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

背景技術(shù)：

作為對導(dǎo)體與電子元器件的端子電極之間進(jìn)行電連接的端子連接結(jié)構(gòu)，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(dǎo)體而得到的層疊導(dǎo)體，來對功率器件的端子間進(jìn)行連接的端子連接結(jié)構(gòu)(例如專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1中，公開了通過鉚接來使設(shè)置于層疊導(dǎo)體中的導(dǎo)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(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利特開2007-19372號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

上述專利文獻(xiàn)1所公開的端子連接結(jié)構(gòu)中，鉚接部形成為圓形形狀，以使得容易進(jìn)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(dǎo)體模塊中，出現(xiàn)了在模塊側(cè)的一個端子電極具有多個緊固點(diǎn)的功率半導(dǎo)體模塊。由于多個緊固點(diǎn)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(diǎn)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(shù)的鉚接結(jié)構(gòu)也設(shè)為長方形狀。然而，在將鉚接結(jié)構(gòu)設(shè)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(diǎn)的模塊端子的情況下，設(shè)為每一個緊固點(diǎn)均具有圓形形狀的鉚接部，但連接多個緊固點(diǎn)而得到的端子電極的占有面積和鉚接部中與導(dǎo)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(diǎn)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(dǎo)體與端子電極的接觸面積比的端子連接結(jié)構(gòu)。

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(dǎo)體與端子電極的接觸面積比的端子連接結(jié)構(gòu)。

解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案

為了解決上述問題，實(shí)現(xiàn)目的，本發(fā)明的端子連接結(jié)構(gòu)用于對導(dǎo)體和電子元器件中的至少一個端子電極之間進(jìn)行電連接，該端子連接結(jié)構(gòu)的特征在于，在所述端子電極設(shè)有多個連接端子，包括：雄部，該雄部設(shè)有供緊固構(gòu)件插通的孔部；以及雌部，該雌部設(shè)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(dǎo)體，且對所述雄部的所述孔部進(jìn)行鉚接來固定所述導(dǎo)體，利用插通所述雄部的孔部的緊固構(gòu)件、以及分別設(shè)于所述連接端子的緊固機(jī)構(gòu)來將所述導(dǎo)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(dǎo)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(jìn)行實(shí)施方式1的端子連接結(jié)構(gòu)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(shí)施方式1的端子連接結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素的元器件的外形形狀的立體圖。

圖4是表示利用實(shí)施方式1的端子連接結(jié)構(gòu)對導(dǎo)體進(jìn)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(shí)施方式1的端子連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行的鉚接的圖。

圖8是表示使用實(shí)施方式1的端子連接結(jié)構(gòu)對功率模塊進(jìn)行緊固的情況的一個示例的立體圖。

圖9是說明實(shí)施方式1的端子連接結(jié)構(gòu)的效果的圖。

圖10是表示實(shí)施方式2的端子連接結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖11是表示實(shí)施方式3的端子連接結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖12是表示實(shí)施方式4的端子連接結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖13是表示用于說明實(shí)施方式5的端子連接結(jié)構(gòu)的功率模塊的端子形狀的俯視圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖，對本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的端子連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。另外，本發(fā)明并不局限于以下示出的實(shí)施方式。

實(shí)施方式1.

首先，參照圖1和圖2，對實(shí)施方式1的端子連接結(jié)構(gòu)的連接對象即電子元器件進(jìn)行說明。圖1是表示適于進(jìn)行實(shí)施方式1的端子連接結(jié)構(gòu)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(dāng)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(guān)元件進(jìn)行動作的MOSFET和作為所謂的續(xù)流二極管進(jìn)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(shè)置于封裝2的一個主面?zhèn)取５?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(cè)，且排列成使得長邊方向?yàn)榕c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(shè)有三個孔32，在這些孔32中分別設(shè)有作為緊固構(gòu)件的螺母34。這些孔32和螺母34構(gòu)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(diǎn)。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(shí)施方式1的端子連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖3是表示作為實(shí)施方式1的端子連接結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素的元器件的外形形狀的立體圖。圖4是表示利用實(shí)施方式1的端子連接結(jié)構(gòu)對導(dǎo)體進(jìn)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(shí)施方式1的端子連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行的鉚接的圖。圖8是表示使用實(shí)施方式1的端子連接結(jié)構(gòu)對功率模塊1進(jìn)行緊固的情況的一個示例的立體圖。

實(shí)施方式1的端子連接結(jié)構(gòu)的構(gòu)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(gòu)成為具有底座部21a、以及豎直設(shè)置于底座部21a的軸部21b，在底座部21a和軸部21b的結(jié)合體的軸心設(shè)置有用于插通后述的緊固構(gòu)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(jìn)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(jié)構(gòu)而設(shè)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(jié)構(gòu)是根據(jù)圖1的結(jié)構(gòu)而得到的一個示例，具有兩個以上的孔部22a的結(jié)構(gòu)構(gòu)成本發(fā)明的要點(diǎn)。

圖3(b)示出在孔部22a插入有兩個雄部21的狀態(tài)，但在實(shí)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(dǎo)體25，如圖4和圖7所示那樣，通過對位于功率模塊1側(cè)的雄部21的孔部21c進(jìn)行鉚接來固定導(dǎo)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(cè)插入鉚接工具41，撐開孔部21c來進(jìn)行。另外，鉚接本身的方法是公知的，當(dāng)然也可以使用此處所示以外的方法。

為了將鉚接后的導(dǎo)體25緊固于功率模塊1，如圖8所示那樣，將作為緊固構(gòu)件的螺栓36插通雄部21的孔部21c，使用設(shè)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(jī)構(gòu)即螺母34(參照圖1)來進(jìn)行緊固，由此將導(dǎo)體25固定至功率模塊1。另外，實(shí)施方式1中，示出了使用螺栓36和螺母34來將導(dǎo)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(shè)為螺釘結(jié)構(gòu)，則不需要螺母34。

接著，參照圖9對使用實(shí)施方式1的端子連接結(jié)構(gòu)所獲得的效果進(jìn)行說明。圖9是說明實(shí)施方式1的端子連接結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(dǎo)體25接觸。

與此相對，圖9(b)示出如專利文獻(xiàn)1那樣，對每一個連接端子使用圓形形狀的鉚接構(gòu)件的情況下的接觸部位。另外，在進(jìn)行圖示時(shí)，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(shè)為相等，以得到與實(shí)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(shí)施方式1的端子連接結(jié)構(gòu)，能夠增大與導(dǎo)體25的接觸面積。在“發(fā)明所要解決的技術(shù)問題”這一項(xiàng)中已進(jìn)行了說明，由于具有多個緊固點(diǎn)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(dǎo)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(shè)計(jì)的影響變大。

另一方面，在實(shí)施方式1的端子連接結(jié)構(gòu)中，由于與導(dǎo)體25接觸的部分中的位于功率模塊1側(cè)的部位即雌部形成為橫向較長形狀，因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠增大與導(dǎo)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(shí)施方式1的端子連接結(jié)構(gòu)，在設(shè)有供緊固構(gòu)件插通的孔部的雄部、和設(shè)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(dǎo)體，通過對雄部的孔部進(jìn)行鉚接來固定導(dǎo)體，利用插通到雄部的孔部的緊固構(gòu)件、和設(shè)置于連接端子的緊固機(jī)構(gòu)來將功率模塊固定到導(dǎo)體，因此，能夠在不需要減小鉚接力的情況下提高導(dǎo)體與模塊端子電極的接觸面積比，進(jìn)而能夠減小接觸部的溫度上升。

此外，根據(jù)實(shí)施方式1的端子連接結(jié)構(gòu)，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(jìn)行鉚接操作，從而能夠高效地進(jìn)行鉚接操作。

實(shí)施方式2.

圖10是表示實(shí)施方式2的端子連接結(jié)構(gòu)的剖視圖。實(shí)施方式1中，例如如圖7所示那樣，是功率模塊側(cè)為雌部，緊固構(gòu)件側(cè)為雄部的結(jié)構(gòu)，但在實(shí)施方式2中，如圖10所示那樣，是功率模塊側(cè)為雄部，緊固構(gòu)件側(cè)為雌部的結(jié)構(gòu)。若詳細(xì)進(jìn)行說明，則在功率模塊側(cè)構(gòu)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(shè)有從A1方向觀察到的剖面為圓形形狀的軸部51b，且與實(shí)施方式1同樣地設(shè)有供緊固構(gòu)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(jié)構(gòu)而將孔部51c的個數(shù)設(shè)為3。

另一方面，在緊固構(gòu)件側(cè)構(gòu)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(shí)施方式1不同，雌部52是分離成三個的結(jié)構(gòu)。另外，在實(shí)施方式1中，如圖7所示，是從功率模塊側(cè)插入鉚接工具41來進(jìn)行鉚接的結(jié)構(gòu)，但在實(shí)施方式2中，從緊固構(gòu)件側(cè)插入鉚接工具41進(jìn)行鉚接即可。

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

實(shí)施方式3.

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

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

此外，根據(jù)實(shí)施方式3的端子連接結(jié)構(gòu)，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(jìn)行鉚接操作，從而能夠高效地進(jìn)行鉚接操作。

實(shí)施方式4.

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

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

此外，根據(jù)實(shí)施方式4的端子連接結(jié)構(gòu)，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(jìn)行鉚接操作，從而能夠高效地進(jìn)行鉚接操作。

實(shí)施方式5.

實(shí)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(jìn)行了說明，但實(shí)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(jìn)行擴(kuò)展，則可應(yīng)用于任意的形狀。

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

此外，上述實(shí)施方式1至5所示的結(jié)構(gòu)是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的一個示例，可以與其他公知技術(shù)進(jìn)行組合，當(dāng)然也可以在不脫離本發(fā)明的要點(diǎn)的范圍內(nèi)進(jìn)行變更來構(gòu)成，例如省略其中的一部分等。

工業(yè)上的實(shí)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(dǎo)體之間進(jìn)行電連接的端子連接結(jié)構(gòu)是有用的。

標(biāo)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(dǎo)體、32孔、34螺母(緊固機(jī)構(gòu))、36螺栓(緊固構(gòu)件)、41鉚接工具。