本發(fā)明涉及用于對導體與電子元器件的至少一個端子電極之間進行電連接的端子連接結構。

背景技術：

作為對導體與電子元器件的端子電極之間進行電連接的端子連接結構，已知有利用在功率器件的端子電極附近交替重疊絕緣體和導體而得到的層疊導體，來對功率器件的端子間進行連接的端子連接結構(例如專利文獻1)。

專利文獻1中，公開了通過鉚接來使設置于層疊導體中的導體和絕緣體的接觸端子插入孔中所插入的雄部、和直徑形成得比接觸端子插入孔要大的雌部緊密接觸的端子連接結構。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2007-19372號公報

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術問題

上述專利文獻1所公開的端子連接結構中，鉚接部形成為圓形形狀，以使得容易進行鉚接。另一方面，作為最近的功率器件，在大電流用途的功率半導體模塊中，出現(xiàn)了在模塊側的一個端子電極具有多個緊固點的功率半導體模塊。由于多個緊固點例如在橫向上排列配置，因此，模塊端子的形狀形成為連接緊固點而成的例如長方形狀。

為了配合這種長方形狀的模塊端子，考慮將現(xiàn)有技術的鉚接結構也設為長方形狀。然而，在將鉚接結構設為長方形狀的情況下，在長方形狀的整周均勻地分配鉚接力是非常困難的，難以采用。

因此，在具有多個緊固點的模塊端子的情況下，設為每一個緊固點均具有圓形形狀的鉚接部，但連接多個緊固點而得到的端子電極的占有面積和鉚接部中與導體接觸的接觸面積的比即接觸面積比變小。由于具有多個緊固點的功率模塊大多使用于大電流用途，因此，接觸面積比變小的情況存在接觸部的溫度上升的問題，因而尋求一種能夠提高導體與端子電極的接觸面積比的端子連接結構。

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于獲得能夠提高導體與端子電極的接觸面積比的端子連接結構。

解決技術問題所采用的技術方案

為了解決上述問題，實現(xiàn)目的，本發(fā)明的端子連接結構用于對導體和電子元器件中的至少一個端子電極之間進行電連接，該端子連接結構的特征在于，在所述端子電極設有多個連接端子，包括：雄部，該雄部設有供緊固構件插通的孔部；以及雌部，該雌部設有供所述雄部插通、且數(shù)量與所述連接端子的數(shù)量相同的孔部，通過在所述雌部與所述雄部之間夾入所述導體，且對所述雄部的所述孔部進行鉚接來固定所述導體，利用插通所述雄部的孔部的緊固構件、以及分別設于所述連接端子的緊固機構來將所述導體固定到所述電子元器件。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，可獲得下述效果，即：能夠提高導體與模塊端子電極的接觸面積比，能夠減小接觸部的溫度上升。

附圖說明

圖1是表示適于進行實施方式1的端子連接結構的說明的功率模塊的簡要形狀的立體圖。

圖2是圖1所示的功率模塊的電路圖。

圖3是表示作為實施方式1的端子連接結構的構成要素的元器件的外形形狀的立體圖。

圖4是表示利用實施方式1的端子連接結構對導體進行鉚接的情況的一個示例的部分剖面立體圖。

圖5是從圖4的A方向觀察圖4的示例的情況下的立體圖。

圖6是從圖4的B方向觀察圖4的示例的情況下的立體圖。

圖7是說明利用實施方式1的端子連接結構進行的鉚接的圖。

圖8是表示使用實施方式1的端子連接結構對功率模塊進行緊固的情況的一個示例的立體圖。

圖9是說明實施方式1的端子連接結構的效果的圖。

圖10是表示實施方式2的端子連接結構的剖視圖。

圖11是表示實施方式3的端子連接結構的剖視圖。

圖12是表示實施方式4的端子連接結構的剖視圖。

圖13是表示用于說明實施方式5的端子連接結構的功率模塊的端子形狀的俯視圖。

具體實施方式

下面參照附圖，對本發(fā)明的實施方式所涉及的端子連接結構進行說明。另外，本發(fā)明并不局限于以下示出的實施方式。

實施方式1.

首先，參照圖1和圖2，對實施方式1的端子連接結構的連接對象即電子元器件進行說明。圖1是表示適于進行實施方式1的端子連接結構的說明的功率模塊的簡要形狀的立體圖，圖2是圖1所示的功率模塊的電路圖。另外，圖1和圖2所示的功率模塊是電子元器件的一個示例，當然也可以連接功率模塊以外的電子元器件。

功率模塊1如圖1和圖2所示，在作為模塊殼體的封裝2內(nèi)收納有作為開關元件進行動作的MOSFET和作為所謂的續(xù)流二極管進行動作的二極管(以下記為“FWD”)反向并聯(lián)連接得到的兩個元件對即第1元件對10和第2元件對12。

第1元件對10中，MOSFET的漏極與FWD的陰極在模塊內(nèi)電連接，從該電連接得到的連接部10a引出的端子部形成第1端子電極M1，MOSFET的源極與FWD的陽極在模塊內(nèi)電連接，從該電連接得到的連接部10b引出的端子部形成第2端子電極M2。第2元件對12中，MOSFET的源極與FWD的陽極在模塊內(nèi)電連接，從該電連接得到的連接部12a引出的端子部形成第3端子電極M3，MOSFET的漏極與FWD的陰極在模塊內(nèi)電連接，該電連接得到的連接部12b與第2端子電極M2電連接。

這些第1端子電極M1、第2端子電極M2和第3端子電極M3分別形成為長方形狀，并設置于封裝2的一個主面?zhèn)?。?端子電極M1和第3端子電極M3在封裝2的中央部排列成使得各自的長邊方向與封裝2的長邊方向平行，且排列的列為與長邊方向正交的方向。另一方面，第2端子電極M2配置在封裝2的長邊方向的一個端部側，且排列成使得長邊方向為與封裝2的長邊方向正交的方向。第1端子電極M1、第2端子電極M2和第3端子電極M3分別設有三個孔32，在這些孔32中分別設有作為緊固構件的螺母34。這些孔32和螺母34構成作為功率模塊1的端子電極的第1端子電極M1、第2端子電極M2和第3端子電極M3的緊固點。另外，螺母34的功能將在后文中闡述。

接著，參照圖3至圖8，對實施方式1的端子連接結構進行說明。圖3是表示作為實施方式1的端子連接結構的構成要素的元器件的外形形狀的立體圖。圖4是表示利用實施方式1的端子連接結構對導體進行鉚接的情況的一個示例的部分剖面立體圖。圖5是從圖4的A方向觀察圖4的示例的情況下的立體圖。圖6是從圖4的B方向觀察圖4的示例的情況下的立體圖。圖7是說明利用實施方式1的端子連接結構進行的鉚接的圖。圖8是表示使用實施方式1的端子連接結構對功率模塊1進行緊固的情況的一個示例的立體圖。

實施方式1的端子連接結構的構成要素有圖3(a)所示的雄部21和圖3(b)所示的雌部22。雄部21構成為具有底座部21a、以及豎直設置于底座部21a的軸部21b，在底座部21a和軸部21b的結合體的軸心設置有用于插通后述的緊固構件的孔部21c。底座部21a的剖面為圓形。軸部21b的剖面也為圓形，但直徑比底座部21a要小。

雌部22如圖3(b)所示具有長方形狀或橢圓形狀(以下，在對兩者進行統(tǒng)稱的情況下稱為“橫向較長形狀”)的剖面，并且根據(jù)圖1所示的功率模塊1的端子電極的結構而設有三個供雄部21的軸部21b插通的孔部22a。即，具有三個孔部22a的結構是根據(jù)圖1的結構而得到的一個示例，具有兩個以上的孔部22a的結構構成本發(fā)明的要點。

圖3(b)示出在孔部22a插入有兩個雄部21的狀態(tài)，但在實際安裝狀態(tài)下，如圖5和圖6所示那樣，在雌部22與底座部21a之間夾入導體25，如圖4和圖7所示那樣，通過對位于功率模塊1側的雄部21的孔部21c進行鉚接來固定導體25。

雄部21的軸部21b與雌部22之間的鉚接例如如圖7所示那樣，可通過從雄部21的軸部21b側插入鉚接工具41，撐開孔部21c來進行。另外，鉚接本身的方法是公知的，當然也可以使用此處所示以外的方法。

為了將鉚接后的導體25緊固于功率模塊1，如圖8所示那樣，將作為緊固構件的螺栓36插通雄部21的孔部21c，使用設置于第1端子電極M2、第2端子電極M2和第3端子電極M3的緊固機構即螺母34(參照圖1)來進行緊固，由此將導體25固定至功率模塊1。另外，實施方式1中，示出了使用螺栓36和螺母34來將導體25固定至功率模塊1的示例，但是若將第1端子電極M1、第2端子電極M2和第3端子電極M3中所開的孔32設為螺釘結構，則不需要螺母34。

接著，參照圖9對使用實施方式1的端子連接結構所獲得的效果進行說明。圖9是說明實施方式1的端子連接結構的效果的圖。

圖9(a)中，d1是為橢圓形狀的雌部22的長邊方向的長度，d2是與雌部22的長邊方向正交的方向的長度。此外，用陰影示出的部位表示與導體25的接觸部位。如圖9(a)所示那樣，除了供螺栓36插通的孔部22a的占有部分以外的剩余部分均可與導體25接觸。

與此相對，圖9(b)示出如專利文獻1那樣，對每一個連接端子使用圓形形狀的鉚接構件的情況下的接觸部位。另外，在進行圖示時，將底座部21a的外徑直徑、軸部21b的外徑直徑和各連接端子間的間隔d3設為相等，以得到與實施方式1中所使用的圖3所示的情況相同的條件。

通過對圖9(a)和圖9(b)的比較可清楚地看到，通過使用實施方式1的端子連接結構，能夠增大與導體25的接觸面積。在“發(fā)明所要解決的技術問題”這一項中已進行了說明，由于具有多個緊固點的功率模塊大多使用于大電流用途，因此，接觸面積比變小這一情況會導致每單位面積的電流即電流密度變大。若電流密度較大，則會產(chǎn)生接觸部的溫度上升變大的問題，對設計的影響變大。

另一方面，在實施方式1的端子連接結構中，由于與導體25接觸的部分中的位于功率模塊1側的部位即雌部形成為橫向較長形狀，因此，與現(xiàn)有技術相比能夠增大與導體25之間的接觸面積，從而能夠減小電流密度。

如上述所說明的那樣，根據(jù)實施方式1的端子連接結構，在設有供緊固構件插通的孔部的雄部、和設有與功率模塊的連接端子數(shù)量相同數(shù)量的、供雄部插通的孔部的雌部之間夾入導體，通過對雄部的孔部進行鉚接來固定導體，利用插通到雄部的孔部的緊固構件、和設置于連接端子的緊固機構來將功率模塊固定到導體，因此，能夠在不需要減小鉚接力的情況下提高導體與模塊端子電極的接觸面積比，進而能夠減小接觸部的溫度上升。

此外，根據(jù)實施方式1的端子連接結構，由于對多個連接端子使用一個雌部，因此，能夠一次性連續(xù)地進行鉚接操作，從而能夠高效地進行鉚接操作。

實施方式2.

圖10是表示實施方式2的端子連接結構的剖視圖。實施方式1中，例如如圖7所示那樣，是功率模塊側為雌部，緊固構件側為雄部的結構，但在實施方式2中，如圖10所示那樣，是功率模塊側為雄部，緊固構件側為雌部的結構。若詳細進行說明，則在功率模塊側構成雄部51，在雄部51中，在從A1方向觀察到的剖面為橫向較長形狀的底座部51a上豎立設有從A1方向觀察到的剖面為圓形形狀的軸部51b，且與實施方式1同樣地設有供緊固構件插通的3個孔部51c。另外，根據(jù)圖1所示的功率模塊1的結構而將孔部51c的個數(shù)設為3。

另一方面，在緊固構件側構成雌部52，雌部52具有供雄部51的軸部51b插通的孔部52a，且從A1方向觀察到的剖面形成為圓形形狀。與實施方式1不同，雌部52是分離成三個的結構。另外，在實施方式1中，如圖7所示，是從功率模塊側插入鉚接工具41來進行鉚接的結構，但在實施方式2中，從緊固構件側插入鉚接工具41進行鉚接即可。

根據(jù)上述那樣構成的實施方式2的端子連接結構，設為相對于實施方式1的結構、交換雄部和雌部后得到的結構，因此，靠近夾入的導體的一側成為鉚接側，能夠通過比實施方式1要小的鉚接力來固定導體。

實施方式3.

圖11是表示實施方式3的端子連接結構的剖視圖。實施方式2中，由于為了配合功率模塊1的端子電極的結構，而采用具有三個雌部52的結構，但在實施方式3中，如圖11所示，是具有使三個雌部相連結而形成為橫向較長形狀的雌部54的結構。另外，圖11中，對于與圖10相同或同等的部位標注相同的標號，并省略重復說明。另外，進行鉚接的位置與實施方式2相同。

根據(jù)上述那樣構成的實施方式3的端子連接結構，設為相對于實施方式1的結構、交換雄部和雌部后得到的結構，因此，靠近夾入的導體的一側成為鉚接側，能夠通過比實施方式1要小的鉚接力來固定導體。

此外，根據(jù)實施方式3的端子連接結構，由于對多個連接端子使用一個雌部，因此，能夠一次性連續(xù)地進行鉚接操作，從而能夠高效地進行鉚接操作。

實施方式4.

圖12是表示實施方式4的端子連接結構的剖視圖。實施方式1中，由于為了配合功率模塊1的端子電極的結構而如圖3所示那樣采用具有三個雄部21的結構，但在實施方式4中，如圖12所示，是具有使三個雄部相連結而形成為橫向較長形狀的雄部21A的結構。另外，圖12中，對于與圖3相同或同等的部位標注相同的標號，并省略重復說明。另外，進行鉚接的位置與實施方式1相同。

根據(jù)上述那樣構成的實施方式4的端子連接結構，具有與實施方式1同等的結構，能夠獲得與實施方式1相同的效果。

此外，根據(jù)實施方式4的端子連接結構，由于對多個連接端子使用一個雌部和一個雄部，因此，能夠一次性連續(xù)地進行鉚接操作，從而能夠高效地進行鉚接操作。

實施方式5.

實施方式1中，如圖1所示，對功率模塊1的端子電極為橫向較長形狀的情況進行了說明，但實施方式5中，示出圖13所示那樣的L字形狀的示例作為橫向較長形狀以外的示例。在這種L字形狀的情況下，配合該形狀將雌部或雄部的形狀也形成為L字形狀即可。因此，若對該方法進行擴展，則可應用于任意的形狀。

另外，在上述實施方式1到實施方式5中，以功率模塊為例進行了說明，但也能夠使用于需要與導體進行電連接的電子元器件。

此外，上述實施方式1至5所示的結構是本發(fā)明的結構的一個示例，可以與其他公知技術進行組合，當然也可以在不脫離本發(fā)明的要點的范圍內(nèi)進行變更來構成，例如省略其中的一部分等。

工業(yè)上的實用性

如上所述，本發(fā)明作為用于對電子元器件的端子與導體之間進行電連接的端子連接結構是有用的。

標號說明

1功率模塊、2封裝、10第1元件對、10a連接部、10b連接部、12第2元件對、12a、12b連接部、21、21A、51雄部、21a底座部、21b、51b軸部、21c、51c孔部(雄部)、22、52、54雌部、22a、52a孔部(雌部)、25導體、32孔、34螺母(緊固機構)、36螺栓(緊固構件)、41鉚接工具。