CN204067340U - 半导体模块、电子设备以及车辆 - Google Patents

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陆迈廷
卡曾伯格·斯蒂芬
吴刚
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Abstract

公开了一种半导体模块，包括：本体部和从本体部延伸出的引脚，本体部的底面定义为安装面，引脚包括与安装面成一定夹角弯折的连接部和缓冲部，连接部用以与印刷电路板建立电性连接，缓冲部用以缓冲本体部和/或引脚受到的力。还公开一种使用前述的半导体模块电子装置。半导体模块的引脚由于形成了缓冲部，缓冲因制造公差而使半导体模块受到的应力，从而减小因制造公差而使半导体模块受力而产生的影响，使间隙的实际值达到设计值，稳定了本申请电子装置的散热性能，减轻连接部与印刷电路板间的焊点受到的应力，防止焊点的损坏，提高了本申请电子装置的可靠性。

Description

半导体模块、电子设备以及车辆
技术领域
本申请涉及一种半导体模块、电子设备以及车辆。
背景技术
半导体模块广泛用于电子产品中。半导体模块具有多个引脚，安装时，引脚穿过印刷电路板(PCB)上的安装通孔，用焊料将引脚焊接在印刷电路板上，从而在半导体模块与印刷电路板之间形成典型连接。
通常，半导体模块装载在散热器上，散热器用以散发半导体模块发出的热量。散热器与半导体模块之间设置有间隙，间隙中设置有散热性的绝缘材料，用以保证良好的散热性能，以及防止散热器与半导体模块之间的短路。散热器与半导体模块之间的安装面通常与印刷电路板平行且共面，半导体模块的引脚向印刷电路板弯折，并与印刷电路板的通孔焊接。
模块引脚的折弯、引脚在印刷电路板的孔中的安装位置、该模块在印刷电路板上的焊接、散热器的制造工艺、散热器的安装面与印刷电路板间形成角度而未平行共面等很多因素会引起制造公差，该制造公差会造成上述间隙(散热器与半导体模块之间)的实际值与设计值存在偏差(例如，偏差+/-0.05毫米至±1mm)。该偏差导致散热效果差，进而影响产品的性能。
实用新型内容
本申请的一个目的是提供一种车辆仪表组件、车辆仪表以及车辆，其指针体的照明效果完整、均匀。
为此，根据本申请的一个方面，提供了一种半导体模块，包括：本体部和从本体部延伸出的引脚，本体部的底面定义为安装面，引脚包括与安装面成一定夹角弯折的连接部和缓冲部，连接部用以与印刷电路板建立电性连接，缓冲部用以缓冲本体部和/或引脚受到的力。
根据本申请的另一个方面，还提供了一种电子装置，包括前述半导体模块、印刷电路板以及散热基板，半导体模块的安装面装载在散热基板上，半导体模块的连接部穿过印刷电路板上的安装通孔，使半导体模块与印刷电路板之间建立电性连接。
根据本申请的另一个方面，还提供了一种车辆，包括前述的电子装置，其中，所述车辆可以是电动踏板车、电动自行车、电动三轮车、小型电动四轮车等任何短距离、小容量、小功率的车辆。
本申请半导体模块的引脚由于形成了缓冲部，缓冲因制造公差而使半导体模块受到的应力，从而减小因制造公差而使半导体模块受力而产生的影响，使间隙的实际值达到设计值，稳定了本申请电子装置的散热性能，减轻连接部与印刷电路板间的焊点受到的应力，防止焊点的损坏，提高了本申请电子装置的可靠性。
附图说明
图1是根据本申请一实施例的半导体模块的结构示意图；
图2是图1中的半导体模块在本申请一实施例的电子装置的安装示意图；以及
图3是本申请另一实施例的半导体模块在电子装置中的安装示意图。
具体实施方式
下面参照附图描述本申请的优选实施方式。
如图1和图2所示，本申请一实施例的半导体模块1，以MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)为例进行描述。在其他实施例中，半导体模块1也可以是任何半导体模块，例如IGBG(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)等。在本实施例中，该半导体模块1包括本体部11和从本体部11延伸出的三个引脚10。本体部11的底面定义为安装面110。MOSFET的栅极、源极以及漏极分配到所述三个引脚10。
引脚10包括与安装面110成一定夹角弯折的连接部101和缓冲部102。根据实际情况，连接部101用以与印刷电路板建立电性连接，连接部101与安装面110之间的夹角可以选择30～150度范围内的任意角度，优选的夹角范围为45～135度。在本实施例中，连接部101与安装面110之间的夹角大致为90度。
缓冲部102自本体部11延伸出，与连接部101连接，在本实施例中大致弯曲呈U形结构，该U形结构所在平面大致垂直于本体部11的安装面110，用以缓冲本体部11和/或引脚10受到的力，例如本体部11与引脚10之间的力的传递、本体部11受到的力、引脚10受到的力。力的方向例如本体部11的宽度方向X、长度方向Y和/或高度方向Z，从而减小对本体部11和/或连接部101产生的影响，增加了产品的可靠性。如图3所示，缓冲部102还可以弯曲成波浪形结构，该波浪形结构所在平面大致垂直于本体部11的安装面110。可以理解，缓冲部102可以是任意的弯曲结构，该弯曲结构所在平面可以大致垂直于安装面110，也可以平行于安装面110，或者缓冲部102的部分垂直于安装面110而另一部分平行于安装面，或者缓冲部102是任意形状,处于任意平面或立体空间，只要其可以用以缓冲因制造公差使本体部11和/或连接部101受到的力即可。
本申请半导体模块1用于一电子装置中，该电子装置例如是车辆的电子控制装置(Electronic Control Unit,ECU)、电能动力控制器(PowerElectronic Unit,PEU)等。使用该电子装置的车辆可以是电动踏板车、电动自行车、电动三轮车、小型电动四轮车(高尔夫球车、公园环保短驳车等)等任何短距离、小容量、小功率的车辆。
本申请电子装置包括前述半导体模块1、印刷电路板20、散热基板30、以及收容印刷电路板20和散热基板30的外壳(未图示)。
组装本申请电子装置时，半导体模块1的安装面110装载在散热基板30上，散热基板30用以散发半导体模块1发出的热量。散热基板30与半导体模块1之间设置有间隙(未图示)，按照实际需求，间隙通常设计为0.05～0.5mm，有时超过1mm，间隙中设置有散热性良好的绝缘材料，用以保持该间隙的值达到所需的最低限度或设计值，从而既可以保证良好的散热性能，又可以防止散热基板30与半导体模块1之间的短路。
印刷电路板(PCB)20所在平面与半导体模块1的安装面110大致平行且共面，连接部101穿过印刷电路板20上的安装通孔(未图示)，用连接材料将连接部101连接在印刷电路板20上，从而在半导体模块1与印刷电路板20之间形成电性连接，连接材料例如是焊料，将连接部101焊接在印刷电路板20上。在其他实施例中，印刷电路板(PCB)20所在平面可以与半导体模块1的安装面110不平行共面，只要相应地变更缓冲部102的形状以及引脚10的折弯角度即可。
引脚10与印刷电路板20的安装通孔不能较好地对准、半导体模块1在印刷电路板20上的不正确焊接、散热基板30的制造工艺差(例如表面弯曲或倾斜等)、印刷电路板20的平面与半导体模块1的安装面110之间形成角度而未平行共面等很多因素会引起制造公差，这些制造公差会使半导体模块1的本体部11因额外受力而被下压或翘起，造成散热基板30与半导体模块1之间的间隙缩小或增大，从而使间隙的实际值与设计值存在偏差(例如，偏差+/-0.05毫米至±1mm)。该偏差会导致散热效果差，进而影响产品的散热性能。这些制造公差还会使引脚10的连接部与印刷电路板20的焊接点额外受力甚至断开，影响二者之间的电性连接的可靠性甚至缩短产品的寿命。
本申请半导体模块1的引脚1由于形成了缓冲部102，缓冲因制造公差而使半导体模块1受到的应力，从而减小因制造公差而使半导体模块1受力而产生的影响，使间隙的实际值达到设计值，稳定了本申请电子装置的散热性能，减轻连接部101与印刷电路板20间的焊点受到的应力，防止焊点的损坏，提高了本申请电子装置的可靠性。
虽然前面描述了一些实施方式，这些实施方式仅以示例的方式给出，而不意于限制本实用新型的范围。所附的权利要求及其等同替换意在涵盖本实用新型范围和主旨内做出的所有修改、替代和改变。

Claims (9)

1.一种半导体模块，其特征在于，包括：本体部和从本体部延伸出的引脚，本体部的底面定义为安装面，引脚包括与安装面成一定夹角弯折且用以与印刷电路板建立电性连接的连接部和用以缓冲本体部和/或引脚受到的力的缓冲部。
2.如权利要求1所述的半导体模块，其特征在于，所述本体部和/或引脚受到的力包括本体部与引脚之间的力的传递、本体部受到的力、引脚受到的力。
3.如权利要求1所述的半导体模块，其特征在于，力的方向为例如本体部的宽度方向X、长度方向Y和/或高度方向Z。
4.如权利要求1所述的半导体模块，其特征在于，连接部与本体部的安装面之间的夹角可以选择30～150度范围内的任意角度，优选的夹角范围为45～135度。
5.一种电子装置，其特征在于，包括：如权利要求1至4中任一项所述的半导体模块、印刷电路板以及散热基板，半导体模块的安装面装载在散热基板上，半导体模块的连接部穿过印刷电路板上的安装通孔，使半导体模块与印刷电路板之间建立电性连接。
6.如权利要求5所述的电子装置，其特征在于，半导体模块与印刷电路板之间用连接材料建立电性连接，
7.如权利要求6所述的电子装置，其特征在于，所述连接材料是焊料。
8.如权利要求5所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置是车辆的电子控制装置或电能动力控制器。
9.一种车辆，包括：如权利要求5至8任一项所述的电子装置，其特征在于，所述车辆可以是电动踏板车、电动自行车、电动三轮车、小型电动四轮车等任何短距离、小容量、小功率的车辆。
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