CN216852753U - 一种半导体模块及半导体模块系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种半导体模块及半导体模块系统，其中，半导体模块包括电路载体、导电底座以及电端子，导电底座具有卡接槽以及第一卡接部，导电底座与电路载体电连接，电端子具有第一端以及第二端，第一端设置有第二卡接部，第一端伸入卡接槽与导电底座电连接，第一卡接部与第二卡接部卡接配合，本申请实施例提供了一种可靠性高的半导体模块。

Description

一种半导体模块及半导体模块系统

技术领域

本申请涉及半导体模块技术领域，尤其涉及一种半导体模块及半导体模块系统。

背景技术

半导体模块系统中的半导体模块通常需要与印制电路板电连接，为此，半导体模块具有多个电端子，这些电端子不但需要与电路载体电连接，还需要被精确地相对于印制电路板定位，相关技术中，半导体模块存在可靠性低的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种可靠性高的半导体模块及半导体模块系统。

为达到上述目的，本申请实施例提供了一种半导体模块，包括：

电路载体；

具有卡接槽以及第一卡接部的导电底座，所述导电底座与所述电路载体电连接；

具有第一端以及第二端的电端子，所述第一端设置有第二卡接部，所述第一端伸入所述卡接槽与所述导电底座电连接，所述第一卡接部与所述第二卡接部卡接配合。

一种实施方式中，所述第一卡接部为弹性卡接部，所述弹性卡接部设置在所述卡接槽的内壁上。

一种实施方式中，所述弹性卡接部包括接触部以及与所述接触部连接的弹性部，所述第二卡接部具有卡接面，在所述电端子卡接过程中，所述第二卡接部与所述接触部接触并使得所述弹性部产生弹性形变，当所述第二卡接部接到位，所述弹性部恢复弹性形变并使得所述接触部与所述卡接面抵接。

一种实施方式中，所述弹性卡接部包括设置在所述卡接槽内壁上的连接轴，所述弹性部设置在所述连接轴上。

一种实施方式中，所述接触部设置有容纳腔，所述弹性部套设在所述连接轴上且部分位于所述容纳腔内。

一种实施方式中，所述弹性部的一端设置在所述连接轴的侧壁上，另一端与所述接触部连接。

一种实施方式中，所述接触部与所述第二卡接部接触的接触面为第一导向面。

一种实施方式中，所述第一端的部分侧壁外凸形成所述第二卡接部。

一种实施方式中，所述第二卡接部靠近所述第二端的端面为所述卡接面，所述卡接面沿径向从内向外向下倾斜。

一种实施方式中，所述第二卡接部远离所述第二端的端面为第二导向面。

本申请实施例的另一方面提供一种半导体模块系统，包括：

印制电路板；

上述的半导体模块，所述半导体模块包括模块壳体，所述电路载体设置在所述模块壳体内，所述第二端与所述印制电路板电连接。

一种实施方式中，所述模块壳体与所述印制电路板卡接。

一种实施方式中，所述模块壳体上设置有卡扣，所述印制电路板上设置有与所述卡扣对应的卡槽。

本申请实施例提供了一种半导体模块及半导体模块系统，其中，半导体模块通过在导电底座上设置卡接槽以及第一卡接部，在电端子的第一端上设置有第二卡接部，也就是说，第一端伸入卡接槽与导电底座电连接，通过第一卡接部与第二卡接部卡接配合，能够防止电端子装配不到位，另外，还能够防止电端子从导电底座中脱出，由此，可以有效地提高半导体模块的可靠性。

附图说明

图1为本申请一实施例的半导体模块系统的结构示意图；

图2为本申请一实施例的半导体模块的结构示意图；

图3为本申请一实施例的电端子以及电路载体的连接结构示意图；

图4为图3中A处的放大图；

图5为本申请一实施例的电端子以及导电底座的结构示意图；

图6为图5的截面图，其中电端子以及导电底座处于非卡接状态；

图7为图5的截面图，其中电端子以及导电底座处于卡接状态；

图8为图6中B处的放大图；

图9为相关技术中的电端子以及导电底座的结构示意图，其中电端子以及导电底座处于非连接状态；

图10为相关技术中的电端子以及导电底座的结构示意图，其中电端子以及导电底座处于连接状态。

附图标记说明

导电底座10；卡接槽10a；第一卡接部11；接触部11a；弹性部11b；连接轴 11c；第一导向面11d；电路载体20；电端子30；第一端31；第二端32；第二卡接部33；卡接面33a；第二导向面33b；模块壳体40；卡扣40a；固定孔40b；半导体模块100；印制电路板200；卡槽200a。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

本申请一实施例提供了一种半导体模块100，请参阅图1至图8，包括电路载体20、导电底座10以及电端子30，导电底座10具有卡接槽10a以及第一卡接部11，导电底座10与电路载体20电连接，电端子30具有第一端31以及第二端32，第一端31设置有第二卡接部33，第一端31伸入卡接槽10a与导电底座10电连接，第一卡接部11与第二卡接部33卡接配合。

电路载体20的具体类型在此不做限制，例如可以是DBC衬底(direct bondingcopper，直接铜接合)、DAB衬底(direct aluminum bonding，直接铝接合)、AMB衬底(activemetalbrazing，活性金属钎焊)或传统印制电路板200 (PCB)，示例性地，本申请中的电路载体20为DBC衬底。

需要说明的是，电路载体20的具体数量在此不做限制，可以为一个或者多个。

请参阅图3和图4，导电底座10设置在电路载体20上，且与电路载体20 电连接，导电底座10用于与连接电端子30，进而使得电端子30与电路载体20 电连接。

需要说明的是，导电底座10的一般为导电金属制成，例如可以为黄铜金属。

相关技术中，先将电端子30与导电底座10进行连接之后再回流焊接在半导体模块100内部的电路载体20上，请参阅图9和图10，电端子30的第一端 31与导电底座10之间会出现内部有空隙的情况，因而，会导致后续出现电端子30的第二端32出现高低不平的问题，而这种情况会导致后续半导体模块100 焊接到印制电路板200(PCB)出现高度不够，进而导致虚焊的情况，另外，电端子30直接插入到导电底座10的连接结构也不牢固，电端子30比较容易从导电底座10中脱出，进而降低了半导体模块100的可靠性。

而本申请实施例提供的半导体模块100，通过在导电底座10上设置卡接槽 10a以及第一卡接部11，在电端子30的第一端31上设置有第二卡接部33，也就是说，第一端31伸入卡接槽10a与导电底座10电连接，通过第一卡接部11 与第二卡接部33卡接配合，能够防止电端子30装配不到位，进而能够防止后续半导体模块100焊接到印制电路板200(PCB)时出现虚焊的情况，另外，还能够防止电端子30从导电底座10中脱出，由此，可以有效地提高半导体模块100的可靠性。

需要说明的是，第一卡接部11的具体类型在此不做限制，只要在电端子 30装配到位时，能够与第二卡接部33卡接配合以对电端子30进行限位，防止电端子30从导电底座10中脱出即可，例如可以为卡环结构，弹性卡接结构等。

一实施例中，请参阅图5，第一卡接部11为弹性卡接部，弹性卡接部在外力的作用下，发生弹性形变，在失去外力的作用下恢复弹性形变，由此，实现与第二卡接部33的卡接配合。

其中，弹性卡接部的数量在此不做限制，可以为一个，也可以为多个，示例性地，弹性卡接部为4个，4个弹性卡接部间隔设置。

请参阅图5，弹性卡接部设置在卡接槽10a的内壁上，电端子30伸入卡接槽10a内时，与卡接槽10a的内壁上的弹性卡接部接触并挤压弹性卡接部，弹性卡接部发生弹性形变，当电端子30安装到位时，弹性卡接部恢复弹性形变并与第二卡接部33卡接配合，该结构简单，且在操作过程中，弹性卡接部与第二卡接部33卡接配合后即表示电端子30装配到位，方便操作。

在一些实施方式中，弹性卡接部设置在卡接槽10a的端部。

其中，弹性卡接部的具体结构不做限制，例如可以是本身具有弹性的弹性件，还可以是导电底座10本身能够发生一定形变，通过在导电底座10上设置接触部11a，通过导电底座10本身的形变以使电端子30伸入卡接槽10a，并通过接触部11a与第二卡接部33卡接配合。

一实施例中，请参阅图6至图8，弹性卡接部包括接触部11a以及与接触部11a连接的弹性部11b，第二卡接部33具有卡接面33a，在电端子30卡接过程中，即在电端子30伸入卡接槽10a的过程中，第二卡接部33与接触部11a 接触并使得弹性部11b产生弹性形变，当第二卡接部33卡接到位，弹性部11b 恢复弹性形变并使得接触部11a与卡接面33a抵接，方便电端子30的连接，还能够防止电端子30从导电底座10中脱出。

其中，弹性部11b的具体结构在此不做限制，示例性地，弹性部11b为弹簧。

一实施例中，请参阅图8，弹性卡接部包括设置在卡接槽10a内壁上的连接轴11c，弹性部11b设置在连接轴11c上。

通过设置连接轴11c，弹性部11b设置在连接轴11c上，以实现接触部11a 能够沿卡接槽10a的径向做伸缩运动，进而实现与第二卡接部33的卡接配合。

一实施例中，请参阅图8，弹性部11b的一端设置在连接轴11c的侧壁上，另一端与接触部11a连接，弹性部11b例如为弹簧，在电端子30伸入卡接槽 10a的过程中，第二卡接部33与接触部11a接触以压缩弹簧，弹簧产生弹性形变，当第二卡接部33卡接到位，弹簧恢复弹性形变并使得接触部11a与卡接面 33a抵接。

其中，接触部11a设置有容纳腔，连接轴11c部分位于容纳腔内，连接轴 11c靠近电端子30的端部与容纳腔的内壁具有预设间隙，该预设间隙的设置为接触部11a沿卡接槽10a的径向做伸缩运动的最大位移。

在一些实施方式中，接触部11a设置有容纳腔，弹性部11b套设在连接轴 11c上且部分位于容纳腔内，弹性部11b例如为弹簧，弹簧套设在连接轴11c 上且部分位于容纳腔内，在电端子30伸入卡接槽10a的过程中，第二卡接部 33与接触部11a接触以压缩弹簧，弹簧产生弹性形变，当第二卡接部33卡接到位，弹簧恢复弹性形变并使得接触部11a与卡接面33a抵接。

一实施例中，请参阅图7和图8，接触部11a与第二卡接部33接触的接触面为第一导向面11d。

接触部11a与第二卡接部33接触的接触面为第一导向面11d，以使电端子 30伸入卡接槽10a的过程中，第一导向面11d以对第二卡接部33进行导向，进而以使电端子30顺利伸入卡接槽10a，提高了卡接结构的可靠性，具体地，接触部11a与第二卡接部33接触的接触面为弧面。

在一些实施方式中，接触部11a也可以为其他形状，例如为方形或其他不规则形状。

一实施例中，请参阅图6，第一端31的部分侧壁外凸形成第二卡接部33。

其中，可以是第一端31的部分侧壁外凸形成一个环形的第二卡接部33，也可以是第一端31在对应的第一卡接部11处外凸形成第二卡接部33。

在一些实施方式中，第一端31的部分侧壁内凹形成第二卡接部33。

一实施例中，请参阅图6，第二卡接部33靠近第二端32的端面为卡接面33a，卡接面33a的设置，能够防止电端子30从导电底座10中脱出。

卡接面33a沿径向从内向外向下倾斜，能够使得第二卡接部33更好的与形成第一导向面11d的接触部11a卡接配合。

在一些实施方式中，卡接面33a沿径向从内向外向上倾斜或者为平面。

一实施例中，请参阅图6，第二卡接部33远离第二端32的端面为第二导向面33b。

第二卡接部33远离第二端32的端面为第二导向面33b，以使电端子30伸入卡接槽10a的过程中，第二导向面33b以对电端子30进行导向，进而以使电端子30顺利伸入卡接槽10a，提高了卡接结构的可靠性。

本申请实施例的另一方面，提供一种半导体模块系统，请参阅图1，半导体模块系统包括印制电路板200以及上述任意一项实施例的半导体模块100，半导体模块100与印制电路板200焊接。

请参阅图2，半导体模块100包括模块壳体40，电路载体20设置在模块壳体40内，电端子30的第一端31伸入卡接槽10a与导电底座10电连接，电端子30的第二端32与印制电路板200电连接，通过第一卡接部11与第二卡接部 33卡接配合，能够防止电端子30装配不到位，进而能够防止后续半导体模块 100焊接到印制电路板200时出现虚焊的情况，由此，可以有效地提高半导体模块系统的可靠性。

具体地，本申请的半导体模块100为三电平半导体模块100，该半导体模块100采用有源钳位三电平(ANPC)拓扑结构，并集成了整流与逆变结构器件、NTC温度传感器(Negative Temperature Coefficient Sensor)以及PressFIT压接引脚等一体的高功率集成封装电路。

模块壳体40的具体类型在此不做限制，示例性地，模块壳体40为塑料结构。

相关技术中，电端子30的第二端32与印制电路板200电连接，半导体模块100安装在印制电路板200后平衡度存在较大的缺陷，且半导体模块100与印制电路板200的连接存在不牢靠的问题。

而本申请实施例提供的半导体模块系统，模块壳体40与印制电路板200 卡接连接，因而，能够提高半导体模块100与印制电路板200的连接结构的可靠性，另外，还能够提高半导体模块100安装在印制电路板200后的平衡度。

一实施例中，请参阅图1，模块壳体40上设置有卡扣40a，印制电路板200 上设置有与卡扣40a对应的卡槽200a，装配时，将卡扣40a插入卡槽200a以使半导体模块100与印制电路板200卡接配合，提高了半导体模块100与印制电路板200的连接结构的稳定性，且提高了半导体模块100的平衡度。

需要说明的是，卡扣40a的数量在此不做限制，示例性地，卡扣40a为两个，两个卡扣40a对称设置在模块壳体40的两侧，进一步提高了半导体模块 100与印制电路板200的连接结构的稳定性。

一实施例中，模块壳体40为一体成型结构，节省了模块壳体40组装的时间，进而提高了装配的效率。

在一些实施方式中，模块壳体40为可拆卸结构，方便半导体模块100的装配。

相关技术中，半导体模块系统包括散热器，半导体模块100设置有金属耳，并通过金属耳与散热器连接，在半导体模块100工作时，散热器用于为半导体模块100散热，但是存在成本高的问题。

而本申请的半导体模块系统包括散热器，模块壳体40上设置有固定孔40b，请参阅图2，通过固定孔40b与散热器紧固连接，降低了成本。

本申请提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种半导体模块，其特征在于，包括：

电路载体(20)；

具有卡接槽(10a)以及第一卡接部(11)的导电底座(10)，所述导电底座(10)与所述电路载体(20)电连接；

具有第一端(31)以及第二端(32)的电端子(30)，所述第一端(31)设置有第二卡接部(33)，所述第一端(31)伸入所述卡接槽(10a)与所述导电底座(10)电连接，所述第一卡接部(11)与所述第二卡接部(33)卡接配合。

2.根据权利要求1所述的半导体模块，其特征在于，所述第一卡接部(11)为弹性卡接部，所述弹性卡接部设置在所述卡接槽(10a)的内壁上。

3.根据权利要求2所述的半导体模块，其特征在于，所述弹性卡接部包括接触部(11a)以及与所述接触部(11a)连接的弹性部(11b)，所述第二卡接部(33)具有卡接面(33a)，在所述电端子(30)卡接过程中，所述第二卡接部(33)与所述接触部(11a)接触并使得所述弹性部(11b)产生弹性形变，当所述第二卡接部(33)卡接到位，所述弹性部(11b)恢复弹性形变并使得所述接触部(11a)与所述卡接面(33a)抵接。

4.根据权利要求3所述的半导体模块，其特征在于，所述弹性卡接部包括设置在所述卡接槽(10a)内壁上的连接轴(11c)，所述弹性部(11b)设置在所述连接轴(11c)上。

5.根据权利要求4所述的半导体模块，其特征在于，所述接触部(11a)设置有容纳腔，所述弹性部(11b)套设在所述连接轴(11c)上且部分位于所述容纳腔内；或，

所述弹性部(11b)的一端设置在所述连接轴(11c)的侧壁上，另一端与所述接触部(11a)连接。

6.根据权利要求3所述的半导体模块，其特征在于，所述接触部(11a)与所述第二卡接部(33)接触的接触面为第一导向面(11d)。

7.根据权利要求3-6任意一项所述的半导体模块，其特征在于，所述第一端(31)的部分侧壁外凸形成所述第二卡接部(33)。

8.根据权利要求7所述的半导体模块，其特征在于，所述第二卡接部(33)靠近所述第二端(32)的端面为所述卡接面(33a)，所述卡接面(33a)沿径向从内向外向下倾斜；和/或，

所述第二卡接部(33)远离所述第二端(32)的端面为第二导向面(33b)。

9.一种半导体模块系统，其特征在于，包括：

印制电路板(200)；

权利要求1-8中任意一项所述的半导体模块(100)，所述半导体模块(100)包括模块壳体(40)，所述电路载体(20)设置在所述模块壳体(40)内，所述第二端(32)与所述印制电路板(200)电连接。

10.根据权利要求9所述的半导体模块系统，其特征在于，所述模块壳体(40)与所述印制电路板(200)卡接。

11.根据权利要求10所述的半导体模块系统，其特征在于，所述模块壳体(40)上设置有卡扣(40a)，所述印制电路板(200)上设置有与所述卡扣(40a)对应的卡槽(200a)。

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