CN104135841A - 一种砖型dc/dc电源模块内置电磁屏蔽装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置，由铝基散热板、粘结片、柔性电路板和功率板组成。本发明还公开了其安装方法。本发明利用粘接片通过压合的方式将柔性电路板粘接在铝基散热板上，同时将柔性电路板上的覆铜区域与功率板上的相应电气部分通过低温焊膏过回流焊的方式焊接在一起，起到等电位电磁屏蔽的作用。本发明能有效地降低DC/DC电源模块内部变换电路对外界的电磁骚扰，同时又能满足内部电气部分与铝基散热板之间高强度电气绝缘要求（≥3KVAC/1min）。具有结构简单、厚度薄、导热型好、绝缘强度高和易于操作等特点。

Description

一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置及其安装方法

技术领域

 本发明属于电磁屏蔽装置，特别是一种可以内置在DC/DC电源模块内部的电磁屏蔽装置，可用于提高砖式DC/DC电源模块的电磁兼容性能。本发明还涉及前述装置的安装方法。

背景技术

目前，模块化DC/DC电源模块由于具有功率密度高、体积小、性能可靠、使用方便以及可有效缩短相关产品开发、验证周期等显著优点，在军用和工业领域得到了广泛应用。其工作原理是将直流电压通过PWM斩波变换为交流电压，通过变压器隔离传输，然后经过整流滤波得到所需直流电压。内部起开关和整流作用的MOSFET工作在高能、高速开关状态。因此会产生较大的电磁干扰，给设备和系统带来了诸多问题，也是目前军用和工业领域的一大难题。

目前，针对DC/DC电源模块的电磁兼容问题主要应对措施有：1）采用软开关变换电路，从源头上减小电磁干扰；2）采用全金属壳体等屏蔽措施隔离电磁干扰的传播；3）在使用时通过外部添加滤波器等滤波措施减小其对其他设备的干扰。措施1）由于软开关电路在DC/DC电源模块领域存在专利保护和效率值相对偏低的弱点，已非优选方案；措施2）中采用全金属外壳的屏蔽措施，会带来成本显著增加，使用时绝缘不易处理进而导致使用不够方便等问题，在少数产品上使用；措施3）会带来应用成本的增加、设备体积增大、使用不便等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种结构更简单、效果更好、更易实现的DC/DC模块内置屏蔽装置，以提高DC/DC电源模块的电磁兼容性能。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种如前所述的屏蔽装置的安装方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置，其特点是：该装置包括铝基散热板、粘结片、柔性电路板（FPC）和功率板；所述的粘接片通过压合的方式将柔性电路板粘接在铝基散热板上，同时将柔性电路板上的裸露覆铜部分与功率板上的相应电气部分通过低温焊膏过回流焊的方式焊接在一起。

以上所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置，其特点是：所述的粘接片为优选由厚度为1mil的杜邦纯胶Pyralux LF0100制成的胶片，通过激光切割为所需形状，供粘接使用。

以上所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置，其特点是：柔性电路板和铝基散热板之间利用粘接片通过压合的方式粘接在一起时，其压合力优选为14~28Kg/cm²。

以上所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置，其特点是：柔性电路板上的裸露覆铜区域与功率板之间优选通过在连接点涂覆低温焊膏，然后过回流的方式实现可靠焊接。

以上所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置，其特点是：所述的柔性电路板是优选以聚酰亚胺为基材制成的含有裸露覆铜区域的电路板。

以上所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置，其特点是：所述的聚酰亚胺基材的厚度优选为65μm，绝缘强度≥3KVAC，裸露覆铜区域铜厚1~2OZ。

以上所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置，其特点是：裸露覆铜区域数量不少于2块，间隔设置。

以上所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置，其特点是：所述的铝基散热板的内表面即其与粘接片的接触面经过喷砂或其他方式进行表面粗化处理。

本发明还公开了一种如以上技术方案所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置的安装方法，其特点是，其步骤如下：

（1）将铝基散热板内表面通过喷砂等方式进行表面粗化处理，清洗烘干后供下一步使用；

（2）粘接片经开料，激光切割成所需外形后供下一步使用；

（3）柔性电路板经开料，线路制作，酸性刻蚀，激光成形后供下一步使用；

（4）将粘接片放置在铝基散热板和柔性电路板之间，通过压合的方式将柔性电路板粘接在铝基散热板上，对裸露覆铜区域的铜面进行清理后，形成第一整件供下一步使用；

（5）将加工完成的功率板与壳体上插针焊接，成为一个第二整件，在功率板上与柔性电路板上的裸露覆铜区域需连接的部分涂覆低温焊膏，将第二整件与第一整件合体，然后过回流焊，将二者可靠焊接，绝缘测试合格后，即完成内置屏蔽装置的安装。

本发明中，铝基散热板为电源模块的散热基板，粘接片起粘接作用，柔性电路板是以具有较高绝缘强度的聚酰亚胺为基材制成的含有裸露覆铜区域的电路板，这里主要起屏蔽、绝缘作用，功率板为电源模块的电气实现部分，是电磁骚扰的产生源，是被屏蔽部分。

DC/DC电源模块在工作时，由于起开关或整流作用的MOSFET的快速开关，会导致包含较高能量的电压、电流的突变，进而感应出较高的骚扰电压，在无屏蔽措施的情况下，此电压会通过功率板上的元器件（主要是MOSFET）与铝基散热板之间的分布电容耦合流经大地形成共模干扰，从而产生电磁干扰问题。本发明采用将包含裸露覆铜区域的柔性电路板置于功率板和铝基散热板之间，同时将裸露覆铜区域分别与功率板上的原边地和次边地相连，将原边电路和次边电路产生的电磁骚扰直接导回功率板，切断了共模干扰的流通途径，避免共模干扰的产生，从而减弱电磁干扰。

柔性电路板是以聚酰亚胺为基材，以印制板制作方式在其上酸性刻蚀出裸露覆铜区域的方式实现，具有加工精度高、易于操作、一致性好、厚度薄等优点，同时利用聚酰亚胺绝缘强度高的特点，解决了功率板与铝基散热板之间的绝缘问题，通过将分别连接于原、次边裸露覆铜区域分开一定距离，解决了功率板上原、次边绝缘的问题。

采用由杜邦纯胶Pyralux LF0100制成的厚度为1mil的粘接片并通过压合的方式，将柔性电路板固定在铝基散热板上，解决了柔性电路板的固定问题，具有厚度薄且可控、粘接牢靠等优点。考虑粘接片较薄，采用激光切割的方式，保证其加工精度和切割成品率。

在柔性电路板上的裸露覆铜区域与功率板之间，通过在二者的连接点涂覆低温焊膏，然后过回流的方式来实现可靠焊接，不但解决了连接的可靠度问题，而且避免了采用导线连接以及由此产生的空间占用多、不易操作等问题。

与现有技术相比，本发明具有结构简单、效果好、易于操作、成本低等优点。

附图说明

图1是本发明的一种剖视结构示意图；

图2是本发明中柔性电路板的组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做具体的说明，而不构成对本发明权利的限制。

实施例1，参照图1和2，一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置，该装置包括铝基散热板1、粘结片2、柔性电路板 3和功率板4；所述的粘接片2通过压合的方式将柔性电路板 3粘接在铝基散热板 1上，同时将柔性电路板 3上的裸露覆铜部分32与功率板4上的相应电气部分通过低温焊膏过回流焊的方式焊接在一起。

实施例2，实施例1所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置中：所述的粘接片2为由厚度为1mil的杜邦纯胶Pyralux LF0100制成的胶片，通过激光切割为所需形状，供粘接使用。

实施例3，实施例1或2所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置中：柔性电路板 3和铝基散热板1之间利用粘接片2通过压合的方式粘接在一起时，其压合力为14~28Kg/cm²。

实施例4，实施例1－3中任何一项所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置中：柔性电路板  3上的裸露覆铜区域32与功率板4之间通过在连接点涂覆低温焊膏，然后过回流的方式实现可靠焊接。

实施例5，实施例1－4中任何一项所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置中：所述的柔性电路板 3是以聚酰亚胺31为基材制成的含有裸露覆铜区域32的电路板。

实施例6，实施例5所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置中：所述的聚酰亚胺基材31的厚度为65μm，绝缘强度≥3KVAC，裸露覆铜区域32铜厚1~2OZ。

实施例7，实施例5或6所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置中：裸露覆铜区域32数量不少于2块，间隔设置。

实施例8，实施例1－7中任何一项所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置中：所述的铝基散热板1的内表面即其与粘接片2的接触面经过喷砂或其他方式进行表面粗化处理。

实施例9，参照图1和2，一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置的安装方法，其步骤如下：

（1）将铝基散热板1内表面通过喷砂等方式进行表面粗化处理，清洗烘干后供下一步使用；

（2）粘接片2经开料，激光切割成所需外形后供下一步使用；

（3）柔性电路板 3经开料，线路制作，酸性刻蚀，激光成形后供下一步使用；

（4）将粘接片2放置在铝基散热板1和柔性电路板 3之间，通过压合的方式将柔性电路板 3粘接在铝基散热板1上，对裸露覆铜区域32的铜面进行清理后，形成第一整件供下一步使用；

（5）将加工完成的功率板4与壳体5上插针焊接，成为一个第二整件，在功率板4上与柔性电路板上的裸露覆铜区域32需连接的部分涂覆低温焊膏，将第二整件与第一整件合体，然后过回流焊，将二者可靠焊接，绝缘测试合格后，即完成内置屏蔽装置的安装。

Claims (9)

1.一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置，其特征在于：该装置包括铝基散热板、粘结片、柔性电路板和功率板；所述的粘接片通过压合的方式将柔性电路板粘接在铝基散热板上，同时将柔性电路板上的裸露覆铜部分与功率板上的相应电气部分通过低温焊膏过回流焊的方式焊接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置，其特征在于：所述的粘接片为由厚度为1mil的杜邦纯胶Pyralux LF0100制成的胶片，通过激光切割为所需形状，供粘接使用。

3.根据权利要求1或2所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置，其特征在于：柔性电路板和铝基散热板之间利用粘接片通过压合的方式粘接在一起时，其压合力为14~28Kg/cm²。

4.根据权利要求1或2所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置，其特征在于：柔性电路板上的裸露覆铜区域与功率板之间通过在连接点涂覆低温焊膏，然后过回流的方式实现可靠焊接。

5.根据权利要求1所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置，其特征在于：所述的柔性电路板是以聚酰亚胺为基材制成的含有裸露覆铜区域的电路板。

6.根据权利要求5所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置，其特征在于：所述的聚酰亚胺基材的厚度为65μm，绝缘强度≥3KVAC，裸露覆铜区域铜厚1~2OZ。

7.根据权利要求5或6所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置，其特征在于：裸露覆铜区域数量不少于2块，间隔设置。

8.根据权利要求1所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置，其特征在于：所述的铝基散热板的内表面即其与粘接片的接触面经过喷砂或其他方式进行表面粗化处理。

9.一种如权利要求1所述的一种砖型DC/DC电源模块内置电磁屏蔽装置的安装方法，其特征在于，其步骤如下：

（1）将铝基散热板内表面通过喷砂等方式进行表面粗化处理，清洗烘干后供下一步使用；

（2）粘接片经开料，激光切割成所需外形后供下一步使用；

（3）柔性电路板经开料，线路制作，酸性刻蚀，激光成形后供下一步使用；

（4）将粘接片放置在铝基散热板和柔性电路板之间，通过压合的方式将柔性电路板粘接在铝基散热板上，对裸露覆铜区域的铜面进行清理后，形成第一整件供下一步使用；

（5）将加工完成的功率板与壳体上插针焊接，成为一个第二整件，在功率板上与柔性电路板上的裸露覆铜区域需连接的部分涂覆低温焊膏，将第二整件与第一整件合体，然后过回流焊，将二者可靠焊接，绝缘测试合格后，即完成内置屏蔽装置的安装。