• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
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  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    本实用新型提供了一种功率模块外壳及功率模块、电子装置，其金属端子和注塑壳体注塑为一体，且注塑壳体将所述尾部的底面塑封在内并延伸到所述尾部的四周侧壁上，避免尾部的末端成为自由端，由此增大了金属端子与注塑壳体之间的结合面积和结合强度，进而当在金属端子上进行引线键合或者焊接时，能够减少在金属端子上进行引线键合或者焊接时的能量损失，使得引线和焊料等可以牢固地结合到金属端子上，从而减少了打不上线或者虚焊等异常情况的发生，因此减少产品返工和不良产生的概率，提高生产效率和产品良率。
    公开号:CN214336699U
    申请号:CN202120649784.6U
    申请日:2021-03-26
    公开日:2021-10-01
    发明作者:马文俊；彭浩
    申请人:Shaoxing Smic Integrated Circuit Manufacturing Co ltd；
    IPC主号:H01L23-04
    专利说明:
    [n0001] 本实用新型涉及功率模块技术领域，特别涉及一种功率模块外壳及功率模块、电子装置。
    [n0002] 功率模块包括IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、功率MOSFET(场效应晶体管)、晶闸管以及功率二极管等功率器件芯片，这些功率器件芯片按一定的功能组合被封装成各种电路基本单元且进一步被注塑工艺塑封在一外壳内，从而形成相应的功率模块，功率模块被广泛用于电气传动、电机控制等工业控制领域，以及汽车驱动和混合动力、风能、焊机、机车牵引等驱动控制领域，主要用于这些领域的电力电子系统的功率回路中。
    [n0003] 功率模块外壳主要包括注塑壳体和若干金属端子(也可以称为pin针)，且该外壳形成的过程一般是：在注塑形成注塑壳体的过程中，将各个金属端子一同进行注塑，以使得各个金属端子与注塑壳体固定在一起。然而，这种方式形成的外壳存在以下缺陷：在金属端子上进行引线键合或者焊接时，容易产生打不上线或者虚焊等异常情况，导致产品返工和不良产生，影响生产效率和器件良率。
    [n0004] 本实用新型的目的在于提供一种功率模块外壳及功率模块、电子装置，能够有效降低在金属端子上进行引线键合或者焊接时的打不上线或者虚焊等异常情况的发生，进而减少产品返工和不良产生的概率，提高生产效率和产品良率。
    [n0005] 为解决上述技术问题，本实用新型提供一种功率模块外壳，包括注塑壳体以及至少一个金属端子，所述金属端子和所述注塑壳体注塑为一体，其中，所述金属端子具有头部、尾部以及连接所述头部和所述尾部的连接部，所述头部从所述注塑壳体上向外伸出，所述连接部被所述注塑壳体塑封在内；所述注塑壳体还将所述尾部的底面塑封在内并延伸到所述尾部的四周侧壁上。
    [n0006] 可选地，所述注塑壳体在所述尾部面向所述注塑壳体的中心的侧壁上具有自上至下贯穿的线槽，所述线槽连通所述尾部面向所述注塑壳体的中心的侧壁以及所述尾部的顶面。
    [n0007] 可选地，所述金属端子呈L型，所述头部所在平面与所述尾部所在平面垂直。
    [n0008] 可选地，所述注塑壳体具有一体成型的第一注塑部和第二注塑部，所述第一注塑部将所述连接部塑封在内，所述第二注塑部所在平面垂直于所述第一注塑部所在平面，所述第二注塑部将所述尾部的底面塑封在内并延伸到所述尾部的四周侧壁上，且所述第一注塑部和所述第二注塑部呈T型排布。
    [n0009] 可选地，所述尾部的顶面高于所述第二注塑部的顶面。
    [n0010] 可选地，所述注塑壳体上还形成有定位孔以及不同于所述定位孔的安装孔。
    [n0011] 可选地，所述的功率模块外壳还包括和所述注塑壳体注塑为一体的至少一个掩埋端子，所述掩埋端子除尾部以外的部分全部被所述注塑壳体塑封在内；所述注塑壳体还将所述掩埋端子的尾部的底面塑封在内并延伸到所述掩埋端子的尾部的四周侧壁上。
    [n0012] 基于同一实用新型构思，本实用新型还提供一种功率模块，其包括：如本实用新型所述的功率模块外壳；设置在所述功率模块外壳中的基板；设置在所述功率模块外壳中且固定在所述基板上的功率器件芯片；设置在所述功率模块外壳中且将至少一部分所述金属端子与所述功率器件芯片和/或所述基板电性连接的焊接结构，以及，封盖所述功率模块外壳的盖板。
    [n0013] 可选地，所述基板包括散热基板以及固定设置在所述散热基板上的覆铜绝缘陶瓷基板；所述功率器件芯片固定设置在所述覆铜绝缘陶瓷基板上。
    [n0014] 基于同一实用新型构思，本实用新型还提供一种电子装置，其包括PCB板以及至少一个本实用新型所述的功率模块，所述功率模块中的金属端子的头部与所述PCB板连接。
    [n0015] 与现有技术相比，本实用新型的技术方案至少具有以下有益效果之一：
    [n0016] 1、金属端子和注塑壳体注塑为一体，且注塑壳体将所述尾部的底面塑封在内并延伸到所述尾部的四周侧壁上，避免尾部的末端成为自由端，由此增大了金属端子与注塑壳体之间的结合面积和结合强度，进而当在金属端子上进行引线键合或者焊接时，能够减少在金属端子上进行引线键合或者焊接时的能量损失，使得引线和焊料等可以牢固地结合到金属端子上，从而减少了打不上线或者虚焊等异常情况的发生，因此减少产品返工和不良产生的概率，提高生产效率和产品良率。
    [n0017] 2、所述注塑壳体在所述尾部面向所述注塑壳体的中心的侧壁上具有自上至下贯穿的线槽，所述线槽连通所述尾部面向所述注塑壳体的中心的侧壁以及所述尾部的顶面，由此可以为金属端子顶面上焊接的引线或者焊料等焊接结构提供穿梭路径，并在一定程度上固定引线或者焊料等焊接结构，进而保证了金属端子上焊接的引线可靠性。
    [n0018] 图1是现有技术中一种功率模块外壳的结构示意图。
    [n0019] 图2是图1所示的功率模块外壳的一金属端子及其周围的注塑壳体的结构示意图。
    [n0020] 图3是图2所示的结构对应的侧视结构示意图。
    [n0021] 图4是本实用新型一实施例的功率模块外壳的结构示意图。
    [n0022] 图5是图4所示的功率模块外壳的一金属端子及其周围的注塑壳体的结构示意图。
    [n0023] 图6是本实用新型一实施例的金属端子的结构示意图。
    [n0024] 其中，各图中的附图标记如下：
    [n0025] 10、20-注塑壳体，11、21-金属端子，111、211-金属端子的头部，112、212-金属端子的尾部，213-金属端子的连接部，22-掩埋端子，23-安装孔，24-定位孔，201-第一注塑部，202-第二注塑部，203-线槽。
    [n0026] 在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本实用新型能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为"在…上"、"连接到"其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、连接其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为"直接在…上"、"直接连接到"其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。尽管可使用术语头部、尾部等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。空间关系术语例如“在……之下”、“顶面”、“底面”、“在……之上”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在……之上”、“顶面”的元件或特征将取向为在其它元件或特征“下”、“底面”。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本实用新型的限制。在此使用时，单数形式的"一"、"一个"和"所述/该"也意图包括复数形式，除非上下文清楚的指出另外的方式。还应明白术语“包括”用于确定可以特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语"和/或"包括相关所列项目的任何一个及多个或者所有的组合。
    [n0027] 请参考图1至图3，发明人研究发现，现有技术中的功率模块外壳中，金属端子11的头部111和金属端子11的尾部112的末端通常会从注塑壳体10上向外伸出，且金属端子11的尾部112的其余部分的侧壁和底面以及头部111和尾部112之间的连接部通常会被注塑壳体10塑封在内。
    [n0028] 显然，这种功率模块外壳中，金属端子11的尾部112的尾部前侧壁(即面向注塑壳体10中心的侧壁)被注塑壳体10暴露在外，金属端子11的尾部112与注塑壳体10的结合强度不够大，当在金属端子11上进行引线键合或者焊接时，由于尾部112的末端是自由端，因此会导致键合或者焊接的能量被尾部112的末端分散，导致在金属端子11上出现打不上引线或者虚焊等异常情况，进而导致产品返工和不良产生，影响生产效率和器件良率。
    [n0029] 基于此，本实用新型提供一种功率模块外壳，其核心思想是，使尾部的末端也尽可能地被注塑壳体塑封在内，以避免尾部的末端成为自由端，进而当在金属端子上进行引线键合或者焊接时，能够减少在金属端子上进行引线键合或者焊接时的能量损失，使得引线和焊料等可以牢固地结合到金属端子上，从而减少了打不上线或者虚焊等异常情况的发生，因此减少产品返工和不良产生的概率，提高生产效率和产品良率。
    [n0030] 以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的技术方案作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
    [n0031] 请参考图4至图6，本实用新型提供一种功率模块外壳，其包括注塑壳体20以及至少一个金属端子21。所述金属端子21和所述注塑壳体20注塑为一体。
    [n0032] 其中，所述金属端子21具有头部211、尾部212以及连接所述头部211和所述尾部212的连接部213，所述头部211从所述注塑壳体20上向外伸出，所述连接部213被所述注塑壳体20塑封在内，所述注塑壳体20还将所述金属端子21的尾部212的底面塑封在内并延伸到所述金属端子21的尾部212的四周侧壁上，由此避免金属端子21的尾部212的末端成为自由端。也就是说，对于金属端子21的尾部212而言，注塑壳体20除了将金属端子21的尾部212的底面、左右侧壁和后侧壁塑封在内以外，还将尾部212的前侧侧壁的至少部分塑封在内。
    [n0033] 本实施例中，所述金属端子21呈L型，所述头部211所在平面与所述尾部212所在平面垂直。相应地，所述注塑壳体20具有一体成型的第一注塑部201和第二注塑部202，所述第一注塑部201将金属端子21的连接部213塑封在内，第二注塑部202所在平面垂直于第一注塑部201所在平面，第二注塑部202将金属端子21的尾部212的底面塑封在内并延伸到金属端子21的尾部212的四周侧壁上，且所述第一注塑部201和所述第二注塑部202呈T型排布。
    [n0034] 可选地，金属端子21的连接部213的侧边边缘可以具有缺口，以释放注塑过程中产生的应力，保证注塑壳体20与金属端子21的紧密结合。
    [n0035] 需要说明的是，本实用新型中，注塑壳体20对金属端子21的尾部的塑封，只要能使得注塑壳体20在金属端子21的尾部的四周侧壁上均有延伸且能避免金属端子21的尾部的末端成为自由端即可。
    [n0036] 作为一种示例，金属端子21的尾部212的底面以及金属端子21的尾部212的四周侧壁的全部表面可以全部被注塑壳体20塑封在内，此时所述尾部212的顶面与注塑壳体20的第二注塑部202的顶面齐平。
    [n0037] 作为另一种示例，金属端子21的尾部212的底面以及四周侧壁的从底面向上延伸的部分高度的可以全部被注塑壳体20塑封在内，此时所述尾部212的顶面高于注塑壳体20的第二注塑部202的顶面。
    [n0038] 作为再一种示例，注塑壳体20将金属端子21的尾部212的底面全部塑封在内并在金属端子21的尾部的四周侧壁上均有延伸，且所述注塑壳体20的第二注塑部202在金属端子21的尾部212面向所述注塑壳体20的中心的侧壁(即金属端子21的尾部212的前侧壁)上具有自上至下贯穿的线槽203，所述线槽203连通金属端子21的尾部面向所述注塑壳体20的中心的侧壁以及金属端子21的尾部212的顶面。线槽203可以用于在金属端子21的尾部212上提供引线或者焊料等焊接结构的穿梭路径并用于固定该引线或者焊料等焊接结构，由此可以进一步提高引线键合或焊接的可靠性。该示例中，金属端子21的尾部212的顶面可以高于或者齐平于注塑壳体20的第二注塑部202的顶面。
    [n0039] 较佳地，金属端子21的尾部212的顶面高于注塑壳体20的第二注塑部202的顶面，由此，在保证注塑壳体20与金属端子21的尾部212之间有足够的结合强度的基础上，尽可能多地提供用于引线键合或焊接的工艺表面，利于引线键合或焊接的工艺的实施。
    [n0040] 可选地，所述注塑壳体20上还形成有定位孔24以及不同于所述定位孔24的安装孔23。定位孔24用于在金属端子21上进行引线键合或者焊接时固定注塑壳体20，提高焊接或者键合的稳定性。安装孔23用于在注塑壳体20上封盖相应的盖板(未图示)。
    [n0041] 可选地，所述的功率模块外壳还包括和所述注塑壳体20注塑为一体的至少一个掩埋端子22，掩埋端子22的尾部的顶面被所述注塑壳体20暴露在外，所述掩埋端子22的其余部分均被所述注塑壳体20塑封在内。
    [n0042] 作为一种示例，所述掩膜端子22和金属端子21相比，仅仅缺少被注塑壳体20暴露在外的头部，其余结构和材质均与金属端子21相同。
    [n0043] 基于同一实用新型构思，请参考图4至图6，本实用新型一实施例还提供一种功率模块，其包括：如本实用新型所述的功率模块外壳；设置在所述功率模块外壳中的基板(未图示)；设置在所述功率模块外壳中且固定在所述基板上的功率器件芯片(未图示)；设置在所述功率模块外壳中且将至少一部分所述金属端子21与所述功率器件芯片和/或所述基板电性连接的焊接结构(例如为引线或者焊料)，以及，封盖所述功率模块外壳的盖板(未图示)。
    [n0044] 其中，可选地，所述基板包括散热基板(未图示)以及固定设置在所述散热基板上的覆铜绝缘陶瓷基板(未图示)；所述功率器件芯片固定设置在所述覆铜绝缘陶瓷基板上。
    [n0045] 可选地，功率器件芯片可以是绝缘栅双极型晶体管(IGBT，InsulatedGateBipolar Transistor)芯片、二极管芯片和MOS晶体管芯片中的至少一个。IGBT芯片、二极管芯片、覆铜绝缘陶瓷基板之间可以通过铝线相互连接，金属端子21的尾部212可以与IGBT芯片、二极管芯片、覆铜绝缘陶瓷基板中的任一个引线键合或者焊接在一起。
    [n0046] 基于同一实用新型构思，请参考图4至图6，本实用新型还提供一种电子装置，其包括PCB板(未图示)以及至少一个本实用新型所述的功率模块，所述功率模块中的金属端子21的头部211可以通过插入或者压接等方式，与所述PCB板连接，从而通过金属端子21实现功率器件芯片和PCB板的电学连接。
    [n0047] 需要说明的是，上述各实施例中，金属端子21均呈L型，能够增加连金属端子21与注塑壳体20的结合强度。但是本实用新型的技术方案并不仅仅限定于此，在本实用新型的其他实施例中，金属端子21可以呈平面型或者其他任意合适的立体结构。
    [n0048] 综上所述，本实用新型的技术方案中，其金属端子和注塑壳体注塑为一体，且注塑壳体将所述尾部的底面塑封在内并延伸到所述尾部的四周侧壁上，避免尾部的末端成为自由端，由此增大了金属端子与注塑壳体之间的结合面积和结合强度，进而当在金属端子上进行引线键合或者焊接时，能够减少在金属端子上进行引线键合或者焊接时的能量损失，使得引线和焊料等可以牢固地结合到金属端子上，从而减少了打不上线或者虚焊等异常情况的发生，因此减少产品返工和不良产生的概率，提高生产效率和产品良率。
    [n0049] 上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本实用新型技术方案的范围。
    权利要求:
    Claims (10)
    [0001] 1.一种功率模块外壳，包括注塑壳体以及至少一个金属端子，所述金属端子和所述注塑壳体注塑为一体，其特征在于，所述金属端子具有头部、尾部以及连接所述头部和所述尾部的连接部，所述头部从所述注塑壳体上向外伸出，所述连接部被所述注塑壳体塑封在内；所述注塑壳体还将所述尾部的底面塑封在内并延伸到所述尾部的四周侧壁上。
    [0002] 2.如权利要求1所述的功率模块外壳，其特征在于，所述注塑壳体在所述尾部面向所述注塑壳体的中心的侧壁上具有自上至下贯穿的线槽，所述线槽连通所述尾部面向所述注塑壳体的中心的侧壁以及所述尾部的顶面。
    [0003] 3.如权利要求1所述的功率模块外壳，其特征在于，所述金属端子呈L型，所述头部所在平面与所述尾部所在平面垂直。
    [0004] 4.如权利要求3所述的功率模块外壳，其特征在于，所述注塑壳体具有一体成型的第一注塑部和第二注塑部，所述第一注塑部将所述连接部塑封在内，所述第二注塑部所在平面垂直于所述第一注塑部所在平面，所述第二注塑部将所述尾部的底面塑封在内并延伸到所述尾部的四周侧壁上，且所述第一注塑部和所述第二注塑部呈T型排布。
    [0005] 5.如权利要求4所述的功率模块外壳，其特征在于，所述尾部的顶面高于所述第二注塑部的顶面。
    [0006] 6.如权利要求1所述的功率模块外壳，其特征在于，所述注塑壳体上还形成有定位孔以及不同于所述定位孔的安装孔。
    [0007] 7.如权利要求1-6中任一项所述的功率模块外壳，其特征在于，还包括和所述注塑壳体注塑为一体的至少一个掩埋端子，所述掩埋端子除尾部以外的部分全部被所述注塑壳体塑封在内；所述注塑壳体还将所述掩埋端子的尾部的底面塑封在内并延伸到所述掩埋端子的尾部的四周侧壁上。
    [0008] 8.一种功率模块，其特征在于，包括：如权利要求1-7中任一项所述的功率模块外壳；设置在所述功率模块外壳中的基板；设置在所述功率模块外壳中且固定在所述基板上的功率器件芯片；设置在所述功率模块外壳中且将至少一部分所述金属端子与所述功率器件芯片和/或所述基板电性连接的焊接结构，以及，封盖所述功率模块外壳的盖板。
    [0009] 9.如权利要求8所述的功率模块，其特征在于，所述基板包括散热基板以及固定设置在所述散热基板上的覆铜绝缘陶瓷基板；所述功率器件芯片固定设置在所述覆铜绝缘陶瓷基板上。
    [0010] 10.一种电子装置，其特征在于，包括PCB板以及至少一个如权利要求8或9所述的功率模块，所述功率模块中的金属端子的头部与所述PCB板连接。
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