一体化Pin针

技术领域

本发明涉及IGBT模块Pin针结构技术领域，具体涉及一种一体化Pin针。

背景技术

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模块信号端子的缓冲结构应力缓冲方向在焊接引脚上方，对于焊接引脚的影响较大，连接界面的机械强度和可靠性有待提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种一体化Pin针，在结构上具有纵向应力缓冲结构，能对纵向应力进行缓冲，同时有纵向限位结构部分，在保证刚度的同时能承受一定的纵向应力，并且缓冲结构与底座连接的部分位于底座的外侧，可以避免应力缓冲方向在焊接底座上方以有效减小对焊接底座的影响，从而极大程度上提高焊接界面的机械强度和可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种一体化Pin针，包括Pin针主体和底座，其中，Pin针主体与底座之间通过限位结构和缓冲结构连接，缓冲结构上靠近底座的部分位于底座的外侧。

根据本发明的一体化Pin针，通过限位结构，能够使一体化Pin针在受到纵向应力或冲击变形后控制其纵向高度的最小值，保证Pin针与PCB板不会脱离连接，通过缓冲结构，当确保端子纵向受到应力或冲击时，可以起到很好地缓冲保护作用，防止Pin针由于应力或冲击而破坏，由于缓冲结构与底座连接的部分位于底座的外侧，可以避免应力缓冲方向在焊接底座上方以有效减小对焊接底座的影响，从而极大程度上提高焊接界面的机械强度和可靠性。因此，本发明的一体化Pin针，可以对纵向应力和冲击进行缓冲，使焊接界面在测试过程中不容易撕裂，可靠性更高，在周期应力作用下的电气性能更好；

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

根据本发明的一体化Pin针，在一个优选的实施方式中，缓冲结构和限位结构沿Pin针主体宽度方向设置，底座其中一侧与缓冲结构和限位结构连接。

上述布置结构的一体化Pin针，便于根据底座宽度、限位结构的数量、缓冲结构的数量和缓冲需求的计算结果分别调整限位结构及缓冲结构的宽度。

进一步地，在一个优选的实施方式中，缓冲结构对称设置在靠近Pin针主体两侧的位置，限位结构位于缓冲结构之间。

上述结构形式的一体化Pin针，能够极大程度上确保限位结构和缓冲结构的受力均匀，从而极大程度上提高整个一体化Pin针的机械结构强度和可靠性。

进一步地，在一个优选的实施方式中，限位结构包括至少两组。

通过设置多组支撑筋等限位结构，增加支撑部分，可以让每组限位结构基本平分支撑力，同时只要不是所有的限位结构均被破坏，都可以起到支撑作用，提高可靠性。具体地，限位结构采用直条状缓冲筋，缓冲筋数量可以为2组、3组、4组或其他数量。

进一步地，在一个优选的实施方式中，缓冲结构包括至少两组。

同样的道理，通过设置多组缓冲结构，能够极大程度上提高缓冲保护作用。

进一步地，在一个优选的实施方式中，缓冲结构呈曲线形，缓冲结构上靠近底座的曲线形部分位于底座的外侧。

曲线形缓冲结构，能够极大程度上缓冲纵向应力，提高整个Pin针的结构强度。

具体地，在一个优选的实施方式中，缓冲结构包括1组以上圆弧形结构，相邻两组圆弧形结构的开口方向相反设置。

通过设置多个类似C形的弯曲缓冲结构，能够极大程度上确保缓冲纵向应力效果。

具体地，在一个优选的实施方式中，Pin针主体包括从上到下依次连接的顶部、连接部和肩部。

标准的Pin针顶部，用于实现模块测试时Pin针与外部PCB电路的过盈连接，连接部分用于连接顶部与下部缓冲结构和限位结构，Pin针肩部结构，用来限制盖板的高度。

进一步地，在一个优选的实施方式中，连接部与顶部相接处设置有凸台结构。

凸台结构便于Pin针与PCB的焊接，保证Pin针与PCB板的准确连接，凸台结构可以为梯形，矩形和两端圆弧形等结构。

具体地，在一个优选的实施方式中，底座为矩形块状结构。

底座采用平整的矩形块状设计，可以保证底座和衬板的良好接触，使得Pin针超声焊接后连接界面良好，焊接可靠性高，也方便根据缓冲结构、限位结构宽度和数量调整底座宽度，底座采用超声焊接工艺，实现Pin针与衬板的连接，比传统的焊接工艺可靠性更高。

相比现有技术，本发明的优点在于：在结构上具有纵向应力缓冲结构，能对纵向应力进行缓冲，同时有纵向限位结构部分，在保证刚度的同时能承受一定的纵向应力，并且缓冲结构与底座连接的部分位于底座的外侧，可以避免应力缓冲方向在焊接底座上方以有效减小对焊接底座的影响，从而极大程度上提高焊接界面的机械强度和可靠性。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1示意性显示了本发明实施例1的一体化Pin针的整体结构；

图2示意性显示了本发明实施例2的一体化Pin针的整体结构；

图3示意性显示了本发明实施例1的一体化Pin针的主视结构；

图4～图6示意性显示了本发明实施例1的一体化Pin针的焊接过程；

图7a～图7c示意性显示了本发明实施例2中不同凸台结构的一体化Pin针；

图8a～图8c示意性显示了本发明实施例中不同缓冲结构的一体化Pin针；

图9a～图9c示意性显示了本发明实施例中不同数量限位结构的一体化Pin针。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

图1示意性显示了本发明实施例1的一体化Pin针10的整体结构。图2示意性显示了本发明实施例2的一体化Pin针10’的整体结构。图3示意性显示了本发明实施例1的一体化Pin针1的主视结构。图4～图6示意性显示了本发明实施例1的一体化Pin针10的焊接过程。图7a～图7c示意性显示了本发明实施例2中不同凸台结构的一体化Pin针10’。图8a～图8c示意性显示了本发明实施例1中不同缓冲结构的一体化Pin针。图9a～图9c示意性显示了本发明实施例中不同数量限位结构的一体化Pin针。

实施例1

如图1所示，本发明实施例的一体化Pin针10，包括Pin针主体1和底座2，其中，Pin针主体1与底座2之间通过限位结构3和缓冲结构4连接，缓冲结构4上靠近底座2的部分位于底座2的外侧。

根据本发明实施例的一体化Pin针，通过限位结构，能够使一体化Pin针在受到纵向应力或冲击变形后控制其纵向高度的最小值，保证Pin针与PCB板不会脱离连接，通过缓冲结构，当确保端子纵向受到应力或冲击时，可以起到很好地缓冲保护作用，防止Pin针由于应力或冲击而破坏，由于缓冲结构与底座连接的部分位于底座的外侧，可以避免应力缓冲方向在焊接底座上方以有效减小对焊接底座的影响，从而极大程度上提高焊接界面的机械强度和可靠性。因此，本发明的一体化Pin针，可以对纵向应力和冲击进行缓冲，使焊接界面在测试过程中不容易撕裂，可靠性更高，在周期应力作用下的电气性能更好；

如图1和图3所示，具体地，在本实施例中，缓冲结构4和限位结构3沿Pin针主体1宽度方向设置，底座2其中一侧与缓冲结构4和限位结构3连接。上述布置结构的一体化Pin针，便于根据底座宽度、限位结构的数量、缓冲结构的数量和缓冲需求的计算结果分别调整限位结构的宽度T及缓冲结构的宽度S。进一步地，在本实施例中，缓冲结构4对称设置在靠近Pin针主体1两侧的位置，限位结构3位于缓冲结构4之间。上述结构形式的一体化Pin针，能够极大程度上确保限位结构和缓冲结构的受力均匀，从而极大程度上提高整个一体化Pin针的机械结构强度和可靠性。

如图9a～9c所示，进一步地，在本实施例中，限位结构3包括至少两组。通过设置多组支撑筋等限位结构，增加支撑部分，可以让每组限位结构基本平分支撑力，同时只要不是所有的限位结构均被破坏，都可以起到支撑作用，提高可靠性。具体地，限位结构为直条状缓冲筋，缓冲筋数量可以为2组、3组、4组或其他数量。如图1所示，进一步地，在本实施例中，缓冲结构4包括至少两组。同样的道理，通过设置多组缓冲结构，能够极大程度上提高缓冲保护作用。

如图1和图3所示，进一步地，在本实施例中，缓冲结构4呈曲线形，缓冲结构4上靠近底座的曲线形部分位于底座2的外侧。曲线形缓冲结构，能够极大程度上缓冲纵向应力，提高整个Pin针的结构强度。如图8a～图8c所示，具体地，在本实施例中，缓冲结构包括1组以上类似C形的圆弧形结构，相邻两组圆弧形结构的开口方向相反设置。通过设置多个类似C形的弯曲缓冲结构，能够极大程度上确保缓冲纵向应力效果。

如图1所示，具体地，在本实施例中，Pin针主体1包括从上到下依次连接的顶部11、连接部12和肩部13。标准的Pin针顶部，用于实现模块测试时Pin针与外部PCB电路的过盈连接，连接部分用于连接顶部与下部缓冲结构和限位结构，Pin针肩部结构，用来限制盖板的高度。

如图1所示，具体地，在本实施例中，底座2为矩形块状结构。底座采用平整的矩形块状设计，可以保证底座和衬板的良好接触，使得Pin针超声焊接后连接界面良好，焊接可靠性高，也方便根据缓冲结构、限位结构宽度和数量调整底座宽度，底座采用超声焊接工艺，实现Pin针与衬板的连接，比传统的焊接工艺可靠性更高。如图4至图6所示，该工艺使用焊头20在高压及高温的作用下通过焊头20给一体化Pin针10传递能量使一体化Pin针10的底座2发生形变后连接在衬板30上，实现一体化Pin针10与衬板的相连。

实施例2

如图2所示，本发明实施例的一体化Pin针10’与上述实施例1的区别在于，连接部12与顶部11相接处设置有凸台结构14。凸台结构便于Pin针与PCB的焊接，保证Pin针与PCB板的准确连接。

如图7a～图7所示，具体地，在本实施例中，凸台结构14可以为梯形，矩形和两端圆弧形等结构。

根据上述实施例，可见，本发明涉及的一体化Pin针，在结构上具有纵向应力缓冲结构，能对纵向应力进行缓冲，同时有纵向限位结构部分，在保证刚度的同时能承受一定的纵向应力，并且缓冲结构与底座连接的部分位于底座的外侧，可以避免应力缓冲方向在焊接底座上方以有效减小对焊接底座的影响，从而极大程度上提高焊接界面的机械强度和可靠性。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。