CN114916130A - 一种适用于hpd封装igbt模块的驱动电路板 - Google Patents
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Abstract
一种适用于HPD封装IGBT模块的驱动电路板，包括驱动电路板本体和IGBT模块，所述驱动电路板本体安装于所述IGBT模块的上方，所述驱动电路板本体和所述IGBT模块通过塑料柱和PIN针连接，所述驱动电路板本体上设有弧状槽和直线槽，所述弧状槽和所述直线槽设置于所述塑料柱和/或所述PIN针的周边，有效改善了PIN针因塑料柱的热胀冷缩而受到的动态拉力，以有效规避PIN针断裂失效的风险，另外，本发明的弧状槽和直线槽设置的位置均避开了驱动电路板的布线路径，避免了额外增加驱动回路杂散参数及回路面积，提升了驱动电路板的电气性能和电磁兼容性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车新能源技术领域，尤其涉及一种适用于HPD封装IGBT模块的驱动电路板。
背景技术
在新能源汽车领域，常用HPD(Hybrid PACK Drive)对IGBT(Insulated GateBipolar Transistor)模块进行封装，IGBT模块与驱动电路板之间一般通过塑料柱Dome安装固定。塑料柱Dome易受环境温度的影响而发生热胀冷缩，导致其在膨胀或收缩时推动驱动电路板沿Z向上下移动，使驱动电路板发生形变，还会使IGBT模块上的PIN针受到向上的拉拔力或向下的压力，也就是说，塑料柱Dome的膨胀收缩往复运动会使PIN针频繁受到动态的拉力，从而使PIN针和PIN针底座与铜层之间焊接层出现疲劳断裂的风险。
目前常见的解决方案是通过在驱动电路板上的PIN针附近进行开槽设计，从而达到减少电路板的形变，降低PIN针受到的应力的目的，而在驱动电路板上进行开槽一方面对于PIN针的应力改善效果相对有限，另一方面还可能影响驱动电路板的布线设计，使门极线路变长、驱动回路杂散参数增大及回路面积增大，从而影响驱动性能及电磁兼容性EMC。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种能够与有效释放应力的适用于HPD封装IGBT模块的驱动电路板。
本发明提供适用于HPD封装IGBT模块的驱动电路板包括驱动电路板本体和IGBT模块，所述驱动电路板本体安装于所述IGBT模块的上方，所述驱动电路板本体和所述IGBT模块通过塑料柱和PIN针连接，所述驱动电路板本体上设有弧状槽和直线槽，所述弧状槽和所述直线槽设置于所述塑料柱和/或所述PIN针的周边。
进一步地，所述PIN针的底端固定于所述IGBT模块上表面，所述PIN针的顶端穿过所述驱动电路板本体并与所述驱动电路板本体卡紧，所述驱动电路板本体通过复数个穿设于其上的所述PIN针与所述IGBT模块固定。
进一步地，所述塑料柱固定于IGBT模块上表面，所述塑料柱与所述驱动电路板本体的下表面相抵，复数个所述塑料柱用于与所述驱动电路板本体螺接。
进一步地，所述驱动电路板本体上设有与所述塑料柱对应的螺孔，所述螺孔用于与所述塑料柱螺接，所述螺孔沿所述驱动电路板本体的长度方向贴边设置，设于同侧的复数个所述螺孔沿同一间隔均匀排布。
进一步地，所述螺孔包括第二螺孔、第三螺孔、第六螺孔和第七螺孔，所述第二螺孔和所述第三螺孔设于所述驱动电路板本体的同侧，所述第六螺孔和所述第七螺孔与所述第二螺孔和所述第三螺孔沿所述驱动电路板本体的中心对向而设。
进一步地，所述PIN针包括第一PIN针、第三PIN针、第四PIN针和第六PIN针，所述第二螺孔和所述第三螺孔分别与所述第三PIN针和所述第一PIN针相邻而设，所述第六螺孔与所述第四PIN针之间和所述第七螺孔与所述第六PIN针之间以相同间距设置。
进一步地，所述直线槽分别沿所述第六螺孔和所述第四PIN针之间的连线以及所述第七螺孔和所述第六PIN针的之间连线法向设置。
进一步地，所述弧状槽包括圆弧槽，所述圆弧槽的外轮廓和内轮廓均为半圆，所述圆弧槽的末端由直径圆封闭，所述圆弧槽分别设于所述第六螺孔和所述第四PIN针之间以及所述第七螺孔和所述第六PIN针之间，所述圆弧槽的底边与所述驱动电路板本体的长度方向平行。
进一步地，所述弧状槽还包括对勾槽，所述对勾槽包括圆弧部和直线部，所述圆弧部的外轮廓和内轮廓均为半圆，所述直线部由所述圆弧部的末端切线方向沿直线延伸而得，所述直线部的末端由直径圆封闭。
进一步地，所述对勾槽分别设于所述第二螺孔和所述第三PIN针之间以及所述第三螺孔和所述第一PIN针之间，所述直线部由所述圆弧部的右端向所述驱动电路板本体的右上部延伸，所述对勾槽分别半包围所述第二螺孔和所述第三螺孔。
本发明通过在驱动电路板上设置弧状槽和直线槽，有效改善了PIN针因塑料柱的热胀冷缩而受到的动态拉力，以有效规避PIN针断裂失效的风险，另外，本发明的弧状槽和直线槽设置的位置均避开了驱动电路板的布线路径，避免了额外增加驱动回路杂散参数及回路面积，提升了驱动电路板的电气性能和电磁兼容性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明提供的适用于HPD封装IGBT模块的驱动电路板的示意图。
图2为本发明中的驱动电路板的示意图。
图3为本发明中的圆弧槽和直线槽的示意图。
图4为本发明中的对勾槽的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。
请参阅图1和图2，本发明的适用于HPD封装IGBT模块的驱动电路板包括驱动电路板本体1和IGBT模块，驱动电路板本体1和IGBT模块通过塑料柱和PIN针3连接，驱动电路板本体1上设有多个塑料柱和PIN针3，其中PIN针3包括PIN针C1、PIN针C2、PIN针E1、PIN针E2、PIN针T1和PIN针T2等，上述PIN针均为本领域技术人员所普遍了解的PIN针，这些PIN针各自具有与其名称相符结构以及功能。在本发明主要涉及的PIN针为第一PIN针、第三PIN针、第四PIN针和第六PIN针，实质上即为PIN针C1、PIN针C3、PIN针C4和PIN针C6。
进一步地，PIN针3的底端固定于IGBT模块上表面，PIN针3的顶端穿过驱动电路板本体1并与驱动电路板本体1卡紧，驱动电路板本体1通过复数个穿设于其上的PIN针与IGBT模块固定，塑料柱固定于IGBT模块上表面，塑料柱与驱动电路板本体1的下表面相抵，复数个塑料柱用于与驱动电路板本体1螺接。
进一步地，驱动电路板本体1上设有与塑料柱对应的螺孔2，螺孔2用于与塑料柱螺接，螺孔2沿驱动电路板本体1的长度方向贴边设置，设于同侧的复数个螺孔2沿同一间隔均匀排布，螺孔2包括第二螺孔M2、第三螺孔M3、第六螺孔M6和第七螺孔M7，第二螺孔M2和第三螺孔M3设于驱动电路板本体1的同侧，第六螺孔M6和第七螺孔M7与第二螺孔M2和第三螺孔M3沿驱动电路板本体1的中心对向而设，在本实施例中，共有八个螺孔2均匀排布于驱动电路板本体1的南北两侧，第二螺孔M2和第三螺孔M3位于驱动电路板本体1的北侧中部，第六螺孔M6和第七螺孔M7位于驱动电路板本体1的南侧中部。
进一步地，第二螺孔M2和第三螺孔M3分别与第三PIN针C3和第一PIN针C1相邻而设，第六螺孔M6与第四PIN针C4之间和第七螺孔M7与第六PIN针C6之间以相同间距设置，在本实施例中，第二螺孔M2与第三PIN针C3之间的距离和第三螺孔M3与第一PIN针C1之间的距离相同且均较短。
请一并参阅图3，进一步地，直线槽5分别沿第六螺孔M6和第四PIN针C4之间的连线以及第七螺孔M7和第六PIN针C6的之间连线法向设置，在本实施例中，第四PIN针C4或第六PIN针C6和与其对应的直线槽5之间的距离为3mm，直线槽5的长度为5mm，其两端的直径圆的直径为1mm。
进一步地，弧状槽4包括圆弧槽41，圆弧槽41的外轮廓和内轮廓均为半圆，圆弧槽41的末端由直径圆封闭，圆弧槽41分别设于第六螺孔M6和第四PIN针C4之间以及第七螺孔M7和第六PIN针C6之间，圆弧槽41的底边与驱动电路板本体1的长度方向平行，在本实施例中，圆弧槽41为一水平半圆，其两端的直径圆的直径为1mm，其内沿圈与螺孔2的中心的距离为3.5mm，其外沿圈与螺孔2的中心的距离为4.5mm。
请一并参阅图4，进一步地，弧状槽4还包括对勾槽42，对勾槽42包括圆弧部421和直线部422，圆弧部421的外轮廓和内轮廓均为半圆，直线部422由圆弧部421的末端切线方向沿直线延伸而得，直线部422的末端由直径圆封闭，对勾槽42分别设于第二螺孔和第三PIN针C3之间以及第三螺孔和第一PIN针C1之间，直线部422由圆弧部421的右端向驱动电路板本体1的右上部延伸，对勾槽42分别半包围第二螺孔和第三螺孔，在本实施例中，圆弧部421由水平半圆顺时针旋转30°而得，其内沿圈与螺孔2的中心的距离为3.5mm，其外沿圈与螺孔2的中心的距离为4.5mm，直线部422的长度为8mm，圆弧部421和直线部422末端的直径圆的直径为1mm。
具体地，由于塑料柱易受环境温度的影响而发生热胀冷缩，而塑料柱通过螺孔2与驱动电路板本体1连接，因此应力主要从螺孔2的周边发散，PIN针是应力的主要受力点。由于第四PIN针C4和第六PIN针C6与距离它们最近的螺孔2，即第七螺孔M7和第六螺孔M6之间的间距较为充裕，故可以在第七螺孔M7和第六螺孔M6的周围设置圆弧槽41的同时，在第四PIN针C4和第六PIN针C6围设置直线槽5，通过两种槽最大限度释放应力。而第一PIN针C1和第三PIN针C3与距离它们最近的螺孔2，即第二螺孔M2和第三螺孔M3之间的间距很小，不方便设置横贯其连接线的直线槽5，故设置对勾槽42，对勾槽42同时具有圆弧部421和直线部422，也就同时具有了两种槽释放应力时的特征，通过延伸的直线部422可以有效切断圆弧部421未覆盖到的角度所对应的区域的应力传递。通过Hyper Works仿真结果可知，在125℃高温环境下，本发明中的第一PIN针C1和第三PIN针C3所受的最大拉力仅为58N，PIN针3所受的动态拉力得到了有效改善，应力得到了有效释放。
综上，本发明通过在驱动电路板上设置弧状槽和直线槽，有效改善了PIN针因塑料柱的热胀冷缩而受到的动态拉力，以有效规避PIN针断裂失效的风险，另外，本发明的弧状槽和直线槽设置的位置均避开了驱动电路板的布线路径，避免了额外增加驱动回路杂散参数及回路面积，提升了驱动电路板的电气性能和电磁兼容性。
以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种适用于HPD封装IGBT模块的驱动电路板，包括驱动电路板本体(1)和IGBT模块，所述驱动电路板本体(1)安装于所述IGBT模块的上方，其特征在于：所述驱动电路板本体(1)和所述IGBT模块通过塑料柱和PIN针(3)连接，所述驱动电路板本体(1)上设有弧状槽和直线槽，所述弧状槽和所述直线槽设置于所述塑料柱和/或所述PIN针(3)的周边。
2.根据权利要求1所述的适用于HPD封装IGBT模块的驱动电路板，其特征在于：所述PIN针(3)的底端固定于所述IGBT模块上表面，所述PIN针(3)的顶端穿过所述驱动电路板本体(1)并与所述驱动电路板本体(1)卡紧，所述驱动电路板本体(1)通过复数个穿设于其上的所述PIN针(3)与所述IGBT模块固定。
3.根据权利要求2所述的适用于HPD封装IGBT模块的驱动电路板，其特征在于：所述塑料柱固定于IGBT模块上表面，所述塑料柱与所述驱动电路板本体(1)的下表面相抵，复数个所述塑料柱用于与所述驱动电路板本体(1)螺接。
4.根据权利要求3所述的适用于HPD封装IGBT模块的驱动电路板，其特征在于：所述驱动电路板本体(1)上设有与所述塑料柱对应的螺孔，所述螺孔(2)用于与所述塑料柱螺接，所述螺孔(2)沿所述驱动电路板本体(1)的长度方向贴边设置，设于同侧的复数个所述螺孔(2)沿同一间隔均匀排布。
5.根据权利要求4所述的适用于HPD封装IGBT模块的驱动电路板，其特征在于：所述螺孔(2)包括第二螺孔(M2)、第三螺孔(M3)、第六螺孔(M6)和第七螺孔(M7)，所述第二螺孔(M2)和所述第三螺孔(M3)设于所述驱动电路板本体(1)的同侧，所述第六螺孔(M6)和所述第七螺孔(M7)与所述第二螺孔(M2)和所述第三螺孔(M3)沿所述驱动电路板本体(1)的中心对向而设。
6.根据权利要求5所述的适用于HPD封装IGBT模块的驱动电路板，其特征在于：所述PIN针(3)包括第一PIN针(C1)、第三PIN针(C3)、第四PIN针(C4)和第六PIN针(C6)，所述第二螺孔(M2)和所述第三螺孔(M3)分别与所述第三PIN针(C3)和所述第一PIN针(C1)相邻而设，所述第六螺孔(M6)与所述第四PIN针(C4)之间和所述第七螺孔(M7)与所述第六PIN针(C6)之间以相同间距设置。
7.根据权利要求6所述的适用于HPD封装IGBT模块的驱动电路板，其特征在于：所述直线槽(5)分别沿所述第六螺孔(M6)和所述第四PIN针(C4)之间的连线以及所述第七螺孔(M7)和所述第六PIN针(C6)的之间连线法向设置。
8.根据权利要求6所述的适用于HPD封装IGBT模块的驱动电路板，其特征在于：所述弧状槽(4)包括圆弧槽(41)，所述圆弧槽(41)的外轮廓和内轮廓均为半圆，所述圆弧槽(41)的末端由直径圆封闭，所述圆弧槽(41)分别设于所述第六螺孔(M6)和所述第四PIN针(C4)之间以及所述第七螺孔(M7)和所述第六PIN针(C6)之间，所述圆弧槽(41)的底边与所述驱动电路板本体(1)的长度方向平行。
9.根据权利要求6所述的适用于HPD封装IGBT模块的驱动电路板，其特征在于：所述弧状槽(4)还包括对勾槽(42)，所述对勾槽(42)包括圆弧部(421)和直线部(422)，所述圆弧部(421)的外轮廓和内轮廓均为半圆，所述直线部(422)由所述圆弧部(421)的末端切线方向沿直线延伸而得，所述直线部(422)的末端由直径圆封闭。
10.根据权利要求9所述的适用于HPD封装IGBT模块的驱动电路板，其特征在于：所述对勾槽(42)分别设于所述第二螺孔(M2)和所述第三PIN针(C3)之间以及所述第三螺孔(M3)和所述第一PIN针(C1)之间，所述直线部(422)由所述圆弧部(421)的右端向所述驱动电路板本体(1)的右上部延伸，所述对勾槽(42)分别半包围所述第二螺孔(M2)和所述第三螺孔(M3)。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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