CN211126138U - 压接端子及智能功率模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种压接端子及智能功率模块，所述压接端子包括由导电材料构成的柱状主体，所述柱状主体的底端具有导电连接头，且所述柱状主体上具有至少一个压接部；每一所述压接部的至少一部分在自由状态下突出于所述柱状主体的外周，且在自由状态下突出于所述柱状主体的外周的部分，在受到压力时产生弹性形变并产生与所述压力相反的弹性回复力。本实用新型实施例通过压接端子上的压接部实现与内驱动板的导电连接及内驱板的机械固定，不仅省去了内驱动板的机械固定结构，节省了成本，而且简化了装配步骤，节省了装配时间，提升了装配效率。

Description

压接端子及智能功率模块

技术领域

本实用新型实施例涉及电力电子设备领域，更具体地说，涉及一种压接端子及智能功率模块。

背景技术

智能功率模块(Intelligent Power Module，IPM)是一种先进的功率开关器件，具有大功率晶体管(Great Transistor，GTR)高电流密度、低饱和电压和耐高压的优点，以及金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，MOSFET)高输入阻抗、高开关频率和低驱动功率的优点。现有的智能功率模块在传统功率模块的基础上集成了功能电路单元，因其高集成度、高可靠性以及简易外置配套电路，被广泛应用在家电、工业传动等领域。

目前，智能功率模块中以内置印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)形式存在的功能电路单元的封装方式一般是：将该内置印制电路板放置在模块外壳的支撑台阶上，且该内置印制电路板通过与焊接在功率电路基板上的柱体进行焊接的方式进行连接，或者内置印制电路板通过金属线绑定到端子上，端子再通过金属线绑定到功率电路基板上进行连接。

这种封装方式，需要通过IPM外壳上的支撑部件进行装配或固定功能电路单元，导致IPM外壳需要设计为分离式外壳，即一个外壳框和一个封盖，支撑部件设置于外壳框的四个侧面，相对于一体化外壳而言，增加了外壳料本和装配工序；此外，上述焊接和绑定都只能单个进行操作，当智能功率模块需要焊接和绑定的点非常多时，会极大增加组装成本，给产品制造带来麻烦，且焊接易产生污染，并影响印制电路板上元器件寿命，并且焊接操作还存在内部应力集中的风险，在振动场合影响使用寿命。

实用新型内容

本实用新型实施例针对上述智能功率模块在连接功能电路单元时，需要设计包含支撑部件的分离外壳，导致成本和装配工序增加，且由于焊接和绑定都只能单个进行，导致组装成本增加，以及焊接操作容易产生污染并影响印制电路板使用寿命的问题，提供一种压接端子及智能功率模块。

本实用新型实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种压接端子，包括由导电材料构成的柱状主体，所述柱状主体的底端具有导电连接头，且所述柱状主体上具有至少一个压接部；每一所述压接部的至少一部分在自由状态下突出于所述柱状主体的外周，且在自由状态下突出于所述柱状主体的外周的部分，在受到压力时产生弹性形变并产生与所述压力相反的弹性回复力。

优选地，所述压接端子的导电连接头由底座构成，且所述底座包括插接孔；所述柱状主体插装在所述底座的插接孔内，并与所述底座导电连接。

优选地，所述导电连接头由与柱状主体一体的弹性支撑脚构成，所述弹性支撑脚的一端与柱状主体相连接，且所述弹性支撑脚的主体部分经过弯折后形成位于柱状主体的底部并垂直于柱状主体的轴向的焊接面。

优选地，所述柱状主体的压接部具有开窗，且在自由状态下突出于所述柱状主体的外周的部分由所述开窗的外翻边构成；

或者，所述柱状主体的压接部具有穿孔，且在自由状态下突出于所述柱状主体的外周的部分由所述穿孔两侧的凸弧构成。

优选地，所述柱状主体的首端具有插接部，且在远离所述柱状主体的底端的方向上，所述插接部的横截面的面积逐渐减小；

所述柱状主体上设有台阶部，所述台阶部位于所述导电连接头与距离所述导电连接头最近的压接部之间。

本实用新型实施例还提供一种智能功率模块，包括内驱动板以及功率电路基板，且所述内驱动板上具有第一电路，所述功率电路基板上具有第二电路，其特征在于，所述智能功率模块还包括多根如上所述的压接端子；

每一所述压接端子的柱状主体上至少具有一个由所述压接部构成的第一压接部；

所述内驱动板上开设有与多根所述压接端子的柱状主体对应的多个第一开孔，且多个所述第一开孔的内壁均与所述第一电路导电连接；

多根所述压接端子的柱状主体底端的导电连接头分别固定在所述功率电路基板上，且与所述功率电路基板上的第二电路导电连接；

多根所述压接端子的柱状主体顶端分别对应穿过所述内驱动板上的多个第一开孔，并在所述第一开孔处通过压接的方式将所述内驱动板固定在所述功率电路基板的上方，且所述内驱动板上的第一电路与所述功率电路基板上的第二电路基于多根所述压接端子实现电性连接。

优选地，所述智能功率模块包括模块外壳，所述模块外壳包括顶板、多个侧板以及由所述顶板和侧板围合而成的安装腔，并在与所述顶板相对的一侧形成开口；所述安装腔的开口处设置有支撑台阶；

所述功率电路基板封装在所述安装腔开口处的支撑台阶上，且所述内驱动板位于所述功率电路基板上方的安装腔内。

优选地，所述内驱动板和功率电路基板分别平行于所述顶板；所述柱状主体的导电连接头焊接在所述功率电路基板的上表面，且所述柱状主体垂直于所述功率电路基板的上表面。

优选地，所述顶板上设置有与多根所述压接端子对应的多个第二开孔，多根所述压接端子的柱状主体分别穿过多个所述第二开孔，且至少部分所述压接端子的柱状主体穿过所述第二开孔后具有延伸部，所述延伸部上设置有由所述压接部构成的第二压接部。

优选地，还包括外驱动板，所述外驱动板上具有第三电路，且所述外驱动板上开设有与多根具有延伸部的压接端子对应的多个第三开孔，且多个所述第三开孔的内壁均与所述第三电路电性连接；

所述多根具有延伸部的压接端子的延伸部分别穿过与其对应的第三开孔，并在所述第三开孔处通过压接的方式将所述外驱动板固定在所述外壳顶板的上方，且所述外驱动板上的第三电路与所述功率电路基板上的第二电路、所述内驱动板上的第一电路基于多根所述压接端子实现电性连接。

本实用新型实施例的压接端子及智能功率模块具有以下有益效果：通过压接端子上的压接部实现与内驱动板的导电连接及内驱板的机械固定，不仅省去了内驱动板的机械固定结构，节省了成本，而且简化了装配步骤，节省了装配时间，提升了装配效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的压接端子的结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供的压接端子的结构示意图；

图3是图2实施例的压接端子的正面的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的智能功率模块的示意图；

图5是本实用新型另一实施例提供的智能功率模块的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，是本实用新型实施例提供的压接端子的示意图，该压接端子可实现功率电路基板与印制电路板的导电连接。本实施例的压接端子包括柱状主体1，该柱状主体1可由导电材料(例如金属材料)加工而成，且该柱状主体1的横截面可以为圆形、正方形或其他适于加工制造的形状。

柱状主体1的底端具有导电连接头，并可通过导电连接头固定到功率电路基板，同时与功率电路基板导电连接。柱状主体1的首端和底端之间还具有两个压接部12，该两个压接部12沿柱状主体1的轴向间隔分布，每一压接部12的至少一部分在自由状态下突出于柱状主体1的外周，且压接部12上在自由状态下突出于柱状主体1的外周的部分，在受到压力时产生弹性形变并产生与所受压力相反的弹性回复力。当柱状主体1穿过印制电路板上的通孔(该通孔的孔径与柱状主体1上除压接部12外的部分相适配)时，压接部12的在自由状态下突出于柱状主体1的外周的部分可卡接固定在通孔内(类似过盈配合，实现柱状主体1与印制电路板之间的机械固定)，且当上述通孔的内壁具有导电层时，上述在自由状态下突出于柱状主体1的外周的部分可与通孔内壁的导电层导电连接。

当然，在实际应用中，可根据需要增加或减少柱状主体1上的压接部12的数量，例如当只需连接一个印制电路板时，柱状主体1上也可设置一个压接部12；当需要连接三个印制电路板时，柱状主体1上可设置三个沿柱状主体1的轴向设置的压接部12。

上述压接端子通过压接部实现与印制电路板的导电连接，同时实现与印制电路板之间的机械固定，且上述导电连接和机械固定只需简单的插接操作即可完成，从而无需再采用其他结构对印制电路板进行机械固定，不仅节省了印制电路板的机械固定结构，而且简化了印制电路板的装配步骤，节省了装配时间，提升了装配效率。

在本实用新型的一个实施例中，上述导电连接头可由一个独立的底座11构成，即导电连接头与柱状主体1采用分体式结构。底座11也可为柱状，且底座11上具有插接孔，该插接孔可位于底座11的顶部；柱状主体1插装在底座11的插接孔内，并与底座11导电连接，柱状主体1与底座11之间可采用过盈配合方式相固定。通过上述结构，在将压接端子焊接到功率电路基板时，可先将底座11焊接到功率电路基板(底座11上的插接孔背向功率电路基板)，然后再将柱状主体1插装到底座11的插接孔，从而方便了压接端子的焊接操作。

上述导电连接头也可采用与柱状主体一体的结构。具体地，结合图2所示，导电连接头可由与柱状主体2一体的弹性支撑脚21构成。该弹性支撑脚21的一端与柱状主体2相连接，且弹性支撑脚21的主体部分经过两次弯折后形成位于柱状主体1的底部并垂直于柱状主体2的轴向的焊接面。通过上述弹性支撑脚21，可释放印制电路板压接到柱状主体2的压接部22时产生的压力，从而避免压接端子变形。

在本实用新型的另一实施例中，上述柱状主体1的首端具有插接部13，且在远离柱状主体1的底端的方向上，插接部13的横截面的面积逐渐减小，即插接部13呈针状，从而便于柱状主体1插入到通孔内。

上述柱状主体1可由实心或空心的柱体构成，在柱状主体1上对应压接部12的位置具有开窗，且在自由状态下突出于柱状主体1的外周的部分由上述开窗的外翻边构成，即在压接部12的位置，柱状主体1的横截面呈C形。上述外翻边可在受到沿柱状主体1的径向的压力时产生弹性形变，从而可卡接在通孔内并与通孔的内壁导电连接。

如图2-3所示，在本实用新型另一实施例提供的压接端子中每一压接部22具有穿孔，且在自由状态下突出于柱状主体2的外周的部分由穿孔两侧的凸弧构成。上述凸弧可在受到沿柱状主体2的径向的压力时产生弹性形变(即向穿孔侧变形)，从而可卡接在通孔内并与通孔的内壁导电连接。

此外，上述柱状主体2上还可设有台阶部24，该台阶部24位于导电连接头与距离该导电连接头最近的压接部22之间。台阶部24的外径大于柱状主体2的外径，且该台阶部24的直径大于压接端子所连接的印制电路板上的通孔的孔径，即台阶部24无法穿过印制电路板上的通孔，从而限制柱状主体2的插接的长度。

如图4所示，本实用新型实施例还提供一种智能功率模块，该智能功率模块可应用于变频器、变流器等电力电子设备，且该智能功率模块包括内驱动板4、功率电路基板3以及多根如上所述的压接端子(该压接端子包括柱状主体1或柱状主体2，以下以柱状主体1为例说明)。

在上述智能功率模块中，每一压接端子的柱状主体1上至少具有一个由压接部12构成的第一压接部。

内驱动板4可为一印制电路板，该内驱动板4上具有第一电路(例如功率单元驱动电路)，功率电路基板3可为覆铜陶瓷基板，且该功率电路板上具有功率单元晶片以及第二电路(例如覆铜陶瓷基板上的覆铜)。

内驱动板4上开设有多个第一开孔41，该多个第一开孔41分别与多根眼界端子的柱状主体1对应，即柱状主体1除压接部12外的部分的横截面的尺寸小于或等于第一开孔41的横截面的尺寸，且压接部12的横截面的尺寸大于第一开孔41的尺寸。多个第一开孔41的内壁均与内驱动板4上的第一电路导电连接，例如可在该第一开孔41的内壁上设置与第一电路导电连接的覆铜层。

多根压接端子的柱状主体1底端的导电连接头分别固定在功率电路基板3上，并与功率电路基板3上的第二电路导电连接，例如柱状主体1底端的导电连接头焊接到功率电路基板3。

该多根压接端子的柱状主体1顶端分别穿过一个对应的第一开孔41，并在第一开孔41处通过第一压接部压接的方式将内驱动板4固定在功率电路基板3的上方，并通过第一压接部与第一开孔41的配合实现柱状主体1与内驱动板4上的第一电路的导电连接。

由于柱状主体1的底端的导电连接头与功率电路基板3上的第二电路导电连接，当柱状主体1的压接部12与内驱动板4的第一电路导电连接时，压接端子即可实现功率电路基板3上的第二电路与内驱动板4上的第一电路的导电连接，即实现驱动电路与功率单元的导电连接，而无需焊接或绑定，大大提高了功率电路基板3与内驱动板4的连接效率，并且无需增加固定结构来固定内驱动板4。

在本实用新型的一个实施例中，上述智能功率模块还包括模块外壳，该模块外壳包括顶板51、多个侧板52以及由顶板51和侧板52围合而成的安装腔，且该模块外壳在与顶板51相对的一侧形成开口；安装腔开口处设置有支撑台阶，功率电路基板3封堵在支撑台阶上，内驱动板4则通过多根压接端子的第一压接部固定在功率电路基板3上方的安装腔内(即功率电路基板3与模块外壳的顶板51之间)。由于内驱动板4通过多根压接端子的第一压接部固定，因此可省去用于固定内驱动板4的结构，并且通过将功率电路基板3和内驱动板4集成到一个模块外壳，大大方便了智能功率模块的组装。

在上述智能功率模块中，内驱动板4和功率电路基板3可分别平行于模块外壳的顶板51。柱状主体1的导电连接头可焊接在功率电路基板3的上表面，且柱状主体1垂直于功率电路基板3的上表面。在组装时，可先将多个柱状主体1分别焊接到功率电路基板3，然后将多个柱状主体1同时插接到内驱动板4的多个第一开孔41内，即同时完成多点的连接以及内驱动板4的固定，从而进一步提高了智能功率模块的组装效率。

此外，上述顶板51上还可设置有与多根压接端子对应的多个第二开孔511，多根压接端子的柱状主体1分别穿过多个第二开孔(即穿过顶板51)，至少部分所述压接端子的柱状主体1穿过第二开孔511后具有延伸部，且上述延伸部上设置有由压接部构成的第二压接部。该智能功率模块可通过露出到模块外壳外的第二压接部与其他电路板导电连接，大大方便了智能功率模块与其他电路板的连接和装配。

上述智能功率模块还可包括外驱动板6，且该外驱动板6上具有第三电路(例如逻辑控制电路等)以及多个第三开孔，该多个第三开孔分别与具有延伸部的压接端子对应，且多个第三开孔的内壁均与第三电路电性连接。多根具有延伸部的压接端子的延伸部分别穿过与其对应的第三开孔，并在第三开孔处通过压接的方式将外驱动板固定在外壳的顶板51的上方，且外驱动板6上的第三电路通过上述多根压接端子与功率电路基板3上的第二电路、内驱动板4上的第一电路电性连接。即压接端子不仅可实现外驱动板6的固定，而且可实现三个电路之间的电性连接，从而实现信号复用。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种压接端子，其特征在于，包括由导电材料构成的柱状主体，所述柱状主体的底端具有导电连接头，且所述柱状主体上具有至少一个压接部；每一所述压接部的至少一部分在自由状态下突出于所述柱状主体的外周，且在自由状态下突出于所述柱状主体的外周的部分，在受到压力时产生弹性形变并产生与所述压力相反的弹性回复力。

2.根据权利要求1所述的压接端子，其特征在于，所述压接端子的导电连接头由底座构成，且所述底座包括插接孔；所述柱状主体插装在所述底座的插接孔内，并与所述底座导电连接。

3.根据权利要求1所述的压接端子，其特征在于，所述导电连接头由与柱状主体一体的弹性支撑脚构成，所述弹性支撑脚的一端与柱状主体相连接，且所述弹性支撑脚的主体部分经过弯折后形成位于柱状主体的底部并垂直于柱状主体的轴向的焊接面。

4.根据权利要求1所述的压接端子，其特征在于，所述柱状主体的压接部具有开窗，且在自由状态下突出于所述柱状主体的外周的部分由所述开窗的外翻边构成；

或者，所述柱状主体的压接部具有穿孔，且在自由状态下突出于所述柱状主体的外周的部分由所述穿孔两侧的凸弧构成。

5.根据权利要求1所述的压接端子，其特征在于，所述柱状主体的首端具有插接部，且在远离所述柱状主体的底端的方向上，所述插接部的横截面的面积逐渐减小；

所述柱状主体上设有台阶部，所述台阶部位于所述导电连接头与距离所述导电连接头最近的压接部之间。

6.一种智能功率模块，包括内驱动板以及功率电路基板，且所述内驱动板上具有第一电路，所述功率电路基板上具有第二电路，其特征在于，所述智能功率模块还包括多根如权利要求1-5中任一项所述的压接端子；

每一所述压接端子的柱状主体上至少具有一个由所述压接部构成的第一压接部；

所述内驱动板上开设有与多根所述压接端子的柱状主体对应的多个第一开孔，且多个所述第一开孔的内壁均与所述第一电路导电连接；

多根所述压接端子的柱状主体底端的导电连接头分别固定在所述功率电路基板上，且与所述功率电路基板上的第二电路导电连接；

多根所述压接端子的柱状主体顶端分别对应穿过所述内驱动板上的多个第一开孔，并在所述第一开孔处通过压接的方式将所述内驱动板固定在所述功率电路基板的上方，且所述内驱动板上的第一电路与所述功率电路基板上的第二电路基于多根所述压接端子实现电性连接。

7.根据权利要求6所述的智能功率模块，其特征在于，所述智能功率模块包括模块外壳，所述模块外壳包括顶板、多个侧板以及由所述顶板和侧板围合而成的安装腔，并在与所述顶板相对的一侧形成开口；所述安装腔的开口处设置有支撑台阶；

所述功率电路基板封装在所述安装腔的开口处的支撑台阶上，且所述内驱动板位于所述功率电路基板上方的安装腔内。

8.根据权利要求7所述的智能功率模块，其特征在于，所述内驱动板和功率电路基板分别平行于所述顶板；所述柱状主体的导电连接头焊接在所述功率电路基板的上表面，且所述柱状主体垂直于所述功率电路基板的上表面。

9.根据权利要求8所述的智能功率模块，其特征在于，所述顶板上设置有与多根所述压接端子对应的多个第二开孔，多根所述压接端子的柱状主体分别穿过多个所述第二开孔，且至少部分所述压接端子的柱状主体穿过所述第二开孔后具有延伸部，所述延伸部上设置有由所述压接部构成的第二压接部。

10.如权利要求9所述的智能功率模块，其特征在于，还包括外驱动板，所述外驱动板上具有第三电路，且所述外驱动板上开设有与多根具有延伸部的压接端子对应的多个第三开孔，且多个所述第三开孔的内壁均与所述第三电路电性连接；

多根具有延伸部的压接端子的延伸部分别穿过对应的第三开孔，并在所述第三开孔处通过压接的方式将所述外驱动板固定在所述外壳顶板的上方，且所述外驱动板上的第三电路与所述功率电路基板上的第二电路、所述内驱动板上的第一电路基于多根所述压接端子实现电性连接。

Images