功率模块和包括功率模块的设备制造技术

技术编号:40178430 阅读:8 留言:0更新日期:2024-01-26 23:45
本公开的各实施例涉及一种功率模块以及包括功率模块的设备。功率模块被封装在容纳承载基板的壳体中,该承载基板形成导电材料的多个连接区域。电子部件被布置在壳体内部,被附接到多个连接区域中的一个连接区域。耦合电子部件的电连接器朝向壳体的主表面延伸并且可从壳体的外部接入。电连接器具有形成柱体的管状部分,该柱体被固定到从壳体的较大表面突出的销。壳体包括嵌入柱体并将其阻挡在其中的电绝缘材料的封装块。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种具有无引线框信号连接器的、特别是用于汽车应用的功率模块。


技术介绍

1、众所周知,电动推进车辆和混合动力推进车辆包括电动机的控制电子装置。特别地,与这种类型的车辆相关联的控制电子装置包括功率模块,其可以包括功率部件和信号处理部件。

2、例如,与电力推进相关联的控制电子装置通常包括功率相逆变器(所谓的逆变器)和能够在高达1200v的非常高的电压下操作的整流器。

3、为了将模块彼此电耦合并且电耦合到负载(电动机和/或车辆构件),控制电子装置通常还包括合适的连接结构,包括相对于使用于其他领域中的信号传导销或电子电路具有更大尺寸的引线和连接销。

4、这些模块通常被封装在绝缘材料的封装体中,例如使用凝胶灌封技术来生产或模制,其中塑料盒填充有绝缘凝胶并对部件进行封装,具有突出的销。在这两种情况下,封装具有大体上平行六面体形状,具有两个较大的表面(上表面和下表面)和四个面积较小的侧表面,其中电连接销从其中突出。

5、模制功率模块通常被布置在被称为引线框的成型金属支撑件上,引线框还形成用于功率连接和信号连接的销。

6、这涉及相当大的布局复杂性以避免寄生分量(通常是寄生电感)的存在,并且需要准确的设计以确保安全隔离距离(“间隙和爬电”)并且不允许可用空间的有效利用。

7、此外,由于需要维持安全距离,功率模块的整体尺寸不能如期望的那样被减小。

8、此外,修改外部销或引线的类型以及它们与外部连接元件的连接方式(例如,在压配合连接、焊接、螺纹连接等等之间共享现有解决方案)并不容易,具体取决于具体设计。


技术实现思路

1、本技术提供了一种功率模块的至少一个实施例,其克服了现有技术的不足,解决了准确设计以及确保安全隔离距离等技术问题,并且提供了至少一个实施例。

2、实际上,功率模块容纳柱体,该柱体通常耦合到基板,该基板承载功率模块的电子部件并且面向封装的较大表面之一(通常是上表面)。替代地,它可以直接附接到功率模块的部件。

3、柱体可以通过焊接、具有或没有填充材料(焊接(soldering)、熔焊(welding)和烧结)或者利用导电胶而被附接到基板。

4、柱体形状和封装被设计是为了补偿由于工艺公差所引起的任何制造尺寸变化以及功率模块中的柱体附接区间、柱体和销或其他外部连接结构之间的相互定位中的误差和不准确。

5、柱体具有根据连接方式而不同的外部连接端部:例如,连接端部可以是平坦的,用于表面安装或用于通过压配合或焊接而与外部销耦合;可以以与外部销一体成型的方式来形成柱体;连接端部可以具有凹部,其被配置为允许通过压配合或通过螺纹连接(存在螺纹)与外部销连接;柱体可以具有阻止其拔出的结构(底切、滚花、带有突起或凹部的表面不规则性);并且柱体可以具有任意形状和截面,例如它可以是圆形截面的圆柱形形状。

6、柱体被嵌入在壳体中,以使得其侧面完全或几乎完全被封装块包围并与之接触,封装块阻挡并围绕柱体延伸。

7、根据本公开的一个或多个方面,提供了一种功率模块,包括:壳体,具有主表面和侧表面;承载基板,在壳体内部,承载基板形成导电结构的多个连接区域;电子部件,在壳体内部,电子部件被附接到多个连接区域中的第一连接区域;以及电连接器,电连接器耦合到以下中的至少一者:电子部件和多个连接区域中的第二连接区域,电连接器朝向壳体的主表面延伸,电连接器横向于壳体的主表面,电连接器能够从壳体的外部接入,并且电连接器包括延伸到电连接器中的凹槽。

8、在一个或多个实施例中,其中壳体还包括电绝缘结构的封装块;以及电连接器还包括柱体元件,柱体元件具有从壳体的主表面暴露的一个端部,柱体元件被嵌入在壳体的封装块中。

9、在一个或多个实施例中,其中柱体元件具有实心圆柱体形状。

10、在一个或多个实施例中,其中电连接器还包括杆状元件,杆状元件被焊接到柱体元件的端部,并且在柱体元件的作用下从壳体的主表面延伸至壳体的外部。

11、在一个或多个实施例中,其中电连接器还包括销保持器,销保持器由轴向开孔的圆柱形主体形成,并且提供有凸缘端部,凸缘端部被附接到柱体元件的端部并且在柱体元件的连续中从壳体的主表面朝向壳体的外部延伸。

12、在一个或多个实施例中,其中电连接器还包括压配合在销保持器中的杆状元件。

13、在一个或多个实施例中,其中柱体元件为圆柱体形状并且包括轴向孔。

14、在一个或多个实施例中,其中电连接器还包括压配合或旋入到轴向孔中并且在柱体元件的作用下延伸的杆状元件。

15、在一个或多个实施例中,其中电连接器还包括与柱体元件一体成型的销部分,销部分为杆状,并且在柱体元件的作用下向壳体向外延伸。

16、在一个或多个实施例中,其中凹槽延伸到柱体元件中。

17、在一个或多个实施例中,其中与耦合到以下电子部件和多个连接区域中的第二连接区域中的至少一者的柱体元件的相对端部相比,凹槽更靠近柱体元件的暴露端部。

18、在一个或多个实施例中,其中凹槽在柱体元件的中间点处。

19、在一个或多个实施例中,其中壳体是树脂结构,并且树脂结构填充柱体元件的凹槽。

20、在一个或多个实施例中,其中封装块形成壳体的上表面和侧表面,其中上表面中的凹部围绕柱体元件的端部。

21、在一个或多个实施例中,其中柱体元件与壳体的主表面齐平。

22、在一个或多个实施例中,其中电子部件形成第一电子部件并且壳体容纳第二电子部件,功率模块还包括电引线,电引线从壳体的侧表面延伸或在壳体的侧表面上延伸并且电耦合到由承载基板形成的外部连接区域并且电耦合到第一电子部件和/或第二电子部件。

23、根据本公开的一个或多个方面,提供了一种设备,包括:外壳,包括第一内表面和与第一内表面相对的第二内表面,第一内表面和第二内表面彼此面对;腔,在外壳内;承载基板,在腔内,承载基板包括导电结构的多个连接区域;电子部件,在腔内部,电子部件被附接到多个连接区域中的第一连接区域;以及电连接器,电连接器耦合到以下中的至少一者:电子部件和多个连接区域中的第二连接区域,电连接器朝向第一内表面延伸,电连接器横向于第一内表面和第二内表面表面,电连接器能够从外壳的外部接入,并且电连接器包括延伸到电连接器中的凹槽。

24、在一个或多个实施例中,该设备还包括:凝胶结构,在腔内,凝胶结构覆盖承载基板,凝胶结构在电连接器的侧表面上,并且凝胶结构包括面向第一内表面并且与第一内表面间隔开的表面;以及空间,在外壳的第一内表面和凝胶结构的表面之间存在。

25、本技术的各实施例有利地实现了准确的设计,并且维持了安全隔离距离,有助于避免寄生分量的存在。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种功率模块,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,其中:

3.根据权利要求2所述的功率模块,其特征在于,其中所述柱体元件具有实心圆柱体形状。

4.根据权利要求3所述的功率模块,其特征在于,其中所述电连接器还包括杆状元件,所述杆状元件被焊接到所述柱体元件的所述端部,并且在所述柱体元件的作用下从所述壳体的所述主表面延伸至所述壳体的所述外部。

5.根据权利要求2所述的功率模块,其特征在于,其中所述电连接器还包括销保持器,所述销保持器由轴向开孔的圆柱形主体形成,并且提供有凸缘端部,所述凸缘端部被附接到所述柱体元件的所述端部并且在所述柱体元件的连续中从所述壳体的所述主表面朝向所述壳体的所述外部延伸。

6.根据权利要求5所述的功率模块,其特征在于,其中所述电连接器还包括压配合在所述销保持器中的杆状元件。

7.根据权利要求2所述的功率模块,其特征在于,其中所述柱体元件为圆柱体形状并且包括轴向孔。

8.根据权利要求7所述的功率模块,其特征在于,其中所述电连接器还包括压配合或旋入到所述轴向孔中并且在所述柱体元件的作用下延伸的杆状元件。

9.根据权利要求2所述的功率模块,其特征在于,其中所述电连接器还包括与所述柱体元件一体成型的销部分,所述销部分为杆状,并且在所述柱体元件的作用下向所述壳体向外延伸。

10.根据权利要求2所述的功率模块,其特征在于,其中所述凹槽延伸到所述柱体元件中。

11.根据权利要求10所述的功率模块,其特征在于,其中与耦合到以下所述电子部件和所述多个连接区域中的所述第二连接区域中的至少一者的所述柱体元件的相对端部相比,所述凹槽更靠近所述柱体元件的暴露端部。

12.根据权利要求10所述的功率模块,其特征在于,其中所述凹槽在所述柱体元件的中间点处。

13.根据权利要求10所述的功率模块,其特征在于,其中所述壳体是树脂结构,并且所述树脂结构填充所述柱体元件的所述凹槽。

14.根据权利要求2所述的功率模块,其特征在于,其中所述封装块形成所述壳体的所述主表面和所述侧表面,其中所述主表面中的凹部围绕所述柱体元件的所述端部。

15.根据权利要求2所述的功率模块,其特征在于,其中所述柱体元件与所述壳体的所述主表面齐平。

16.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,其中所述电子部件形成第一电子部件并且所述壳体容纳第二电子部件,所述功率模块还包括电引线,所述电引线从所述壳体的所述侧表面延伸或在所述壳体的所述侧表面上延伸并且电耦合到由所述承载基板形成的外部连接区域并且电耦合到所述第一电子部件和/或所述第二电子部件。

17.一种包括功率模块的设备,其特征在于,包括:

18.根据权利要求17所述的设备,其特征在于,还包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种功率模块,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,其中:

3.根据权利要求2所述的功率模块,其特征在于,其中所述柱体元件具有实心圆柱体形状。

4.根据权利要求3所述的功率模块,其特征在于,其中所述电连接器还包括杆状元件,所述杆状元件被焊接到所述柱体元件的所述端部,并且在所述柱体元件的作用下从所述壳体的所述主表面延伸至所述壳体的所述外部。

5.根据权利要求2所述的功率模块,其特征在于,其中所述电连接器还包括销保持器,所述销保持器由轴向开孔的圆柱形主体形成,并且提供有凸缘端部,所述凸缘端部被附接到所述柱体元件的所述端部并且在所述柱体元件的连续中从所述壳体的所述主表面朝向所述壳体的所述外部延伸。

6.根据权利要求5所述的功率模块,其特征在于,其中所述电连接器还包括压配合在所述销保持器中的杆状元件。

7.根据权利要求2所述的功率模块,其特征在于,其中所述柱体元件为圆柱体形状并且包括轴向孔。

8.根据权利要求7所述的功率模块,其特征在于,其中所述电连接器还包括压配合或旋入到所述轴向孔中并且在所述柱体元件的作用下延伸的杆状元件。

9.根据权利要求2所述的功率模块,其特征在于,其中所述电连接器还包括与所述柱体元件一体成型的销部分,所述销部分为杆状,并且在所述柱体元件的作用下向所述壳体向外延伸。

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【专利技术属性】
技术研发人员:S·萨维诺F·萨拉莫内
申请(专利权)人:意法半导体股份有限公司
类型:新型
国别省市:

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