CN105679738A - 片式整流元件及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种片式整流元件及其生产工艺，整流元件包括，壳体模块，包括上下依次层叠设置的上层绝缘封装体、中层绝缘封装体及基板，中层绝缘封装体包括四个第一通孔，每个第一通孔贯通中层绝缘封装体的上下表面；嵌设于壳体模块内的电路模块，包括，芯片模组，包括设置于基板与中层绝缘封装体之间的四个片状二极管芯片，芯片包括位于其上端面的上表面电极；导线模组，与芯片模组电性连接成桥式整流电路，导线模组包括第二导线、第三导线、及设置于上层绝缘封装体与中层绝缘封装体之间的四个第二电极，第二导线设置于第一通孔内并使上表面电极与第二电极电性连接，第三导线设置于上层绝缘封装体与中层绝缘封装体之间并电性连接第二电极。
Description
技术领域
本发明涉及一种片式整流元件及其生产工艺，属于表面片式元件技术领域。
背景技术
桥式整流电路常用于整流电路领域，其基本工作原理是利用二极管实现电流将周期性反向的交流电转换为同一方向的直流电，该过程被称为整流。在另一方面，现有的桥式整流电路一般集成在某种产品的电路设计。
目前现有的整流元件通常设有金属导线架，而从导线架中引出铝导线作为元件引脚，，其缺点如下：体积较大、厚度较厚，在现代社会对电子产品的体积要求越来越小的情况下，现有的整流元件已不太适应现代电子集成的小体积要求；这类元件内部的线路的复杂程度与生产难易程度形成矛盾，不能实现复杂的电路图形；再者，对于不同系列的产品，桥式整流电路需要通过现有的相同的桥式整流电路来重复设计，目前没有独立的通用的桥式整流电路模块，增大了设计复杂度。
有鉴于此，有必要对现有的整流元件进行改进以解决上述问题。
发明内容
为至少解决上述技术问题之一，本发明的目的在于提供一种体积小、厚度薄、成本低的片式整流元件及其生产工艺，还可实现不需要重复设计桥式整流电路和布局，缩短设计周期。
为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供了一种片式整流元件，所述整流元件包括，
壳体模块，包括上下依次层叠设置的上层绝缘封装体、中层绝缘封装体及基板，所述中层绝缘封装体包括四个第一通孔，每个所述第一通孔贯通所述中层绝缘封装体的上下表面；
嵌设于所述壳体模块内的电路模块，包括，
芯片模组，包括设置于所述基板与所述中层绝缘封装体之间的四个片状二极管芯片，所述芯片包括位于其上端面的上表面电极；
导线模组，与所述芯片模组电性连接成桥式整流电路，所述导线模组包括第二导线、第三导线、及设置于所述上层绝缘封装体与所述中层绝缘封装体之间的四个第二电极，所述第二导线设置于所述第一通孔内并使所述上表面电极与所述第二电极电性连接，所述第三导线设置于所述上层绝缘封装体与所述中层绝缘封装体之间并电性连接所述第二电极。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述芯片包括位于其下端面的下表面电极，所述导线模组还包括成型于所述基板上表面的四个第一电极，四个所述第一电极与四个所述芯片分别一一对应且电性连接于对应的所述下表面电极。
作为本发明一实施方式的进一步改进，在竖直方向上，任意相对应的所述第一电极、所述第二电极和所述芯片的至少部分重叠设置。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述导线模组还包括成型于所述基板上表面的第一导线，所述第一导线按所述桥式整流电路电性连接所述第一电极。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述壳体模块包括设置于其侧壁处且向内凹陷的四个第二凹槽，所述第二凹槽沿竖直方向延伸并至少贯通所述中层绝缘封装体上表面与所述基板下表面，所述导线模组包括设置于所述第二凹槽内的第四导线，所述第三导线、所述第一导线分别于所述第二凹槽处电性连接所述第四导线。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第二电极和所述第三导线设置为通过刻蚀工艺成型于所述中层绝缘封装体上表面的导电金属箔。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述导线模组还包括四个引出电极，所述引出电极设置为片状且贴附于所述基板的下表面。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述中层绝缘封装体包括位于其下表面的第一凹槽，所述芯片容置于所述第一凹槽内以使所述中层绝缘封装体包覆于所述芯片的外侧及上方。
作为本发明一实施方式的进一步改进，每个所述第一通孔包括簇排设置的多个通孔单元，每个所述通孔单元里分别设置有所述第二导线。
为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式还提供了一种如上所述片式整流元件的生产工艺，所述生产工艺包括步骤：
按照桥式整流电路，于基板下表面、上表面分别印刷形成引出电极、第一电极和与所述第一电极电连接的第一导线；
将片状二极管芯片的下表面电极分别焊连至所述第一电极上；
在所述基板与架固于所述芯片上方的导电金属箔之间注塑形成中层绝缘封装体；
采用蚀刻工艺将所述导电金属箔形成与所述芯片相对应的第二电极及第三导线；
于所述第二电极位置处形成贯通所述中层绝缘封装体的第一通孔，并于所述第一通孔内设置第二导线以使所述芯片上表面电极与所述第二电极电性连接；
采用注塑工艺于所述中层绝缘封装体上形成上层绝缘封装体；
至少于所述中层绝缘封装体及所述基板上形成沿竖直方向延伸的第二凹槽，使所述第一导线、所述第三导线和所述引出电极暴露于所述第二凹槽处，并于所述第二凹槽内设置第四导线，所述第四导线电性连接所述第一导线、所述第三导线和所述引出电极；
切割以形成所述片式整流元件。
与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：通过设置基板以及上层导线代替传统导线架结构，使片式整流桥元件体积缩小，满足现有电子器件体积越来越小的要求；通过上层导线使元件内部能实现拥有更复杂的电路图形，解决了电路图形与生产难度的矛盾，以便模块能在不增加原有外形尺寸的前提下拥有更复杂的电路图形，也就是说此结构能够进一步促进电子产品的轻薄化。
附图说明
图1是本发明一实施方式的片式整流元件的立体结构示意图；
图2是本发明一实施方式的片式整流元件的分解俯视结构示意图；
图3是本发明一实施方式的片式整流元件的分解仰视结构示意图；
图4是本发明一实施方式的片式整流元件的分层剖视结构示意图；
图5是本发明另一实施方式的片式整流元件的生产工艺流程图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面参考附图来描述根据本发明一实施例的片式整流元件。
参看图1至图4，本发明一实施方式的片式整流元件100，包括壳体模块和电路模块。
所述壳体模块设置为绝缘材料并用于支撑和保护所述电路模块。具体的，所述壳体模块包括上下依次层叠设置的上层绝缘封装体11、中层绝缘封装体12及基板13，所述上层绝缘封装体11、中层绝缘封装体12及基板13均采用绝缘材质。
所述基板13包括相对设置的基板下表面132和基板上表面131，所述基板13可作为支撑体以在其表面布设电路图案。
所述电路模块嵌设于所述壳体模块内，包括芯片模组21和导线模组，所述芯片模组21和所述导线模组电性连接并形成桥式整流电路。
具体的，所述芯片模组21设置于所述基板13与所述中层绝缘封装体12之间，包括四个片状二极管芯片210，每个所述芯片210包括位于其上端面的上表面电极2101和位于其下端面的下表面电极2102，每个所述芯片210可通过所述上表面电极2101和所述下表面电极2102连入电路中，并利用其自身单项导通作用，将交流端输入的交流电转化为直流电流输出。
所述导线模组包括引出电极2210、第一电极2211、第二电极2212、第一导线2221、第二导线2222、第三导线2223和第四导线2224。值得说明的是，每个所述第一导线2221、第二导线2222、第三导线2223、第四导线2224可分别包括一段或多段导电结构构成。
所述引出电极2210设置为四个，四个所述引出电极2210形成所述整流元件100的四个端口，用于将所述整流元件100与外部导电线路电性连接，其中，四个所述引出电极2210中应包含两个交流电输入端口和两个直流电输出端口。每个所述引出电极2210由导电材料构成，并设置为正方形片状且贴附于所述基板下表面132，当然，也可根据实际情况或需要对所述引出电极2210的形状进行相应的修改。通过将所述引出电极2210设置为片状并贴附于所述基板下表面132，替代现有技术中的元件引脚，避免了引脚易断裂、易腐蚀的问题，保证了整流元件的结构稳定性，延长整理元件的使用寿命。
所述第一电极2211采用导电材料通过印刷电路板制作工艺成型于所述基板上表面131上。所述第一电极2211设置为四个方形电极，四个所述第一电极2211分别与四个所述芯片210一一对应，且四个所述第一电极2211分别与对应所述芯片210的所述下表面电极2102电性连接。所述导线模组包括涂覆于所述第一电极2211上表面的焊料31，所述焊料31用于将四个所述第一电极2211分别与相对应的所述下表面电极2102对应焊接连接电性导通。
与所述第一电极2211相类似，所述第一导线2221也可采用导电材料通过印刷电路板制作工艺成型于所述基板上表面131上。所述第一导线2221用于电性连接所述第一电极2211并按所述桥式整流电路形成预设的电路图形。所述第一电极2211和所述第一导线2221通过印刷电路板制作工艺成型，这样不仅方便提高对电路图形的布局多元化，而且还可减小其占用空间，减小元件体积。
所述中层绝缘封装体12覆盖于所述基板上表面131并将所述芯片模组21包覆起来，从而至少对所述芯片模组21及所述第一电极2211形成保护作用。在生产过程中，所述中层绝缘封装体12可由液态的绝缘封装胶通过注塑固化成型，所述中层绝缘封装体12包括成型于其下表面的第一凹槽121，所述芯片模组21容置于所述第一凹槽121内以使所述中层绝缘封装体12包覆于所述芯片模组21外侧及上方。在一实施方式中，所述第一凹槽121还可容置所述第一导线2221及所述第一电极2211，以对所述第一导线2221及所述第一电极2211形成保护。
所述第二电极2212设置于所述上层绝缘封装体11与所述中层绝缘封装体12之间，所述第二电极2212设置为四个方形电极且分别与四个所述芯片210一一对应。当然，可以根据实际情况与需要对所述第二电极2212的电路图样进行修改。
本发明一实施方式中，在竖直方向上，相对应的四个所述第二电极2212、四个所述第一电极2211与四个所述芯片210至少部分重叠设置，也即，所述第二电极2212、所述第一电极2211分别设置于相对应的所述芯片210的正上方、正下方。这样，可在减小导线复杂度的同时，减少元件体积。
所述第二导线2222用于使所述第二电极2212与对应所述芯片210的所述上表面电极2101电性连接。具体的，所述中层绝缘封装体12包括至少四个第一通孔122，每个所述第一通孔122贯通所述中层绝缘封装体12的上下表面，所述第二导线2222设置于所述第一通孔122内。本发明一实施方式中，所述第一通孔122设置于所述第二电极2212位置处并穿过所述第二电极2212，也即，在竖直方向上，所述第一通孔122位于所述第二电极2212和/或所述芯片210的投影范围内，这样可减少所述第二导线2222的布线复杂度。另外，在本发明一实施方式中，所述第二导线2222为至少电镀于所述第一通孔122内壁的导电金属。
优选地，在本发明一实施方式中，每个所述第一通孔122包括簇排设置的多个通孔单元且每个所述通孔单元均设置有所述第二导线2222，这样可保证所述第二电极2212及对应所述上表面电极2101可有效电连接，从而保证产品良率。如附图实施例中，每个所述第一通孔122设置为四个所述通孔单元，相应的，连通每个所述第二电极2212及对应所述上表面电极2101的所述第二导线2222也为四个。
所述第三导线2223设置于所述上层绝缘封装体11与所述中层绝缘封装体12之间，并设置为采用导电金属箔通过刻蚀工艺形成于所述中层绝缘封装体12上表面，用于电性连接所述第二电极2212并按所述桥式整流电路形成预设的电路图形。在实际应用中，可根据需要随意设置所述第三导线2223的电路图形。通过设置所述第三导线2223代替传统导线架结构，使片式整流元件体积缩小，满足现有电子器件体积越来越小的要求；而且通过所述第三导线2223可使元件内部能实现拥有更复杂的电路图形，解决了电路图形与生产难度的矛盾，以使元件能在不增加原有外形尺寸的前提下拥有更复杂的电路图形，也就是说此结构能够进一步促进电子产品的轻薄化。
在生产制作过程中，所述第二电极2212和所述第三导线2223可由架设于所述芯片模组21上方的导电金属箔通过所述中层绝缘封装体12注塑固化成型过程与所述中层绝缘封装体12结合，并经过印刷电路板线路蚀刻工艺一体成型。
所述第四导线2224用于电性连接所述第三导线2223、所述第一导线2221和所述引出电极2210。具体的，所述壳体模块包括设置于其侧壁处且向内凹陷的四个第二凹槽14，所述第二凹槽14沿竖直方向延伸并至少贯通所述中层绝缘封装体12上表面与所述基板下表面132。在本发明一实施方式中，所述第二凹槽14贯通所述壳体模块，也即贯通所述上层绝缘封装体11上表面和所述基板下表面132。所述第二凹槽14设置为，所述第三导线2223、所述第一导线2221和所述引出电极2210均可暴露于所述第二凹槽14处。所述第四导线2224设置于所述第二凹槽14内，优选地，所述第四导线2224设置为电镀成型于所述第二凹槽14内壁上的导电金属，这样，所述第三导线2223、所述第一导线2221及所述引出电极2210均可于所述第二凹槽14处与所述第四导线2224电性连接。
另外，所述上层绝缘封装体11设置于所述中层绝缘封装体12上并使所述第二电极2212、所述第三导线2223、所述第二导线2222遮蔽于所述上层绝缘封装体11下，以对所述第二电极2212、所述第三导线2223、所述第二导线2222起保护作用。
值得说明的是，本发明实施方式不受附图实施例及说明书的限制，电路图形、导线结构等均可根据实际电路需要作出变更。
此外，根据本发明的桥式整流电路，它可以制成标准的元件封装或标准的PCB封装。当需要为不同系列的产品使用一个桥式整流电路时，标准的元件封装或标准PCB封装可以直接使用，不需重复设计桥式整流电路和布局。换句话说，设计周期可以缩短。而且本发明一实施方式的桥式整流电路可以相对于元件独立封装及独立测试，从而实现保证及改善产品的质量。
另外，参看图5，在本发明一实施方式中，本发明还提供一种所述片式整流元件100的生产工艺，结合图1至图4所示整流元件100的结构，对所述生产工艺进行说明，所述生产工艺包括步骤：
按照桥式整流电路，于基板13下表面132、上表面131分别印刷形成引出电极2210、第一电极2211和与所述第一电极2211电连接的第一导线2221；
将片状二极管芯片210的下表面电极2102分别焊连至所述第一电极2211上；具体的，于所述第一电极2211上涂覆焊料13，并通过焊接将四个所述第一电极2211分别与四个所述下表面电极2102一一对应电性连接；
将导电金属箔架固于所述芯片210上方，在所述基板13与所述导电金属箔之间注塑形成中层绝缘封装体12；液态的绝缘封装胶通过注塑固化成型成所述中层绝缘封装体12后，所述中层绝缘封装体12下表面的形状会适配于与所述芯片210、所述第一导线2221等，同时，所述中层绝缘封装体12可包覆所述芯片210，从而对其进行保护；
在所述中层绝缘封装体12成型过程中，所述导电金属箔与所述中层绝缘封装体12结合，采用蚀刻工艺将所述导电金属箔按桥式整流电路形成与所述芯片210相对应的第二电极2212及第三导线2223；所述第三导线2223可根据需要随意布设电路图形；这样，不仅可减少设计难度，而且还可减小元件尺寸；
于所述第二电极2212位置处形成贯通所述中层绝缘封装体12的四个第一通孔122，并于所述第一通孔122内设置第二导线2222，所述第二导线2222使所述芯片210的上表面电极2101与所述第二电极2212电性连接，在本发明一实施方式中，所述第二导线2222设置电镀成型于所述第一通孔122内壁的导电金属；
采用注塑工艺于所述中层绝缘封装体12上形成上层绝缘封装体11；
至少于所述中层绝缘封装体12及所述基板13上形成沿竖直方向延伸的四个第二凹槽14，所述第一导线2221、所述第三导线2223和所述引出电极2210暴露于所述第二凹槽14处，并于所述第二凹槽14内设置第四导线2224，所述第四导线2224电性连接所述第一导线2221、所述第三导线2223和所述引出电极2210，所述第四导线2224设置为电镀成型于所述第二凹槽14内壁的导电金属；
纵向切割，并形成所述片式整流元件100。
在本发明一实施方式中，所述可在一较大基板上以定长为单元按上述步骤重复设置，可实现多个所述片式整流元件100同时生产制造。
与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：通过设置基板以及上层导线代替传统导线架结构，使片式整流桥元件体积缩小，满足现有电子器件体积越来越小的要求；通过上层导线使元件内部能实现拥有更复杂的电路图形，解决了电路图形与生产难度的矛盾，以便模块能在不增加原有外形尺寸的前提下拥有更复杂的电路图形，也就是说此结构能够进一步促进电子产品的轻薄化。
上文所列出的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种片式整流元件，其特征在于，所述整流元件包括，
壳体模块，包括上下依次层叠设置的上层绝缘封装体、中层绝缘封装体及基板，所述中层绝缘封装体包括四个第一通孔，每个所述第一通孔贯通所述中层绝缘封装体的上下表面；
嵌设于所述壳体模块内的电路模块，包括，
芯片模组，包括设置于所述基板与所述中层绝缘封装体之间的四个片状二极管芯片，所述芯片包括位于其上端面的上表面电极；
导线模组，与所述芯片模组电性连接成桥式整流电路，所述导线模组包括第二导线、第三导线、及设置于所述上层绝缘封装体与所述中层绝缘封装体之间的四个第二电极，所述第二导线设置于所述第一通孔内并使所述上表面电极与所述第二电极电性连接，所述第三导线设置于所述上层绝缘封装体与所述中层绝缘封装体之间并电性连接所述第二电极。
2.根据权利要求1所述的片式整流元件，其特征在于，所述芯片包括位于其下端面的下表面电极，所述导线模组还包括成型于所述基板上表面的四个第一电极，四个所述第一电极与四个所述芯片分别一一对应且电性连接于对应的所述下表面电极。
3.根据权利要求2所述的片式整流元件，其特征在于，在竖直方向上，任意相对应的所述第一电极、所述第二电极和所述芯片的至少部分重叠设置。
4.根据权利要求2所述的片式整流元件，其特征在于，所述导线模组还包括成型于所述基板上表面的第一导线，所述第一导线按所述桥式整流电路电性连接所述第一电极。
5.根据权利要求4所述的片式整流元件，其特征在于，所述壳体模块包括设置于其侧壁处且向内凹陷的四个第二凹槽，所述第二凹槽沿竖直方向延伸并至少贯通所述中层绝缘封装体上表面与所述基板下表面，所述导线模组包括设置于所述第二凹槽内的第四导线，所述第三导线、所述第一导线分别于所述第二凹槽处电性连接所述第四导线。
6.根据权利要求1所述的片式整流元件，其特征在于，所述第二电极和所述第三导线设置为通过刻蚀工艺成型于所述中层绝缘封装体上表面的导电金属箔。
7.根据权利要求1所述的片式整流元件，其特征在于，所述导线模组还包括四个引出电极，所述引出电极设置为片状且贴附于所述基板的下表面。
8.根据权利要求1所述的片式整流元件，其特征在于，所述中层绝缘封装体包括位于其下表面的第一凹槽，所述芯片容置于所述第一凹槽内以使所述中层绝缘封装体包覆于所述芯片的外侧及上方。
9.根据权利要求1所述的片式整流元件，其特征在于，每个所述第一通孔包括簇排设置的多个通孔单元，每个所述通孔单元里分别设置有所述第二导线。
10.一种如权利要求1至9任一项所述片式整流元件的生产工艺，其特征在于，所述生产工艺包括步骤：
按照桥式整流电路，于基板下表面、上表面分别印刷形成引出电极、第一电极和与所述第一电极电连接的第一导线；
将片状二极管芯片的下表面电极分别焊连至所述第一电极上；
在所述基板与架固于所述芯片上方的导电金属箔之间注塑形成中层绝缘封装体；
采用蚀刻工艺将所述导电金属箔形成与所述芯片相对应的第二电极及第三导线；
于所述第二电极位置处形成贯通所述中层绝缘封装体的第一通孔，并于所述第一通孔内设置第二导线以使所述芯片上表面电极与所述第二电极电性连接；
采用注塑工艺于所述中层绝缘封装体上形成上层绝缘封装体；
至少于所述中层绝缘封装体及所述基板上形成沿竖直方向延伸的第二凹槽，使所述第一导线、所述第三导线和所述引出电极暴露于所述第二凹槽处，并于所述第二凹槽内设置第四导线，所述第四导线电性连接所述第一导线、所述第三导线和所述引出电极；
切割以形成所述片式整流元件。
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