CN110621133A - 车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构和方法，该结构包括：壳体、塑胶支架、弹片、半导体晶体管和电路板，半导体晶体管粘贴在塑胶支架的一侧，弹片安装在壳体内，弹片将塑胶支架上的半导体晶体管的一侧压紧贴合在壳体内的水道侧壁上，电路板固定地安装在半导体晶体管及水道的上方，半导体晶体管的引脚在未焊接之前穿设在电路板上的焊接通孔中。本发明将现有技术中的先焊后装方案改进为先装后焊方案，从而避免了半导体晶体管的引脚、焊点受到很大的应力，造成功能失效的问题，同时也避免了由于半导体晶体管引脚先被焊住再压紧，导致半导体晶体管不能很好的贴合在散热器上，导致散热不良的问题。
Description
技术领域
本发明涉及车载充电机技术领域，特别涉及一种车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构和方法。
背景技术
随着节能减排，以及控制大气污染的需求，新能源汽车逐渐在市场商用，而电动汽车更是新能源汽车的主力军。电动汽车又分为纯电动汽车和混动汽车，其中车载充电机OBC、电压变换器DCDC是电动汽车中重要的组成部分，而半导体晶体管又是车载充电机OBC、电压变换器DCDC的重要组成部分。而目前的半导体晶体管的焊接与固定解决方案中，采用先焊后装方案(先把半导体晶体管焊接好，再固定半导体晶体管)，这种解决方案会导致半导体晶体管的管脚、焊点受到很大的应力，造成功能失效，同时也导致半导体晶体管不能很好的贴合在散热器上，导致散热不良。
发明内容
本发明提供了一种车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构和方法，以解决至少一个上述技术问题。
为解决上述问题，作为本发明的一个方面，提供了一种车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构，包括：壳体、塑胶支架、弹片、半导体晶体管和电路板，所述半导体晶体管粘贴在所述塑胶支架的一侧，所述弹片安装在所述壳体内，所述弹片将所述塑胶支架上的半导体晶体管的一侧压紧贴合在所述壳体内的水道侧壁上，所述电路板固定地安装在所述半导体晶体管及所述水道的上方，所述半导体晶体管的引脚在未焊接之前穿设在所述电路板上的焊接通孔中。
优选地，所述塑胶支架包括背板、顶板和定位脚，所述顶板与所述背板的上端垂直连接，所述背板的下端安装有所述定位脚，所述壳体内设置有与所述定位脚配合的定位插孔。
优选地，所述背板上突出地形成有半导体晶体管定位凸台，所述顶板上开设有引脚定位槽。
优选地，所述半导体晶体管通过双面胶与所述背板粘接。
优选地，所述半导体晶体管与所述水道之间设置有导热绝缘膜。
优选地，所述壳体与所述水道一体成型。
优选地，所述车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构还包括水道盖板，所述水道通过密封圈与所述水道盖板密封连接。
优选地，所述半导体晶体管垂直于所述电路板且平行于所述水道，所述水道的高度远大于宽度，所述水道内的冷却液高度达到所述半导体晶体管的散热面。
优选地，所述水道的截面呈L形，所述L形的底部伸入所述水道所围成的安装腔的下方。
优选地，所述安装腔内设置有功率磁件。
优选地，所述功率磁件采用点导热胶、或灌导热胶、或垫导热垫的方式与所述水道导热。
优选地，所述壳体中设置有电解电容和AC共模电感，所述电解电容和AC共模电感采用点导热胶、或灌导热胶、或垫导热垫的方式与所述壳体导热。
优选地，所述弹片通过螺钉固定在所述壳体上，所述弹片的截面呈L形。
本发明还提供了一种车载充电机半导体晶体管的先装后焊方法，包括以下步骤：
步骤1，在塑胶支架上粘接耐高温粘贴物质；
步骤2，将半导体晶体管通过所述耐高温粘贴物质装在所述塑胶支架上；
步骤3，将塑胶支架和半导体晶体管设置于壳体内的水道侧壁的一侧；
步骤4，将弹片通过螺钉安装到壳体内，以使弹片向所述塑胶支架提供压紧力，从而将所述半导体晶体管压紧在所述壳体内的水道侧壁上；
步骤5，将电路板安装到壳体上，并使所述半导体晶体管的引脚穿过所述电路板上的焊接通孔；
步骤6，使壳体带着所述电路板做选择性波峰焊，从而将半导体晶体管的引脚焊接在所述电路板。
由于采用了上述技术方案，本发明将现有技术中的先焊后装方案改进为先装后焊方案，从而避免了半导体晶体管的引脚、焊点受到很大的应力，造成功能失效的问题，同时也避免了半导体晶体管引脚先被焊住再压紧，导致半导体不能很好的贴合在散热器上，导致散热不良的问题。
附图说明
图1示意性地示出了本发明的分解图；
图2示意性地示出了本发明的立体图；
图3示意性地示出了本发明的仰视图；
图4示意性地示出了壳体的结构示意图；
图5示意性地示出了塑胶支架的示意图；
图6示意性地示出了塑胶支架的侧视图；
图7示意性地示出了塑胶支架与半导体晶体管的安装示意图；
图8示意性地示出了塑胶支架安装到壳体内的示意图；
图9示意性地示出了图8的剖视图；
图10示意性地示出了电路板的安装示意图；
图11示意性地示出了安装电路板后的剖视图；
图12示意性地示出了功率磁件、电解电容和AC共模电感的安装示意图；
图13示意性地示出了弹片的示意图；
图14示意性地示出了电解电容与壳体的安装结构示意图。
图中附图标记：1、壳体；2、塑胶支架；3、弹片；4、半导体晶体管；5、电路板；6、水道；7、背板；8、顶板；9、定位脚；10、半导体晶体管定位凸台；11、引脚定位槽；12、双面胶；13、导热绝缘膜；14、水道盖板；15、密封圈；16、功率磁件；17、电解电容；18、AC共模电感；19、上盖；20、水口；21、定位孔；22、导热胶。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
针对现有技术中存在的问题和不足，本发明提供一种用于车载充电机OBC、电压变换器DCDC以及相关集成产品的半导体晶体管的焊接与固定解决方案，基于该方案的车载充电机OBC、电压变换器DCDC或者相关集成产品的半导体晶体管没有焊接应力，没有安装应力，能够很好的散热。
本发明的一个方面，提供了一种车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构，涉及车载充电机OBC、电压变换器DCDC以及相关集成产品的半导体晶体管的焊接与固定
本发明的一个方面，提供了一种车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构，包括：壳体1、塑胶支架2、弹片3、半导体晶体管4和电路板5，所述半导体晶体管4粘贴在所述塑胶支架2的一侧，所述弹片3安装在所述壳体1内，所述弹片3将所述塑胶支架2上的半导体晶体管4的一侧压紧贴合在所述壳体1内的水道6侧壁上，所述电路板5固定地安装在所述半导体晶体管4及所述水道6的上方，所述半导体晶体管4的引脚在未焊接之前穿设在所述电路板5上的焊接通孔中。优选地，所述半导体晶体管4垂直于所述电路板5且平行于所述水道6，所述水道6的高度远大于宽度，所述水道6内的冷却液高度达到所述半导体晶体管4的散热面。
在上述技术方案中，本发明可以先通过塑胶支架2和弹片3将半导体晶体管4安装到壳体1中，然后再将电路板安装到壳体1上，使半导体晶体管4的引脚从电路板5上相应的焊接通孔中穿出，从而方便电路板在随后的工序中进行波峰焊，将半导体晶体管4焊接到电路板5上。因此，可以消除先将半导体晶体管4安装到塑胶支架2上，再将塑胶支架2固定到壳体内时，由于焊接过程螺钉半导体晶体管4受到额外应力的问题。
由于采用了上述技术方案，本发明将现有技术中的先焊后装方案改进为先装后焊方案，从而避免了半导体晶体管的引脚、焊点受到很大的应力，造成功能失效的问题，同时也避免了半导体晶体管引脚先被焊住再压紧，导致半导体晶体管不能很好的贴合在散热器上，导致散热不良的问题。
优选地，所述塑胶支架2包括背板7、顶板8和定位脚9，所述顶板8与所述背板7的上端垂直连接，所述背板7的下端安装有所述定位脚9，所述壳体1内设置有与所述定位脚9配合的定位插孔。背板7、顶板8形成L形结构，定位脚9插入壳体内的定位插孔后，可对塑胶支架2的长度方向及高度方向进行定位，再加上弹片3的定位压紧，即可实现对整个塑胶支架2的定位。
优选地，所述背板7上突出地形成有半导体晶体管定位凸台10，所述顶板8上开设有引脚定位槽11。半导体晶体管定位凸台10插入半导体晶体管的安装孔中，再将半导体晶体管的引脚置于引脚定位槽11中，即可螺钉引脚的高度及左右方向进行正确定位，使其在安装到塑胶支架2上之后，可以保持在正确的姿态，以准确地穿到电路板5上的焊接通孔中。
在一个实施例，优选地，所述半导体晶体管4通过双面胶12与所述背板7粘接。双面胶12采用耐高温双面胶，当然也可以采用其他方式实现粘接。
优选地，所述半导体晶体管4与所述水道6之间设置有导热绝缘膜13。导热绝缘膜13的使用，可以更加有利于热量的传导和散热。
现有技术中，壳体与水道是单独分立的部件，分别制造，然后将水道通过紧固件等安装固定到壳体中，因此需要占用一定额外的体积，导致体积大，且需要花费相应的装配时间，且这种分立器件使得导热接触不够均匀，影响了散热性能。为此，优选地，所述壳体1与所述水道6一体成型。在此结构下，壳体1与水道6一体压铸成型，不但不用组装装配，而且一体式结构更有利于散热，也节省了安装所需要的体积，实现了体积的小型化。
优选地，所述车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构还包括水道盖板14，所述水道6通过密封圈15与所述水道盖板14密封连接。密封圈15的使用，使得壳体与水道盖板14共同围成了本申请中的水道。
优选地，所述水道6呈U形延伸。优选地，所述水道6的截面呈L形，所述L形的底部伸入所述水道6所围成的装腔的下方。优选地，所述安装腔内设置有功率磁件16。由于采用了L形的形状，且水道6的内部流道截面呈L形，因此可以使其中的功率磁件16的周向侧面和底面均被冷却，提高了散热的效果。
优选地，所述功率磁件16采用点导热胶、或灌导热胶、或垫导热垫的方式与所述水道6导热。请参考图14，优选地，所述壳体1中设置有电解电容17和AC共模电感18，所述电解电容17和AC共模电感18采用点导热胶、或灌导热胶、或垫导热垫的方式与所述壳体1导热。采用上述导热方式，可以提高这些部件的导热效果。
优选地，所述弹片3通过螺钉固定在所述壳体1上，所述弹片3的截面呈L形。例如，弹片3上还可设置定位孔21，相应地在壳体上设置有与定位孔21配合的定位柱，安装时，弹片3可以先通过定位孔21和定位柱的配合实现初步定位，然后再安装螺钉，将弹片3可靠固定。
本发明还提供了一种车载充电机半导体晶体管的先装后焊方法，包括以下步骤：
步骤1，在塑胶支架2上粘接耐高温粘贴物质；
步骤2，将半导体晶体管4通过所述耐高温粘贴物质装在所述塑胶支架2上；
步骤3，将塑胶支架2和半导体晶体管4设置于壳体1内的水道6侧壁的一侧；
步骤4，将弹片3通过螺钉安装到壳体1内，以使弹片3向所述塑胶支架2提供压紧力，从而将所述半导体晶体管4压紧在所述壳体1内的水道侧壁上；
步骤5，将电路板5安装到壳体1上，并使所述半导体晶体管4的引脚穿过所述电路板5上的焊接通孔；
步骤6，使壳体1带着所述电路板5做选择性波峰焊，从而将半导体晶体管4的引脚焊接在所述电路板5。
由于采用了上述技术方案，本发明将现有技术中的先焊后装方案改进为先装后焊方案，从而避免了半导体晶体管的引脚、焊点受到很大的应力，造成功能失效的问题，同时也避免了导致半导体晶体管不能很好的贴合在散热器上，导致散热不良的问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构，其特征在于，包括：壳体(1)、塑胶支架(2)、弹片(3)、半导体晶体管(4)和电路板(5)，所述半导体晶体管(4)固定在所述塑胶支架(2)的一侧，所述弹片(3)安装在所述壳体(1)内，所述弹片(3)将所述塑胶支架(2)上的半导体晶体管(4)的一侧压紧贴合在所述壳体(1)内的水道(6)侧壁上，所述电路板(5)固定地安装在所述半导体晶体管(4)及所述水道(6)的上方，所述半导体晶体管(4)的引脚在未焊接之前穿设在所述电路板(5)上的焊接通孔中。
2.根据权利要求1所述的车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构，其特征在于，所述塑胶支架(2)包括背板(7)、顶板(8)和定位脚(9)，所述顶板(8)与所述背板(7)的上端垂直连接，所述背板(7)的下端安装有所述定位脚(9)，所述壳体(1)内设置有与所述定位脚(9)配合的定位插孔。
3.根据权利要求2所述的车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构，其特征在于，所述背板(7)上突出地形成有半导体晶体管定位凸台(10)，所述顶板(8)上开设有引脚定位槽(11)。
4.根据权利要求2所述的车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构，其特征在于，所述半导体晶体管(4)通过双面胶(12)与所述背板(7)粘接。
5.根据权利要求1所述的车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构，其特征在于，所述半导体晶体管(4)与所述水道(6)之间设置有导热绝缘膜(13)。
6.根据权利要求1所述的车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构，其特征在于，所述壳体(1)与所述水道(6)一体成型。
7.根据权利要求6所述的车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构，其特征在于，所述车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构还包括水道盖板(14)，所述水道(6)通过密封圈(15)与所述水道盖板(14)密封连接。
8.根据权利要求6所述的车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构，其特征在于，所述水道(6)的截面呈L形，所述L形的底部伸入所述水道(6)所围成的安装腔的下方。
9.根据权利要求1所述的车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构，其特征在于，所述半导体晶体管(4)垂直于所述电路板(5)且平行于所述水道(6)，所述水道(6)的高度远大于宽度，所述水道(6)内的冷却液高度达到所述半导体晶体管(4)的散热面。
10.根据权利要求8所述的车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构，其特征在于，所述安装腔内设置有功率磁件(16)。
11.根据权利要求10所述的车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构，其特征在于，所述功率磁件(16)采用点导热胶、或灌导热胶、或垫导热垫的方式与所述水道(6)导热。
12.根据权利要求1所述的车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构，其特征在于，所述壳体(1)中设置有电解电容(17)和AC共模电感(18)，所述电解电容(17)和AC共模电感(18)采用点导热胶、或灌导热胶、或垫导热垫的方式与所述壳体(1)导热。
13.根据权利要求1所述的车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构，其特征在于，所述弹片(3)通过螺钉固定在所述壳体(1)上，所述弹片(3)的截面呈L形。
14.一种车载充电机半导体晶体管的先装后焊方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，在塑胶支架(2)上粘接耐高温粘贴物质；
步骤2，将半导体晶体管(4)通过所述耐高温粘贴物质装在所述塑胶支架(2)上；
步骤3，将塑胶支架(2)和半导体晶体管(4)设置于壳体(1)内的水道(6)侧壁的一侧；
步骤4，将弹片(3)通过螺钉安装到壳体(1)内，以使弹片(3)向所述塑胶支架(2)提供压紧力，从而将所述半导体晶体管(4)压紧在所述壳体(1)内的水道侧壁上；
步骤5，将电路板(5)安装到壳体(1)上，并使所述半导体晶体管(4)的引脚穿过所述电路板(5)上的焊接通孔；
步骤6，使壳体(1)带着所述电路板(5)进行焊接，从而将半导体晶体管(4)的引脚焊接在所述电路板(5)。
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