TWI762765B - 功率模組封裝結構 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種功率模組封裝結構，包括：一本體，具有一側壁；一第一突出結構，自該本體的該側壁的一端點向外突出；一第二突出結構，自該本體的該側壁的另一端點向外突出，並與該第一突出結構相對設置；以及一彈片，兩端分別嵌於該第一突出結構與該第二突出結構，並經該彈片傳遞應力至該第一突出結構與該第二突出結構，其中該彈片的等效剛性不同於該本體的等效剛性，使該封裝結構的整體受力均勻。

Description

功率模組封裝結構

本發明係有關於一種封裝結構，特別是有關於一種鎖固時具有良好應力傳遞效果的功率模組封裝結構。

現行整合功率模組(Integrated Power Module, IPM)運作時所產生過多的熱能，需藉由鎖固於散熱片協助散熱，而於模組與散熱片之間填補散熱膏，提高散熱效率。

當本體材料的彈性模數過大時，或製程有微小公差時，容易因放大效應產生過大的應力，造成模組本身或內置零件的損壞。反之，當本體材料的彈性模數過小時，本體容易變形，散熱膏於變形大的區域無法接觸，造成散熱不佳，且在環境振動與外力衝擊的狀態下亦有可靠性問題。

因此，開發一種鎖固時具有良好應力傳遞效果的功率模組封裝結構是眾所期待的。

根據本發明的一實施例，提供一種功率模組封裝結構。該功率模組封裝結構包括：一本體，具有一側壁；一第一突出結構，自該本體的該側壁的一端點向外突出；一第二突出結構，自該本體的該側壁的另一端點向外突出，並與該第一突出結構相對設置；以及一彈片，兩端分別嵌於該第一突出結構與該第二突出結構，並經該彈片傳遞應力至該第一突出結構與該第二突出結構，其中該彈片的等效剛性不同於該本體的等效剛性，使該封裝結構的整體受力均勻。

在部分實施例中，該本體、該第一突出結構與該第二突出結構由塑膠所構成。在部分實施例中，該本體的該側壁的厚度介於2mm至5mm。在部分實施例中，更包括一基板，設置於該本體的底部。在部分實施例中，該彈片由金屬所構成。在部分實施例中，該彈片的厚度介於0.3mm至0.8mm。在部分實施例中，該彈片更包括一鎖扣部，與一外部鎖扣件配合固定該封裝結構。在部分實施例中，該彈片更包括至少一彎折部。在部分實施例中，該彈片的部分材料朝該本體的該側壁彎折形成該彎折部。在部分實施例中，該彈片之該彎折部與該鎖扣部部分重合。在部分實施例中，該彈片包括兩個該開孔，分別位於該鎖扣部兩側對稱配置。在部分實施例中，該彈片更包括複數個開孔。在部分實施例中，該彈片與該本體的該側壁之間具有一間隙。在部分實施例中，該本體的該側壁更包括向內形成有一孔槽。

本發明使用塑膠作為功率模組封裝結構的本體材料，並提高本體的厚度以增加其等效剛性(equivalent stiffness)。而於封裝結構的鎖附區域則使用金屬材料的彈片取代傳統的塑膠鎖附元件，並降低金屬彈片的厚度以減小其等效剛性(傳統塑膠結構的等效剛性為本發明金屬彈片等效剛性的18倍左右)。本發明即是藉由不同元件(本體與鎖附元件)使用不同材料使不同元件之間形成等效剛性差異的方式，使封裝結構的整體受力更為均勻、減少變形、並有效降低各組裝元件因尺寸公差所造成的影響。本發明於鎖附區域的金屬彈片上增加各式形狀的開孔，可微調本體與散熱片之間整體受應力值與受力分布。本發明將金屬彈片的部分區域以折彎方式形成立體結構，可增加彈片整體的剛性、面積慣性矩，相當有利於應力的傳遞。本發明藉由調整相關元件尺寸以改善應力傳遞及在振動與衝擊下的固定支撐性。此外，本發明於鎖附區域與本體之間設置有孔槽，使位於鎖附區域作為固定結構的鎖附件不致與本體接觸，促使因鎖附產生的應力朝向本體的側邊傳遞，避免產生的應力直接傳遞至與本體貼附的直接覆銅(Direct Bonded Copper，DBC)基板，造成應力過於集中直接覆銅基板，如此可增加應力傳遞區域，使應力更加均勻。

請參閱第1、2圖，根據本發明的一實施例，提供一種功率模組封裝結構10。第1圖為功率模組封裝結構10的上視圖。第2圖為功率模組封裝結構10的立體圖。

如第1、2圖所示，功率模組封裝結構10包括本體12、基板14、第一突出結構16、第二突出結構18、第三突出結構20、第四突出結構22、第一彈片24、以及第二彈片26。本體12包括第一側壁28a、第二側壁28b、第三側壁28c、以及第四側壁28d。第一側壁28a、第二側壁28b、第三側壁28c、以及第四側壁28d環繞構成本體12，並大致定義本體12的外部範圍與內部空間。其中第一側壁28a分別與第二側壁28b以及第四側壁28d相互連接，第三側壁28c分別與第二側壁28b以及第四側壁28d相互連接，第一側壁28a與第三側壁28c對向設置，第二側壁28b與第四側壁28d對向設置。基板14設置於本體12的底部12’，並與前述多個側壁鄰接。第一突出結構16自本體12的第一側壁28a的第一端點28a1向外突出。第二突出結構18自本體12的第一側壁28a的第二端點28a2向外突出，並與第一突出結構16相對設置。第三突出結構20自本體12的第三側壁28c的第一端點28c1向外突出。第四突出結構22自本體12的第三側壁28c的第二端點28c2向外突出，並與第三突出結構20相對設置。第一彈片24包括鎖扣部24a。第一彈片24大致為長形結構，且第一彈片24的兩端24b分別嵌於第一突出結構16與第二突出結構18。本發明藉由第一彈片24的鎖扣部24a以另外提供的一外部鎖扣件(圖未繪示)配合以固定封裝結構10，並經由第一彈片24傳遞應力至第一突出結構16與第二突出結構18。值得注意的是，本發明的設計考量是使第一彈片24的等效剛性不同於本體12的等效剛性。第二彈片26包括鎖扣部26a。第二彈片26大致為長形結構，且第二彈片26的兩端26b分別嵌於第三突出結構20與第四突出結構22。本發明藉由第二彈片26的鎖扣部26a以鎖扣件(未圖示)配合以固定封裝結構10，並經由第二彈片26傳遞應力至第三突出結構20與第四突出結構22。值得注意的是，本發明的設計考量是使第二彈片26的等效剛性不同於本體12的等效剛性。在部分實施例中，第一彈片24與第二彈片26具有相同的等效剛性。

在部分實施例中，本體12、第一突出結構16、第二突出結構18、第三突出結構20、以及第四突出結構22可由各式塑膠材料所構成，包括但不限定於，例如聚苯硫醚(polyphenylene sulfide，PPS)或聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)等熱塑性樹脂，其他種類的塑料亦可適用於本發明。在部分實施例中，本體12的第一側壁28a、第二側壁28b、第三側壁28c、以及第四側壁28d的厚度T大約介於2mm至5mm。

在部分實施例中，基板14可包括各式電路板以乘載或插置各種電子元件，包括但不限定於，例如印刷電路板(PCB)，其他種類的電路板亦可適用於本發明。

在部分實施例中，第一彈片24可由各式金屬材料所構成，包括但不限定於，例如不鏽鋼或錳鋼等，其他種類的金屬材料亦可適用於本發明。在部分實施例中，第一彈片24的楊氏模數大約介於180Mpa至220Mpa。在部分實施例中，第一彈片24的厚度t大約介於0.3至0.8mm。在部分實施例中，第一彈片24的等效剛性大約介於0.01N/mm至0.08N/mm。在部分實施例中，第一彈片24更包括彎折部24c。在部分實施例中，第一彈片24的彎折部24c與鎖扣部24a部分重合。在部分實施例中，第一彈片24的部分材料朝內(朝本體12的第一側壁28a)彎折形成彎折部24c。在部分實施例中，視產品需要，第一彈片24可包括單個或複數個彎折部24c，使在彎折部24c周圍形成一種雙層結構或一種多層結構，具結構強化效果。在部分實施例中，第一彈片24更包括複數個開孔30，形成、分布於其中。在部分實施例中，以第一彈片24包括兩個開孔30為例，其中兩個開孔30具有相同形狀，分別位於鎖扣部24a兩側對稱配置，且不與彎折部24c重合，但本發明不以此為限。在部分實施例中，第一彈片24的開孔30可包括各式形狀，包括但不限定於，例如圓角矩形、圓形、橢圓形、或多邊形，其他形狀亦可適用於本發明。此處以圓角矩形的開孔30為例做說明。在部分實施例中，圓角矩形的開孔30的長度L大約介於6mm至8mm。在部分實施例中，圓角矩形的開孔30的寬度W大約介於1.2至1.6mm。在部分實施例中，圓角矩形的開孔30的圓角半徑R大約介於0.5至0.7mm。

在部分實施例中，第一彈片24的鎖扣部24a配合另外提供的一外部鎖扣件(圖未繪示)穿過以鎖附固定封裝結構10的鎖孔32。鎖孔32位於鎖扣部24a的中央區域，並開孔於鎖扣部24a的邊緣(即鎖孔32的一部分未為鎖扣部24a所包圍)。在部分實施例中，鎖扣件可包括各式鎖扣元件，包括但不限定於，例如具有螺紋的螺絲、鉚釘或彈性件，其他種類的鎖扣元件亦可適用於本發明。在部分實施例中，於鎖扣部24a中，更包括插入有金屬片34，如第2圖所示。在部分實施例中，金屬片34可由各式金屬材料所構成，包括但不限定於，例如不鏽鋼或錳鋼等，其他種類的金屬材料亦可適用於本發明。在部分實施例中，金屬片34與第一彈片24為相同材料。在部分實施例中，第一彈片24的兩端24b分別以向上彎折延伸的方式嵌於第一突出結構16與第二突出結構18，如第2圖所示。

在部分實施例中，第二彈片26可由各式金屬材料所構成，包括但不限定於，例如不鏽鋼或錳鋼等，其他種類的金屬材料亦可適用於本發明。在部分實施例中，第二彈片26的楊氏模數大約介於180Mpa至220Mpa。在部分實施例中，第二彈片26的厚度大約介於0.3mm至0.8mm，與第一彈片24的厚度t大約相同。在部分實施例中，第二彈片26的等效剛性大約介於0.01N/mm至0.08N/mm。在部分實施例中，第二彈片26更包括彎折部26c。在部分實施例中，第二彈片26的彎折部26c與鎖扣部26a部分重合。在部分實施例中，第二彈片26的部分材料朝內(朝本體12的第三側壁28c)彎折形成彎折部26c。在部分實施例中，視產品需要，第二彈片26可包括單個或複數個彎折部26c，使在彎折部26c周圍形成一種雙層結構或一種多層結構，具結構強化效果。在部分實施例中，第二彈片26更包括複數個開孔36，形成、分布於其中。在部分實施例中，以第二彈片26包括兩個開孔36為例，其中兩個開孔36具有相同形狀，分別位於鎖扣部26a兩側對稱配置，且不與彎折部26c重合，但本發明不以此為限。在部分實施例中，第二彈片26的開孔36可包括各式形狀，包括但不限定於，例如圓角矩形、圓形、橢圓形、或多邊形，其他形狀亦可適用於本發明。此處以圓角矩形的開孔36為例做說明。在部分實施例中，圓角矩形的開孔36的長度L’大約介於6mm至8mm。在部分實施例中，圓角矩形的開孔36的寬度W’大約介於1.2至1.6mm。在部分實施例中，圓角矩形的開孔36的圓角半徑R’大約介於0.5mm至0.7mm。

在部分實施例中，第二彈片26的鎖扣部26a配合另外提供的一外部鎖扣件(圖未繪示)穿過以鎖附固定封裝結構10的鎖孔38。鎖孔38位於鎖扣部26a的中央區域，並開孔於鎖扣部26a的邊緣(即鎖孔38的一部分未為鎖扣部26a所包圍)。在部分實施例中，鎖扣件可包括各式鎖扣元件，包括但不限定於，例如具有螺紋的螺絲、鉚釘或彈性件，其他種類的鎖扣元件亦可適用於本發明。在部分實施例中，於鎖扣部26a中，更包括以如第2圖所示插入金屬片34的方式插入有金屬片(圖未繪示)。在部分實施例中，金屬片可由各式金屬材料所構成，包括但不限定於，例如不鏽鋼或錳鋼等，其他種類的金屬材料亦可適用於本發明。在部分實施例中，金屬片與第二彈片26為相同材料。在部分實施例中，第二彈片26的兩端26b分別以向上彎折延伸的方式(以如第2圖所示第一彈片24的兩端24b分別嵌入第一突出結構16與第二突出結構18的方式)嵌於第三突出結構20與第四突出結構22。在部分實施例中，第一彈片24的開孔30與第二彈片26的開孔36亦可具有不同形狀，例如第一彈片24的開孔30為圓角矩形，第二彈片26的開孔36為圓形，或是第一彈片24的開孔30為圓形，第二彈片26的開孔36為圓角矩形。

在部分實施例中，本體12的第一側壁28a更包括向內形成有孔槽40，以避免穿過鎖扣部24a與配合的鎖扣件(圖未繪示)的部分如螺絲頭過寬而與本體12的第一側壁28a接觸致損傷本體1。此外，前述孔槽40內縮設計可縮減功率模組封裝結構10整體的組裝體積。在部分實施例中，第一彈片24與本體12的第一側壁28a之間具有一間隙G1，即表示第一彈片24僅以其兩端24b分別嵌於第一突出結構16與第二突出結構18，而未與本體12的第一側壁28a接觸。在部分實施例中，第二彈片26與本體12的第三側壁28c之間具有一間隙G2，即表示第二彈片26僅以其兩端26b分別嵌於第三突出結構20與第四突出結構22，而未與本體12的第三側壁28c接觸。

請參閱第3、4圖，根據本發明的一實施例，提供一種功率模組封裝結構10。第3圖為功率模組封裝結構10的上視圖。第4圖為功率模組封裝結構10的立體圖。

如第3、4圖所示，功率模組封裝結構10包括本體12、基板14、第一突出結構16、第二突出結構18、第三突出結構20、第四突出結構22、第一彈片24、以及第二彈片26。本體12包括第一側壁28a、第二側壁28b、第三側壁28c、以及第四側壁28d。第一側壁28a、第二側壁28b、第三側壁28c、以及第四側壁28d環繞構成本體12，並大致定義本體12的外部範圍與內部空間。其中第一側壁28a分別與第二側壁28b以及第四側壁28d相互連接，第三側壁28c分別與第二側壁28b以及第四側壁28d相互連接，第一側壁28a與第三側壁28c對向設置，第二側壁28b與第四側壁28d對向設置。基板14設置於本體12的底部12’ ，並與前述多個側壁鄰接。第一突出結構16自本體12的第一側壁28a的第一端點28a1向外突出。第二突出結構18自本體12的第一側壁28a的第二端點28a2向外突出，並與第一突出結構16相對設置。第三突出結構20自本體12的第三側壁28c的第一端點28c1向外突出。第四突出結構22自本體12的第三側壁28c的第二端點28c2向外突出，並與第三突出結構20相對設置。

第一彈片24包括鎖扣部24a。第一彈片24大致為長形結構，且第一彈片24的兩端24b分別嵌於第一突出結構16與第二突出結構18。本發明藉由第一彈片24的鎖扣部24a以另外提供的一外部鎖扣件(圖未繪示)配合以固定封裝結構10，並經由第一彈片24傳遞應力至第一突出結構16與第二突出結構18。值得注意的是，本發明的設計考量是使第一彈片24的等效剛性不同於本體12的等效剛性。第二彈片26包括鎖扣部26a。第二彈片26大致為長形結構，且第二彈片26的兩端26b分別嵌於第三突出結構20與第四突出結構22。本發明藉由第二彈片26的鎖扣部26a以另外提供的一外部鎖扣件(圖未繪示)配合以固定封裝結構10，並經由第二彈片26傳遞應力至第三突出結構20與第四突出結構22。值得注意的是，本發明的設計考量是使第二彈片26的等效剛性不同於本體12的等效剛性。在部分實施例中，第一彈片24與第二彈片26具有相同的等效剛性。

在部分實施例中，本體12、第一突出結構16、第二突出結構18、第三突出結構20、以及第四突出結構22可由各式塑膠材料所構成，包括但不限定於，例如聚苯硫醚或聚對苯二甲酸乙二酯等熱塑性樹脂，其他種類的塑料亦可適用於本發明。在部分實施例中，本體12的第一側壁28a、第二側壁28b、第三側壁28c、以及第四側壁28d的厚度T大約介於2mm至5mm。

在部分實施例中，基板14可包括各式電路板以乘載或插置各種電子元件，包括但不限定於，例如印刷電路板(PCB)，其他種類的電路板亦可適用於本發明。

在部分實施例中，第一彈片24可由各式金屬材料所構成，包括但不限定於，例如不鏽鋼或錳鋼等，其他種類的金屬材料亦可適用於本發明。在部分實施例中，第一彈片24的楊氏模數大約介於180Mpa至220Mpa。在部分實施例中，第一彈片24的厚度t大約介於0.3至0.8mm。在部分實施例中，第一彈片24的等效剛性大約介於0.01N/mm至0.08N/mm。在部分實施例中，第一彈片24更包括彎折部24c。在部分實施例中，第一彈片24的彎折部24c與鎖扣部24a部分重合。在部分實施例中，第一彈片24的部分材料朝內(朝本體12的第一側壁28a)彎折形成彎折部24c。在部分實施例中，視產品需要，第一彈片24可包括單個或複數個彎折部24c，使在彎折部24c周圍形成一種雙層結構或一種多層結構，具結構強化效果。

在部分實施例中，第一彈片24更包括複數個開孔30，形成、分布於其中。在部分實施例中，第一彈片24的開孔30可包括各式形狀，包括但不限定於，例如圓角矩形、圓形、橢圓形、或多邊形，其他形狀亦可適用於本發明。此處以圓形開孔30為例做說明。在部分實施例中，圓形開孔30的半徑r大約介於1mm至1.5mm。在部分實施例中，圓形開孔30的數量並不加以限制，以能符合產品需求為原則。在部分實施例中，第一彈片24的鎖扣部24a配合另外提供的一外部鎖扣件(圖未繪示)穿過以鎖附固定封裝結構10的鎖孔32。鎖孔32位於鎖扣部24a的中央區域，並開孔於鎖扣部24a的邊緣(即鎖孔32的一部分未為鎖扣部24a所包圍)。

在部分實施例中，鎖扣件可包括各式鎖扣元件，包括但不限定於，例如具有螺紋的螺絲、鉚釘或彈性件，其他種類的鎖扣元件亦可適用於本發明。在部分實施例中，第一彈片24中位於鎖扣部24a兩側的多個開孔30彼此具有相同形狀，且其位置分布呈現對稱態樣。在部分實施例中，於鎖扣部24a中，更包括插入有金屬片34，如第4圖所示。在部分實施例中，金屬片34可由各式金屬材料所構成，包括但不限定於，例如不鏽鋼或錳鋼等，其他種類的金屬材料亦可適用於本發明。在部分實施例中，金屬片34與第一彈片24為相同材料。在部分實施例中，第一彈片24的兩端24b分別以向上彎折延伸的方式嵌於第一突出結構16與第二突出結構18，如第4圖所示。

在部分實施例中，第二彈片26可由各式金屬材料所構成，包括但不限定於，例如不鏽鋼或錳鋼等，其他種類的金屬材料亦可適用於本發明。在部分實施例中，第二彈片26的楊氏模數大約介於180Mpa至220Mpa。在部分實施例中，第二彈片26的厚度大約介於0.3mm至0.8mm，與第一彈片24的厚度t大約相同。在部分實施例中，第二彈片26的等效剛性大約介於0.01N/mm至0.08N/mm。在部分實施例中，第二彈片26更包括彎折部26c。在部分實施例中，第二彈片26的彎折部26c與鎖扣部26a部分重合。在部分實施例中，第二彈片26的部分材料朝內(朝本體12的第三側壁28c)彎折形成彎折部26c。在部分實施例中，視產品需要，第二彈片26可包括單個或複數個彎折部26c，使在彎折部26c周圍形成一種雙層結構或一種多層結構，具結構強化效果。

在部分實施例中，第二彈片26更包括複數個開孔36，形成、分布於其中。在部分實施例中，第二彈片26的開孔36可包括各式形狀，包括但不限定於，例如圓角矩形、圓形、橢圓形、或多邊形，其他形狀亦可適用於本發明。此處以圓形開孔36為例做說明。在部分實施例中，圓形開孔36的半徑r’大約介於1mm至1.5mm。在部分實施例中，圓形開孔36的數量並不加以限制，以能符合產品需求為原則。在部分實施例中，第二彈片26的鎖扣部26a配合另外提供的一外部鎖扣件(圖未繪示)穿過以鎖附固定封裝結構10的鎖孔38。鎖孔38位於鎖扣部26a的中央區域，並開孔於鎖扣部26a的邊緣(即鎖孔38的一部分未為鎖扣部26a所包圍)。

在部分實施例中，鎖扣件可包括各式鎖扣元件，包括但不限定於，例如具有螺紋的螺絲、鉚釘或彈性件，其他種類的鎖扣元件亦可適用於本發明。在部分實施例中，第二彈片26中位於鎖扣部26a兩側的多個開孔36彼此具有相同形狀，且其位置分布呈現對稱態樣。在部分實施例中，於鎖扣部26a中，更包括以如第4圖所示插入金屬片34的方式插入有金屬片(未圖示)。在部分實施例中，金屬片可由各式金屬材料所構成，包括但不限定於，例如不鏽鋼或錳鋼等，其他種類的金屬材料亦可適用於本發明。在部分實施例中，金屬片與第二彈片26為相同材料。在部分實施例中，第二彈片26的兩端26b分別以向上彎折延伸的方式(以如第4圖所示第一彈片24的兩端24b分別嵌入第一突出結構16與第二突出結構18的方式)嵌於第三突出結構20與第四突出結構22。在部分實施例中，第一彈片24的開孔30與第二彈片26的開孔36亦可具有不同形狀，例如第一彈片24的開孔30為圓形，第二彈片26的開孔36為圓角矩形，或是第一彈片24的開孔30為圓角矩形，第二彈片26的開孔36為圓形。

在部分實施例中，本體12的第一側壁28a更包括向內形成有孔槽40，以避免穿過鎖扣部24a與另外提供的一外部鎖扣件(圖未繪示)的部分如螺絲頭過寬而與本體12的第一側壁28a接觸致損傷本體12。此外，前述孔槽40內縮設計可縮減功率模組封裝結構10整體的組裝體積。在部分實施例中，第一彈片24與本體12的第一側壁28a之間具有一間隙G1，即表示第一彈片24僅以其兩端24b分別嵌於第一突出結構16與第二突出結構18，而未與本體12的第一側壁28a接觸。在部分實施例中，第二彈片26與本體12的第三側壁28c之間具有一間隙G2，即表示第二彈片26僅以其兩端26b分別嵌於第三突出結構20與第四突出結構22，而未與本體12的第三側壁28c接觸。

請參閱第5、6圖，根據本發明的一實施例，提供一種整合功率模組(IPM)封裝結構100。第5圖為整合功率模組(IPM)封裝結構100的爆炸圖。第6圖為整合功率模組(IPM)封裝結構100的組合圖。

如第5、6圖所示，整合功率模組(IPM)封裝結構100包括如第2圖所示的本體12、嵌於第一突出結構16與第二突出結構18的第一彈片24、嵌於第三突出結構20與第四突出結構22的第二彈片(未圖示)、第一基板120、第二基板140、上蓋160、以及散熱片180。第一基板120設置於本體12的底部12’。上蓋160設置於本體12的上部12’’，並露出本體12的部分元件，例如插銷42及柱44。本體12、第一基板120、以及上蓋160構成容納空間200。第二基板140設置於本體12上，位於容納空間200中。上蓋160包括第一耦合部162、第二耦合部164、第三耦合部166、以及第四耦合部168，分別對應自本體12向外突出的第一突出結構16、第二突出結構18、第三突出結構20、以及第四突出結構22。當上蓋160設置於本體12的上部12’’時，第一耦合部162、第二耦合部164、第三耦合部166、以及第四耦合部168即分別覆蓋第一彈片24的兩端24b以及第二彈片的兩端。以另外提供的一外部鎖扣件(圖未繪示)穿過第一彈片24的鎖扣部24a將本體12固定於散熱片180上。

在部分實施例中，第一基板120與第二基板140可包括各式電路板以乘載或插置各種電子元件，包括但不限定於，例如印刷電路板(PCB)，其他種類的電路板亦可適用於本發明。

本發明使用塑膠作為功率模組封裝結構的本體材料，並提高本體的厚度以增加其等效剛性。而於封裝結構的鎖附區域則使用金屬材料的彈片取代傳統的塑膠鎖附元件，並降低金屬彈片的厚度以減小其等效剛性(傳統塑膠結構的等效剛性為本發明金屬彈片等效剛性的18倍左右)。本發明即是藉由不同元件(本體與鎖附元件)使用不同材料使不同元件之間形成等效剛性差異的方式，使封裝結構的整體受力更為均勻、減少變形、並有效降低各組裝元件因尺寸公差所造成的影響。本發明於鎖附區域的金屬彈片上增加各式形狀的開孔，可微調本體與散熱片之間整體受應力值與受力分布。本發明將金屬彈片的部分區域以折彎方式形成立體結構，可增加彈片整體的剛性、面積慣性矩，相當有利於應力的傳遞。本發明藉由調整相關元件尺寸以改善應力傳遞及在振動與衝擊下的固定支撐性。此外，本發明於鎖附區域與本體之間設置有孔槽，使位於鎖附區域作為固定結構的鎖附件不致與本體接觸，促使因鎖附產生的應力朝向本體的側邊傳遞，避免產生的應力直接傳遞至與本體貼附的直接覆銅基板，造成應力過於集中直接覆銅基板，如此可增加應力傳遞區域，使應力更加均勻。

上述實施例之特徵有利於本技術領域中具有通常知識者理解本發明。本技術領域中具有通常知識者應理解可採用本發明作基礎，設計並變化其他製程與結構以完成上述實施例之相同目的及/或相同優點。本技術領域中具有通常知識者亦應理解，這些等效置換並未脫離本發明精神與範疇，並可在未脫離本發明之精神與範疇的前提下進行改變、替換、或更動。

10:功率模組封裝結構12:本體12’:本體的底部12’’:本體的上部14:基板16:第一突出結構18:第二突出結構20:第三突出結構22:第四突出結構24:第一彈片24a:第一彈片的鎖扣部24b:第一彈片的兩端24c:第一彈片的彎折部26:第二彈片26a:第二彈片的鎖扣部26b:第二彈片的兩端26c:第二彈片的彎折部28a:本體的第一側壁28a1:本體的第一側壁的第一端點28a2:本體的第一側壁的第二端點28b:本體的第二側壁28c:本體的第三側壁28c1:本體的第三側壁的第一端點28c2:本體的第三側壁的第二端點28d:本體的第四側壁30:第一彈片的開孔32:第一彈片的鎖孔34:金屬片36:第二彈片的開孔38:第二彈片的鎖孔40:孔槽42:插銷44:柱100:整合功率模組封裝結構120:第一基板140:第二基板160:上蓋162:第一耦合部164:第二耦合部166:第三耦合部168:第四耦合部180:散熱片200:容納空間G1:第一彈片與本體的第一側壁之間的間隙G2:第二彈片與本體的第三側壁之間的間隙L:第一彈片的開孔的長度L’:第二彈片的開孔的長度r:第一彈片的開孔的半徑r’:第二彈片的開孔的半徑R:第一彈片的開孔的圓角半徑R’:第二彈片的開孔的圓角半徑t:第一彈片的厚度T:本體的第一側壁、第二側壁、第三側壁、第四側壁的厚度W:第一彈片的開孔的寬度W’:第二彈片的開孔的寬度

第1圖係根據本發明的一實施例，一種功率模組封裝結構的上視圖； 第2圖係根據本發明的一實施例，一種功率模組封裝結構的立體圖； 第3圖係根據本發明的一實施例，一種功率模組封裝結構的上視圖； 第4圖係根據本發明的一實施例，一種功率模組封裝結構的立體圖； 第5圖係根據本發明的一實施例，一種功率模組封裝結構的爆炸圖； 第6圖係根據本發明的一實施例，一種功率模組封裝結構的組合圖。

10:功率模組封裝結構

12:本體

12’:本體的底部

14:基板

16:第一突出結構

18:第二突出結構

20:第三突出結構

22:第四突出結構

24:第一彈片

24a:第一彈片的鎖扣部

24b:第一彈片的兩端

24c:第一彈片的彎折部

26:第二彈片

26a:第二彈片的鎖扣部

26b:第二彈片的兩端

26c:第二彈片的彎折部

28a:本體的第一側壁

28a1:本體的第一側壁的第一端點

28a2:本體的第一側壁的第二端點

28b:本體的第二側壁

28c:本體的第三側壁

28c1:本體的第三側壁的第一端點

28c2:本體的第三側壁的第二端點

28d:本體的第四側壁

30:第一彈片的開孔

32:第一彈片的鎖孔

36:第二彈片的開孔

38:第二彈片的鎖孔

40:孔槽

G1:第一彈片與本體的第一側壁之間的間隙

G2:第二彈片與本體的第三側壁之間的間隙

L:第一彈片的開孔的長度

L’:第二彈片的開孔的長度

R:第一彈片的開孔的圓角半徑

R’:第二彈片的開孔的圓角半徑

W:第一彈片的開孔的寬度

W’:第二彈片的開孔的寬度

Claims (12)

1. 一種功率模組封裝結構，包括：一本體，由塑膠所構成，具有一側壁；一第一突出結構，自該本體的該側壁的一端點向外突出；一第二突出結構，自該本體的該側壁的另一端點向外突出，並與該第一突出結構相對設置；以及一彈片，由金屬所構成，兩端分別嵌於該第一突出結構與該第二突出結構，並經該彈片傳遞應力至該第一突出結構與該第二突出結構，其中該彈片的等效剛性不同於該本體的等效剛性，且該彈片包括複數個開孔，使該封裝結構的整體受力均勻。
2. 如申請專利範圍第1項所述的功率模組封裝結構，其中該第一突出結構與該第二突出結構由塑膠所構成。
3. 如申請專利範圍第1項所述的功率模組封裝結構，其中該本體的該側壁的厚度介於2mm至5mm。
4. 如申請專利範圍第1項所述的功率模組封裝結構，更包括一基板，設置於該本體的底部。
5. 如申請專利範圍第1項所述的功率模組封裝結構，其中該彈片的厚度介於0.3mm至0.8mm。
6. 如申請專利範圍第1項所述的功率模組封裝結構，其中該彈片更包括一鎖扣部，與一外部鎖扣件配合固定該封裝結構。
7. 如申請專利範圍第6項所述的功率模組封裝結構，其中該彈片更包括至少一彎折部。
8. 如申請專利範圍第7項所述的功率模組封裝結構，其中該彈片的部分材料朝該本體的該側壁彎折形成該彎折部。
9. 如申請專利範圍第7項所述的功率模組封裝結構，其中該彈片之該彎折部與該鎖扣部部分重合。
10. 如申請專利範圍第6項所述的功率模組封裝結構，其中該彈片更包括兩個開孔，分別位於該鎖扣部兩側對稱配置。
11. 如申請專利範圍第1項所述的功率模組封裝結構，其中該彈片與該本體的該側壁之間具有一間隙。
12. 如申請專利範圍第1項所述的功率模組封裝結構，其中該本體的該側壁更包括向內形成有一孔槽。

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