CN218827945U - 功率模块端子结构、功率模块、电机控制器以及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于功率模块技术领域，涉及一种功率模块端子结构以及功率模块。该功率模块端子结构包括电极端子，所述电极端子包括依次连接的连接部、支撑部以及至少一个引脚，所述引脚上设置有焊接凸起。该功率模块端子结构可保证与被焊接件的良好接触，还可在使用中降低焊点与被焊接件之间脱落的风险，增加结构可靠性，从而提升整个功率模块的使用寿命。

Description

功率模块端子结构、功率模块、电机控制器以及车辆

技术领域

本实用新型属于功率模块技术领域，特别是涉及一种功率模块端子结构、功率模块、电机控制器以及车辆。

背景技术

功率模块是能源转换和传输的核心器件，在新能源领域有着广泛的应用，其性能和可靠性对整个电力电子系统的表现至关重要。随着全球能源转型需求日益迫切，对电子器件的功率和集成度要求越来越高。以新能源汽车为例，其核心零部件驱动电机控制器正在向小体积、高功率的趋势发展，对于功率模块的可靠性要求自然也不断提高。

现有的功率模块，其电极端子的引脚均采用平面式结构。此种结构形式在焊接时，需要保证焊接端子与被焊接件的紧密配合，这就要求较高的制造精度与装配精度。如果公差过大，两个被焊接件之间存在间隙，则导致焊点不牢固，尤其在冷热循环工况下，焊点极易断开。因此，现有的功率模块的加工制造成本高，电极端子结构可靠性差，使用寿命低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有的功率模块的电极端子结构可靠性差的技术问题，提供一种功率模块端子结构、功率模块、电机控制器以及车辆。

为解决上述技术问题，一方面，本实用新型实施例提供了一种功率模块端子结构，包括电极端子，所述电极端子包括依次连接的连接部、支撑部以及至少一个引脚，所述引脚上设置有焊接凸起。

根据本实用新型实施例的功率模块端子结构，在电极端子的引脚上形成焊接凸起。相比于平面结构，带凸点的引脚结构一方面可吸收制造公差及装配公差，减小与被焊接件(DBC或AMB)之间的焊接间隙，保证与被焊接件的良好接触；另一方面，带凸点的设计可以释放应力，增大焊接的结合强度，同时有一定缓冲作用，使用中能够降低焊点与被焊接件之间脱落的风险，增加结构可靠性，从而提升整个功率模块的使用寿命。本实用新型实施例的功率模块端子结构还实现减小制造误差、装配误差、减小间隙、提高适用性、释放焊接应力、提高结合强度、增大缓冲、提高温度循环实验的可靠性、增大结构可靠度及提高端子与模块寿命的目标。

可选地，所述引脚包括第一弯折部以及第一平直部，所述第一弯折部连接于所述支撑部与所述第一平直部之间，所述焊接凸起设置在所述第一平直部上。

可选地，所述引脚为变宽引脚或为定宽引脚；

所述变宽引脚的第一弯折部包括依次连接的第一宽段、窄段以及第二宽段，所述第一宽段的宽度及所述第二宽段的宽度均大于所述窄段的宽度，所述第一宽段与所述支撑部相接，所述第二宽段与所述第一平直部相接；

所述定宽引脚的第一弯折部的各处宽度一致。

可选地，所述引脚设置有多个，一部分所述引脚为变宽引脚，另一部分所述引脚为为定宽引脚；

所述变宽引脚的第一弯折部包括依次连接的第一宽段、窄段以及第二宽段，所述第一宽段的宽度及所述第二宽段的宽度均大于所述窄段的宽度，所述第一宽段与所述支撑部相接，所述第二宽段与所述第一平直部相接；

所述定宽引脚的第一弯折部的各处宽度一致。

可选地，所述引脚设置有多个，多个所述引脚沿所述支撑部的延伸方向依次与所述支撑部相接；

各所述引脚上的焊接凸起位于同一平面内。

可选地，多个所述引脚中，位于最边缘的所述引脚为变宽引脚，其余所述引脚为定宽引脚。

可选地，所述电极端子设置有多个，多个所述电极端子的支撑部叠层设置且互不接触，各所述电极端子的引脚相互交错，每相邻两个所述引脚之间形成有间隙。

可选地，各所述电极端子的连接部相互交错，每相邻两个所述连接部之间形成有间隙。

可选地，各所述电极端子的支撑部上下对齐设置。可选地，各所述电极端子的连接部位于同一平面内，各所述电极端子的焊接凸起位于同一平面内。

可选地，所述电极端子设置有两个。

可选地，所述连接部包括第二弯折部以及第二平直部，所述第二弯折部连接在所述支撑部与所述第二平直部之间。

可选地，所述第二弯折部上设置有通孔。可选地，所述引脚上设置有多个所述焊接凸起，多个所述焊接凸起位于对应的所述引脚的同一侧。

可选地，所述焊接凸起的截面呈圆形或多边形。

可选地，所述支撑部的端部形成有尖角。

另一方面，本实用新型实施例提供了一种功率模块，其包括上述的功率模块端子结构。

再一方面，本实用新型实施例提供了一种电机控制器，其包括上述的功率模块端子结构，或包括上述的功率模块。

最后，本实用新型实施例提供了一种车辆，其特征在于，包括上述的功率模块端子结构，或包括上述的功率模块，或包括上述的电机控制器。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的功率模块端子结构的示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的功率模块端子结构的另一角度的示意图；

图3是本实用新型实施例二提供的功率模块端子结构的示意图；

图4是本实用新型实施例二提供的功率模块端子结构的另一示意图；

图5是本实用新型实施例三提供的功率模块端子结构的示意图；

图6是本实用新型实施例三提供的功率模块端子结构的另一角度的示意图；

图7为本实用新型实施例四提供的功率模块的部分结构示意图。

说明书中的附图标记如下：

10、电极端子；10a、第一端子；10b、第二端子；

1、连接部；11、第二弯折部；111、通孔；12、第二平直部；

2、2a、2b、支撑部；21、尖角；

3、引脚；3a、变宽引脚；3b、定宽引脚；31、第一弯折部；311、第一宽段；312、窄段；313、第二宽段；32、第一平直部；321、焊接凸起；322、凹点；

20、模块外框；30、散热底板；40、被焊接件。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。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。

实施例一

如图1及图2所示，本实用新型实施例一提供的功率模块端子结构，包括电极端子10，所述电极端子10包括依次连接的连接部1、支撑部2以及引脚3，所述引脚3上形成有焊接凸起321。

本实用新型实施例提供的功率模块端子结构，在电极端子10的引脚3上形成焊接凸起321。相比于平面结构，带焊接凸起321的引脚3结构一方面可吸收制造公差及装配公差，减小与被焊接件40之间的焊接间隙，保证与被焊接件40(参考图7)的良好接触；另一方面，带焊接凸起321的设计可以释放应力，增大焊接的结合强度，同时有一定缓冲作用，使用中能够降低焊点与被焊接件40之间脱落的风险，增加结构可靠性，从而提升整个功率模块的使用寿命。本实用新型实施例的功率模块端子结构还实现减小制造误差、装配误差、减小间隙、提高适用性、释放焊接应力、提高结合强度、增大缓冲、提高可靠性、增大结构可靠度及提高端子与模块寿命的目标。

在实施例一中，所述被焊接件40为DBC(direct copper-clad ceramicsubstrate，直接覆铜陶瓷基板)或AMB(active metal brazing，活性金属钎焊)金属基板。

如图1及图2所示，在实施例一中，所述引脚3包括第一弯折部31以及第一平直部32，所述第一弯折部31连接于所述支撑部2与所述第一平直部32之间，所述第一平直部32上形成有所述焊接凸起322。

进一步地，所述焊接凸起321可通过冲压成型，此时，所述引脚3背向所述焊接凸起321一侧将形成凹点322，所述凹点322与所述焊接凸起321的位置对应。

在图示实施例中，所述第一平直部32是一个方形的平面结构，一般是矩形或者圆形，具体根据超声焊接的刀头来确定。

如图1及图2所示，在实施例一中，所述引脚3为变宽引脚3a。进一步地，所述变宽引脚3a的第一弯折部31包括依次连接的第一宽段311、窄段312以及第二宽段313，所述第一宽段311的宽度及所述第二宽段313的宽度均大于所述窄段312的宽度，所述第一宽段311与所述支撑部2相接，所述第二宽段313与所述第一平直部32相接。

所述第一弯折部31的中段(即窄段312)的宽度明显变小，此设计可以释放折弯应力、焊接应力和温度循环应力，在使用中能很好的保护焊点，提高焊点可靠性。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，所述引脚3的宽度方向为与所述引脚的延伸方向相垂直的方向，如图1中方向a所示。

在其他实施例中，若温度循环应力较小，需要较大过流能力，则所述引脚可采用定宽引脚(参考图3中定宽引脚3b)，所述定宽引脚的第一弯折部31的各处宽度一致，既可抵抗温度循环应力又可承受较大过流，减小电极发热。

如图1所示，在实施例一中，所述连接部1包括第二弯折部11以及第二平直部12，所述第二弯折部11连接在所述支撑部2与所述第二平直部12之间，所述第二弯折部11上形成有通孔111。所述通孔111的设置可以起到均流(即均分电流)的作用，同时，在嵌件注塑时所述通孔111可用于定位。

在其他实施例中，所述引脚上可形成有多个所述焊接凸起(参考图4)，多个所述焊接凸起位于对应所述引脚的同一侧，以便于与被焊接件40焊接。所述焊接凸起的个数一般可根据电极端子10的第一平直部32的尺寸来确定。所述焊接凸起的尺寸一般比较小，约为1-3mm，其形状可以是圆形或方形等。

如图1所示，在实施例一中，所述支撑部2的端部形成有尖角21。通过设置所述尖角21，以减小所述支撑部2的面积，从而减小使用时的变形。

本实用新型实施例一提供的电极端子10的尺寸较小，一般用于小型功率模块，或用于较大的功率模块的边缘部位。该电极端子10的材质一般是无氧铜、纯铜、铜合金及铝合金，既可通过冲压或折弯成型，也可通过铸造成型。

实施例二

如图3所示，为本实用新型实施例二提供的功率模块端子结构，与实施例一不同的是，实施例二的电极端子10的引脚3设置有多个，多个所述引脚3沿所述支撑部2的延伸方向依次与所述支撑部2相接。进一步地，所述连接部1也设置有多个，多个所述连接部1沿所述支撑部2的延伸方向依次与所述支撑部2相接，以增强连接稳定性。

如图3所示，在实施例二中，各所述引脚3上的焊接凸起321位于同一平面内，以便于与被焊接件40焊接。在其他实施例中，各所述引脚上的焊接凸起的位置也可根据实际需要进行调整。

如图3所示，在实施例二中，多个所述引脚3中，由于功率模块的长边端部的温度循环应力影响最大，因此，位于最边缘的所述引脚3采用变宽引脚3a，其余所述引脚3采用定宽引脚3b。在其他实施例中，各所述引脚也可全部采用变宽引脚或全部采用定宽引脚。

如图3所示，在实施例二中，各所述引脚3上均形成有一个所述焊接凸起321。在其他实施例中，各所述引脚3上也可形成有多个所述焊接凸起321，如2个(如图4所示)、3个或5个等。

实施例三

如图5及图6所示，为本实用新型实施例三提供的功率模块端子结构，在实施例三中，所述电极端子10设置有多个，多个所述电极端子10的支撑部2叠层设置且互不接触，各所述电极端子10的引脚3相互交错，每相邻两个所述引脚3之间形成有间隙。且各所述电极端子10的连接部1相互交错，每相邻两个所述连接部1之间形成有间隙。通过采用上下叠层布置，可减小回路杂散电感，降低回路功耗。此外，各引脚3相互交错设置，且各连接部1相互交错设置，可避免连接时相互干扰。

在图示实施例中，所述电极端子10设置有两个，两个所述电极端子10分别标记为第一端子10a以及第二端子10b，所述第一端子10a的支撑部2a与所述第二端子10b的支撑部2b叠层设置且互不接触。

如图5及图6所示，在实施例三中，各所述引脚3中，位于最边缘的所述引脚3为变宽引脚3a，其余所述引脚为定宽引脚3b。具体地，所述第一端子10a中，位于最边缘的所述引脚3采用变宽引脚3a，其余所述引脚3采用定宽引脚3b。所述第二端子10b中，各所述引脚3均采用定宽引脚3b。

如图5及图6所示，在实施例三中，各所述电极端子10的支撑部2上下对齐设置。以更好地进行电感抵消，降低回路功耗。具体地，各所述电极端子10的支撑部2沿如图6所示的视觉方向上下对齐设置，该对齐方向与所述支撑部2所在平面垂直。

如图5及图6所示，在实施例三中，所述电极端子10的连接部1均位于同一平面内，各所述电极端子10的焊接凸起321均位于同一平面内，以便于安装和焊接。

实施例四

如图7所示，为本实用新型实施例四提供的功率模块，包括模块外框20、散热底板30以及功率模块端子结构10，所述散热底板30安装在所述模块外框20的底部，被焊接件40放置于所述散热底板30上，所述功率模块端子结构10安装在所述模块外框20上并通过其上的焊接凸起321与被焊接件40焊接。

如图7所示，在实施例四中，所述功率模块端子结构10采用上述实施例三提供的功率模块端子结构。在其他实施例中，所述功率模块端子结构也可采用上述实施例一或实施例二提供的功率模块端子结构。

实施例五

本实用新型实施例五提供一种电机控制器，其包括上述实施例四提供的功率模块。

在其他实施例中，所述电机控制器也可仅包括上述实施例一至实施例三中任一实施例提供的功率模块端子结构。

实施例六

本实用新型实施例六提供一种车辆，其包括上述实施例五提供的电机控制器。

在其他实施例中，所述车辆也可仅包括上述实施例一至实施例三中任一实施例提供的功率模块端子结构，或包括上述实施例四提供的功率模块。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种功率模块端子结构，其特征在于，包括电极端子，所述电极端子包括依次连接的连接部、支撑部以及至少一个引脚，所述引脚上设置有焊接凸起。

2.根据权利要求1所述的功率模块端子结构，其特征在于，所述引脚包括第一弯折部以及第一平直部，所述第一弯折部连接于所述支撑部与所述第一平直部之间，所述焊接凸起设置在所述第一平直部上。

3.根据权利要求2所述的功率模块端子结构，其特征在于，所述引脚为变宽引脚或为定宽引脚；

所述变宽引脚的第一弯折部包括依次连接的第一宽段、窄段以及第二宽段，所述第一宽段的宽度及所述第二宽段的宽度均大于所述窄段的宽度，所述第一宽段与所述支撑部相接，所述第二宽段与所述第一平直部相接；

所述定宽引脚的第一弯折部的各处宽度一致。

4.根据权利要求2所述的功率模块端子结构，其特征在于，所述引脚设置有多个，一部分所述引脚为变宽引脚，另一部分所述引脚为为定宽引脚；

所述变宽引脚的第一弯折部包括依次连接的第一宽段、窄段以及第二宽段，所述第一宽段的宽度及所述第二宽段的宽度均大于所述窄段的宽度，所述第一宽段与所述支撑部相接，所述第二宽段与所述第一平直部相接；

所述定宽引脚的第一弯折部的各处宽度一致。

5.根据权利要求2所述的功率模块端子结构，其特征在于，所述引脚设置有多个，多个所述引脚沿所述支撑部的延伸方向依次与所述支撑部相接；

各所述引脚上的焊接凸起位于同一平面内。

6.根据权利要求4所述的功率模块端子结构，其特征在于，多个所述引脚中，位于最边缘的所述引脚为变宽引脚，其余所述引脚为定宽引脚。

7.根据权利要求4所述的功率模块端子结构，其特征在于，所述电极端子设置有多个，多个所述电极端子的支撑部叠层设置且互不接触，各所述电极端子的引脚相互交错，每相邻两个所述引脚之间形成有间隙。

8.根据权利要求7所述的功率模块端子结构，其特征在于，各所述电极端子的连接部相互交错，每相邻两个所述连接部之间形成有间隙。

9.根据权利要求7所述的功率模块端子结构，其特征在于，各所述电极端子的支撑部上下对齐设置。

10.根据权利要求7所述的功率模块端子结构，其特征在于，各所述电极端子的连接部位于同一平面内，各所述电极端子的焊接凸起位于同一平面内。

11.根据权利要求7所述的功率模块端子结构，其特征在于，所述电极端子设置有两个。

12.根据权利要求1所述的功率模块端子结构，其特征在于，所述连接部包括第二弯折部以及第二平直部，所述第二弯折部连接在所述支撑部与所述第二平直部之间。

13.根据权利要求12所述的功率模块端子结构，其特征在于，所述第二弯折部上设置有通孔。

14.根据权利要求1所述的功率模块端子结构，其特征在于，所述引脚上设置有多个所述焊接凸起，多个所述焊接凸起位于对应的所述引脚的同一侧。

15.根据权利要求1所述的功率模块端子结构，其特征在于，所述焊接凸起的截面呈圆形或多边形。

16.根据权利要求1所述的功率模块端子结构，其特征在于，所述支撑部的端部形成有尖角。

17.一种功率模块，其特征在于，包括权利要求1-16任意一项所述的功率模块端子结构。

18.一种电机控制器，其特征在于，包括权利要求1-16任意一项所述的功率模块端子结构，或包括权利要求17所述的功率模块。

19.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-16任意一项所述的功率模块端子结构，或包括权利要求17所述的功率模块，或包括权利要求18所述的电机控制器。

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