專利名稱：一種壓接智能功率模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種壓接智能功率模塊。
背景技術(shù)：
隨著全球氣候變化，節(jié)能減排成為全世界共同的議題，作為新型節(jié)能器件的 IGBTdnsulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)受到特別的關(guān)注和迅 速的發(fā)展。作為大功率的IGBT模塊更是在多個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。之前IGBT模塊大都 采用焊接的連接方式，由于機械應(yīng)力會使其焊接開裂或引線的拉拽使IGBT模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu) 受到破壞，因此目前已發(fā)明一種無焊接工藝，采用壓接方式來連接IGBT模塊內(nèi)部和外部電 路，從而解決了機械應(yīng)力和沖擊對于IGBT模塊的影響，同時也將IGBT模塊的高度減少了很 多，使其內(nèi)部雜散電感也隨著距離縮短而變小，電氣性能有了較大的提升。由于壓接式模塊 都采用了彈簧進行電氣連接，為了使驅(qū)動板與IGBT模塊連接牢固，在驅(qū)動板中間采用了螺 釘來固定，從而防止驅(qū)動板了驅(qū)動板的移動。但是由于壓接式模塊中間同時存在有高壓側(cè) 的引線和低壓側(cè)的控制線路，增加金屬螺釘于高壓引線和低壓控制線之間，會起到橋接的 作用。從而會在高壓工作時通過螺釘將高壓尖峰電壓竄入低壓控制線路，會將低壓側(cè)控制 器件擊穿。同時由于IGBT模塊為半橋式封裝，在工作時，上下半橋也需要有一定隔離距離， 中間的金屬螺釘同樣也會使上下半橋模塊的隔離距離縮短，從而應(yīng)用于高壓工作時，會出 現(xiàn)高壓母線經(jīng)過其中開通的一個模塊再經(jīng)固定螺釘直接與另一個模塊的母線相連，而造成 瞬間短路現(xiàn)象。因此，現(xiàn)有的智能功率模塊在應(yīng)用上會來很大的安全隱患。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型為解決上述技術(shù)問題，提供一種壓接智能功率模塊。本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種壓接智能功率模塊，包括IGBT模塊、驅(qū)動板、模塊殼體和驅(qū)動器；所述IGBT模 塊具有若干彈簧孔和位于彈簧孔中的彈簧；所述驅(qū)動板位于IGBT模塊上方與彈簧壓接；所 述模塊殼體，包括底板和側(cè)壁，所述底板和側(cè)壁連接形成一空腔，所述模塊殼體還包括位于 空腔內(nèi)的固持部，所述固持部的一側(cè)固定于底板上、相對的另一側(cè)到底板的距離小于所述 側(cè)壁的高度；所述驅(qū)動器位于驅(qū)動板上且設(shè)置有允許所述固持部穿過的通道；所述模塊殼 體位于驅(qū)動器上方且與IGBT模塊固定連接，所述固持部緊壓所述驅(qū)動板。進--步優(yōu)選，所述固持部為柱狀體。[0007]進--步優(yōu)選，所述固持部為板狀體。[0008]進--步優(yōu)選，所述為板狀體的固持部還與側(cè)壁固定連接。[0009]進--步優(yōu)選，所述空腔內(nèi)部還具有加強筋，所述加強筋與底板和側(cè)壁固定連接。[0010]進--步優(yōu)選，所述底板的一側(cè)還設(shè)置有開口。[0011]進--步優(yōu)選，所述側(cè)壁的部分底部還向外延伸形成平板，該平板上設(shè)置有安裝孔。[0012]進--步優(yōu)選，所述側(cè)壁位于空腔內(nèi)的一側(cè)還具有一沉臺，所述沉臺緊壓所述驅(qū)動板的四周。本實用新型的模塊殼體和IGBT模塊共同作用實現(xiàn)驅(qū)動板處在正常的范圍內(nèi)，所 述模塊殼體內(nèi)部設(shè)置有固持部，所述固持部在模塊殼體和IGBT模塊固定連接時，能緊壓所 述驅(qū)動板，始終保持彈簧與驅(qū)動板的充分接觸，實現(xiàn)壓接智能功率模塊。本實用新型通過使 用固持部而非金屬螺釘始終保持彈簧與驅(qū)動板的充分接觸，提高了壓接智能功率模塊的安 全性能。

圖1是本實用新型實施例的模塊殼體的立體示意圖；圖2是本實用新型實施例的模塊殼體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型實施例的壓接智能功率模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下 結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施 例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。圖1是本實用新型實施例的模塊殼體的立體示意圖。圖2是本實用新型實施例的 模塊殼體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型實施例的壓接智能功率模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。本實用新型實施例的壓接智能功率模塊，包括IGBT模塊、驅(qū)動板、驅(qū)動器和殼體， 所述殼體為本實用新型實施例提出的模塊殼體，所述模塊殼體包括底板和側(cè)壁，所述底板 和側(cè)壁連接形成一空腔，所述模塊殼體還包括位于空腔內(nèi)的固持部，所述固持部的一側(cè)固 定于底板上、相對的另一側(cè)到底板的距離小于所述側(cè)壁的高度，所述IGBT模塊具有若干彈 簧孔和位于彈簧孔中的彈簧，所述驅(qū)動板位于IGBT模塊上方與彈簧壓接，所述驅(qū)動器位于 驅(qū)動板上且設(shè)置有允許所述固持部穿過的通道，所述模塊殼體位于驅(qū)動器上面且與IGBT 模塊固定連接，所述固持部緊壓所述驅(qū)動板。參照圖3，所述IGBT模塊100為現(xiàn)有的用于實現(xiàn)壓接式智能功率模塊的IGBT模 塊。該IGBT模塊100包括覆銅陶瓷基板(DBC板，未示出)、塑料底殼180、上殼190、IGBT 器件(未示出)、金屬框架(未示出)、金線(未示出)、輸入端110、輸出端120、硅膠(未示 出)和彈簧150 ；該塑料底殼180固定該覆銅陶瓷基板，該IGBT器件設(shè)置于該覆銅陶瓷基板 上，輸入端110和輸出端120分別與金屬框架相應(yīng)處連接，該IGBT器件通過金線與金屬框 架連接或者通過金線與其他IGBT器件相連接。該上殼190用于與塑料底殼180形成一放 置IGBT器件和金屬框架的空間，該上殼190位于IGBT器件和金屬框架的上方并與塑料底 殼180固定連接。該上殼190中具有若干彈簧孔140。該彈簧150位于所述彈簧孔140中， 其下端與金屬框架接觸，該彈簧150主要用于傳導(dǎo)IGBT器件驅(qū)動信號。該IGBT模塊100 的上殼190和塑料底殼180中填充有硅膠，這樣可以提高IGBT模塊100的安全性能。塑料底殼180的形狀可以為任意形狀，其并不限定本實用新型，在此，本實施例優(yōu) 選該塑料底殼180為長方體型，該長方體型的塑料底殼180兩短邊側(cè)具有一向上延伸的塑 料底殼側(cè)壁，該塑料底殼側(cè)壁的外側(cè)有一承載臺，所述輸入端110和輸出端120設(shè)置于該塑 料底殼180的兩短邊處，具體位于該承載臺上。該塑料底殼側(cè)壁上設(shè)置有模塊殼體安裝孔130，該模塊殼體安裝孔130位于長方體型的塑料底殼180的四個角上。該輸入端110和輸 出端120所處的位置要高于上殼190所處的位置，形成一臺階狀，這樣可以更好的固定驅(qū)動 板210。在輸入端110和輸出端120的兩外側(cè)分別具有壓接智能功率模塊固定孔170，方便 本實用新型壓接智能功率模塊的應(yīng)用固定。為了美觀和節(jié)約空間，塑料底殼180在該壓接 智能功率模塊固定孔170相應(yīng)處塑料底殼側(cè)壁設(shè)置成一弧形壁。該上殼190上優(yōu)選設(shè)置有 若干固定柱160，用于對驅(qū)動板210進行限位。所述驅(qū)動板210與驅(qū)動器230為該壓接智能功率模塊的驅(qū)動部200主要組成部 分。所述驅(qū)動板210的材質(zhì)為一 PCB板，上面具有驅(qū)動電路，所述彈簧150的上端與該 驅(qū)動板210上的驅(qū)動接口接觸連接。所述驅(qū)動板210的形狀與上殼190近似。所述驅(qū)動板 210上具有與固定柱160對應(yīng)的驅(qū)動板固定孔211。在組裝時，將驅(qū)動板固定孔211與固定 柱160相對，并讓固定柱160穿過驅(qū)動板固定孔211實現(xiàn)驅(qū)動板210的限位，方便組裝。所述驅(qū)動器230具有相應(yīng)的驅(qū)動器件，這些驅(qū)動器件都是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技 術(shù)，在此不進行詳細描述。所述驅(qū)動器230還具有一驅(qū)動器平板231，在所述驅(qū)動器平板 231上挖掉或者裁切掉部分，形成一通道，在該通道的下面不設(shè)置驅(qū)動器件，供所述固持部 穿過，使該固持部可以實現(xiàn)緊壓驅(qū)動板210。所述驅(qū)動器件部分位于該驅(qū)動器平板231上， 部分位于驅(qū)動板210上。所述驅(qū)動器平板231通過驅(qū)動端子與驅(qū)動板210連接。本實施例 優(yōu)選，該驅(qū)動器平板231裁切成“褲子狀”，相對的兩端，一端為一長邊，另一端為兩分立的 短邊。該驅(qū)動端子也具有三個，一個為長驅(qū)動端子223，另外兩個為短驅(qū)動端子(221、222)， 所述兩短驅(qū)動端子的長度之和小于長驅(qū)動端子223。該長驅(qū)動端子223位于驅(qū)動板的一側(cè)。 該兩短驅(qū)動端子處于一條直線上且它們之間設(shè)置有一定間隔(該間隔與該通道對應(yīng)，該間 隔的距離優(yōu)選大于通道相應(yīng)處的距離)，并與長驅(qū)動端子223相間一定距離。該驅(qū)動器平 板231的長邊正好位于長驅(qū)動端子223上，其兩分立的短邊也相對應(yīng)地位于兩端驅(qū)動端子 (221,222)上。參照圖1、圖2和圖3，所述模塊殼體300的形狀與IGBT模塊100的相適應(yīng)，本實 用新型優(yōu)選該模塊殼體300的形狀為長方體型的。該模塊殼體300通過在四個角設(shè)置有模 塊殼體弧形側(cè)壁并在該模塊殼體弧形側(cè)壁的底部外側(cè)向外延伸得到一平板340，并在該平 板340上形成有一安裝孔350，所述安裝孔350與IGBT模塊100上的模塊殼體安裝孔130 相對應(yīng)，通過螺釘400將所述模塊殼體300與IGBT模塊100固定連接。所述模塊殼體300的材料為塑料，通過注塑一體成型，方便制作。所述模塊殼體 300用于壓接式智能功率模塊，包括底板310和側(cè)壁320，該側(cè)壁320圍繞該底板310向下 延伸設(shè)置，與該底板310形成一空腔。所述模塊殼體300的底板310可以為一個平板，也可以為不在同一高度內(nèi)的兩平 板通過一斜坡連接起來的臺階狀組合板。本實施例優(yōu)選后者，這樣，形成“汽車頭”狀模塊 殼體300，節(jié)約空間，以圖1中視角，高度較高的第一平板311的長度要大于高度較矮的第二 平板312的長度。在第二平板312上設(shè)置一開口 330。該開口 330的形狀為長方形，用于供 壓接智能功率模塊連接器240通過，實現(xiàn)該壓接智能功率模塊即插可用，方便實用。該壓接 智能功率模塊連接器240與該驅(qū)動板210連接，位于該驅(qū)動板210的一側(cè)，與該開口 311相 對應(yīng)。該壓接智能功率模塊連接器240用于將外部驅(qū)動控制信號的引入，供驅(qū)動該壓接智能功率模塊。所述模塊殼體300還包括位于空腔內(nèi)的固持部370，所述固持部370的一側(cè)固定 于底板310的第一平板311上、相對的另一側(cè)到底板310的距離小于所述側(cè)壁320的高度， 也就是說該固持部370是始終位于該空腔里面的。在此，稱該高度為第一高度。該固持部 370可以為柱狀體，也可以為板狀體，只要能起到壓接驅(qū)動板210的目的即可。當然，該固持 部370的個數(shù)可以單個，也可以為多個，此并不限定本實用新型。若固持部370的數(shù)量為多 個時，驅(qū)動器230的排布會存在一點困難，不容易實現(xiàn)，因此，本實施例優(yōu)選，該固持部370 的數(shù)量為單個。由于柱狀體的固持部370與驅(qū)動板210的接觸面積和接觸的長度范圍比較 小，因此，本實施例優(yōu)選該固持部370的形狀為板狀體。所述板狀體的固持部370與底板310成接近90度的角，優(yōu)選成90度的角(這樣 該固持部370所受的力為豎直方向，不容易折斷)。該板狀體的固持部370的底面為該模塊 殼體300的底板310的一部分，該板狀體的固持部370的一側(cè)面為該模塊殼體300的側(cè)壁 320的一部分，該板狀體的固持部370的頂部用于壓接驅(qū)動板210，這種結(jié)構(gòu)的固持部370 是隨該模塊殼體一體注塑成型，實現(xiàn)無縫連接，承受力度大。板狀體的固持部370壓接驅(qū)動板210是這樣實現(xiàn)的，先定義驅(qū)動板210放在IGBT模塊100上時，該驅(qū)動板210到該IGBT模塊底部的高度為 第~■聞度；該模塊殼體300與該IGBT模塊100固定連接時，該第一平板311到該IGBT模塊
底部的高度為第三高度；在設(shè)計或者制造過程中，滿足該第一高度稍大于第三高度與第二高度之差即可實 現(xiàn)板狀體的固持部370壓接驅(qū)動板210。該板狀體的固持部370的形狀優(yōu)選為方形，也就是說該固持部370為方形板的固 持部370，為了適應(yīng)壓接智能功率模塊內(nèi)部空間和器件排布，該方形板的固持部370的頂部 的部分可以去除，只要保證該接觸部371 (剩下的頂部)有一定接觸長度就行了。方形板的 固持部370的寬度沒有多大的要求，滿足方便制作和安裝就可以了。由于驅(qū)動板210的底面是與彈簧150連接的，而該彈簧150是四周分布的，也就是 說該驅(qū)動板210不只是中間受力，為了更好的固定該驅(qū)動板210，不使其形變，本實施例優(yōu) 選在所述模塊殼體300的側(cè)壁320位于空腔內(nèi)的一側(cè)還具有一沉臺321，該沉臺321緊壓所 述驅(qū)動板的四周。該沉臺321與所述方形板的固持部370的頂部位于同一個平面，實現(xiàn)所 述方形板的固持部370與該沉臺321同時緊壓該驅(qū)動板210，使其該驅(qū)動板210中間與四周 壓力平衡。所述模塊殼體300內(nèi)部還具有若干加強筋360，用于提高該模塊殼體300的強度。 該加強筋360設(shè)置在該模塊殼體300的側(cè)壁320上，還設(shè)置在該模塊殼體300的底板310 上。本實施例優(yōu)選該設(shè)置在底板310上的加強筋360還同時與方形板的固持部370和側(cè)壁 320連接，用于提高該方形板的固持部的強度。本實用新型的壓接智能功率模塊組裝過程如下，首先提供一 IGBT模塊，將驅(qū)動板 放置在該IGBT模塊上，然后在該驅(qū)動板上放置驅(qū)動器，這樣完成了驅(qū)動部的組裝，然后將 模塊殼體扣上，最后用螺釘將模塊殼體和IGBT模塊固定。此時，模塊殼體上的固持部穿過 驅(qū)動器的通道壓作用在驅(qū)動板上，同時模塊殼體的側(cè)壁上的沉臺也壓作用在驅(qū)動板的四周，實現(xiàn)驅(qū)動板處于正常的范圍內(nèi)(始終保持彈簧與驅(qū)動板的充分接觸)，同時驅(qū)動板的上 下作用力的作用點分布比較均勻，該驅(qū)動板的形變量也比較小。本實用新型通過使用固持部而非金屬螺釘始終保持彈簧與驅(qū)動板的充分接觸，提 高了壓接智能功率模塊的安全性能。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型 的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種壓接智能功率模塊，其特征在于，包括IGBT模塊、驅(qū)動板、模塊殼體和驅(qū)動器；所述IGBT模塊具有若干彈簧孔和位于彈簧孔中的彈簧；所述驅(qū)動板位于IGBT模塊上方與彈簧壓接；所述模塊殼體，包括底板和側(cè)壁，所述底板和側(cè)壁連接形成一空腔，所述模塊殼體還包括位于空腔內(nèi)的固持部，所述固持部的一側(cè)固定于底板上、相對的另一側(cè)到底板的距離小于所述側(cè)壁的高度；所述驅(qū)動器位于驅(qū)動板上且設(shè)置有允許所述固持部穿過的通道；所述模塊殼體位于驅(qū)動器上方且與IGBT模塊固定連接，所述固持部緊壓所述驅(qū)動板。
2.如權(quán)利要求1所述的壓接智能功率模塊，其特征在于，所述固持部為柱狀體。
3.如權(quán)利要求1所述的壓接智能功率模塊，其特征在于，所述固持部為板狀體。
4.如權(quán)利要求3所述的壓接智能功率模塊，其特征在于，所述固持部還與側(cè)壁固定連接。
5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的壓接智能功率模塊，其特征在于，所述空腔內(nèi)部還具 有加強筋，所述加強筋與底板和側(cè)壁固定連接。
6.如權(quán)利要求1-4任一項所述的壓接智能功率模塊，其特征在于，所述底板的一側(cè)還 設(shè)置有開口。
7.如權(quán)利要求1-4任一項所述的壓接智能功率模塊，其特征在于，所述側(cè)壁的部分底 部還向外延伸形成平板，該平板上設(shè)置有安裝孔。
8.如權(quán)利要求1-4任一項所述的壓接智能功率模塊，其特征在于，所述側(cè)壁位于空腔 內(nèi)的一側(cè)還具有一沉臺，所述沉臺緊壓所述驅(qū)動板的四周。
專利摘要本實用新型提供了一種壓接智能功率模塊。該壓接智能功率模塊，包括IGBT模塊、驅(qū)動板、模塊殼體和驅(qū)動器；所述IGBT模塊具有若干彈簧孔和位于彈簧孔中的彈簧；所述驅(qū)動板位于IGBT模塊上方與彈簧壓接；所述模塊殼體，包括底板和側(cè)壁，所述底板和側(cè)壁連接形成一空腔，所述模塊殼體還包括位于空腔內(nèi)的固持部，所述固持部的一側(cè)固定于底板上、相對的另一側(cè)到底板的距離小于所述側(cè)壁的高度；所述驅(qū)動器位于驅(qū)動板上且設(shè)置有允許固持部穿過的通道；所述模塊殼體位于驅(qū)動器上方且與IGBT模塊固定連接，所述固持部緊壓所述驅(qū)動板。本實用新型通過使用固持部而非金屬螺釘始終保持彈簧與驅(qū)動板的充分接觸，提高了壓接智能功率模塊的安全性能。
文檔編號H02M1/00GK201708683SQ20102021367
公開日2011年1月12日 申請日期2010年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月29日
發(fā)明者姜奮平, 宋淑偉, 易長貴, 楊平平, 肖小麗, 肖建湘 申請人:比亞迪股份有限公司