CN106031307A - 用于生产功率印制电路的工艺和通过此工艺获得的功率印制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造功率印制电路的工艺，其中，一方面提供包括绝缘基底（1）和所述基底（1）的一面上的导电迹线（4）的印制电路，另一方面提供汇流条元件（5）。借助于激光将所述汇流条元件（5）焊接到所述导电迹线（4）上。为了使得能够实现激光焊接，甚至在相对厚的汇流条（5）上实现焊接，在与汇流条的最大厚度相比而言较薄的区域（7）中进行焊接。因此，获得一种印制电路，其具有汇流条（5），所述汇流条具有用于传导强电流的较厚区域和用于允许通过激光焊接将汇流条（5）焊接到导电迹线（4）上的较薄区域。

Description

用于生产功率印制电路的工艺和通过此工艺获得的功率印制电路

技术领域

本发明涉及功率印制电路及其制造工艺的领域。

背景技术

功率印制电路在功率电子器件领域有许多应用，尤其是在汽车领域中。例如，它能够用在用于电牵引装置的转换器中。

印制电路通常包括绝缘基底，例如由环氧玻璃制成的绝缘基底，该基底支撑导电层，例如由铜制成的导电层，导电层中制造有电子或电气电路的导电迹线。为了使强电流通过这些迹线，能够设想增加这些迹线的宽度和/或厚度。但这有时候对于电路的必需尺寸是不够的或不相容的。另一种方案是使用导电材料的板或栅格（术语中的引线框架，英文中称作leadframe）或连接至印制电路的迹线的汇流条（bus bar，也称作汇流排）。这种连接能够通过螺钉固定、钎焊、压配（英文中称作press fit）、铜的化学沉积（通孔）或焊接来实现。文献WO 2009/121697 Al中设想了多种焊接类型，例如利用焊接剂的软焊或激光焊接。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种快速并且可靠的工业工艺，其允许焊接汇流条并且使对汇流条的尺寸限制尽可能少。

为此目的，提供一种用于制造功率电气电路的工艺，其中，一方面提供设有导电材料迹线（或导电迹线）的电绝缘基底，另一方面提供汇流条。根据此工艺，在一个或更多个焊点处将汇流条与导电迹线激光焊接在一起。焊点处的汇流条厚度小于导电迹线的厚度的两倍，其允许相对容易地产生可靠的激光焊接。

此工艺在工业方面和经济方面均是非常有利的。具体地，激光焊接技术能够实现精确的、干净的、灵活的并且经济的工业实施方案，而且具有高速率。此技术的灵活性使得它能适合于许多类型和厚度的材料。例如，导电迹线的厚度能够小于500 µm。

能够通过下面的方式易于此技术的实施：在焊点处实现汇流条的厚度限制部，和/或将第一汇流条焊接到导电迹线上，其中第一汇流条在焊点处的厚度小于导电迹线的厚度的两倍，并且将至少一个第二汇流条焊接或连接到第一汇流条上（在将第一汇流条焊接到导电迹线之前或之后）。例如，在这种情况下，第一汇流条的厚度小于或大致等于400 µm，且第二汇流条的厚度大于或大致等于400 µm。

根据另一个方面，本发明涉及一种通过此工艺获得的电气电路。

附图说明

阅读下面的详细说明和附图后，将容易明白本发明的其它特征和优点。在这些图中：

图1示意性示出了根据本发明的电气电路的一个实施例的剖面；以及

图2示意性示出了根据本发明的电气电路的另外的实施例的剖面。

具体实施方式

根据第一实施例，根据本发明的工艺包括，在汇流条厚度中所产生的限制部处，将汇流条激光焊接至印制电气电路上。图1图示说明了通过此工艺所获得的电气电路的示例。

更确切地，根据此实施例，提供用于印制电路的绝缘材料的基底1。此基底1能够包括导电材料的一个或更多个层2。这些层中的每一个搁在电绝缘材料3上。所述导电材料层中的每一个的导电材料，且尤其是表面层或导电迹线4的导电材料，例如由薄片形式的铜构成，这些薄片的厚度在75 µm至105 µm之间。例如，绝缘材料是环氧玻璃。

然后提供汇流条或汇流条元件5（为了简单起见称为“汇流条”），使其电连接到导电迹线4。此汇流条由铜或铝或铜合金制成的良好电导体材料构成。例如，汇流条的厚度是1000 µm。

汇流条5和导电迹线4之间的电连接或接头是通过激光焊接实现的。激光焊接实现在一个或更多个焊点6处。每个焊点6实现在汇流条5的厚度限制部7处。这些厚度限制部7具有（例如）井或沟槽的形式，使得汇流条5的厚度在每个限制部7的底部处达到接近导电迹线4的厚度。这些厚度中的一个厚度相对于另一个厚度的比值有利地小于二。例如，汇流条7在限制部的底部处的厚度E是导电迹线4的厚度e的至多两倍。

限制部7能够通过冲压、蚀刻等实现。

根据未图示的一个变型，一个或多个焊点实现在厚度较小的区域中（作为上文说明的限制部的补充或替代），例如斜面。

由此结合了两种技术：低功率电气/电子电路技术与高功率电路（汇流条）技术。因此，获得了一种印制电路，其具有汇流条5，该汇流条5具有用于传导强电流且厚度为E''（大于厚度E）的较厚区域12以及限制部7处的较薄区域以允许将汇流条5激光焊接到导电迹线4上。

根据第二实施例，根据本发明的工艺包括将汇流条激光焊接到印制电气电路上，然后将此汇流条电连接到一个或更多个其它汇流条。图2中图示了通过此工艺所获得的电气电路的示例。

与第一实施例一样，提供电绝缘材料的基底1，其具有导电材料的表面层或导电迹线4。一个或更多个导电材料的其它层2能够插入在基底1的厚度中。还提供第一汇流条8，将第一汇流条8焊接在导电迹线4上。基底1、导电材料的层2、4、电绝缘材料3和汇流条5各自的构成材料的性质选自相对于根据本发明的工艺的第一实施例所提到的那些性质。第一汇流条8具有相对较薄的厚度。例如，对于厚度为200 µm的导电迹线4，此厚度是400 µm。第一汇流条8在焊点6处的厚度E小于或等于迹线4的厚度e的两倍。激光焊接实现在一个或更多个焊点6处。然后将较厚的第二汇流条9连接至第一汇流条8上。第二汇流条9具有更大的厚度E'，例如大于400 µm，例如600 µm，甚至800 µm或更大。第一汇流条8与第二汇流条8之间的电连接能够通过焊接（可选地，激光焊接）来实现。直接在下方没有易损的绝缘材料这一事实和/或已经存在相对厚的导电和导热材料层（第一汇流条）以排出能量的事实允许可能使用更高的能量和/或温度。

可选地，第三、第四汇流条10等能够以用类似方式电气连接到已经连接至印制电路的汇流条，该印制电路包括基底1和导电迹线4。

可选地，在前面的步骤中，将汇流条堆叠并紧固到彼此，并且设置较小厚度区域11，以便能够实现在导电迹线4上的激光焊接。

Claims (8)

1.一种用于制造电气电路的工艺，在其中提供电绝缘基底（1），所述基底设有导电材料迹线（4）和汇流条（5），并且在其中在至少一个焊点（6）处通过激光焊接将所述汇流条（5或8）焊接在所述导电材料迹线（4）上，

其特征在于，所述汇流条（5或8）在所述焊点（6）处的厚度（E）小于所述导电材料迹线（4）的厚度（e）的两倍，

以及其特征在于，在所述焊点（6）处实现所述汇流条（5）的厚度限制部（7）。

2.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述导电材料迹线（4）的厚度（e）小于500 µm。

3.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中，将第一汇流条（8）焊接在所述导电材料迹线（4）上，所述第一汇流条在所述焊点（6）处的厚度（E）小于所述导电材料迹线（4）的厚度（e）的两倍，并且将至少一个第二汇流条（9）焊接或连接在所述第一汇流条（8）上。

4.根据权利要求3所述的工艺，其中，所述第一汇流条（8）具有的厚度（E）小于或大致等于400 µm，并且所述第二汇流条（9）具有的厚度（E'）大于或大致等于400 µm。

5.一种电气电路，其包括电绝缘基底（1），所述基底设有导电材料迹线（4）和汇流条（5或8），所述汇流条通过激光焊接在至少一个焊点（6）处焊接到所述导电材料迹线（4）上，

其特征在于，所述汇流条（5或8）在所述焊点（6）处的厚度（E）小于所述导电材料迹线（4）的厚度（e）的两倍，

以及其特征在于，所述汇流条（5）在所述焊点处包括至少一个厚度限制部（7）。

6.根据权利要求5所述的电气电路，其中，所述导电材料迹线（4）的厚度（e）小于500 µm。

7.根据权利要求5到6中的一项所述的电气电路，其包括第一汇流条（8），所述第一汇流条在至少一个焊点（6）处焊接到所述导电材料迹线（4）上，并且其中所述第一汇流条的厚度（E）小于所述导电材料迹线（4）的厚度（e）的两倍，并且其中，至少一个第二汇流条（9）连接或焊接到所述第一汇流条（8）上。

8.根据权利要求7所述的电气电路，其中，所述第一汇流条（8）具有的厚度（E）小于或大致等于400 µm，并且所述第二汇流条具有的厚度（E'）大于或大致等于400 µm。