CN102593071A - 一种焊机功率管封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种焊机功率管封装结构，包括至少1个功率管、导热铜板、陶瓷片、固定螺钉、矩形边框和封装胶，所述的导热铜板包括固定螺钉的螺纹孔，固定螺钉将功率管和陶瓷片固定在导热铜板上方；功率管主体的散热面朝向散热铜板，所述的陶瓷片布置在功率管与散热铜板之间；矩形边框布置在导热铜板的上方，围住功率管和陶瓷片，封装胶灌注在矩形边框内，盖过功率管、陶瓷片和固定螺钉；功率管的管脚向上弯曲，管脚的端部高于矩形边框的顶面。本发明采用弹片压装方式来固定功率管，封装过程中功率管不需要同铜基板焊接，不受焊接高温影响，有利于提高器件的使用寿命。

Description

一种焊机功率管封装结构
[技术领域]
本发明涉及逆变焊机，尤其涉及一种焊机功率管封装结构。
[背景技术]
为实现焊机高频化，可以使用分离功率器件(与模块IGBT区分，器件散热面与芯片不绝缘，体积较小，开关频率较高)，但分离功率器件因体积小，在环境恶劣的场合其可靠性较低，有将分离功率开关器件与铜基板结合的焊机，其抗污染的能力大大加强，其功率器件(IGBT或者MOSFET)的散热面是焊接在铜基板上的，然后将管脚垂直于铜基板成型，在铜基板四周嵌套上塑胶壳，再使用有机硅树脂将功率管灌封起来，组成一个带有功率管的铜基板组件。此组件铜板一侧安装在铝散热器上，有管脚的一侧装配并焊接到PCB上。
因焊机功率较大，通常使用TO247等较大封装的高频率功率管，如而此类封装器件的内部结构难以承受高达260度左右的焊接温度的要求，不能确保器件本身在焊接过程中不会受损，存在较大隐患；焊机使用的环境属于Ⅲ度污染等级，污染比较严重。其他诸多简单使用分离功率器件的焊机，不采用以上封装结构，其小型高频率的功率管管脚一字排开焊接在PCB上，管脚间距过小，管脚的焊点间容易因积聚灰尘造成短路，引发焊机的故障。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种封装过程不会使器件受损的焊机功率管封装结构。
本发明另一个要解决的技术问题是提供一种管脚的焊点间不容易因积聚灰尘造成短路的焊机功率管封装结构。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种焊机功率管封装结构，包括至少1个功率管、导热铜板、陶瓷片、固定螺钉、矩形边框和封装胶，所述的导热铜板包括固定螺钉的螺纹孔，固定螺钉将功率管和陶瓷片固定在导热铜板上方；功率管主体的散热面朝向散热铜板，所述的陶瓷片布置在功率管与散热铜板之间；矩形边框布置在导热铜板的上方，围住功率管和陶瓷片，封装胶灌注在矩形边框内，盖过功率管、陶瓷片和固定螺钉；功率管的管脚向上弯曲，管脚的端部高于矩形边框的顶面。
以上所述的焊机功率管封装结构，包括弹簧压片，弹簧压片的一端包括螺钉孔，固定螺钉穿过弹簧压片的螺钉孔，拧入所述的螺纹孔，将弹簧压片固定在导热铜板上；弹簧压片的另一端压在功率管主体的安装面上，将功率管和陶瓷片固定在导热铜板上方。
以上所述的焊机功率管封装结构，所述的矩形边框是塑料边框。
以上所述的焊机功率管封装结构，陶瓷片与导热铜板之间包括导热硅胶层。
以上所述的焊机功率管封装结构，包括两个固定柱管，散热铜板的长度大于矩形边框的长度；固定柱管布置在矩形边框的外侧，下端与散热铜板固定，上端高于矩形边框的顶面；散热铜板包括固定孔，散热铜板的固定孔与固定柱管的内孔相通。
以上所述的焊机功率管封装结构，散热铜板为工字形，在宽度方向上两侧各包括1个凹槽，矩形边框对应的两个侧板的下端突出，突出的侧板插入所述的凹槽，侧板突出部分的高度小于散热铜板的厚度。
以上所述的焊机功率管封装结构，包括压条和复数个所述的功率管，所述的陶瓷片、固定螺钉和弹簧压片的数量和功率管数量相同；所述的压条包括数量与功率管数量相同的螺钉孔，压条的宽度大于固定螺钉头部的宽度；所述的压条压在弹簧压片的上面，固定螺钉穿过压条的螺钉孔和弹簧压片的螺钉孔，拧入导热铜板的螺纹孔。
以上所述的焊机功率管封装结构，所述的功率管包括3个管脚，3个管脚的端部按三角形布置。
本发明焊机功率管封装结构采用弹片压装方式来固定功率管，封装过程中功率管不需要同铜基板焊接，不受焊接高温影响，有利于提高器件的使用寿命。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例1焊机功率管封装结构的零件分解图。
图2是本发明实施例1焊机功率管封装结构的俯视图。
图3是本发明实施例1焊机功率管封装结构的剖面图。
图4是本发明实施例1焊机功率管封装结构的立体图。
[具体实施方式]
在图1至图3所示的本发明实施例1的焊机功率管封装结构中，包括4个功率管1、导热铜板2、陶瓷基片3、弹簧压片4、固定螺钉5、压条13、塑料矩形边框6和封装胶7。功率管1是整流二极管，陶瓷基片3、弹簧压片4、固定螺钉5的数量与整流二极管的数量相同，压条13有数量与功率管数量相同的螺钉孔。
导热铜板2有固定螺钉5的螺纹孔201，弹簧压片4的一端有螺钉孔，压条13压在弹簧压片4的上面.固定螺钉5先后穿过压条13的螺钉孔、弹簧压片4的螺钉孔，拧入螺纹孔201，将弹簧压片4固定在导热铜板2上。弹簧压片4的另一端压在功率管1主体的安装面101上，将功率管1和陶瓷基片3固定在导热铜板2上方。压条13的宽度大于固定螺钉头部的宽度，固定螺钉5可以将弹簧压片4压得更为牢靠。
功率管1主体的散热面102朝向散热铜板2，陶瓷基片3布置在功率管1与散热铜板2之间，陶瓷基片3与导热铜板2之间涂有导热硅胶层8.
塑料矩形边框6布置在导热铜板2的上方，围住功率管1、陶瓷基片3和弹簧压片4，封装胶7灌注在塑料矩形边框6内，盖过功率管1、陶瓷基片3、弹簧压片4和固定螺钉5；功率管1的管脚向上弯曲，管脚的端部103高于塑料矩形边框6的顶面，露在封装胶7的外面，以便与PCB板9进行焊接。
散热铜板2纵向的长度大于塑料矩形边框6的长度，固定柱管10布置在塑料矩形边框6的外侧，下端与散热铜板2焊接固定，上端高于塑料矩形边框6的顶面，同PCB板9组装时，塑料矩形边框6的顶面与PCB板9留有间隙，有利于功率管的散热；散热铜板2上有固定孔，散热铜板2的固定孔与固定柱管10的内孔相通，便于螺钉11穿过将整个结构固定在散热器12上。
散热铜板2的形状为工字形，在宽度方向上两侧各包括1个凹槽202，塑料矩形边框6对应的两个侧板的下端向下突出，侧板突出部分601插入凹槽202，便于塑料矩形边框6在散热铜板2上定位。侧板突出部分202的高度小于散热铜板2的厚度，防止突出部分202与散热器12发生干涉。
本发明实施例2的焊机功率管封装结构如图4所示，与实施例的区别仅仅在于功率管1包括3个管脚，3个管脚的端部103按三角形布置，在PCB板上的焊点间距拉大，可以防止焊机PCB板上因积聚灰尘造成管脚焊点间短路，造成设备故障。
本发明以上实施例主要用于小型高频率的功率管上，小型高频率的功率管不需要使用铜基板均流，采用本发明以上实施例的封装结构封装过程中功率管不需要同铜基板焊接，不受焊接高温影响，确保器件在封装过程中不会受损，有利于提高器件的使用寿命；导热铜板的价格远低于铜基板，有利于降低产品成本；采用弹簧压片压装，陶瓷基片不需要打孔，固定螺钉远离功率管导电的散热面，能够提高功率管的绝缘效果；功率管的3个管脚的端部按三角形布置，焊点间距拉大，可以防止焊机PCB板上因积聚灰尘造成管脚焊点间短路，造成设备故障。

Claims (8)

1.一种焊机功率管封装结构，包括至少1个功率管，其特征在于，包括导热铜板、陶瓷片、固定螺钉、矩形边框和封装胶，所述的导热铜板包括固定螺钉的螺纹孔，固定螺钉将功率管和陶瓷片固定在导热铜板上方；功率管主体的散热面朝向散热铜板，所述的陶瓷片布置在功率管与散热铜板之间；矩形边框布置在导热铜板的上方，围住功率管和陶瓷片，封装胶灌注在矩形边框内，盖过功率管、陶瓷片和固定螺钉；功率管的管脚向上弯曲，管脚的端部高于矩形边框的顶面。
2.根据权利要求1所述的焊机功率管封装结构，其特征在于，包括弹簧压片，弹簧压片的一端包括螺钉孔，固定螺钉穿过弹簧压片的螺钉孔，拧入所述的螺纹孔，将弹簧压片固定在导热铜板上；弹簧压片的另一端压在功率管主体的安装面上，将功率管和陶瓷片固定在导热铜板上方。
3.根据权利要求1所述的焊机功率管封装结构，其特征在于，所述的矩形边框是塑料边框。
4.根据权利要求1所述的焊机功率管封装结构，其特征在于，陶瓷片与导热铜板之间包括导热硅胶层。
5.根据权利要求1所述的焊机功率管封装结构，其特征在于，包括两个固定柱管，散热铜板的长度大于矩形边框的长度；固定柱管布置在矩形边框的外侧，下端与散热铜板固定，上端高于矩形边框的顶面；散热铜板包括固定孔，散热铜板的固定孔与固定柱管的内孔相通。
6.根据权利要求4所述的焊机功率管封装结构，其特征在于，散热铜板为工字形，在宽度方向上两侧各包括1个凹槽，矩形边框对应的两个侧板的下端突出，突出的侧板插入所述的凹槽，侧板突出部分的高度小于散热铜板的厚度。
7.根据权利要求2所述的焊机功率管封装结构，其特征在于，包括压条和复数个所述的功率管，所述的陶瓷片、固定螺钉和弹簧压片的数量和功率管数量相同；所述的压条包括数量与功率管数量相同的螺钉孔，压条的宽度大于固定螺钉头部的宽度；所述的压条压在弹簧压片的上面，固定螺钉穿过压条的螺钉孔和弹簧压片的螺钉孔，拧入导热铜板的螺纹孔。
8.根据权利要求1所述的焊机功率管封装结构，其特征在于，所述的功率管包括3个管脚，3个管脚的端部按三角形布置。
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