直流斬波功率模塊制造技術

本實用新型專利技術涉及一種直流斬波功率模塊，包括外殼和主電路板，主電路板包括基板和連接在基板上的半導體芯片、各器件以及至少兩個電極端子和控制端子，主電路板通過密封膠與外殼固定，至少兩個電極端子分別設置在基板的兩側，電極端子包括設置在外殼內部豎置呈M形的支座以及電極引出板，支座的底平面與基板固定連接，電極引出板穿出外殼頂板并設置在外殼的頂面；控制端子包括至少一個固定座和固定在固定座上的兩個以上的引針；所述外殼頂板的外部設有至少兩個定位柱和兩個以上的驅動電路板座，外殼頂板外部的兩側分別設有至少一限位卡腳。本實用新型專利技術對電極端子、控制端子和外殼進行改進，結構更加合理，抗震性好，能提高其工作可靠性。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種直流斬波功率模塊，屬于功率模塊制造

技術介紹
直流斬波功率模塊用于計算機硬件電路、各種開關電源的控制器以及電動汽車控制器等，其主要作用是利用主電路元器件的組合將直流電變為另一固定電壓或可調電壓的直流電輸出。現有的直流斬波功率模塊主要包括半導體芯片，電容和二極管等器件，電極端子以及控制端子和基板，基板由覆金屬陶瓷基板以及銅底板復合構成，半導體芯片、各器件以及電極端子和控制端子均焊接在基板上并構成主電路板，通過各電路元器件實現電路連接并構成直流斬波電路，主電路板再通過灌膠密封固定外殼上。但上述結構的直流斬波功率模塊在用于電動汽車和電動摩托車的直流電機供電時，由于汽車和電動摩托車在行駛中的振動對直流斬波功率模塊產生的沖擊力，雖然各器件、半導體芯片、電極端子以及控制 端子焊接后再通過密封膠固定，但仍然會造成影響，尤其電級端子需要外接其它設備，振動對電極端子造成的沖擊更大。而目前電極端子均采用立槽底座結構，立槽的底部向內折彎并焊接基板上，雖然可通過立槽結構以釋放電極引出板在打彎時其底部焊接處所引起的應力，但電極端子的立槽底座結構不能有效吸收車輛振動對其造成沖擊，加之直流斬波功率模塊的工作環境是在_40°C至125°C之間進行循環，因此經過一段時間后，會加速電極端子焊接處脫落，從而影響到整體功率器件的壽命。再則，控制端子上的各引針是分別焊接在基板上，由于各引針之間僅通過外殼進行限位，車輪行駛時的振動會影響其連接的可靠性，因此存在單一引針產生脫落問題，使直流斬波功率模塊的工作可靠性不高。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種結構合理，抗震性好，能提高工作可靠性的直流斬波功率模塊。本技術為達到上述目的的技術方案是一種直流斬波功率模塊，包括外殼和主電路板，主電路板包括基板和連接在基板上的半導體芯片、各器件以及至少兩個電極端子和控制端子，主電路板通過密封膠與外殼固定，其特征在于所述至少兩個電極端子分別設置在基板的兩側，電極端子包括設置在外殼內部豎置的呈M形的支座以及電極引出板，支座的底平面與基板固定連接，電極引出板穿出外殼頂板并設置在外殼的頂面；所述的控制端子包括至少一個固定座和固定在固定座上的兩個以上的引針，各引針的底部固定在基板上、上部穿出外殼頂板；所述外殼頂板的外部設有至少兩個定位柱和兩個以上的驅動電路板座，外殼頂板外部的兩側分別設有至少一限位卡腳。本技術的直流斬波功率模塊其電極端子采用M形的支座以及電極引出板結構，可通過M形的支座不僅能較好的釋放電極引出板在打彎時其焊接處所引起的應力，而且還能較好的吸收和緩沖車輛振動時造成的沖擊，通過M形的支座能增加電極端子底平面與基板的焊接面積，故能提聞電極端子在基板上的到切力，大幅度提聞電極端子與基板連接的可靠性，具有較好的抗震性能。本技術控制端子上的各引針是通過固定座連接，因此使得控制端子為整體設計，可將各引針集成在一起，可增加控制端子整體連接強度，提高了抗震性能，解決了單一引針在振動中脫落問題，也便于用戶與驅動電路的連接。本技術在外殼頂板的外部設有至少兩個定位柱和兩個以上的驅動電路板座，驅動電路板放置在驅動電路板座上再通過定位柱定位，而設置在外殼上的限位卡腳對驅動電路板卡住，因此通過定位柱以及限位卡腳能有效防止驅動電路板在振動中出現應力損傷，也方便用戶安裝驅動電路板。本技術直流斬波功率模塊通過對電極端子、控制端子和外殼進行改進，結構更加合理，抗震性好，能提高用于汽車和電動摩托車的直流斬波功率模塊工作可靠性。以下結合附圖對本技術的實施例作進一步的詳細描述。圖I是本技術直流斬波功率模塊的結構示意圖。圖2是圖I的A-A剖視結構示意圖。圖3是圖2的B-B剖視結構示意圖。圖4是本技術直流斬波功率模塊的立體結構示意圖。圖5是本技術電極端子的結構示意圖。圖6是本技術控制端子的結構示意圖。圖7是現有直流斬波電路原理圖。其中1_外殼，1-1-螺母孔，1-2-驅動電路板座，1-3-電極座，1_4_限位卡腳，1-5—定位柱，1-6—筋板，1-7—安裝座，2—接地端子，3—襯套，4一電極端子，4-1-支座，4-2-電極引出板，5控制端子，5-1-固定座，5-2-引針，6-基板，7—器件，8—半導體芯片，9 一密封膠。具體實施方式見圖I 4所示，本技術的直流斬波功率模塊，包括外殼I和主電路板，主電路板包括基板6和連接在基板6上的半導體芯片8、各器件7以及至少兩個電極端子4和控制端子5，本技術的基板6由覆金屬陶瓷基板以及銅底板復合構成，電容、二極管等各器件7以及半導體芯片8、電極端子4和控制端子5均焊接基板6上以實現電路連接并構成如圖7所示的直流斬波電路，可將基板6底面固定在散熱器上，通過散熱器將直流斬波功率模塊工作時所生產的熱量強制散出，本技術主電路板通過密封膠9與外殼I固定，密封膠可采用硅凝膠。本技術為方便將外殼I與基板6連接和安裝，外殼I四角處分別設有安裝座1-7，襯套3穿過基板6并與外殼I固定連接。見圖I 4所示，本技術至少兩個電極端子4分別設置在基板6的兩側，一側為輸入電極端子4，另一側為輸出電極端子4，本技術可在基板6的一側設有兩個輸入電極端子4，基板6的另一側設有兩個輸出電極端子4，見圖2 3以及圖5所示，本技術電極端子4包括設置在外殼I內部豎置呈M形的支座4-1以及電極引出板4-2，支座4-1的底平面與基板6固定連接，通過M形的支座吸收和緩解震動所造成的沖擊力，電極引出板4-2穿出外殼I頂板并設置在外殼I的頂面，電極引出板4-2折彎后設置在電極座1-3處，通過緊固件使輸入電極端子4與直流電連接，同時通過緊固件使輸出電極端子與外部設備連接，實現直流斬波功率模塊的輸入和輸出。見圖I 4、6所示，本技術控制端子5包括至少一個固定座5-1和固定在固定座5-1上的兩個以上的引針5-2，固定座5-1采用絕緣材料制得，見圖6所示，控制端子5可采用兩個固定座5-1和四個引針5-2，各引針5-2固定在固定座5-1上，增加控制端子5的整體連接強度，各引針5-2的底部固定在基板6上、上部穿出外殼I頂板，通過控制端子5與驅動電路板上的驅動電路實現電連接。見圖I 4所示，本技術外殼I頂板的外部設有至少兩個定位柱1-5和兩個以上的驅動電路板座1-2，通過兩個定位柱1-5對驅動電路板進行限位，使驅動電路板不能轉動，而驅動電路板座1-2對驅動電路板高度進行限位，外殼I頂板上的驅動電路板座1-2上設有螺紋孔，通過緊固件將驅動電路板進行固定，外殼I頂板外部的兩側分別設有至少一限位卡腳1-4，可對驅動電路板進行卡接，有效防止驅動電路板在振動中出現應力損傷。見附圖說明圖1、4所示，本技術外殼I的頂板上還設有至少兩個以上用于放置螺母的螺母孔1-1，用于用戶將直流斬波功率模塊固定在其它裝置上，以增加防震性。見圖I 4所示，本技術外殼I內部設有縱橫交錯的筋板1-6，筋板1-6延伸至密封膠9內，通過筋板1-6有效·加可提高外殼I的機械強度和防震性能。見圖I 4的示，本技術基板6上還連接有至少一個接地端子2，接地端子2包括設置在外殼I內豎置呈M形的支座以及接地引出板，接地端子2的結構與電極端子4完全相同本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種直流斬波功率模塊，包括外殼（1）和主電路板，主電路板包括基板（6）和連接在基板（6）上的半導體芯片（8）、各器件（7）以及至少兩個電極端子（4）和控制端子（5），主電路板通過密封膠（9）與外殼（1）固定，其特征在于：所述至少兩個電極端子（4）分別設置在基板（6）的兩側，電極端子（4）包括設置在外殼（1）內部豎置呈M形的支座（4?1）以及電極引出板（4?2），支座（4?1）的底平面與基板（6）固定連接，電極引出板（4?2）穿出外殼（1）頂板并設置在外殼（1）的頂面；所述的控制端子（5）包括至少一個固定座（5?1）和固定在固定座（5?1）上的兩個以上的引針（5?2），各引針（5?2）的底部固定在基板（6）上、上部穿出外殼（1）頂板；所述外殼（1）頂板的外部設有至少兩個定位柱(1?5)和兩個以上的驅動電路板座（1?2），外殼（1）頂板外部的兩側分別設有至少一限位卡腳(1?4)。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：聶世義，鄭軍，張敏，姚玉雙，王曉寶，
申請(專利權)人：江蘇宏微科技股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：