CN116314072B - 整流模组的封装结构及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整流模组的封装结构及其制作方法,涉及整流模组技术领域。整流模组的封装结构包括导电散热底板、芯片、覆铜陶瓷基板、导电散热连接端子和绝缘壳体;其中,芯片和覆铜陶瓷基板焊接于导电散热底板上,芯片远离导电散热底板的一面与覆铜陶瓷基板远离导电散热底板的一面电连接;导电散热连接端子的一端焊接于覆铜陶瓷基板上,导电散热连接端子的另一端设置有连接孔;绝缘壳体开设有窗口,绝缘壳体套设在芯片、覆铜陶瓷基板及导电散热连接端子的外部,且导电散热连接端子的另一端穿过窗口。根据本发明实施例的整流模组的封装结构,能够减少回流焊的次数,优化芯片的布局,提升产品的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及整流模组技术领域,尤其是涉及一种整流模组的封装结构及其制作方法。
背景技术
相关技术中,大功率整流模组的封装结构是通过焊锡将芯片焊接在导电散热底板和导电散热连接端子之间,且导电散热底板与导电散热连接端子之间设有绝缘支撑件,绝缘支撑件设置在芯片的侧边,使得导电散热底板与导电散热连接端子非直接接触,避免芯片两个电极出现短路的情况;芯片使导电散热底板与导电散热连接端子接通,并能正向导电连接。按照传统的封装结构,导电散热底板与导电散热连接端子之间需要通过多个螺栓进行固定连接,保证导电散热底板与导电散热连接座的连接牢固,使用时具有足够的抗扭强度及抗冲击作用,以防止导电散热连接端子与芯片脱离损坏,而无法进行工作。然而,这种用将芯片设在导电散热底板和导电散热端子之间,导电散热底板和导电散热连接端子之间采用螺栓绝缘连接的整流模组,涉及到的非核心结构件繁多,多个螺丝固定端子增加了成本,降低了效率;而且,该封装结构的工艺复杂,需要焊接回流的次数多,容易造成芯片应力分布不均等问题,难以实现大批量自动化生产。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出了一种整流模组的封装结构及其制作方法,能够减少回流焊次数,提升产品可靠性。
一方面,根据本发明实施例的整流模组的封装结构,包括:
导电散热底板;
芯片,焊接于所述导电散热底板上;
覆铜陶瓷基板,焊接于所述导电散热底板上,且位于所述芯片的一侧,所述芯片远离所述导电散热底板的一面与所述覆铜陶瓷基板远离所述导电散热底板的一面电连接;
导电散热连接端子,所述导电散热连接端子的一端焊接于所述覆铜陶瓷基板上,所述导电散热连接端子的另一端设置有连接孔;
绝缘壳体,开设有窗口,所述绝缘壳体套设在所述芯片、所述覆铜陶瓷基板及所述导电散热连接端子的外部,且所述导电散热连接端子的另一端穿过所述窗口。
根据本发明的一些实施例,所述芯片远离所述导电散热底板的一面通过键合铝线与所述覆铜陶瓷基板远离所述导电散热底板的一面电连接。
根据本发明的一些实施例,所述绝缘壳体的内部通过所述窗口填充有硅凝胶或者环氧树脂。
根据本发明的一些实施例,所述覆铜陶瓷基板包括基板、以及设置在所述基板上下表面的铜层,所述覆铜陶瓷基板由所述基板及所述铜层烧结而成。
根据本发明的一些实施例,所述导电散热底板设置有多个导通连接孔。
根据本发明的一些实施例,所述导电散热连接端子包括:
第一连接部,所述第一连接部的第一端设置有焊盘,所述第一连接部通过所述焊盘焊接固定在所述覆铜陶瓷基板上;
第二连接部,所述第一连接部的第二端与所述第二连接部的第一端固定连接,所述第二连接部的第二端设置有所述连接孔;所述第二连接部环设于所述第一连接部的第二端的外侧。
另一方面,根据本发明实施例的整流模组的封装结构的制作方法,包括以下步骤:
在导电散热底板上的不同位置分别放置芯片和覆铜陶瓷基板,且所述芯片和所述覆铜陶瓷基板与所述导电散热底板的接触位置处分别印刷有锡膏;
将所述导电散热底板放进回流焊设备中进行回流焊,使所述锡膏融化后,将所述芯片和所述覆铜陶瓷基板固定在所述导电散热底板上;
对所述芯片和所述覆铜陶瓷基板进行引线键合,实现所述芯片与所述覆铜陶瓷基板之间的电连接;
在所述覆铜陶瓷基板上放置导电散热连接端子,且所述导电散热连接端子与所述覆铜陶瓷基板的接触位置处印刷有锡膏;
将所述导电散热底板放进所述回流焊设备中进行回流焊,使所述锡膏融化后,将所述导电散热连接端子固定在所述覆铜陶瓷基板上;
在所述芯片、所述覆铜陶瓷基板及所述导电散热连接端子的外部套设绝缘壳体,并使所述导电散热连接端子的上端穿过所述绝缘壳体上开设的窗口;
通过所述窗口,在所述绝缘壳体内部灌封硅凝胶或者环氧树脂,完成塑封。
根据本发明的一些实施例,所述导电散热底板设置有多个导通连接孔,所述制作方法在完成塑封后,还包括以下步骤:
在所述导通连接孔的内部装配铆钉。
根据本发明的一些实施例,所述绝缘壳体通过密封胶固定于所述导电散热底板上。
根据本发明的一些实施例,所述将所述导电散热底板放进回流焊设备中进行回流焊,使所述锡膏融化后,将所述芯片和所述覆铜陶瓷基板固定在所述导电散热底板上的步骤,包括:
将所述导电散热底板放进所述回流焊设备中;
在氮气条件下,以预设的第一升温速度使加热温度上升到第一温度,对所述导电散热底板进行加热;
对所述导电散热底板保温第一时间后,抽真空,并以预设的第二升温速度使加热温度上升到第二温度,使所述锡膏融化;
对所述导电散热底板进行降温冷却,使焊点凝固化,完成对所述导电散热底板的回流焊过程,将所述芯片和所述覆铜陶瓷基板固定在所述导电散热底板上。
本发明实施例的整流模组的封装结构及其制作方法,至少具有以下有益效果:通过覆铜陶瓷基板使导电散热底板、芯片以及导电散热连接端子之间均为全铜烧结互连的连接方式,从而具有优异的导电和散热性能,降低芯片受到的应力,并能够有效对芯片进行散热,提高产品的可靠性。同时,由于导电散热连接端子可以直接焊接在覆铜陶瓷基板上,而无需绝缘块进行支撑,更不需要通过螺栓固定,从而简化整个封装结构的结构组成,简化工艺流程,并降低材料成本。由于覆铜陶瓷基板和芯片放置在导电散热底板后,可一次性通过回流焊焊接固定,因此,该封装结构的整个生产流程仅需经过两次回流焊,其中第一次回流焊用于焊接固定覆铜陶瓷基板和芯片,另一次回流焊用于焊接固定导电散热连接端子,相较于传统的制作工艺少了两次回流焊,不易对芯片造成损伤,可靠性更高。而且,该封装结构可通过现有的SMT生产设备进行自动化生产,能够实现大批量自动化生产,从而大大提升产品的生产效率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为相关技术中的整流模组的封装结构示意图;
图2为本发明实施例的整流模组的封装结构的结构示意图;
图3为本发明实施例的整流模组的封装结构的爆炸示意图;
图4为本发明实施例的覆铜陶瓷基板的结构示意图;
图5为本发明实施例的导电散热连接端子的结构示意图;
图6为本发明实施例的整流模组的封装结构示意图;
附图标记:
导电散热底板1、绝缘壳体2、导电散热连接端子3、焊盘31、第二连接部32、第一连接部33、连接孔4、窗口5、键合铝线6、覆铜陶瓷基板7、铜层71、基板72、芯片8、导通连接孔9、锡膏10。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例,本发明之较佳实施例在附图中示出,附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述,使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案,但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,若干的含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
大功率整流模组是整流电源设备的AC-DC转换(交直流转换)的核心部件,大功率整流模组在电力电子的大功率整流电源设备,如三相调压器、50Hz三相工频变压器、大功率高频电镀电源、高频开关整流电源、脉冲电源设备等工业电源领域中广泛应用。
目前,常见的大功率整流模组的封装结构是通过焊锡将芯片焊接在导电散热底板和导电散热连接端子之间,导电散热底板与导电散热连接端子之间设有绝缘支撑件,绝缘支撑件设在芯片侧边,使导电散热底板与导电散热连接端子非直接接触,避免芯片两个电极直接短路,芯片使导电散热底板与导电散热连接端子接通,并能正向导电连接。导电散热底板与导电散热连接端子需要通过多个螺栓进行绝缘连接,保证导电散热底板与导电散热连接端子的连接牢固,使用时具有足够的抗扭强度及抗冲击作用,以防止导电散热连接端子与芯片脱离损坏,而无法进行工作。然而,这种采用螺栓绝缘连接的整流模组,用到的多个螺丝固定端子增加了成本,降低了效率;而且,该封装结构的工艺复杂,需要焊接回流的次数多,容易造成芯片应力分布不均等问题,难以实现大批量自动化生产。
图1中示出了相关技术中的一种整流模组的封装结构,该封装结构包括金属散热基板100、焊接层200、芯片300、钼层400、绝缘块500和金属连接端子600;其中,第一层钼层400通过第一层焊接层200焊接在金属散热基板100上,芯片300通过第二层焊接层200焊接在第一层钼层400上,第二层钼层400通过第三层焊接层200焊接在芯片300上;绝缘块500通过第四层焊接层200焊接在第二层钼层400上,金属连接端子600通过连接螺栓固定在绝缘块500上。
可以看到,这种封装结构所涉及到的封装层数较多,制作工艺流程较长,在制作过程中需要至少经过四次回流焊,依次用于焊接固定第一层钼层400、芯片300、第二钼层400和绝缘块500;而且,在装配金属连接端子600时,需要在金属连接端子600的四周装配四个螺栓,用于固定金属连接端子600并防止金属连接端子600旋转。
采用这种封装结构和制作工艺,具有以下的缺点:需要经过回流焊的次数较多,容易造成芯片300损伤;需要采用多个螺栓固定金属连接端子600,易造成芯片300应力分布不均而失效,容易将芯片300撕裂或者压碎;产品涉及到的封装层数多,芯片300的布局较差,可靠性不高;需要用到的结构件较多,工艺繁琐,材料成本较高,产品的标准化程度低。
为了解决传统的封装结构所存在的上述所提到的问题,本发明实施例提出了一种新型的整流模组的封装结构及其制作工艺,通过优化芯片的布局方式、改变连接端子的安装方式,从而减少封装层数,降低制作过程中回流焊的次数,进而提升产品的生产效率和生产良率,降低生产成本。
一方面,如图2和图3所示,本发明实施例提出了一种整流模组的封装结构,该封装结构包括导电散热底板1、芯片8、覆铜陶瓷基板7、导电散热连接端子3和绝缘壳体2;其中,芯片8焊接于导电散热底板1上;覆铜陶瓷基板7焊接于导电散热底板1上,且位于芯片8的一侧,芯片8远离导电散热底板1的一面与覆铜陶瓷基板7远离导电散热底板1的一面电连接;导电散热连接端子3的一端焊接于覆铜陶瓷基板7上,导电散热连接端子3的另一端设置有连接孔4;绝缘壳体2开设有窗口5,绝缘壳体2套设在芯片8、覆铜陶瓷基板7及导电散热连接端子3的外部,且导电散热连接端子3的另一端穿过窗口5。
具体地,在本发明实施例中,导电散热底板1可以采用镀镍铜基板,具备良好的导电和散热性能。如图3所示,在导电散热底板1上,设置有多个呈矩形、圆形或者其它几何形状的大功率模组的芯片8;覆铜陶瓷基板7沿导电散热底板1的横向或者纵向设置在相邻的两个芯片8之间,芯片8与覆铜陶瓷基板7均是采用全铜烧结的方式焊接固定在导电散热底板1上,且芯片8远离导电散热底板的一面(即芯片8的上表面)与覆铜陶瓷基板7远离导电散热底板1的一面(即覆铜陶瓷基板7的上表面)导电连接。导电散热连接端子3设置在覆铜陶瓷基板7上,且导电散热连接端子3与覆铜陶瓷基板7之间也是采用全铜烧结的方式实现焊接固定,在完成导电散热连接端子3的固定后,形成如图6示出的封装结构示意图。随后,如图2和图3所示,在覆铜陶瓷基板7及其两侧的芯片8、以及导电散热连接端子3的外部套设绝缘壳体2,绝缘壳体2开设有供导电散热连接端子3的上端穿过的窗口5,从而方便导电散热连接端子3的连接孔4与外部的其它电子元件进行连接。绝缘壳体2可以采用PBT(Polybutylene Terephthalate,聚对丁二醇酯)、PPS(Polyphenylene Sulfide,聚苯硫醚)或尼龙等耐高温和绝缘性能良好的材质所制成的塑料外壳,并可以在绝缘壳体2内设置防端子脱落结构。
其中,覆铜陶瓷基板7用于保证导电散热底板1与导电散热连接端子3之间的连接牢固,使用时具有足够的抗扭强度及抗冲击作用,以防止导电散热连接端子3与大功率模组的芯片8脱离损坏,而无法进行工作;同时,覆铜陶瓷基板7能够使得导电散热底板1与导电散热连接端子3之间非直接接触,从而避免芯片8的两个电极直接短路,芯片8使导电散热底板1与导电散热连接端子3接通,并能够正向导电。绝缘壳体2用于避免导电散热连接端子3的侧面与其它导电体非正常接触而导致工作出现故障,起到绝缘保护的作用。
根据本发明实施例的整流模组的封装结构,通过覆铜陶瓷基板7使导电散热底板1、芯片8以及导电散热连接端子3之间均为全铜烧结互连的连接方式,从而具有优异的导电和散热性能,降低芯片8受到的应力,并能够有效对芯片8进行散热,提高产品的可靠性。同时,由于导电散热连接端子3可以直接焊接在覆铜陶瓷基板7上,而无需绝缘块进行支撑,更不需要通过螺栓固定,从而简化整个封装结构的结构组成,简化工艺流程,并降低材料成本。由于覆铜陶瓷基板7和芯片8放置在导电散热底板1后,可一次性通过回流焊焊接固定,因此,该封装结构的整个生产流程仅需经过两次回流焊,其中第一次回流焊用于焊接固定覆铜陶瓷基板7和芯片8,另一次回流焊用于焊接固定导电散热连接端子3,相较于传统的制作工艺少了两次回流焊,不易对芯片8造成损伤,可靠性更高。而且,该封装结构可通过现有的SMT生产设备进行自动化生产,能够实现大批量自动化生产,从而大大提升产品的生产效率。
根据本发明实施例的整流模组的封装结构,相较于传统的封装结构,芯片8的应力能够降低70%以上,芯片8的温度能够降低12%以上,产品的生产周期能够缩短20%以上,物料成本能够降低30%以上,生产效率能够提升60%以上,产品的生命周期能够提升5年以上。
进一步地,如图3所示,芯片8远离导电散热底板1的一面(即芯片8的上表面)通过键合铝线6实现与覆铜陶瓷基板7远离导电散热底板1的一面(即覆铜陶瓷基板7的上表面)电连接。具体地,在通过回流焊将芯片8和覆铜陶瓷基板7固定在导电散热底板1后,通过引线键合的工序,利用键合铝线6实现芯片8与覆铜陶瓷基板7之间的导电连接,进而实现导电散热连接端子3、芯片8、以及导电散热基板1之间的正向导通连接。
进一步地,在本发明的一些实施例中,绝缘壳体2的内部通过窗口5填充有硅凝胶或者环氧树脂。具体地,如图2和图3所示,在将绝缘壳体2套设在覆铜陶瓷基板7及其两侧的芯片8、以及导电散热连接端子3的外部,并使得导电散热连接端子3的上端穿过窗口5之后,在绝缘壳体2与内部其它元件之间的空余空间内,填充硅凝胶或者环氧树脂,完成塑封,从而起到很好的防震、绝缘以及连接固定的作用,并提升各元件的耐压等级和绝缘等级。
进一步地,如图4所示,在本发明的一些实施例中,覆铜陶瓷基板7包括基板72以及设置在基板72上下表面的铜层71,覆铜陶瓷基板7由基板72及铜层71烧结而成。其中,基板72起到绝缘的作用,从而防止导电散热连接端子3与导电散热底板1之间直接接触,避免芯片8的两个电极直接短路;基板72的下表面的铜层71用于实现覆铜陶瓷基板7与导电散热底板1之间的导电连接,基板72上表面的铜层71用于实现覆铜陶瓷基板7与导电散热连接端子3及芯片8之间的导电连接,进而实现导电散热连接端子3、芯片8、以及导电散热基板1之间的正向导通连接。
进一步地,如图2所示,在本发明的一些实施例中,导电散热底板1设置有多个导通连接孔9。在实际应用中,在完成整个整流模组的装配后,需要将整流模组固定在所需要的电源设备内,因此,可以通过在导通连接孔9内装配铆钉,从而方便将整个整流模组固定在所需的位置。
进一步地,如图5所示,在本发明的一些实施例中,导电散热连接端子3包括第一连接部33和第二连接部32,第一连接部33的第一端(即下端)设置有焊盘31,第一连接部33通过焊盘31焊接固定在覆铜陶瓷基板7上;第二连接部32的第一端(即下端)与第一连接部33的第二端(即上端)固定连接,第二连接部32的第二端(即上端)设置有连接孔4;第二连接部32环设于第一连接部33的第二端的外侧。具体地,如图5所示,第一连接部33和第二连接部32均呈圆柱状,且第一连接部33的外径小于第二连接部32的外径,第二连接部32环设于第一连接部33的上端外侧。在装配绝缘壳体2的时候,第二连接部32的上端穿过窗口5,从而将连接孔4暴露在外,方便导电散热连接端子3与外部电子元件的连接。
根据本发明实施例的整流模组的封装结构,通过覆铜陶瓷基板7使导电散热底板1、芯片8以及导电散热连接端子3之间均为全铜烧结互连的连接方式,从而具有优异的导电和散热性能,降低芯片8受到的应力,并能够有效对芯片8进行散热,提高产品的可靠性。同时,由于导电散热连接端子3可以直接焊接在覆铜陶瓷基板7上,而无需绝缘块进行支撑,更不需要通过螺栓固定,从而简化整个封装结构的结构组成,简化工艺流程,并降低材料成本。由于覆铜陶瓷基板7和芯片8放置在导电散热底板1后,可一次性通过回流焊焊接固定,因此,该封装结构的整个生产流程仅需经过两次回流焊,其中第一次回流焊用于焊接固定覆铜陶瓷基板7和芯片8,另一次回流焊用于焊接固定导电散热连接端子3,相较于传统的制作工艺少了两次回流焊,不易对芯片8造成损伤,可靠性更高。而且,该封装结构可通过现有的SMT生产设备进行自动化生产,能够实现大批量自动化生产,从而大大提升产品的生产效率。
另一方面,基于上述的整流模组的封装结构,本发明实施例还提出了一种整流模组的封装结构的制作方法,该制作方法包括以下步骤:
步骤S100:在导电散热底板1上的不同位置分别放置芯片8和覆铜陶瓷基板7,且芯片8和覆铜陶瓷基板7与导电散热底板1的接触位置处分别印刷有锡膏10;
步骤S200:将导电散热底板1放进回流焊设备中进行回流焊,使锡膏10融化后,将芯片8和覆铜陶瓷基板7固定在导电散热底板1上;
步骤S300:对芯片8和覆铜陶瓷基板7进行引线键合,实现芯片8与覆铜陶瓷基板7之间的电连接;
步骤S400:在覆铜陶瓷基板7上放置导电散热连接端子3,且导电散热连接端子3与覆铜陶瓷基板7的接触位置处印刷有锡膏10;
步骤S500:将导电散热底板1放进回流焊设备中进行回流焊,使锡膏10融化后,将导电散热连接端子3固定在覆铜陶瓷基板7上;
步骤S600:在芯片8、覆铜陶瓷基板7及导电散热连接端子3的外部套设绝缘壳体2,并使导电散热连接端子3的上端穿过绝缘壳体2上开设的窗口5;
步骤S700:通过窗口5,在绝缘壳体2内部灌封硅凝胶或者环氧树脂,完成塑封。
具体地,在本发明实施例中,导电散热底板1可以采用镀镍铜基板,具备良好的导电和散热性能。如图3所示,在导电散热底板1上,设置有多个呈矩形、圆形或者其它几何形状的大功率模组的芯片8;覆铜陶瓷基板7沿导电散热底板1的横向或者纵向设置在相邻的两个芯片8之间。在芯片8和覆铜陶瓷基板7与导电散热底板1的接触位置处分别印刷有锡膏10,在将芯片8和覆铜陶瓷基板7放置在导电散热底板1上后,可以将整个导电散热底板1放进回流焊设备中进行回流焊,使得锡膏10融化,将芯片8和覆铜陶瓷基板7固定在导电散热底板1上。
随后,可以采用引线键合的工序,在芯片8远离导电散热底板1的一面(即芯片8的上表面)以及覆铜陶瓷基板7远离导电散热底板1的一面(即覆铜陶瓷基板7的上表面)之间连接键合铝线6,如图3所示,从而实现芯片8与覆铜陶瓷基板7之间的导电连接。
之后,如图3所示,在覆铜陶瓷基板7上放置导电散热连接端子3,且导电散热连接端子3与覆铜陶瓷基板7的接触位置处印刷有锡膏10;在将导电散热连接端子3放置在覆铜陶瓷基板7上后,同样将整个结构放进回流焊设备中进行回流焊,使得锡膏10融化后,将导电散热连接端子3固定在覆铜陶瓷基板7上,这样便可以利用覆铜陶瓷基板7,实现导电散热连接端子3、芯片8、以及导电散热底板1之间的正向导通连接。其中,锡膏10可以采用无铅焊锡。
然后,如图2和图3所示,在覆铜陶瓷基板7及其两侧的芯片8、以及导电散热连接端子3的外部套设绝缘壳体2,绝缘壳体2开设有供导电散热连接端子3的上端穿过的窗口5,从而方便导电散热连接端子3的连接孔4与外部的其它电子元件进行连接。
最后,通过窗口5,在绝缘壳体2与内部其它元件之间的空余空间内,填充硅凝胶或者环氧树脂,完成塑封,从而起到很好的防震、绝缘以及连接固定的作用。
根据本发明实施例的整流模组的封装结构的制作方法,通过覆铜陶瓷基板7使导电散热底板1、芯片8以及导电散热连接端子3之间均为全铜烧结互连的连接方式,从而具有优异的导电和散热性能,降低芯片8受到的应力,并能够有效对芯片8进行散热,提高产品的可靠性。同时,由于导电散热连接端子3可以直接焊接在覆铜陶瓷基板7上,而无需绝缘块进行支撑,更不需要通过螺栓固定,从而简化整个封装结构的结构组成,简化工艺流程,并降低材料成本。由于覆铜陶瓷基板7和芯片8放置在导电散热底板1后,可一次性通过回流焊焊接固定,因此,该封装结构的整个生产流程仅需经过两次回流焊,其中第一次回流焊用于焊接固定覆铜陶瓷基板7和芯片8,另一次回流焊用于焊接固定导电散热连接端子3,相较于传统的制作工艺少了两次回流焊,不易对芯片8造成损伤,可靠性更高。而且,该封装结构可通过现有的SMT生产设备进行自动化生产,能够实现大批量自动化生产,从而大大提升产品的生产效率。
进一步地,在本发明的一些实施例中,导电散热底板1设置有多个导通连接孔9。这是因为在实际应用中,在完成整个整流模组的装配后,需要将整流模组固定在所需要的电源设备内,因此,可以通过在导通连接孔9内装配铆钉,从而方便将整个整流模组固定在所需的位置。因此,在完成整个整流模组的装配后,可以预先在导通连接孔9内装配铆钉,方便整流模组后续的固定。
进一步地,在本发明的一些实施例中,绝缘壳体2通过密封胶固定于导电散热底板100上。通过采用密封胶将绝缘壳体2固定在导电散热底板100上,使得绝缘壳体2的安装和固定更为方便,整个结构更为牢固。
进一步地,在本发明的一些实施例中,上述的步骤S500,具体包括以下步骤:
将导电散热底板1放进所述回流焊设备中;
在氮气条件下,以预设的第一升温速度V1使加热温度上升到第一温度T1,对导电散热底板1进行加热;
对导电散热底板1保温第一时间t1后,抽真空,并以预设的第二升温速度V2使加热温度上升到第二温度T2,使锡膏10融化;
对导电散热底板1进行降温冷却,使焊点凝固化,完成对导电散热底板1的回流焊过程,将芯片8和覆铜陶瓷基板7固定在导电散热底板1上。
具体地,在将导电散热底板1放进回流焊设备中后,由供氮装置为回流焊设备提供氮气,氮气作为焊接过程中的保护气体。在焊接过程中,回流焊的加热装置进行加热,以预设的第一升温速度V1(可以根据实际需要进行设定,在本示例中,V1优选为30℃/min),使得加热温度上升到所需的第一温度T1(T1可以是120℃-160℃,根据实际需要设定具体数值),对导电散热底板1进行加热,使得锡膏10中的溶剂、气体等蒸发掉,并使锡膏10中的助焊剂润湿焊盘。随后,对导电散热底板1保温第一时间t1(t1可以是10-20min,根据实际需要选择具体数值),使得导电散热底板1得到充分预热,防止导电散热底板1后续温度瞬间升高而损坏元件。然后,以预设的第二升温速度V2(V2优选为50℃/min)使加热温度上升到第二温度T2(T2可以是230-260℃,根据实际需要设定具体数值),确保锡膏10融化,将芯片8和覆铜陶瓷基板7固定在导电散热底板1上。最后,对导电散热底板1进行降温冷却,使焊点凝固化,完成对导电散热底板1的回流焊过程,将芯片8和覆铜陶瓷基板7固定在导电散热底板1上。
通过上述步骤,能够提升焊接过程的可靠性,提升焊接效果,避免元件在焊接过程中受损。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (8)
1.一种整流模组的封装结构,其特征在于,包括:
导电散热底板;
多个芯片,焊接于所述导电散热底板上;
覆铜陶瓷基板,焊接于所述导电散热底板上,所述覆铜陶瓷基板沿所述导电散热底板的横向或者纵向设置在相邻的两个所述芯片之间,所述芯片远离所述导电散热底板的一面与所述覆铜陶瓷基板远离所述导电散热底板的一面电连接;
导电散热连接端子,所述导电散热连接端子的一端焊接于所述覆铜陶瓷基板上,所述导电散热连接端子的另一端设置有连接孔;
绝缘壳体,开设有窗口,所述绝缘壳体套设在所述芯片、所述覆铜陶瓷基板及所述导电散热连接端子的外部,且所述导电散热连接端子的另一端穿过所述窗口;绝缘壳体的内部通过所述窗口填充有硅凝胶或者环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的整流模组的封装结构,其特征在于,所述芯片远离所述导电散热底板的一面通过键合铝线与所述覆铜陶瓷基板远离所述导电散热底板的一面电连接。
3.根据权利要求1所述的整流模组的封装结构,其特征在于,所述覆铜陶瓷基板包括基板、以及设置在所述基板上下表面的铜层,所述覆铜陶瓷基板由所述基板及所述铜层烧结而成。
4.根据权利要求1所述的整流模组的封装结构,其特征在于,所述导电散热底板设置有多个导通连接孔。
5.根据权利要求1所述的整流模组的封装结构,其特征在于,所述导电散热连接端子包括:
第一连接部,所述第一连接部的第一端设置有焊盘,所述第一连接部通过所述焊盘焊接固定在所述覆铜陶瓷基板上;
第二连接部,所述第一连接部的第二端与所述第二连接部的第一端固定连接,所述第二连接部的第二端设置有所述连接孔;所述第二连接部环设于所述第一连接部的第二端的外侧。
6.一种整流模组的封装结构的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
在导电散热底板上的不同位置分别放置芯片和覆铜陶瓷基板,且所述芯片和所述覆铜陶瓷基板与所述导电散热底板的接触位置处分别印刷有锡膏;
将所述导电散热底板放进回流焊设备中进行回流焊,使所述锡膏融化后,将所述芯片和所述覆铜陶瓷基板固定在所述导电散热底板上;
对所述芯片和所述覆铜陶瓷基板进行引线键合,实现所述芯片与所述覆铜陶瓷基板之间的电连接;
在所述覆铜陶瓷基板上放置导电散热连接端子,且所述导电散热连接端子与所述覆铜陶瓷基板的接触位置处印刷有锡膏;
将所述导电散热底板放进所述回流焊设备中进行回流焊,使所述锡膏融化后,将所述导电散热连接端子固定在所述覆铜陶瓷基板上;
在所述芯片、所述覆铜陶瓷基板及所述导电散热连接端子的外部套设绝缘壳体,并使所述导电散热连接端子的上端穿过所述绝缘壳体上开设的窗口;
通过所述窗口,在所述绝缘壳体内部灌封硅凝胶或者环氧树脂,完成塑封;
所述将所述导电散热底板放进回流焊设备中进行回流焊,使所述锡膏融化后,将所述芯片和所述覆铜陶瓷基板固定在所述导电散热底板上的步骤,包括:
将所述导电散热底板放进所述回流焊设备中;
在氮气条件下,以预设的第一升温速度使加热温度上升到第一温度,对所述导电散热底板进行加热;
对所述导电散热底板保温第一时间后,抽真空,并以预设的第二升温速度使加热温度上升到第二温度,使所述锡膏融化;
对所述导电散热底板进行降温冷却,使焊点凝固化,完成对所述导电散热底板的回流焊过程,将所述芯片和所述覆铜陶瓷基板固定在所述导电散热底板上。
7.根据权利要求6所述的整流模组的封装结构的制作方法,其特征在于,所述导电散热底板设置有多个导通连接孔,所述制作方法在完成塑封后,还包括以下步骤:
在所述导通连接孔的内部装配铆钉。
8.根据权利要求6所述的整流模组的封装结构的制作方法,其特征在于,所述绝缘壳体通过密封胶固定于所述导电散热底板上。
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