CN104269383B - 整流桥及其外壳、边框与底板的过渡焊接方法 - Google Patents

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Abstract

一种整流桥，其包括外壳、封装于外壳中的二极管芯片、绝缘层及引出电极，所述外壳包括边框、与边框焊接在一起的底板、热沉、绝缘子、绝缘片、引线，所述边框与底板之间采用缓冲过渡环进行焊接，所述缓冲过渡环为无氧铜。本发明缓冲过渡环的材料采用无氧铜，无氧铜材质很软是作为缓冲过渡环的最好选择，底板与边框之间的封接应力通过无氧铜的缓冲可以减轻。

Description

整流桥及其外壳、边框与底板的过渡焊接方法
技术领域
本发明涉及整流桥模块领域，尤其涉及一种边框与底板的过渡焊接技术及采用该过渡焊接技术的整流桥及其外壳。
背景技术
整流桥外壳包括边框及与边框焊接在一起的底板，但是，底板与边框焊接时，存在很大的封接应力，边框和底板通过AgCu28焊接后，这种封接应力会导致底板和边框变形，如图1所示，底板变形会导致绝缘热沉片裂纹，如图2所示，边框变形后会导致外壳密封性能失效且外壳形位尺寸不合格。因此，针对上述技术问题，有必要提供一种新型结构的整流桥及其外壳。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够减轻或消除底板与边框之间封接应力的边框与底板的过渡焊接技术及采用该过渡焊接技术的整流桥及其外壳。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种整流桥外壳，其包括边框、与边框焊接在一起的底板、热沉、绝缘子、绝缘片、引线，所述边框与底板之间采用缓冲过渡环进行焊接，所述缓冲过渡环为无氧铜。
优选的，在上述整流桥外壳中，所述无氧铜缓冲过渡环的壁厚为0.25mm～0.30mm。
优选的，在上述整流桥外壳中，所述无氧铜缓冲过渡环的高度为1.10mm～1.50mm。
优选的，在上述整流桥外壳中，所述底板选用Mo材料，边框采用4J29合金。
一种整流桥，其包括二极管芯片、绝缘层及引出电极，所述整流桥具有上述的整流桥外壳，所述二极管芯片、绝缘层及引出电极封装于外壳中。
一种边框与底板的过渡焊接技术，其包括步骤：
S1：底板选用Mo材料，边框采用4J29合金，边框与底板通过无氧铜缓冲过渡环焊接在一起；
S2：规格为Φ5.00mm、Φ8.00mm以及Φ10.00mm无氧铜主引线通过可伐环过渡与氧化铝陶瓷环封接，缓冲封接应力；
S3：规格为Φ1.20mm无氧铜主引线，以及Φ1.00mm和Ф0.80mm铜芯可伐辅助引线与氧化铝陶瓷环直接封接；
S4：边框与陶瓷封接部位设计应力缓冲结构。
从上述技术方案可以看出，本发明实施例的缓冲过渡环的材料采用无氧铜，无氧铜材质很软是作为缓冲过渡环的最好选择，底板与边框之间的封接应力通过无氧铜的缓冲可以减轻或消除。
附图说明
图1为边框与底板焊接后底板变形的示意图。
图2为边框与底板焊接后边框变形的示意图。
图3为现有技术中底板与边框焊接的结构示意图。
图4为本发明实施例中底板与边框焊接的结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种能够减轻或消除底板与边框之间封接应力的边框与底板的过渡焊接方法及采用该过渡焊接技术的整流桥及其外壳。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图3所示，图3为现有技术中底板与边框焊接的结构示意图。其中，400代表Mo底板，500代表铁镍合金边框。边框采用4J29，Mo底板与4J29边框这两者线胀系数接近，可以有效减少封接应力，但是钎焊后底板和边框仍然存在很大的变形量，这与该类外壳的外形尺寸较大有关。
外壳常用的导热良好的绝缘片材料一般有两种，氧化铍和氮化铝，氮化铝和氧化铍都是脆性材料，在外壳钎焊过程中，应力会导致其非常容易裂纹，一旦裂纹情况发生，外壳绝缘和耐压达不到指标要求，并且绝缘片裂纹也是外壳一种潜在危险。
整流桥外壳由于体积较大，边框和底板焊接过程就会产生很大应力，这种应力会导致底板变形，底板变形会导致绝缘片焊接界面空洞和绝缘片裂纹。
为最大程度的解决底板与边框焊接后的变形问题，设计采用“缓冲过渡环”的新技术，如图4所示，本发明公开的一种整流桥外壳，其包括边框200、与边框200焊接在一起的底板100、热沉、绝缘子、绝缘片、引线，边框200与底板100之间采用缓冲过渡环300进行焊接，所述缓冲过渡环为无氧铜。无氧铜材质很软是作为缓冲过渡环的最好选择，底板与边框之间的封接应力通过无氧铜的缓冲减轻。无氧铜缓冲过渡环的壁厚设计为0.25mm～0.30mm，高度设计为1.10mm～1.50mm。由于边框厚度一般在1.00mm-2.00mm之间，由于无氧铜材料较软，当无氧铜缓冲过渡环的壁厚小于0.25mm时，会使外壳机械强度变差；无氧铜缓冲过渡环的壁厚大于0.25mm时，随着数值的增大，对于应力的缓冲作用越小，底板和边框仍然会存在很大的变形量。无氧铜缓冲过渡环的高度过低时，无法起到应力缓冲的作用；无氧铜缓冲过渡环的高度偏高时，边框与底板的变形严重超差，影响外壳尺寸。所述本发明选择的壁厚及高度范围，既具备良好的缓冲能力，又有良好的机械强度。所述底板选用Mo材料，边框采用4J29合金。选择线胀系数匹配的材料，保证外壳的气密性的前提。Mo的线胀系数为4.8～5.1×10-6/℃，4J29的线胀系数为5.7～6.2×10-6/℃，均与陶瓷的线胀系数6.8×10-6/℃接近。
本发明还公开了一种整流桥，其包括二极管芯片、绝缘层及引出电极，所述整流桥具有上述的整流桥外壳，所述二极管芯片、绝缘层及引出电极封装于外壳中。本发明还公开了一种边框与底板的过渡焊接技术，其包括步骤：
S1：底板选用Mo材料，边框采用4J29合金，边框与底板通过无氧铜缓冲过渡环焊接在一起；
S2：规格为Φ5.00mm、Φ8.00mm以及Φ10.00mm无氧铜主引线通过可伐环过渡与氧化铝陶瓷环封接，缓冲封接应力；
S3：规格为Φ1.20mm无氧铜主引线，以及Φ1.00mm和Ф0.80mm铜芯可伐辅助引线与氧化铝陶瓷环直接封接；
S4：边框与陶瓷封接部位设计应力缓冲结构。
另外，边框与底板的过渡焊接技术中，氮化铝(ALN)绝缘片通过AgCu28焊料焊接在Mo底板上，上表面焊接Mo片以及CMC，方便用户焊接芯片与键合；盖板材料为4J42，采用平行缝焊工艺封盖。
从上述技术方案可以看出，本发明实施例的缓冲过渡环的材料采用无氧铜，无氧铜材质很软是作为缓冲过渡环的最好选择，底板与边框之间的封接应力通过无氧铜的缓冲可以减轻。

Claims (1)

1.一种整流桥外壳边框与底板的过渡焊接方法，其特征在于：包括步骤：
S1：底板选用Mo材料，边框采用4J29合金，边框与底板通过无氧铜缓冲过渡环焊接在一起；
S2：规格为Φ5.00mm、Φ8.00mm以及Φ10.00mm无氧铜主引线通过可伐环过渡与氧化铝陶瓷环封接，缓冲封接应力；
S3：规格为Φ1.20mm无氧铜主引线，以及Φ1.00mm和Ф0.80mm铜芯可伐辅助引线与氧化铝陶瓷环直接封接；
S4：边框与陶瓷封接部位设计应力缓冲结构。
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