的第一端点28c1向外突出。第四突出结构22自本体12的第三侧壁28c的第二端点28c2向外突出，并与第三突出结构20相对设置。
第一弹片24包括锁扣部24a。第一弹片24大致为长形结构，且第一弹片24的两端24b分别嵌于第一突出结构16与第二突出结构18。本发明通过第一弹片24的锁扣部24a以另外提供的一外部锁扣件(图未绘示)配合以固定封装结构10，并经由第一弹片24传递应力至第一突出结构16与第二突出结构18。值得注意的是，本发明的设计考量是使第一弹片24的等效刚性不同于本体12的等效刚性。第二弹片26包括锁扣部26a。第二弹片26大致为长形结构，且第二弹片26的两端26b分别嵌于第三突出结构20与第四突出结构22。本发明通过第二弹片26的锁扣部26a以另外提供的一外部锁扣件(图未绘示)配合以固定封装结构10，并经由第二弹片26传递应力至第三突出结构20与第四突出结构22。值得注意的是，本发明的设计考量是使第二弹片26的等效刚性不同于本体12的等效刚性。在部分实施例中，第一弹片24与第二弹片26具有相同的等效刚性。
在部分实施例中，本体12、第一突出结构16、第二突出结构18、第三突出结构20、以及第四突出结构22可由各式塑胶材料所构成，包括但不限定于，例如聚苯硫醚或聚对苯二甲酸乙二酯等热塑性树脂，其他种类的塑料亦可适用于本发明。在部分实施例中，本体12的第一侧壁28a、第二侧壁28b、第三侧壁28c、以及第四侧壁28d的厚度T大约介于2mm至5mm。
在部分实施例中，基板14可包括各式电路板以乘载或插置各种电子元件，包括但不限定于，例如印刷电路板(PCB)，其他种类的电路板亦可适用于本发明。
在部分实施例中，第一弹片24可由各式金属材料所构成，包括但不限定于，例如不锈钢或锰钢等，其他种类的金属材料亦可适用于本发明。在部分实施例中，第一弹片24的杨氏模量大约介于180Mpa至220Mpa。在部分实施例中，第一弹片24的厚度t大约介于0.3至0.8mm。在部分实施例中，第一弹片24的等效刚性大约介于0.01N/mm至0.08N/mm。在部分实施例中，第一弹片24还包括弯折部24c。在部分实施例中，第一弹片24的弯折部24c与锁扣部24a部分重合。在部分实施例中，第一弹片24的部分材料朝内(朝本体12的第一侧壁28a)弯折形成弯折部24c。在部分实施例中，视产品需要，第一弹片24可包括单个或多个弯折部24c，使在弯折部24c周围形成一种双层结构或一种多层结构，具结构强化效果。
在部分实施例中，第一弹片24还包括多个开孔30，形成、分布于其中。在部分实施例中，第一弹片24的开孔30可包括各式形状，包括但不限定于，例如圆角矩形、圆形、椭圆形、或多边形，其他形状亦可适用于本发明。此处以圆形开孔30为例做说明。在部分实施例中，圆形开孔30的半径r大约介于1mm至1.5mm。在部分实施例中，圆形开孔30的数量并不加以限制，以能符合产品需求为原则。在部分实施例中，第一弹片24的锁扣部24a配合另外提供的一外部锁扣件(图未绘示)穿过以锁附固定封装结构10的锁孔32。锁孔32位于锁扣部24a的中央区域，并开孔于锁扣部24a的边缘(即锁孔32的一部分未为锁扣部24a所包围)。
在部分实施例中，锁扣件可包括各式锁扣元件，包括但不限定于，例如具有螺纹的螺丝、铆钉或弹性件，其他种类的锁扣元件亦可适用于本发明。在部分实施例中，第一弹片24中位于锁扣部24a两侧的多个开孔30彼此具有相同形状，且其位置分布呈现对称态样。在部分实施例中，于锁扣部24a中，还包括插入有金属片34，如图4所示。在部分实施例中，金属片34可由各式金属材料所构成，包括但不限定于，例如不锈钢或锰钢等，其他种类的金属材料亦可适用于本发明。在部分实施例中，金属片34与第一弹片24为相同材料。在部分实施例中，第一弹片24的两端24b分别以向上弯折延伸的方式嵌于第一突出结构16与第二突出结构18，如图4所示。
在部分实施例中，第二弹片26可由各式金属材料所构成，包括但不限定于，例如不锈钢或锰钢等，其他种类的金属材料亦可适用于本发明。在部分实施例中，第二弹片26的杨氏模量大约介于180Mpa至220Mpa。在部分实施例中，第二弹片26的厚度大约介于0.3mm至0.8mm，与第一弹片24的厚度t大约相同。在部分实施例中，第二弹片26的等效刚性大约介于0.01N/mm至0.08N/mm。在部分实施例中，第二弹片26还包括弯折部26c。在部分实施例中，第二弹片26的弯折部26c与锁扣部26a部分重合。在部分实施例中，第二弹片26的部分材料朝内(朝本体12的第三侧壁28c)弯折形成弯折部26c。在部分实施例中，视产品需要，第二弹片26可包括单个或多个弯折部26c，使在弯折部26c周围形成一种双层结构或一种多层结构，具结构强化效果。
在部分实施例中，第二弹片26还包括多个开孔36，形成、分布于其中。在部分实施例中，第二弹片26的开孔36可包括各式形状，包括但不限定于，例如圆角矩形、圆形、椭圆形、或多边形，其他形状亦可适用于本发明。此处以圆形开孔36为例做说明。在部分实施例中，圆形开孔36的半径r’大约介于1mm至1.5mm。在部分实施例中，圆形开孔36的数量并不加以限制，以能符合产品需求为原则。在部分实施例中，第二弹片26的锁扣部26a配合另外提供的一外部锁扣件(图未绘示)穿过以锁附固定封装结构10的锁孔38。锁孔38位于锁扣部26a的中央区域，并开孔于锁扣部26a的边缘(即锁孔38的一部分未为锁扣部26a所包围)。
在部分实施例中，锁扣件可包括各式锁扣元件，包括但不限定于，例如具有螺纹的螺丝、铆钉或弹性件，其他种类的锁扣元件亦可适用于本发明。在部分实施例中，第二弹片26中位于锁扣部26a两侧的多个开孔36彼此具有相同形状，且其位置分布呈现对称态样。在部分实施例中，于锁扣部26a中，还包括以如图4所示插入金属片34的方式插入有金属片(未图示)。在部分实施例中，金属片可由各式金属材料所构成，包括但不限定于，例如不锈钢或锰钢等，其他种类的金属材料亦可适用于本发明。在部分实施例中，金属片与第二弹片26为相同材料。在部分实施例中，第二弹片26的两端26b分别以向上弯折延伸的方式(以如图4所示第一弹片24的两端24b分别嵌入第一突出结构16与第二突出结构18的方式)嵌于第三突出结构20与第四突出结构22。在部分实施例中，第一弹片24的开孔30与第二弹片26的开孔36亦可具有不同形状，例如第一弹片24的开孔30为圆形，第二弹片26的开孔36为圆角矩形，或是第一弹片24的开孔30为圆角矩形，第二弹片26的开孔36为圆形。
在部分实施例中，本体12的第一侧壁28a还包括向内形成有孔槽40，以避免穿过锁扣部24a与另外提供的一外部锁扣件(图未绘示)的部分如螺丝头过宽而与本体12的第一侧壁28a接触致损伤本体12。此外，前述孔槽40内缩设计可缩减功率模块封装结构10整体的组装体积。在部分实施例中，第一弹片24与本体12的第一侧壁28a之间具有一间隙G1，即表示第一弹片24仅以其两端24b分别嵌于第一突出结构16与第二突出结构18，而未与本体12的第一侧壁28a接触。在部分实施例中，第二弹片26与本体12的第三侧壁28c之间具有一间隙G2，即表示第二弹片26仅以其两端26b分别嵌于第三突出结构20与第四突出结构22，而未与本体12的第三侧壁28c接触。
请参阅图5、6，根据本发明的一实施例，提供一种整合功率模块(IPM)封装结构100。图5为整合功率模块(IPM)封装结构100的爆炸图。图6为整合功率模块(IPM)封装结构100的组合图。
如图5、6所示，整合功率模块(IPM)封装结构100包括如图2所示的本体12、嵌于第一突出结构16与第二突出结构18的第一弹片24、嵌于第三突出结构20与第四突出结构22的第二弹片(未图示)、第一基板120、第二基板140、上盖160、以及散热片180。第一基板120设置于本体12的底部12’。上盖160设置于本体12的上部12”，并露出本体12的部分元件，例如插销42及柱44。本体12、第一基板120、以及上盖160构成容纳空间200。第二基板140设置于本体12上，位于容纳空间200中。上盖160包括第一耦合部162、第二耦合部164、第三耦合部166、以及第四耦合部168，分别对应自本体12向外突出的第一突出结构16、第二突出结构18、第三突出结构20、以及第四突出结构22。当上盖160设置于本体12的上部12”时，第一耦合部162、第二耦合部164、第三耦合部166、以及第四耦合部168即分别覆盖第一弹片24的两端24b以及第二弹片的两端。以另外提供的一外部锁扣件(图未绘示)穿过第一弹片24的锁扣部24a将本体12固定于散热片180上。
在部分实施例中，第一基板120与第二基板140可包括各式电路板以乘载或插置各种电子元件，包括但不限定于，例如印刷电路板(PCB)，其他种类的电路板亦可适用于本发明。
本发明使用塑胶作为功率模块封装结构的本体材料，并提高本体的厚度以增加其等效刚性。而于封装结构的锁附区域则使用金属材料的弹片取代传统的塑胶锁附元件，并降低金属弹片的厚度以减小其等效刚性(传统塑胶结构的等效刚性为本发明金属弹片等效刚性的18倍左右)。本发明即是通过不同元件(本体与锁附元件)使用不同材料使不同元件之间形成等效刚性差异的方式，使封装结构的整体受力更为均匀、减少变形、并有效降低各组装元件因尺寸公差所造成的影响。本发明于锁附区域的金属弹片上增加各式形状的开孔，可微调本体与散热片之间整体受应力值与受力分布。本发明将金属弹片的部分区域以折弯方式形成立体结构，可增加弹片整体的刚性、面积惯性矩，相当有利于应力的传递。本发明通过调整相关元件尺寸以改善应力传递及在振动与冲击下的固定支撑性。此外，本发明于锁附区域与本体之间设置有孔槽，使位于锁附区域作为固定结构的锁附件不致与本体接触，促使因锁附产生的应力朝向本体的侧边传递，避免产生的应力直接传递至与本体贴附的直接覆铜基板，造成应力过于集中直接覆铜基板，如此可增加应力传递区域，使应力更加均匀。
上述实施例之特征有利于本技术领域中具有通常知识者理解本发明。本技术领域中具有通常知识者应理解可采用本发明作基础，设计并变化其他制程与结构以完成上述实施例之相同目的及/或相同优点。本技术领域中具有通常知识者亦应理解，这些等效置换并未脱离本发明精神与范畴，并可在未脱离本发明之精神与范畴的前提下进行改变、替换、或更动。

Claims (14)

1.一种功率模块封装结构，包括：
一本体，具有一侧壁；
一第一突出结构，自该本体的该侧壁的一端点向外突出；
一第二突出结构，自该本体的该侧壁的另一端点向外突出，并与该第一突出结构相对设置；以及
一弹片，两端分别嵌于该第一突出结构与该第二突出结构，并经该弹片传递应力至该第一突出结构与该第二突出结构，其中该弹片的等效刚性不同于该本体的等效刚性，使该封装结构的整体受力均匀。
2.如权利要求1所述的功率模块封装结构，其中该本体、该第一突出结构与该第二突出结构由塑胶所构成。
3.如权利要求1所述的功率模块封装结构，其中该本体的该侧壁的厚度介于2mm至5mm。
4.如权利要求1所述的功率模块封装结构，还包括一基板，设置于该本体的底部。
5.如权利要求1所述的功率模块封装结构，其中该弹片由金属所构成。
6.如权利要求5所述的功率模块封装结构，其中该弹片的厚度介于0.3mm至0.8mm。
7.如权利要求1所述的功率模块封装结构，其中该弹片还包括一锁扣部，与一外部锁扣件配合固定该封装结构。
8.如权利要求7所述的功率模块封装结构，其中该弹片还包括至少一弯折部。
9.如权利要求8所述的功率模块封装结构，其中该弹片的部分材料朝该本体的该侧壁弯折形成该弯折部。
10.如权利要求8所述的功率模块封装结构，其中该弹片的该弯折部与该锁扣部部分重合。
11.如权利要求7所述的功率模块封装结构，其中该弹片还包括两个开孔，分别位于该锁扣部两侧对称配置。
12.如权利要求1所述的功率模块封装结构，其中该弹片还包括多个开孔。
13.如权利要求1所述的功率模块封装结构，其中该弹片与该本体的该侧壁之间具有一间隙。
14.如权利要求1所述的功率模块封装结构，其中该本体的该侧壁还包括向内形成有一孔槽。
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