一种用于小型变频器的功率模块制造技术

一种用于小型变频器的功率模块，包括盖板、底板、壳体和接线端子，所述接线端子由针形主体和端子底部组成，针形主体和端子底部相互垂直，针形主体的横截面为矩形或圆形，端子底部为超声波键合平面；所述功率模块还包括至少一个端子支架，所述端子支架为长方体，并延高度方向设有若干上下贯通的与所述端子主体形状相应的插孔，若干插孔之间的水平距离相等，所述针形主体设置在插孔中，与插孔形成紧密配合；所述壳体至少有一边的内壁的左右两侧分别向内延伸出勾脚，两个勾脚形成卡槽，所述支架嵌入卡槽内；所述端子底面与电路基板键合；所述盖板上设有供所述接线端子穿过的缺口。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于小型变频器的可容纳多电路结构的功率模块，其输 入和输出端子可通过钎焊与驱动板直接相连，并且根据电路结构的不同，选 择相应数量的端子。
技术介绍
小型变频器在纺织、造纸、水处理、中央空调、工厂自动化以及白色家电等领域有着广泛的应用，通常此类变频器的输入电压为单相120V或 220V, 以及三相380V等。其输出电流不超过IOOA。此类变频器输出通常 釆用IGBT功率才莫块。由于变频器在设计上要求结构简单、紧凑，因此通常 采用集成度较高的IGBT模块，如单相全桥(H-桥)，三相全桥(六合一)， 三相全桥加斩波器(七合一)，以及三相全桥加斩波器，再加输入整流桥(功 率集成模块或PIM)。小型变频器电路设计灵活多变，对功率模块而言，无论是MO S F E T 还是I G B T模块，为控制成本，需要一种在不改变模块安装尺寸的条件下， 能够随设计需要而改变模块内部电路结构的模块平台。随着电路设计的改 变，模块的输入和输出端子也必须相应改变。而且，针对同一种电路设计， 当输出功率增加时，其电源端子和输出功率端子的尺寸也必须增加来满足输 出电流的要求。中国专利200810022479. 3专利技术了一种以螺栓/螺母固定功率 端子，可以容纳多种电路结构的功率模块。它的输入信号端子和输出功率端 子可以随电路结构的改变而增减。但由于仍采用了螺栓/螺母的固定方式， 使控制/驱动板不能与模块的输入/输出端通过钎焊方式直接连接，不能满足小型变频器紧凑设计的要求。为满足小型变频器发展的需求，美国专利US6828600B4专利技术了一种薄 型功率模块。这种模块的特点是采用了以插槽方式，通过钎焊与驱动板直接 相连的针形端子。该模块的插槽位于模块壳体的内壁，经一次注塑形成，是 模块壳体的一部分。针形端子的应用， 一方面极大地降低了模块的高度，提 高了模块的功率密度；另一方面，它使模块与驱动/控制板之间不必再用母 线连接，使变频器的设计变得更加紧凑。同时，与传统的使用螺栓/螺母固 定功率端子的方式相比，针形端子的杂散电感更低，对简化变频器设计和提 高可靠性都有帮助。
技术实现思路
本专利技术提供一种杂散电感更低、可靠性高，外接线筒单的用于小型变频 器的可容纳多电路结构的功率模块。实现本专利技术目的的技术方案是 一种用于小型变频器的功率模块，包括 盖板、底板、壳体和接线端子，所述壳体延底板的周边向上延伸，所述接线 端子设在壳体的内侧，所述底板设有电路基板，电路基板上设有芯片，所述 盖板从上方覆盖壳体内的空间，所述接线端子由针形主体和端子底部组成， 针形主体和端子底部相互垂直，针形主体的横截面为矩形或圆形，端子底部 为超声波键合平面；所述功率模块还包括至少一个端子支架，所述端子支架 为长方体，并延高度方向设有若干上下贯通的与所述端子主体形状相应的插 孔，若干插孔之间的水平距离相等，所述针形主体设置在插孔中，与插孔形 成紧密配合；所述壳体至少有一边的内壁的左右两侧分别向内延伸出勾脚， 两个勾脚形成卡槽，所述支架嵌入卡槽内；所述端子底面与电路基板键合； 所述盖板上设有供所述接线端子穿过的缺口 。本专利技术通过二次注塑方式，将针形端子与模块壳体分离。针形端子首先 被安装到端子支架上，并根据模块电路结构决定端子的数量、间距和位置。端子支架作为模块的组成部分，不是在壳体注塑中形成，而是由第二次单独注塑制成。端子支架可选用耐高温的工程塑料，如P B T, P P S等。针 形端子的数量和位置，可根据模块的设计，预先安装在端子支架中，然后再 嵌入模块壳体的内壁。端子底部落于底板上面，底面与底板紧密接触，为超 声波键合提供压力支撑。针形端子安装进支架后，其底部必须保留足够的长 度，以保证键合的顺利进行。本专利技术中，支架嵌入模块壳体内壁后，与模块壳体形成一个整体。依照 模块内部的电路结构，端子支架的数量可以调整，最多可以嵌入壳体的四周 内壁。端子的位置可按驱动板的要求在一定范围内调整。端子之间的距离由 绝缘注塑支架上插口间距决定。输入和输出端子可根据模块的电路结构与绝 缘注塑支架预先装配后，再嵌入模块壳体，与芯片进行超声波键合。作为本专利技术的进一步改进，所述端子支架的左右两端带有嵌槽，并与模 块壳体两端内壁的卡槽形成紧密配合。作为本专利技术的进一步改进，所述盖板四周边缘设有凹槽，端子不必穿过 盖板，方便端子主体露出，也使盖板封装工艺得到简化。本专利技术针形端子的使用，使模块与控制/驱动板(P C B板)的直接连 接成为可能。针形端子的焊接，与P C B板焊接中通孔的焊接工艺相吻合。 因此，采用针形端子的功率模块十分容易应用。除了可以根据电路结构的变 化来灵活改变针形端子的位置和间距外，在输出功率增加时，还可以并联多 个针形输出端来满足变频器输出电流的要求。附图说明图1是本专利技术实施例1功率模块结构示意图图2是本专利技术实施例1功率模块内部结构示意图图3是本专利技术实施例l接线端子结构示意4是本专利技术实施例1端子支架结构示意图图5是本专利技术实施例1安装了接线端子的端子支架结构示意图图6是本专利技术实施例2功率模块结构示意图具体实施例方式下面结合实施例做进一步说明。实施例1如图1和2所示， 一种用于小型变频器的功率模块100,包括盖板l、 底板2、壳体3和接线端子4，壳体3延底板2的周边向上延伸，接线端子 4设在壳体3的内侧，底板2设有电路基板11和芯片，盖板1从上方覆盖 壳体围成空间，盖板1四周边缘设有凹槽9，使端子4露出。如图2所示，壳体3的每个边的左右两侧分别向内延伸出勾脚5，两个 勾脚5形成卡槽6，端子支架7嵌入卡槽6内；接线端子4设置在支架7的 插孔10中，延伸出支架7的端子底部41与电路基板ll键合。支架7嵌入 模块壳体3四壁后，与模块壳体形成一个整体。如图3所示，接线端子4为高导电性的铜或铜合金，由针形主体41和 端子底部42组成，针形主体41和端子底部42相互垂直，针形主体41的横 截面为矩形，表面镀锡以方便通过钎焊与外设驱动板相连。端子底部42为 超声波键合平面，表面可以镀镍、镀银或覆铝以保证键合强度。端子底部 42保留足够的长度与电路基板11键合。如图4所示，端子支架7为长方体，装配后其高度与模块壳体内壁预 留顶盖平台齐平，这样在盖板安装后，端子支架在垂直才莫块底面方向即被固 定。端子支架沿垂直方向设有若干上下贯通的与端子主体41形状相应的插 孔10，各插孔之间的水平距离相等。此例中相邻插孔的中心距为1.905mm, 这样，间隔一个插孔的间距变成3.81mm。这些间距为接插件行业通用的标准脚距，为驱动/控制板的设计与装配提供了方便。端子支架7的左右两端 带有嵌槽71,可与模块壳体两端内壁的卡槽6形成紧密配合。支架7材料 为绝缘工程塑料。如图5所示，接线端子4设置在支架7的插孔10中，与插孔10形成紧 密配合。沿模块长边的两个较长的端子支架上，相邻的两个接线端子4之间 至少间隔一个插孔IO。这样，相邻针形端子的间距即为3.81mm。而沿模块 短边的两个较短的端子支架上，插孔的间距即为端子的间距，同为3.81mm。 此实施例中，端子的排列在沿模块的各个方向都是非对称的，这样就避免了 在安装控制/驱动板时可能产生的安装错误。实施例2本实施例与上例不同之处在于，本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于小型变频器的功率模块，包括盖板、底板、壳体和接线端子，所述壳体延底板的周边向上延伸，所述接线端子设在壳体的内侧，所述底板设有电路基板，电路基板上设有芯片，所述盖板从上方覆盖壳体内的空间，其特征在于，所述接线端子由针形主体和端子底部组成，针形主体和端子底部相互垂直，针形主体的横截面为矩形或圆形，端子底部为超声波键合平面；所述功率模块还包括至少一个端子支架，所述端子支架为长方体，并延高度方向设有若干上下贯通的与所述端子主体形状相应的插孔，若干插孔之间的水平距离相等，所述针形主体设置在插孔中，与插孔形成紧密配合；所述壳体至少有一边的内壁的左右两侧分别向内延伸出勾脚，两个勾脚形成卡槽，所述支架嵌入卡槽内；所述端子底面与电路基板键合；所述盖板上设有供所述接线端子穿过的缺口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：庄伟东，
申请(专利权)人：南京银茂微电子制造有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]