CN112310009B - 用于功率模块的外框、功率模块和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种功率模块用于功率模块的外框功率模块、功率模块，外壳包括电极件，电极件包括外框安装部和功率芯片安装部，外框安装部一体形成有螺母安装部，螺母安装部内设有螺纹孔，功率芯片安装部适于与功率模块的电极控制器连接。根据本发明的电极件，功率模块的外框可以直接通过电极件与电极控制器连接，无需单独设置螺母，制造成本降低，同时不会出现螺母松动的问题，保证外框与电极控制器固定牢固，使用可靠性高。

Description

用于功率模块的外框、功率模块和车辆
技术领域
本发明涉及晶体管领域，具体而言，涉及一种用于功率模块的外框、功率模块和车辆。
背景技术
相关技术中，在功率模块中，例如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，中文名称：绝缘栅双极型晶体管)模块是由MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，中文名称：金属-氧化物-半导体场效应管)和双极性晶体管复合而成的元件。功率模块既有高速交换功能，又有大电流处理能力。
在功率模块中，外框是关键结构部件，起着对功率模块相关线路板的承载、线路的连接、系统的散热等作用。现有的外框中的外框本体与主电极、螺柱、插针、金属螺柱成为一体件后，再将螺母装入外框，随后在螺母外压上螺母盖固定，通过螺栓穿设螺母，可以使外框固定在功率模块的电极控制器上。该方案的外框在功率模块的运输和使用过程中由于振动，可能会出现螺母盖与螺母脱出现象，工作可靠性低，而且由于多了一个螺母盖，增加了装配工序，生产成本较高。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一方面提出了一种至少在一定程度上能提高工作可靠性的外框。
本发明的第二方面提出了一种具有上述外框的功率模块。
本发明的第三方面提出了一种具有上述功率模块的车辆。
根据本发明第一方面所述的外框，所述外框包括电极件，包括外框安装部和功率芯片安装部，所述外框安装部一体形成有螺母安装部，所述螺母安装部内设有螺纹孔，所述功率芯片安装部适于与所述功率模块的电极控制器连接。
根据本发明第一方面所述的外框，可以直接通过电极件与电极控制器连接，无需单独设置螺母，制造成本降低，同时不会出现螺母松动的问题，保证外框与电极控制器固定牢固，使用可靠性高。
进一步地，所述电极件还包括过渡部，所述过渡部连接在所述外框安装部与所述功率芯片安装部之间。
进一步地，所述外框安装部与所述过渡部垂直，所述功率芯片安装部与所述过渡部垂直，且所述外框安装部的延伸方向与所述功率芯片安装部的延伸方向相反。
进一步地，所述螺母安装部设置在所述外框安装部朝向所述功率芯片安装部一侧的表面。
进一步地，所述螺纹孔为冲压孔，所述螺母安装部为与所述螺纹孔对应的冲压翻边，所述冲压翻边的内壁设有螺纹。
进一步地，所述外框具有外框本体，所述外框本体具有适于与所述功率模块的电极控制器连接的安装孔，所述螺纹孔适于与所述安装孔正对。
进一步地，所述安装孔背离所述电极控制器的一侧设有用于安装所述外框安装部的安装槽。
进一步地，所述电极件还包括：过渡部，所述过渡部连接在所述外框安装部与所述功率芯片安装部之间，所述过渡部适于穿设所述外框本体，所述电极件与所述外框本体注塑固定。
根据本发明第二方面所述的功率模块，设有如本发明第一方面所述的外框。
根据本发明第二方面所述的功率模块，无需在外框单独设置螺母，制造成本降低，同时不会出现螺母松动的问题，保证外框与电极控制器固定牢固，使用可靠性高。
根据本发明第三方面所述的车辆，设有如本发明第二方面所述的功率模块。
根据本发明第三方面所述的车辆，车辆的可靠性高。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施例的电极件的结构示意图；
图2是本发明实施例的电极件安装在外框内的示意图；
图3是本发明实施例的外框的整体结构示意图。
附图标记：
功率模块1000，外框100，电极件1，外框安装部11，螺母安装部111，螺纹孔112，过渡部12，功率芯片安装部13，外框本体2，安装孔21，安装槽211，螺柱3，电极4。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图并参考具体实施例描述本发明。
首先结合图1-图3描述本发明实施例的外框100。
如图1-图3所示，本发明实施例的外框100具有电极件1，电极件1可以包括外框安装部11和功率芯片安装部13，外框安装部11和功率芯片安装部13电连接，外框安装部11与功率模块1000的外框100连接，功率芯片安装部13与功率模块1000的功率芯片(例如IGBT晶体芯片)通过电线连接等方式电连接。功率模块1000可以通过电极件1与外界电路电连接，例如外框安装部11可以露出外框100，外界电路可以与外框安装部11电连接，从而功率芯片可以通过外框100上的外框安装部11连接在外界电路内。
如图1和图2所示，外框安装部11一体形成有螺母安装部111，螺母安装部111内设有螺纹孔112，螺栓等螺纹件可以穿设螺纹孔112，以与螺母安装部111螺纹配合，通过螺纹件与螺母安装部111的螺纹配合，可以使外框100与功率模块1000的电极控制器安装固定。
根据本发明的外框100，螺母作为螺母安装部111直接一体形成在外框安装部11上，通过螺纹件与螺母安装部111螺纹配合，功率模块1000的外框100可以直接通过电极件1与电极控制器连接，无需在外框100上单独设置螺母或螺母盖，即可实现外框100与电极控制器连接，制造成本降低，同时不会出现螺母松动的问题，保证外框100与电极控制器固定牢固，使用可靠性高。
在本发明的一些可选的实施例中，如图1和图2所示，电极件1还包括过渡部12，过渡部12连接在外框安装部11与功率芯片安装部13之间。由此可以使外框安装部11与功率芯片安装部13之间具有合适距离，便于外框安装部11与功率芯片安装部13的安装。
具体地，如图1和图2所示，外框安装部11与过渡部12垂直，功率芯片安装部13与过渡部12垂直，且外框安装部11的延伸方向与功率芯片安装部13的延伸方向相反。即外框安装部11、过渡部12与功率芯片安装部13可以呈“Z”字形，以便于电极件1的布置。同时外框安装部11与过渡部12的连接处、过渡部12与功率芯片安装部13的连接处应力分布合理，电极件1不易损坏。更加具体地，外框安装部11、过渡部12与功率芯片安装部13可以通过弯折形成，便于制造。
具体地，如图1和图2所示，螺母安装部111设置在外框安装部11朝向功率芯片安装部13一侧的表面，凸出外框安装部11设置的螺母安装部111朝向电极控制器一侧。由此，可以便于外框100和电极控制器通过螺母安装部111固定，且保证外框安装部11背离功率芯片安装部13一侧平整，减小功率模块1000的占用空间。
具体地，螺纹孔112为冲压孔，螺母安装部111为与螺纹孔112对应的冲压翻边，冲压翻边的内壁设有螺纹。换言之，可以先对外框安装部11冲压形成冲压光孔，冲压光孔时形成的翻边可以形成螺母安装部111，进而通过在翻边内侧攻丝，以使冲压光孔形成螺纹孔112。
具体地，如图2和图3所示，外框100具有外框本体2，外框本体2具有适于与功率模块1000的电极控制器连接的安装孔21，安装孔21可以与电极控制器连通，螺纹孔112适于与安装孔21正对，即电极板的螺母安装部111的螺纹孔112与安装孔21正对，由此螺纹件可以穿设螺纹孔112后穿设安装孔21，从而将外框100与电极控制器固定。
具体地，如图2-图3所示，外框100上设有用于将电极控制器与外框100辅助固定的螺柱3，以增强外框100与电极控制器固定牢靠性。外框100上还设有电极4，外框本体2为塑料件，电极件1、螺柱3、电极4可以与外框本体2一体注塑成型，以使电极件1、螺柱3、电极4与外框本体2固定牢靠。
具体地，如图2所示，安装孔21背离电极控制器的一侧设有用于安装外框安装部11的安装槽211。安装槽211可以对框安装部进行限位，以保证螺纹孔112与安装孔21正对，从而保证外框100与电极控制器螺纹固定。
具体地，如图1-图2所示，电极件1还包括：过渡部12，过渡部12连接在外框安装部11与功率芯片安装部13之间，过渡部12适于穿设外框本体2，电极件1与外框本体2注塑固定。由此，可以使电极件1与外框本体2固定牢靠。此外，穿设外框本体2的过渡部12可以与外框本体2固定，从而提高了电极件1与外框本体2的固定面积，使电极件1与外框本体2固定更牢靠。
下面描述本发明实施例的功率模块1000。
本发明实施例的功率模块1000设有电极控制器和如本发明上述任一种实施例的外框100。
根据本发明实施例的功率模块1000，通过设置外框100，无需在外框100上单独设置螺母，制造成本降低，同时不会出现螺母松动的问题，保证外框100与电极控制器固定牢固，使用可靠性高。
下面描述本发明实施例的功率模块1000。
本发明实施例的功率模块1000设有如本发明上述任一种实施例的外框100。
根据本发明实施例的功率模块1000，通过设置外框100，无需在外框100上单独设置螺母，制造成本降低，同时不会出现螺母松动的问题，保证外框100与电极控制器固定牢固，使用可靠性高。
下面描述本发明实施例的车辆。
本发明实施例的车辆设有如本发明上述任一种实施例的功率模块1000。
根据本发明实施例的车辆，通过设置功率模块1000，可以避免功率模块1000出现螺母松动的问题，使用可靠性高。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种用于功率模块的外框，其特征在于，包括：电极件，所述电极件具有外框安装部和功率芯片安装部，所述外框安装部一体形成有螺母安装部，所述螺母安装部内设有用于固定所述外框与所述功率模块的电极控制器的螺纹孔；
功率芯片安装部，所述功率芯片安装部适于与所述功率模块的功率芯片连接；
所述螺纹孔为冲压孔，所述螺母安装部为与所述螺纹孔对应的冲压翻边，所述冲压翻边的内壁设有螺纹。
2.根据权利要求1所述的用于功率模块的外框，其特征在于，所述电极件还包括：过渡部，所述过渡部连接在所述外框安装部与所述功率芯片安装部之间。
3.根据权利要求2所述的用于功率模块的外框，其特征在于，所述外框安装部与所述过渡部垂直，所述功率芯片安装部与所述过渡部垂直，且所述外框安装部的延伸方向与所述功率芯片安装部的延伸方向相反。
4.根据权利要求1所述的用于功率模块的外框，其特征在于，所述螺母安装部设置在所述外框安装部朝向所述功率芯片安装部一侧的表面。
5.根据权利要求1所述的用于功率模块的外框，其特征在于，所述外框还具有外框本体，所述外框本体具有适于与所述功率模块的电极控制器连接的安装孔，所述螺纹孔适于与所述安装孔正对。
6.根据权利要求5所述的用于功率模块的外框，其特征在于，所述安装孔背离所述电极控制器的一侧设有用于安装所述外框安装部的安装槽。
7.根据权利要求5所述的用于功率模块的外框，其特征在于，所述电极件还包括：过渡部，所述过渡部连接在所述外框安装部与所述功率芯片安装部之间，所述过渡部适于穿设所述外框本体，所述电极件与所述外框本体注塑固定。
8.一种功率模块，其特征在于，包括电机控制器和根据权利要求1-7中任一项所述的外框。
9.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求8所述的功率模块。
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