CN221239611U - 信号端子、功率模块外壳、功率模块及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种信号端子、功率模块外壳、功率模块及电子设备。信号端子至少部分包裹于壳体，并包括呈夹角设置的引脚和焊接平台，引脚设有限位凹槽，壳体设有与限位凹槽相配合的限位凸起；焊接平台设有台阶结构，壳体设有抵接结构，抵接结构与台阶结构在焊接平台的键合面的面朝方向相互抵接。本实用新型技术方案能够提升信号端子与壳体之间的连接强度，以避免引线键合时超声能量损失，从而提升键合质量。

Description

信号端子、功率模块外壳、功率模块及电子设备

技术领域

本实用新型涉及功率模块封装技术领域，特别涉及一种信号端子、功率模块外壳、功率模块及电子设备。

背景技术

IGBT功率模块自问世以来，在电子电力领域交、直流变化和功率转换的用中发挥重要地位。引线键合通过金属线实现信号端子电极与芯片电路连接，基于引线键合的工艺原理，超声波能量能够促使贴合信号端子的焊接平台的键合线高频振动摩擦，致使键合线发生变形并与信号端子的焊接平台形成有效连接。因此，在键合工艺中避免超声能量损失是获得良好键合质量的前提。

在相关技术中，信号电子通常包裹于壳体中，由于信号端子材料与壳体材料的热膨胀系数不同，在高温下(密封胶固化过程中)，信号端子与壳体之间的变形趋势不同，容易使信号端子与壳体之间出现分层的现象，而影响信号端子与壳体之间的连接强度，导致引线键合时超声能量损失严重，而影响键合质量。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种信号端子，旨在提升信号端子与壳体之间的连接强度，以避免引线键合时超声能量损失，从而提升键合质量。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种信号端子，所述信号端子至少部分包裹于壳体，所述信号端子包括：

引脚，所述引脚设有限位凹槽，所述壳体设有与所述限位凹槽相配合的限位凸起；

焊接平台，所述焊接平台连接于所述引脚，并与所述引脚呈夹角设置，所述焊接平台设有台阶结构，所述壳体设有抵接结构，所述抵接结构与所述台阶结构在所述焊接平台的键合面的面朝方向相互抵接。

在本实用新型的一实施例中，所述引脚背对的两侧均设有所述限位凹槽，所述壳体设有两个相对设置的所述限位凸起，每一所述限位凸起与一所述限位凹槽相配合。

在本实用新型的一实施例中，所述限位凹槽为腰型凹槽。

在本实用新型的一实施例中，所述焊接平台背对的两侧均设有所述台阶结构，所述壳体设有两个相对设置的抵接结构，每一所述抵接结构与一所述台阶结构相互抵接。

在本实用新型的一实施例中，所述台阶结构为直角台阶结构；

或者，所述台阶结构为斜角台阶结构。

在本实用新型的一实施例中，所述引脚连接于所述焊接平台的一侧，所述焊接平台远离所述引脚的一侧设有连接凸起，所述连接凸起用于与连接带连接。

本实用新型还提出一种功率模块外壳，包括：

壳体；

如上所述的信号端子，所述信号端子至少部分包裹于所述壳体，并包括呈夹角设置的引脚和焊接平台；

其中，所述引脚设有限位凹槽，所述壳体设有与所述限位凹槽相配合的限位凸起；所述焊接平台设有台阶结构，所述壳体设有抵接结构，所述抵接结构与所述台阶结构在所述焊接平台的键合面的面朝方向相互抵接。

在本实用新型的一实施例中，所述引脚背对的两侧均设有所述限位凹槽，所述壳体设有两个相对设置的所述限位凸起，每一所述限位凸起与一所述限位凹槽相配合。

在本实用新型的一实施例中，所述焊接平台背对的两侧均设有所述台阶结构，所述壳体设有两个相对设置的抵接结构，每一所述抵接结构与一所述台阶结构相互抵接。

在本实用新型的一实施例中，所述壳体靠近所述焊接平台的连接凸起的前端设有凸起包胶结构，所述连接凸起部分包裹于所述凸起包胶结构。

在本实用新型的一实施例中，所述凸起包胶结构的底部设有避让斜面。

本实用新型还提出一种功率模块，包括如上所述的功率模块外壳。

本实用新型还提出一种电子设备，包括如上所述的功率模块。

本实用新型提出的信号端子中，将信号端子至少部分包裹于壳体时，由于信号端子的引脚设有限位凹槽，并且信号端子的焊接平台设有台阶结构；这样，在注塑过程中，塑封材料固化后，熔融软体塑料可以填充至限位凹槽和台阶结构的位置，以使限位凹槽内形成有与之配合的限位凸起，并使台阶结构上形成有与之抵接的抵接结构，便可以使信号端子被牢固包裹于壳体内，有效提升了信号端子与壳体之间的连接强度，避免了引线键合时超声能量损失，从而提升了键合质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型功率模块外壳一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型功率模块外壳一实施例的部分结构放大图；

图3为本实用新型功率模块外壳一实施例中信号端子的结构示意图；

图4为本实用新型功率模块外壳另一实施例中信号端子的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	功率模块外壳	22	焊接平台
10	壳体	22a	键合面
				11	凸起包胶结构	221	台阶结构
111	避让斜面	221a	直角台阶结构
				20	信号端子	221b	斜角台阶结构
21	引脚	23	连接凸起
				211	限位凹槽

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种信号端子20，旨在提升信号端子20与壳体10之间的连接强度，以避免引线键合时超声能量损失，从而提升键合质量。

以下将就本实用新型信号端子20的具体结构进行说明：

结合参阅图1至图3，在本实用新型信号端子20的一实施例中，该信号端子20至少部分包裹于壳体10，信号端子20包括呈夹角设置的引脚21和焊接平台22，引脚21部分伸出至壳体10之外，焊接平台22的键合面22a显露于壳体10之外；其中，引脚21设有限位凹槽211，壳体10设有与限位凹槽211相配合的限位凸起(图未示)；焊接平台22设有台阶结构221，壳体10设有抵接结构(图未示)，抵接结构与台阶结构221在焊接平台22的键合面22a的面朝方向相互抵接。

可以理解的是，本实用新型提出的信号端子20中，将信号端子20至少部分包裹于壳体10时，由于信号端子20的引脚21设有限位凹槽211，并且信号端子20的焊接平台22设有台阶结构221；这样，在注塑过程中，塑封材料固化后，熔融软体塑料可以填充至限位凹槽211和台阶结构221的位置，以使限位凹槽211内形成有与之配合的限位凸起，并使台阶结构221上形成有与之抵接的抵接结构，便可以使信号端子20被牢固包裹于壳体10内，有效提升了信号端子20与壳体10之间的连接强度，避免了引线键合时超声能量损失，从而提升了键合质量。

在本实施例中，伸出至壳体10之外的部分引脚21用于接入控制电路；焊接平台22的键合面22a用于与引线通过引线键合工艺实现互连。

在实际应用过程中，引脚21和焊接平台22垂直设置，也可以呈锐角或者钝角设置，在此不作具体限定。

在一些实施例中，引脚21可以包括第一连接段和第二连接段，第一连接段与焊接平台22连接，并包裹于壳体10内，第二连接段连接于第一连接段远离焊接平台22的一端，并伸出至壳体10之外。其中，为了提升引脚21与壳体10之间的连接强度，可以使第一连接段的横截面积大于第二连接段的横截面积，可以增大第一连接段与壳体10之间的接触面积，使得引脚21与壳体10之间的连接强度得以提升。

在实际应用过程中，引脚21可以设置有一个或者至少两个限位凹槽211，与之对应地，壳体10可以设有与之配合的一个或者至少两个限位凸起。

在实际应用过程中，焊接平台22可以设置有一个或者至少两个台阶结构221，与之对应地，壳体10可以设有与之抵接的一个或者至少两个抵接结构。

在实际应用过程中，台阶结构221可以设置在焊接平台22的键合面22a，也可以设置在焊接平台22与键合面22a相邻的侧面，只要抵接结构与台阶结构221能够在键合面22a的面朝方向相互抵接即可。

进一步地，结合参阅图3、图4，在本实用新型信号端子20的一实施例中，引脚21背对的两侧均设有限位凹槽211，壳体10设有两个相对设置的限位凸起，每一限位凸起与一限位凹槽211相配合。

如此设置，通过在引脚21背对的两侧均设置有限位凹槽211，在注塑过程中，塑封材料固化后，熔融软体塑料可以填充至引脚21两侧的限位凹槽211内，以使两个限位凹槽211内均形成有与之配合的限位凸起，即可在两个限位凹槽211与两个限位凸起的配合下使得信号端子20被更加牢固地包裹于壳体10内，可以进一步提升信号端子20与壳体10之间的连接强度。

在实际应用过程中，限位凹槽211具体可以为矩形槽、腰型槽、直角槽等等。

进一步地，结合参阅图3、图4，在本实用新型信号端子20的一实施例中，限位凹槽211为腰型凹槽；这样，在注塑过程中，塑封材料固化后，熔融软体塑料可以更好地填充至限位凹槽211内，以避免熔融软体塑料难以充满限位凹槽211的问题，而影响信号端子20与壳体10之间的连接强度。

进一步地，结合参阅图3、图4，在本实用新型信号端子20的一实施例中，焊接平台22背对的两侧均设有台阶结构221，壳体10设有两个相对设置的抵接结构，每一抵接结构与一台阶结构221相互抵接。

如此设置，通过在焊接平台22背对的两侧均设置有台阶结构221，在注塑过程中，塑封材料固化后，熔融软体塑料可以填充至焊接平台22两侧的台阶结构221上，以使两个台阶结构221上均形成有与之抵接的抵接结构，即可在两个台阶结构221与两个抵接结构的相互抵接下使得信号端子20被更加牢固地包裹于壳体10内，可以进一步提升信号端子20与壳体10之间的连接强度。

进一步地，结合参阅图3，在一实施例中，台阶结构221为直角台阶结构221a；这样，在注塑过程中，塑封材料固化后，熔融软体塑料可以填充至直角台阶结构221a上，以使直角台阶结构221a上形成有与之抵接的直角抵接结构，使得直角抵接结构与直角台阶结构221a能够更好地在键合面22a的面朝方向相互抵接，以使信号端子20被牢固包裹于壳体10内。

或者，结合参阅图4，在另一实施例中，台阶结构221为斜角台阶结构221b；这样，在注塑过程中，塑封材料固化后，熔融软体塑料可以填充至斜角台阶结构221b上，以使斜角台阶结构221b上形成有与之抵接的斜角抵接结构，使得斜角抵接结构与斜角台阶结构221b能够更好地在键合面22a的面朝方向相互抵接，以使信号端子20被牢固包裹于壳体10内。

进一步地，结合参阅图1、图3、图4，在本实用新型信号端子20的一实施例中，引脚21连接于焊接平台22的一侧，焊接平台22远离引脚21的一侧设有连接凸起23，连接凸起23用于与连接带连接。

为了获得良好的信号端子20位置度，信号端子20通常设置为连pin结构，也即，多个信号端子20连接在一起后，再包裹于壳体10内，因此，通过在焊接平台22远离引脚21的一侧设置有连接凸起23，以使连接凸起23与连接带连接，即可采用连接带将多个信号端子20连接在一起，以获得良好的信号端子20位置度。

需要说明的是，将多个信号端子20包裹于壳体10之后，需要通过冲切的方式取出连接带。

结合参阅图1至图3，本实用新型还提出一种功率模块外壳100，功率模块外壳100包括壳体10及如上所述的信号端子20，该信号端子20的具体结构参照上述实施例，由于本功率模块外壳100采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

其中，信号端子20包括呈夹角设置的引脚21和焊接平台22，引脚21部分伸出至壳体10之外，焊接平台22的键合面22a显露于壳体10之外；其中，引脚21设有限位凹槽211，壳体10设有与限位凹槽211相配合的限位凸起(图未示)；焊接平台22设有台阶结构221，壳体10设有抵接结构(图未示)，抵接结构与台阶结构221在键合面22a的面朝方向相互抵接。

可以理解的是，本实用新型提出的功率模块外壳100中，将信号端子20至少部分包裹于壳体10时，由于信号端子20的引脚21设有限位凹槽211，且壳体10设有与限位凹槽211相配合的限位凸起，并且信号端子20的焊接平台22设有台阶结构221，且壳体10还设有与台阶结构221相互抵接的抵接结构；这样，在注塑过程中，塑封材料固化后，熔融软体塑料可以填充至限位凹槽211和台阶结构221的位置，以使限位凹槽211内形成有与之配合的限位凸起，并使台阶结构221上形成有与之抵接的抵接结构，便可以使信号端子20被牢固包裹于壳体10内，有效提升了信号端子20与壳体10之间的连接强度，避免了引线键合时超声能量损失，从而提升了键合质量。

进一步地，结合参阅图3、图4，在本实用新型功率模块外壳100的一实施例中，引脚21背对的两侧均设有限位凹槽211，壳体10设有两个相对设置的限位凸起，每一限位凸起与一限位凹槽211相配合。

如此设置，通过在引脚21背对的两侧均设置有限位凹槽211，在注塑过程中，塑封材料固化后，熔融软体塑料可以填充至引脚21两侧的限位凹槽211内，以使两个限位凹槽211内均形成有与之配合的限位凸起，即可在两个限位凹槽211与两个限位凸起的配合下使得信号端子20被更加牢固地包裹于壳体10内，可以进一步提升信号端子20与壳体10之间的连接强度。

进一步地，结合参阅图3、图4，在本实用新型功率模块外壳100的一实施例中，焊接平台22背对的两侧均设有台阶结构221，壳体10设有两个相对设置的抵接结构，每一抵接结构与一台阶结构221相互抵接。

如此设置，通过在焊接平台22背对的两侧均设置有台阶结构221，在注塑过程中，塑封材料固化后，熔融软体塑料可以填充至焊接平台22两侧的台阶结构221上，以使两个台阶结构221上均形成有与之抵接的抵接结构，即可在两个台阶结构221与两个抵接结构的相互抵接下使得信号端子20被更加牢固地包裹于壳体10内，可以进一步提升信号端子20与壳体10之间的连接强度。

由于将多个信号端子20包裹于壳体10之后，需要通过冲切的方式取出连接带，在冲切过程中，磨具下压时会使信号端子20前端(焊接平台22远离引脚21的一端)受到剪切应力，致使壳体10靠近连接凸起23的前端位置受到较大应力，容易造成信号端子20前端与壳体10之间产生分层的现象。

基于此，结合参阅图1、图2，在本实用新型功率模块外壳100的一实施例中，可以在壳体10靠近焊接平台22的连接凸起23的前端设有凸起包胶结构11，以使连接凸起23部分包裹于凸起包胶结构11；这样，凸起包胶结构11可以使壳体10靠近连接凸起23的前端的延伸，能够在不加宽承接信号端子20横梁的前提下有效扩展对信号端子20的包裹长度，有助于提升壳体10的整体刚度、以及壳体10与信号端子20之间的连接强度，此外，凸起包胶结构11的设置还使得信号端子20前端的连接凸起23的长度得以加长，有助于降低对连接带进行冲切过程中信号端子20与壳体10之间的应力，能够有效降低信号端子20前端与壳体10之间产生分层的风险，以避免在引线键合时超声能量的损失，解决了现有技术中引线键合时脱线、虚焊等异常问题，提升了键合质量。

进一步地，结合参阅图2，在本实用新型功率模块外壳100的一实施例中，凸起包胶结构11的底部设有避让斜面111。

由于凸起包胶结构11的底部通常设置有芯片电路等结构，因此，通过在凸起包胶结构11的底部设置有避让斜面111，可以有效避免凸起包胶结构11与下方的芯片电路等结构发生干涉。

本实用新型还提出一种功率模块，功率模块包括如上所述的功率模块外壳100，该功率模块外壳100的具体结构参照上述实施例，由于本功率模块采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

在一些实施例中，功率模块还可以包括设置在功率模块外壳100中的基板、设置在功率模块外壳100中且固定在基板上的功率器件芯片、设置在功率模块外壳100中且将至少一部分信号端子20与功率模块芯片和/或基板电性连接的焊接结构(例如为引线或者焊料)、以及封盖功率模块外壳100的盖板。

可选地，基板可以包括散热基板以及固定设置在散热基板上的覆铜绝缘陶瓷基板；功率器件芯片固定设置在覆铜绝缘陶瓷基板上。

可选地，功率器件芯片可以是绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated GateBipolar Transistor)芯片、二极管芯片和MOS晶体管芯片中的至少一个。

本实用新型还提出一种电子设备，电子设备包括如上所述的功率模块，该功率模块的具体结构参照上述实施例，由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

电子设备可以为新能源汽车、工业电机、相机、手机等设备。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种信号端子，所述信号端子至少部分包裹于壳体，其特征在于，所述信号端子包括：

引脚，所述引脚设有限位凹槽，所述壳体设有与所述限位凹槽相配合的限位凸起；

焊接平台，所述焊接平台连接于所述引脚，并与所述引脚呈夹角设置，所述焊接平台设有台阶结构，所述壳体设有抵接结构，所述抵接结构与所述台阶结构在所述焊接平台的键合面的面朝方向相互抵接。

2.如权利要求1所述的信号端子，其特征在于，所述引脚背对的两侧均设有所述限位凹槽，所述壳体设有两个相对设置的所述限位凸起，每一所述限位凸起与一所述限位凹槽相配合。

3.如权利要求1所述的信号端子，其特征在于，所述限位凹槽为腰型凹槽。

4.如权利要求1所述的信号端子，其特征在于，所述焊接平台背对的两侧均设有所述台阶结构，所述壳体设有两个相对设置的抵接结构，每一所述抵接结构与一所述台阶结构相互抵接。

5.如权利要求1所述的信号端子，其特征在于，所述台阶结构为直角台阶结构；

或者，所述台阶结构为斜角台阶结构。

6.如权利要求1至5中任一项所述的信号端子，其特征在于，所述引脚连接于所述焊接平台的一侧，所述焊接平台远离所述引脚的一侧设有连接凸起，所述连接凸起用于与连接带连接。

7.一种功率模块外壳，其特征在于，包括：

壳体；

如权利要求1至6中任一项所述的信号端子，所述信号端子至少部分包裹于所述壳体，并包括呈夹角设置的引脚和焊接平台；

其中，所述引脚设有限位凹槽，所述壳体设有与所述限位凹槽相配合的限位凸起；所述焊接平台设有台阶结构，所述壳体设有抵接结构，所述抵接结构与所述台阶结构在所述焊接平台的键合面的面朝方向相互抵接。

8.如权利要求7所述的功率模块外壳，其特征在于，所述引脚背对的两侧均设有所述限位凹槽，所述壳体设有两个相对设置的所述限位凸起，每一所述限位凸起与一所述限位凹槽相配合。

9.如权利要求7所述的功率模块外壳，其特征在于，所述焊接平台背对的两侧均设有所述台阶结构，所述壳体设有两个相对设置的抵接结构，每一所述抵接结构与一所述台阶结构相互抵接。

10.如权利要求7所述的功率模块外壳，其特征在于，所述壳体靠近所述焊接平台的连接凸起的前端设有凸起包胶结构，所述连接凸起部分包裹于所述凸起包胶结构。

11.如权利要求10所述的功率模块外壳，其特征在于，所述凸起包胶结构的底部设有避让斜面。

12.一种功率模块，其特征在于，包括如权利要求7至11中任一项所述的功率模块外壳。

13.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求12所述的功率模块。