功率器件安装结构和功率模块的制作方法

1.本实用新型涉及电器件封装技术领域，更具体地说，涉及一种功率器件安装结构和功率模块。


背景技术：

2.目前，功率模块中，功率器件封装在印制电路板上。其中，功率器件的封装方式主要有插件封装和压接封装两种方式。若采用插接封装方式，功率器件采用选择性波峰焊焊接于印制电路板；若采用压紧封装方式，功率器件压接于印制电路板。
3.上述功率模块中，功率器件需连接散热结构，功率器件放置在印制电路板的背面，而其他插接器件放置在印制电路板的正面。若采用插件封装方式，为了保证功率器件和散热结构的散热面贴合以保证散热效果，需要保证功率器件散热面的平整度、以及印制电路板与散热面之间的距离。具体地，在焊接功率器件之前，先将所有的功率器件固定在一块散热结构模拟平台上，再将印制电路板固定在散热结构模拟平台上，这样功率器件、印制电路板、散热结构模拟平台就形成了一个整体，再将上述整体翻转以进行选择性波峰焊，待焊接完成后，再将散热结构模拟平台拆卸下来，导致生产效率较低、生产成本较高。
4.另外，上述功率模块中，印制电路板空板的加工除了现有的回流焊和波峰焊外，还需要额外增加一道选择性波峰焊工序或压接工序，导致生产成本较高、生产效率较低。
5.综上所述，如何安装功率器件，以降低生产成本以及提高生产效率，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种功率器件安装结构，以降低生产成本以及提高生产效率。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述功率器件安装结构的功率模块。
7.为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种功率器件安装结构，包括印制电路板和功率器件，其中，所述功率器件的引脚贴片封装于所述印制电路板，所述引脚为韧性件，且所述引脚能够在垂直于所述印制电路板的方向上变形。
9.可选地，所述功率器件安装结构还包括至少一个弹性装置，所述弹性装置位于所述功率器件和所述印制电路板之间，且所述弹性装置能够在垂直于所述印制电路板的方向上变形以使所述功率器件能够被压紧于散热结构的散热面。
10.可选地，所述弹性装置的一端设置于所述印制电路板，所述弹性装置的另一端和所述功率器件之间具有间隙，且所述弹性装置的另一端能够和所述功率器件接触或连接。
11.可选地，所述弹性装置的一端设置于所述功率器件，所述弹性装置的另一端和所述印制电路板之间具有间隙，且所述弹性装置的另一端能够和所述印制电路板接触或连接。
12.可选地，所述弹性装置的一端和所述功率器件连接或接触，所述弹性装置的另一端和所述印制电路板连接或接触。
13.可选地，所述功率器件和所述印制电路板中，一者和所述弹性装置固定连接、另一者和所述弹性装置接触。
14.可选地，所述功率器件安装结构还包括与所述弹性装置套设配合的导向件；
15.和/或，所述弹性装置位于所述功率器件和所述印制电路板之间的缝隙中；
16.和/或，所述弹性装置包括弹簧件和/或橡胶件。
17.可选地，所述引脚为弹性件，所述弹性件能够在垂直于所述印制电路板的方向上变形。
18.可选地，所述引脚具有至少一个折弯结构，和/或所述引脚和所述功率器件的功率器件主体侧部连接。
19.可选地，所述引脚包括引脚封装部和引脚连接部，其中，所述引脚封装部贴片封装于所述印制电路板，所述引脚连接部连接所述引脚封装部和所述功率器件的功率器件主体，且所述引脚封装部和所述引脚连接部的连接处为折弯结构。
20.本实用新型提供的功率器件安装结构中，通过将功率器件的引脚贴片封装于印制电路板，引脚为韧性件，且引脚能够在垂直于印制电路板的方向上变形，将安装有功率器件的印制电路板固定于散热结构时，通过引脚的形变能够抵消在组装过程中所产生累计公差，保证了功率器件被压紧于散热结构的散热面，从而保证了功率器件和散热面贴合，较现有技术相比，无需再设置散热结构模拟平台，有效提高了生产效率、降低了生产成本。
21.同时，本实用新型提供的功率器件安装结构中，通过将功率器件的引脚贴片封装于印制电路板，则引脚能够采用回流焊焊接于印制电路板，而印制电路板空板具有回流焊加工工序，较现有技术相比，无需额外增加工序，有效降低了生产成本、提高了生产效率。
22.基于上述提供的功率器件安装结构，本实用新型还提供了一种功率模块，该功率模块包括上述任一项所述的功率器件安装结构。
23.可选地，所述功率模块还包括散热结构，所述印制电路板固定于所述散热结构，且所述功率器件和所述散热结构的散热面贴合。
附图说明
24.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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型实施例提供的功率器件安装结构的一种结构示意图；
26.图2为图1所示的结构安装于散热结构的示意图；
27.图3为本实用新型实施例提供的功率器件安装结构的另一种结构示意图；
28.图4为图3所示的结构安装于散热结构的示意图。
具体实施方式
29.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做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。
30.如图1-3所示，本实用新型实施例提供的功率器件安装结构包括印制电路板1和功率器件2，其中，功率器件2的引脚22贴片封装于印制电路板1，引脚22为韧性件，且引脚22能够在垂直于印制电路板1的方向上变形。
31.具体地，功率器件2包括功率器件主体21和设置于功率器件主体21的引脚22。上述引脚22为韧性件，即上述引脚22受到设定外力的作用下会发生变形且不会折断。上述引脚22通过回流焊焊接于印制电路板1从而实现将引脚22贴片封装于印制电路板1。
32.在实际应用中，将上述功率器件安装结构放置在散热结构3的散热面31上，功率器件2位于散热面31上，印制电路板1位于散热面31上的支撑柱4上，支撑柱4的顶部设置有螺纹孔，采用螺栓5或螺钉将印制电路板1紧固在支撑柱4上，从而将功率器件2压紧在散热面31上。印制电路板1和散热面31之间的距离大于设定距离，则功率器件2位于散热面31上时，印制电路板1和支撑柱4之间具有间隙，此时，通过引脚22的变形使得印制电路板1和支撑柱4接触并固定。
33.本实用新型提供的功率器件安装结构中，通过将功率器件2的引脚22贴片封装于印制电路板1，引脚22为韧性件，且引脚22能够在垂直于印制电路板1的方向上变形，将安装有功率器件2的印制电路板1固定于散热结构3时，通过引脚22的形变能够抵消在组装过程中所产生的累计公差，保证了功率器件2被压紧于散热结构3的散热面31，从而保证了功率器件2和散热面31贴合，较现有技术相比，无需再设置散热结构模拟平台，有效提高了生产效率、降低了生产成本。
34.同时，本实用新型提供的功率器件安装结构中，通过将功率器件2的引脚22贴片封装于印制电路板1，则引脚22能够采用回流焊焊接于印制电路板1，而印制电路板空板具有回流焊加工工序，较现有技术相比，无需额外增加工序，有效降低了生产成本、提高了生产效率。
35.上述引脚22的韧性是有限的，为了优化技术方案，上述功率器件安装结构还包括至少一个弹性装置7，弹性装置7位于功率器件2和印制电路板1之间，且弹性装置7能够在垂直于印制电路板1的方向上变形以使功率器件2能够被压紧于散热结构3的散热面31。
36.上述功率器件安装结构中，通过弹性装置7的变形，提高了功率器件2被压紧于散热面31的可靠性。
37.具体地，上述弹性装置7的一端设置于印制电路板1，弹性装置7的另一端和功率器件2之间具有间隙，且弹性装置7的另一端能够和功率器件2接触或连接。
38.上述功率器件安装结构中，功率器件2和印制电路板1装配好后，弹性装置7和功率器件2之间具有间隙。当上述功率器件安装结构和散热结构3装配时，上述印制电路板1和散热面31之间的距离大于设定距离，则功率器件2位于散热面31上时，印制电路板1和支撑柱4之间具有间隙，此时，下移印制电路板1使得印制电路板1和支撑柱4接触从而固定连接印制电路板1和支撑柱4，在下移印制电路板1的过程中引脚22变形、弹性装置7压缩变形从而将功率器件2压紧在散热面31上。
39.上述功率器件安装结构中，还可选择弹性装置7的一端设置于功率器件2，弹性装
置7的另一端和印制电路板1之间具有间隙，且弹性装置7的另一端能够和印制电路板1接触或连接。
40.上述功率器件安装结构中，功率器件2和印制电路板1装配好后，弹性装置7和印制电路板1之间具有间隙。当上述功率器件安装结构和散热结构3装配时，上述印制电路板1和散热面31之间的距离大于设定距离，则功率器件2位于散热面31上时，印制电路板1和支撑柱4之间具有间隙，此时，下移印制电路板1使得印制电路板1和支撑柱4接触从而固定连接印制电路板1和支撑柱4，在下移印制电路板1的过程中引脚22变形、弹性装置7压缩变形从而将功率器件2压紧在散热面31上。
41.在实际应用过程中，还可选择上述弹性装置7的一端和功率器件2连接或接触，弹性装置7的另一端和印制电路板1连接或接触。当上述功率器件安装结构和散热结构3装配时，上述印制电路板1和散热面31之间的距离大于设定距离，则功率器件2位于散热面31上时，印制电路板1和支撑柱4之间具有间隙，此时，下移印制电路板1使得印制电路板1和支撑柱4接触从而固定连接印制电路板1和支撑柱4，在下移印制电路板1的过程中引脚22变形、弹性装置7压缩变形从而将功率器件2压紧在散热面31上。
42.上述功率器件安装结构中，为了便于安装，可选择功率器件2和印制电路板1中，一者和弹性装置7固定连接、另一者和弹性装置7接触。具体地，弹性装置7的一端固定于功率器件2，弹性装置7的另一端和印制电路板1接触；或者，弹性装置7的一端固定于印制电路板1，弹性装置7的另一端和功率器件2接触。
43.为了保证可靠性，上述功率器件安装结构未安装于散热结构3时，可选择上述弹性装置7处于自由状态，即弹性装置7未变形；上述功率器件安装结构安装于散热结构3后，弹性装置7处于压缩状态。
44.上述功率器件安装结构中，若弹性装置7设置于功率器件2，可选择弹性装置7和功率器件2为一体式结构；若弹性装置7设置于印制电路板1，可选择上述弹性装置7和印制电路板1为一体式结构。
45.为了保证上述弹性装置7沿设定方向变形，可选择上述功率器件安装结构还包括与述弹性装置7套设配合的导向件。对于导向件的具体结构，根据实际需要选择，本实施例对此不做限定。
46.上述功率器件安装结构中，为了便于安装弹性装置7，上述弹性装置7位于功率器件2和印制电路板1之间的缝隙6中。具体地，上述弹性装置7位于功率器件主体21和印制电路板1之间的缝隙6中，或者弹性装置7位于引脚22和印制电路板1之间的缝隙6中。
47.对于上述弹性装置7的类型，根据实际需要选择。可选地，上述弹性装置7包括弹簧件和/或橡胶件。若上述弹性装置7包括橡胶件，可选择上述橡胶件为中空的橡胶块。
48.在实际应用过程中，还可选择上述引脚22为弹性件，弹性件能够在垂直于印制电路板1的方向上变形。
49.上述功率器件安装结构中，为了便于使引脚22具有韧性，可选择引脚22具有至少一个折弯结构。对于折弯结构的数目和具体类型，根据实际需要选择，例如折弯结构为两个、三个或四个等，折弯结构为直角折弯结构、和/或锐角折弯结构、和/或钝角折弯结构，本实施例对此不做限定。
50.上述功率器件2中，可选择引脚22和功率器件主体21的侧部连接，也可选择引脚22
和功率器件主体21的顶部连接。为了便于提高韧性，可选择上述引脚22和功率器件主体21的侧部连接。
51.上述功率器件安装结构中，引脚22贴片封装于印制电路板1，为了便于贴片封装，可选择上述引脚22包括：引脚封装部221和引脚连接部222，其中，引脚封装部221贴片封装于印制电路板1，引脚连接部222连接引脚封装部221和功率器件主体21，且引脚封装部221和引脚连接部222的连接处为折弯结构。此时，通过折弯引脚封装部221与印制电路板1平行，从而方便了贴片封装。
52.基于上述实施例提供的功率器件安装结构，本实施例还提供了一种功率模块，该功率模块包括上述任一项的功率器件安装结构。
53.由于上述实施例提供的功率器件安装结构具有上述技术效果，上述功率模块包括上述功率器件安装结构，则上述功率模块也具有相应的技术效果，本文对此不再赘述。
54.为了保证散热，上述功率模块还包括散热结构3，印制电路板1固定于散热结构3，且功率器件2和散热结构3的散热面31贴合。可以理解的是，功率器件2位于印制电路板1和散热面31之间。
55.为了便于拆装，可选择上述印制电路板1可拆卸地固定于散热结构3，具体地，印制电路板1通过螺纹连接件可拆卸地固定于散热结构3。
56.对于上述散热结构3的具体类型，根据实际需要选择，本实施例对此不做限定。
57.对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。