一种IGBT模块信号端子的制作方法

一种igbt模块信号端子
技术领域
1.本发明属于半导体功率器件技术领域，具体是涉及到一种igbt模块信号端子。


背景技术：

2.igbt模块具有输入阻抗大，驱动功率小，控制电路简单，开关损耗小，通断速度快，工作频率高等特点，因此广泛应用于轨道交通、新能源等领域。目前，常用的igbt模块信号端子的工艺流程如图1-3所示，信号端子的下部分为一个圆柱形的墩子101，首先将墩子101焊接到衬板100上，再将pin针102插入到墩子101中，最后进行pcb盖板103安装。
3.这种分离式墩子焊接插针结构具有以下缺点：
4.1)分离式的信号端子结构需要焊接与插针两道工序，制造需要两道工序，成本高，效率低；
5.2)分离式的信号端子的墩子焊接面积小，焊接连接处焊料包覆量较少，进而导致底部焊接强度不足；
6.3)墩子本身为一个刚性结构，在模块测试及应用过程中，pin针受到外部的应力很容易传递到墩子与衬板的焊接界面，导致墩子焊接界面断裂；
7.4)pin针与墩子通过过盈配合连接，在周期性应力作用下，pin针与墩子内孔连接易出现松动，影响电气连接的稳定性。


技术实现要素：

8.本发明要解决的技术问题是提供一种能简化操作工序，使用寿命长，可靠性高的igbt模块信号端子。
9.为了达到上述目的，本发明的技术方案如下，一种igbt模块信号端子，包括pin针本体，pin针本体上设有肩部、应力缓冲部、限位部和底座，所述肩部设于pin针本体的一端，所述应力缓冲部的一端与肩部连接，另一端与底座连接，所述应力缓冲部可沿pin针本体延伸方向伸缩，所述限位部沿pin针本体延伸方向的高度小于应力缓冲部的高度，两个所述限位部设于应力缓冲部的两侧，限位部的一端与肩部连接，另一端悬空于底座上方。
10.优选的，所述应力缓冲部为片状且包括依次连接的第一连接部、弧形段和第二连接部，所述第一连接部与肩部连接，所述第二连接部与底座连接。
11.优选的，所述弧形段至少为两个。
12.优选的，所述底座的宽度大于第二连接部的宽度。
13.优选的，所述底座上设有焊料。
14.优选的，所述焊料呈片状，所述焊料包裹于底座上。
15.优选的，所述底座上设有通孔、矩形槽和弧形槽中的至少一种。
16.优选的，所述pin针本体上远离肩部的一端设有通孔。
17.优选的，所述pin针本体上设有用于焊接pcb盖板的凸耳。
18.优选的，所述凸耳为梯形或矩形。
19.本发明的有益效果是，信号端子采用一体化结构设计不仅能避免pin针与墩子内孔连接出现松动，电气连接的稳定性高，而且能简化操作工序，大幅提升生产效率；底座采用平整的矩形设计，能保证焊接的平整性从而保证良好的焊接强度和良好的焊料爬覆性；应力缓冲部提供纵向柔性支撑，能对纵向应力进行缓冲，在保证刚度的同时能承受一定的纵向应力，当pin针本体受到较大的纵向冲击时，限位部能抵住底座，保证应力缓冲部不至于变形过大，能提升信号端子的抗冲击力，使用寿命长，可靠性高。
附图说明
20.图1为现有技术中墩子焊接到衬板上的结构示意图；
21.图2为图1所示的墩子插入pin针的结构示意图；
22.图3为图2所示的pin针上安装pcb盖板的结构示意图；
23.图4为本发明其中一实施例的结构示意图；
24.图5为图4所示的应力缓冲部多种状态的结构示意图；
25.图6为焊料的结构示意图；
26.图7为底座上开设通孔的结构示意图；
27.图8为底座上开设矩形槽的结构示意图；
28.图9为底座多种状态的结构示意图；
29.图10为图4所示的应力缓冲部另一视角的结构示意图；
30.图11为底座安装时的结构示意图；
31.图12为肩部承载pcb盖板的结构示意图；
32.图13为凸耳的结构示意图；
33.图14为图13所示的凸耳多种状态的结构示意图。
34.在图中，100、衬板；101、墩子；102、pin针；103、pcb盖板；1、通孔；2、pin针本体；21、凸耳；3、肩部；4、应力缓冲部；41、第一连接部；42、弧形段；43、第二连接部；5、限位部；6、底座；61、通孔；62、矩形槽；63、弧形槽；7、焊料；s、弧形段的宽度；t、限位部的宽度。
具体实施方式
35.下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明：
36.请一并参阅图4-14，本实施例提供的igbt模块信号端子，包括pin针本体2，pin针本体2上设有肩部3、应力缓冲部4、限位部5和底座6，所述肩部3设于pin针本体2的一端，所述应力缓冲部4的一端与肩部3连接，另一端与底座6连接，所述应力缓冲部4可沿pin针本体2延伸方向伸缩，所述限位部5沿pin针本体2延伸方向的高度小于应力缓冲部4的高度，两个所述限位部5设于应力缓冲部4的两侧，限位部5的一端与肩部3连接，另一端悬空于底座6上方。
37.信号端子采用一体化结构设计不仅能避免pin针102与墩子101内孔连接出现松动，电气连接的稳定性高，而且能简化操作工序，大幅提升生产效率；底座6采用平整的矩形设计，能保证焊接的平整性从而保证良好的焊接强度和良好的焊料爬覆性；应力缓冲部4提供纵向柔性支撑，能对纵向应力进行缓冲，在保证刚度的同时能承受一定的纵向应力；当pin针本体2受到较大的纵向冲击时，限位部5能抵住底座6，保证应力缓冲部4不至于变形过
大，能提升信号端子的抗冲击力，使用寿命长，可靠性高。
38.更具体的，所述应力缓冲部4为片状且包括依次连接的第一连接部41、弧形段42和第二连接部43，所述第一连接部41与肩部3连接，所述第二连接部43与底座6连接。
39.更具体的，所述弧形段42还可以为两个、三个或者更多，第一连接部41、多个弧形段42和第二连接部43依次连接即可，增加弧形段42的数量能提升应力缓冲部4对纵向应力的承受能力。
40.根据应用场景的不同，为防止信号端子由于应力或冲击而破坏，可以适当调整所述弧形段42的宽度s和限位部5的宽度t。
41.更具体的，所述底座6的宽度大于第二连接部43的宽度，底座6面积较大，能更好地保证焊料的焊接时的均匀性和一致性。
42.更具体的，所述底座6上设有焊料7，为了增加焊接时焊料7与底座6的亲和性，首先将少量焊料预熔在底座6上，然后将片状焊料7卷曲后把底座6包裹住。在焊接过程中，通过工装将包裹焊料7的底座6定位在衬板100上，包裹的焊料7和预熔的焊料熔化后将底座6焊接在衬板100上。通过将焊料包裹在底座6上，可排除贴焊片存在的针与焊料发生偏移现象，通过包裹的焊料7将一体化的信号端子焊接到衬板100，能提升焊接效率。
43.更具体的，所述底座6上设有通孔61、矩形槽62和弧形槽63中的至少一种。在底座6上开设至少一个通孔61，可以增强焊料7的爬覆性能，提高焊接强度，在底座6上开设至少一个矩形槽62或弧形槽63，可以增加焊接面积，提高焊接强度；通孔61、矩形槽62和弧形槽63可以在底座6底面上的任意处，通孔61、矩形槽62和弧形槽63可任意组合，数量可以适当调整。
44.更具体的，所述pin针本体2上远离肩部3的一端设有通孔1，通孔1为press-fit结构，优选为椭圆形，中间宽，用于插入pcb的顶端及与pin针本体2连接的底端窄，能实现与pcb的机械和电气连接；一体化针顶部的press-fit的结构将装入到pcb盖板103中，在本实施例中采用鱼眼形通孔实现与pcb盖板103的连接。
45.更具体的，所述pin针本体2上设有用于焊接pcb盖板103的凸耳21，在对信号端子上部有焊接需求的情况下，通过凸耳21来实现pin针本体2与pcb盖板103的焊接，保证pin针本体2与pcb盖板103的连接强度。
46.更具体的，所述凸耳21为梯形、矩形或圆柱形等其他形状。
47.以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。