CN1037387C - 具有基板结构的硅半导体整流电桥 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半导体器件，是一种整流电桥。由基片、整流二极管、端子和外壳组成。基片采用耐温绝缘材料基板，先将导电构件安装在基板上，再按桥路组合导电构件与整流二极管，最后在封装工序中使基板与单面的模具注塑形成腔室，同时四个端子亦由基板封隔成胚体内及胚体外部分，基板可制备成连结件形式，使封装工序中各构件均可采用连结件形式。便于操作加工，可提高工效及降低成本。

Description

具有基板结构的硅半导体整流电桥

本发明涉及一种半导体器件，更确切地说是涉及一种硅半导体整流电桥。

大电流(如50安培以上)级的硅半导体整流电桥，通常采用在散热器上安装四个整流二极管并以电气连接成桥路的结构形式，而50安培以下的整流器一般由工厂直接生产成工业规格产品，其中以1安培级整流桥的产销量为最大，这种整流桥大致包括三种类型：

1为单列直插式封装的SIP型。

2为径向端子的圆壳封装WO型，由于径向导线可增加焊接炉的承载密度，因而降低了导线与二极管的焊接成本，但其半成品在模具注塑胚体工序中，径向导线造成了模具设计及生产作业的困难，因而多年来工厂均采用RTV橡胶开口模，即注入液态树脂封装，或使用预制的壳杯，用壳杯灌封。由于这两种方法均采用液态树脂，不仅污染环境而且不能提高生产效率，次品也较多。此外，若使用镀银导线，虽可避免成品的滚筒电镀过程，但增加了材料成本，若使用裸铜线材，则还需作滚筒镀锡，将导致导线弯曲，还需人工校直等。

3为双列直插式封装的DIP型，导电构件采用导线架形式与二极管在焊接炉中经回熔法焊接，再经模具注塑制成胚体，但该方法中的导线架需精密制作。各工序中所使用的焊接炉、注塑模具、导线架切筋刀、弯型机等也均需精密制作，消耗资材多，虽然可制造出优质的产品，但成本太高，相当于WO方法的1.5倍。

本发明的目的是解决以往硅半导体桥式整流器因封装技术而造成的设备投资大、产品制作成本高、制作程序复杂及成品质量差的问题，而设计一种具有基板结构的硅半导体整流电桥，以改进半导体桥式整流器的封装技术。

本发明硅半导体整流电桥的技术方案，包括基片、安装在基片上的端子、安装在端子间的二极管芯片和封装在二极管芯片与基片上的外壳，其特征在于：

所述的基片是由一连结体形的耐温绝缘基板按基板上的预切沟裁分而成的，所述的端子是贯穿基片上的安装孔或贯穿位于基片两侧安装槽的导电构件。

所述的耐温绝缘基板是玻璃纤维树脂板。

所述的导电构件是导线或导线架，导线一端在基片安装孔一侧弯折形成安装二极管的夹掣空间，导线另一端成线型；导线架一端在基片安装槽一侧设有两个供钳夹二极管的缺槽，导线架另一端成插件针型，导线架中段是供夹合于基板两侧安装槽的矩形槽。

所述的二极管芯片是具有保护封装的圆片电极形二极管或具有轴向导线端子的二极管。

所述的端子按正端、负端、交流端、交流端顺序分布或按正端、交流端、负端、交流端分布。

本发明通过在基板上安装端子，并在端子与端子间安装二极管，使端子与二极管形成桥路连接，再在电路构件与基板间封装外壳。由于基板是一种成连续件结构的基板，冲压出贯穿端子的安装孔或安装槽及供裁制成单个基片以制成单个元件的预切沟，因而改进了封装技术。

下面结合实施例及附图进一步说明本发明的技术。

图1第一种实施例的基板结构示意图

图2第一种实施例基板与导线端子的组装结构示意图

图3第一种实施例二极管安装结构示意图

图4第一种实施例模具注塑胚体结构示意图

图5第一种实施例硅半导体整流电桥外形结构示意图

图6第二种实施例基板结构示意图

图7第二种实施例导线架端子结构示意图

图8第二种实施例基板与导线架端子组装结构示意图

图9第二种实施例二极管安装结构示意图

图10第二种实施例模具注塑胚体结构示意图

图11第二种实施例半导体整流电桥外形结构示意图

图1至图4示出制造如图5所示半导体整流电桥的操作步骤，图6至图10示出制造如图11所示半导体整流电桥的操作步骤，步骤主要包括在基板上安装端子、在端子与端子间安装二极管、端子与二极管形成桥路连接，再在电路构件与基板上封装外壳。

第一种具有导线型端子的实施例，其封装步骤如下：

1、将玻璃纤维树脂板制成具有连续件结构形式的基板10，并在基板10上冲制出端子安装孔11并贯穿于基板10上下，再在基板10上预留出预切沟12，以便将基板10裁分成单个元件，如图1所示；

2、将铜线端子20、20a以其开口处的尾端21、22、21a、22a插入基板10的安装孔中，并弯折尾端21、22、21a、22a，使形成一夹掣空间201，铜线端子20、20a的连接筋为23、23a，如图2所示；

3、将4个圆片电极形二极管30置入夹掣空间201中，并使每个二极管30夹持在两组导线端子21、22、21a、22a(图中21a不可见)之间，如图3所示；

4、将夹持有二极管30的导线端子顶出并向下，用一般的浸锡焊接工艺，将二极管30与导线端子20、20a的尾端21、22、21a、22a弯折处焊接，如图3所示，焊接时仅需将加热焊接部分没入锡液中，以避免高温损及基板10，该选择性局部加温可使用300℃熔点的高含量铅基焊锡，符合SMD性能要求，焊接中FRP基板所受的温度不会超过其极限值；

5、将焊接有二极管30的导线端子推移紧贴基板10，作外壳40的模具注塑封装，由于半成品是多个连续件，其塑件模具的胚体外壳40可制于基板10的面上，完成整流电桥的封装，如图4所示；

6、注塑完成的半成品仍保持连结件状态，需进行后续再加工，包括切除端子20、20a的连结筋23、23a、对端子20、20a浸锡、电气检测、筛选分级、打印标记、基板切断分件、包装等。最后制成如图5所示成品。

第二种具有导线架型端子的实施例，其封装步骤如下：

1、将玻璃纤维树脂板制成具有连续件结构形式的基板50，并在基板50两侧冲制出端子安装槽51，再在基板50上切制出预切沟52，以便将基板50裁分成单个元件，如图6所示；

2、取制备成连结件结构形式的导线架端子60，如图7所示，以其端子中段处的矩形槽61夹合于基板两侧冲制出的安装槽51，使整个导线架端子60上的缺槽62形成一可交错钳夹导线型二极管的布局，如图8所示，图7、图8中导线架端子60的连结筋为63；

3、将导线形二极管70钳夹于基板上两相对的导线架端子上的缺槽62中，构成二极管与导线架端子的连结并形成桥路连接，如图9所示；

4、将钳夹有二极管70的基板50，用一般的浸锡焊接法焊接二极管70与导线架端子缺槽62，可仅将需要焊接的部分浸入锡液中，避免高温损及基板50，该选择性局部加温，可使用300℃熔点的高含量铅基焊锡，符合SMD要求，焊接中FRP基板所受的温度不会超过其极限值；

5、进行外壳80的塑封，由于半成品是连续件，其注塑模具的胚体外壳80可制于基板50的一面上，以封装整流电桥部分，如图10所示；

6、注塑完成的半成品仍保持连结件状态，需进行后续再加工，如切除端子连结筋63、对端子60浸锡、电气检测、筛选分级、打印标记、基板切断分件。包装等，最后制成如图11所示的成品，包括外壳80、基板50和端子60。

实施例上述操作步骤可使模具的结构大幅度简化，不存在金属端子嵌件的钳封问题，可延长模具的使用寿命，使这种具有基板结构的硅半导体桥式整流器可高效率、低成本的实施，用模具注塑制成的胚体外壳具有比传统制造方法更佳的质量。

四个整流二极管与导电件的连接并在胚体外形成四个电气连接端子，四个端子可有两种布局，第一种布局是依序按十、一、AC、AC排列，第二种布局是依序按十、AC、一、AC排列。端子按使用型式可采用导线型、插件针型，或表面粘着焊接型(SMD)。二极管可用一般的工业规格品，包括圆片电极形封装的二极管、小型轴向导线端子型二极管或其他带保护封装的二极管芯片。

Claims (5)

1、一种具有基板结构的硅半导体整流电桥，由基片、安装在基片上的端子、安装在端子间的二极管芯片和封装在二极管芯片与基片上的外壳组成，其特征在于：

所述的基片是由一连结体形的耐温绝缘基板按基板上的预切沟裁分而成的，所述的端子是贯穿基片上的安装孔或贯穿位于基片两侧安装槽的导电构件。

2、根据权利要求1所述的具有基板结构的硅半导体整流电桥，其特征在于：所述的耐温绝缘基板是玻璃纤维树脂板。

3、根据权利要求1所述的具有基板结构的硅半导体整流电桥，其特征在于：所述的导电构件是导线或导线架，导线一端在基片安装孔一侧弯折形成安装二极管的夹掣空间，导线另一端成线型；导线架一端在基片安装槽一侧设有两个供钳夹二极管的缺槽，导线架另一端成插件针型，导线架中段是供夹合于基板两侧安装槽的矩形槽。

4、根据权利要求1所述的具有基板结构的硅半导体整流电桥，其特征在于：所述的二极管芯片是具有保护封装的圆片电极形二极管或具有轴向导线端子的二极管。

5、根据权利要求1所述的具有基板结构的硅半导体整流电桥，其特征在于：所述的端子按正端、负端、交流端、交流端顺序分布或按正端、交流端、负端、交流端分布。

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