一种连接驱动电路板的金属针及其冲压模具的制作方法

本实用新型属于功率半导体制造技术领域，尤其涉及一种连接驱动电路板的金属针及其冲压模具。

背景技术：

智能功率模块(ipm)广泛应用于交流电机变频调速和直流电机斩波调速以及各种高性能电源，如ups、感应加热、电焊机、有源补偿、dc-dc等以及工业电气自动化等领域，有着广阔的市场。ipm主要由外壳、主电路板和驱动电路板构成。半导体功率芯片等器件焊接在覆金属陶瓷基板上，通过键合铝丝等金属连接，构成主电路板。焊接有集成电路芯片及各器件的印刷电路板构成驱动电路板。

驱动电路板需要主电路板输出的电信号，也需要对主电路板发出驱动信号。现有方案(一)用焊料将金属针焊接在主电路板上，再将金属针与驱动电路板进行焊接，以此实现主电路板与驱动电路板的通信；或者方案(二)将电极端子塑封入外壳中，分别进行主电路板与外壳端子间的铝丝键合，以及驱动电路板和外壳端子间的铝丝键合，通过外壳上的电极端子进行通信。

方案(一)在制作功率较大的智能功率模块时，在同一个输入/输出端需要进行多根金属针的焊接，以满足通流能力的要求，焊接操作繁琐，而仅用其中的一根金属针进行对驱动电路板的通信，因为只通信号，对通流没有要求；方案(二)则需进行上下两层的键合，流程较繁琐，且用于键合的pcb，表面洁净度要求较高，在驱动电路板制成之后要清洗，即使清洗后也有铝丝脱落的风险。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的驱动电路板与主电路板之间的信号连接结构操作繁琐的问题，本实用新型提供一种连接驱动电路板的金属针及其冲压模具。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下，一种连接驱动电路板的金属针，包括针本体和卡接结构，所述卡接结构包括上弹片和下弹片，所述针本体的中部侧边开设有容纳腔，所述上弹片和下弹片设置在容纳腔内，所述上弹片和下弹片之间的距离小于驱动电路板的厚度。

作为优选，所述上弹片的上方与针本体之间具有弹性空间，所述下弹片的下方与针本体之间也具有弹性空间。提高上弹片和下弹片的变形量，提高上弹片和下弹片与驱动电路板卡接配合的可靠性。

作为优选，所述上弹片和下弹片的工作面为相互靠近的弧面。保证驱动电路板在插入后可以充分与上弹片和下弹片接触并具有一定的可靠性。

作为优选，所述上弹片和下弹片上朝向驱动电路板的插入方向均设置有导入倒角。便于驱动电路板插入上弹片和下弹片之间，以及有效防止上弹片和下弹片应力集中，提高上弹片和下弹片的使用寿命。

进一步地，该金属针的材质选用铜或铜合金。

进一步地，所述卡接结构由冲压成型。便于该金属针的加工制造。

进一步地，所述驱动电路板的侧边位于容纳腔内，若干该金属针通过所述卡接结构卡设在驱动电路板的相邻三个边上。保证驱动电路板插入卡接结构后形成屉形结构，便于驱动电路板的装配，且位置得到良好限制。

一种制作权如上所述的金属针的冲压模具，包括冲件一和冲件二，所述冲件一包括依次设置的第一冲块、第二冲块和第三冲块，所述第一冲块呈“工”型，所述第一冲块与容纳腔配合，所述第二冲块位于上弹片和下弹片之间，所述上弹片和下弹片均位于第一冲块和第三冲块之间；所述冲件二包括连接块，所述连接块上依次设置有第四冲块、第五冲块和第六冲块，所述第四冲块与上弹片和针本体之间的弹性空间配合，所述第六冲块与下弹片和针本体之间的弹性空间配合，所述第五冲块位于上弹片和下弹片之间。

作为优选，所述第三冲块和第二冲块之间设置有弧形倒角；所述第五冲块的上面和下面均开设有弧形槽。便于冲件一冲压时，同时形成上弹片和下弹片的外侧朝向驱动电路板的插入方向均设置的导入倒角；便于冲件二冲压时，同时形成上弹片和下弹片的工作面相互靠近的弧面，以及上弹片和下弹片的两侧朝向驱动电路板的插入方向均设置的导入倒角。

有益效果：本实用新型的连接驱动电路板的金属针，首先将若干该金属针焊接于现有主电路板的覆金属陶瓷基板上，再将驱动电路板沿导入倒角插入卡接结构中，此时，驱动电路板位于上弹片和下弹片之间，驱动电路板的侧边位于容纳腔内，若干该金属针通过卡接结构卡设在驱动电路板的相邻三个边上，保证驱动电路板插入卡接结构后形成屉形结构，便于驱动电路板的装配，且位置得到良好限制；本实用新型的连接驱动电路板的金属针，减少与驱动电路板的焊接或者键合，提高产品良率，减少工时提升效率；本实用新型的连接驱动电路板的金属针，便于与驱动电路板的装配，有利于智能功率模块的集成，符合智能功率模块小型化的趋势；本实用新型的制作该金属针的冲压模具结构简单，设计巧妙，成本低，便于该金属针的冲压成型。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本实用新型连接驱动电路板的金属针的立体结构示意图；

图2是图1中a的局部放大示意图；

图3是本实用新型连接驱动电路板的金属针与驱动电路板装配的立体结构示意图；

图4是本实用新型制作该金属针的冲压模具的冲件一的立体结构示意图；

图5是本实用新型制作该金属针的冲压模具的冲件二的立体结构示意图；

图6是冲件一冲裁针本体时的主视示意图；

图7是冲件二冲裁针本体时的立体结构示意图；

图中：1、针本体，11、容纳腔，2、卡接结构，21、上弹片，22、下弹片，23、弹性空间，24、导入倒角，3、冲件一，31、第一冲块，32、第二冲块，33、第三冲块，34、弧形倒角，4、冲件二，41、连接块，42、第四冲块，43、第五冲块，44、第六冲块，45、弧形槽，5、驱动电路板。

具体实施方式

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1～3所示，一种连接驱动电路板的金属针，包括针本体1和卡接结构2，所述卡接结构2包括上弹片21和下弹片22，所述针本体1的中部侧边开设有容纳腔11，所述上弹片21和下弹片22设置在容纳腔11内，所述上弹片21和下弹片22之间的距离小于驱动电路板5的厚度，在本实施例中，所述驱动电路板5的侧边位于容纳腔11内，若干该金属针通过所述卡接结构2卡设在驱动电路板5的相邻三个边上，以保证驱动电路板5插入卡接结构2后形成屉形结构，便于驱动电路板5的装配，且位置得到良好限制。

为了提高该卡接结构2与驱动电路板5卡接配合的可靠性，在本实施例中，如图2所示，所述上弹片21的上方与针本体1之间具有弹性空间23，所述下弹片22的下方与针本体1之间也具有弹性空间23；所述上弹片21和下弹片22的工作面为相互靠近的弧面；所述上弹片21和下弹片22上朝向驱动电路板5的插入方向均设置有导入倒角24。

本实施例的该金属针的材质选用铜或铜合金；为了便于该金属针的加工制造，所述卡接结构2由冲压成型。

如图4～7所示，一种制作上述的金属针的冲压模具，包括冲件一3和冲件二4，如图4和图6所示，所述冲件一3包括依次设置的第一冲块31、第二冲块32和第三冲块33，所述第一冲块31呈“工”型，所述第一冲块31与容纳腔11配合，所述第二冲块32位于上弹片21和下弹片22之间，所述上弹片21和下弹片22均位于第一冲块31和第三冲块33之间；如图5和图7所示，所述冲件二4包括连接块41，所述连接块41上依次设置有第四冲块42、第五冲块43和第六冲块44，所述第四冲块42与上弹片21和针本体1之间的弹性空间23配合，所述第六冲块44与下弹片22和针本体1之间的弹性空间23配合，所述第五冲块43位于上弹片21和下弹片22之间。在本实施例中，如图4和图5所示，所述第三冲块33和第二冲块32之间设置有弧形倒角34，便于冲件一3冲压时，同时形成上弹片21和下弹片22的外侧朝向驱动电路板5的插入方向均设置的导入倒角24；所述第五冲块43的上面和下面均开设有弧形槽45，便于冲件二4冲压时，同时形成上弹片21和下弹片22的工作面相互靠近的弧面，以及上弹片21和下弹片22的两侧朝向驱动电路板5的插入方向均设置的导入倒角24。

该金属针的工作原理如下：

该金属针可适用于功率较大的智能功率模块(一般电压等级在650v以上，电流等级在25a以上)；首先将若干该金属针焊接于现有主电路板的覆金属陶瓷基板上，再将驱动电路板5沿导入倒角24插入卡接结构2中，如图3所示，此时，驱动电路板5位于上弹片21和下弹片22之间，驱动电路板5的侧边位于容纳腔11内，若干该金属针通过卡接结构2卡设在驱动电路板5的相邻三个边上，保证驱动电路板5插入卡接结构2后形成屉形结构，便于驱动电路板5的装配，且位置得到良好限制。

该冲压模具制作该金属针的工作原理如下：

如图6和图7所示，依次通过冲件一3和冲件二4冲裁针本体1的中部侧边，冲件二4和冲件一3的冲裁方向相互垂直，其中，第一冲块31与容纳腔11配合，第二冲块32位于上弹片21和下弹片22之间，上弹片21和下弹片22均位于第一冲块31和第三冲块33之间，第四冲块42与上弹片21和针本体1之间的弹性空间23配合，第六冲块44与下弹片22和针本体1之间的弹性空间23配合，第五冲块43位于上弹片21和下弹片22之间。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。