CN112289754B - 一种功率模块及封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子技术领域，具体而言，涉及一种功率模块及封装方法，包括引线框架、封装基板及承载板，所述引线框架固定于所述承载板上，所述封装基板与所述引线框架的引脚之间通过相互配合的凹凸结构连接，且所述封装基板与引线框架在凹凸配合处焊接固定，所述凹凸结构包括相互配合的柱销和通孔，所述引线框架设置所述柱销，所述封装基板设置与所述柱销配合的通孔，所述引脚对应所述封装基板通孔弯折形成所述柱销，其能够解决封装基板与引线框架之间在高温和振动环境下引脚脱焊现象。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，具体而言，涉及一种功率模块及封装方法。
背景技术
传统的功率半导体封装中会涉及到封装基板与引线框架两部分，其中封装基板起到承载芯片和电性连接的作用，在封装制程工艺中需要将引线框架与基板焊接组装。
传统的组装工艺是将引线框架引脚放置在封装基板上，采用电烙铁点锡线焊接；当功率器件处于高温及震动工作环境下，锡会软化同时受到震动作用，引脚容易出现脱落现象，造成元器件内部电路异常。
发明内容
本发明的目的在于提供一种功率模块及封装方法，其能够解决封装基板与引线框架之间在高温和振动环境下引脚脱焊现象。
本发明的实施例是这样实现的：
一种功率模块，包括引线框架、封装基板及承载板，所述引线框架安装于所述承载板，所述封装基板与所述引线框架的引脚之间通过相互配合的凹凸结构连接，且所述封装基板与引线框架在凹凸配合处通过回流焊的方式焊接固定。
进一步的，在本发明的一种实施例中，上述凹凸结构包括相互配合的柱销和通孔。
进一步的，在本发明的一种实施例中，上述引线框架设置所述柱销，所述封装基板设置与所述柱销配合的通孔。
进一步的，在本发明的一种实施例中，上述引脚对应所述封装基板通孔弯折形成所述柱销。
进一步的，在本发明的一种实施例中，上述功率模块还包括用于压盖所述封装基板的盖板，所述盖板对应所述封装基板设置有镂空孔组，以使所述通孔外露。
进一步的，在本发明的一种实施例中，上述承载板设置有背向所述引线框架的一侧磁性件，所述盖板通过所述磁性件的磁力与所述承载板紧固连接。
一种封装方法，包括：
将所述引线框架设置于所述承载板上；
将所述封装基板通过相配合的凹凸结构与所述引线框架连接；
通过回流焊的方式使所述引线框架与封装基板在凹凸配合处焊接固定。
进一步的，在本发明的一种实施例中，上述将所述封装基板通过相配合的凹凸结构与所述引线框架连接，包括：
在所述封装基板上开设通孔；
将所述引线框架的引脚对应所述通孔弯折竖起形成柱销，所述柱销与穿入所述通孔。
进一步的，在本发明的一种实施例中，上述将所述封装基板通过相配合的凹凸结构与所述引线框架连接后：
用具有镂空孔组的盖板压盖所述封装基板；
使所述镂空孔组与所述通孔对应。
进一步的，在本发明的一种实施例中，上述盖板与所述承载板通过磁力紧固连接。
本发明实施例的有益效果是：
封装基板与引线框之间通过相互配合的凹凸结构连接，封装基板与引线框的凹凸配合处再进行焊接固定，保证封装基板与引线框架之间连接的稳定性，解决功率模块在高温及振动环境下引脚脱焊现象，提高焊点质量及焊接效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例引线框架结构示意图；
图2为本发明实施例承载板结构示意图；
图3为本发明实施例引线框架与承载板连接结构示意图；
图4为本发明实施例封装基板安装结构示意图；
图5为本发明实施例图4的局部放大示意图；
图6为本发明实施例盖板结构示意图；
图7为本发明实施例盖板安装后的结构示意图；
图8为本发明实施例图7的局部放大示意图。
图标：10－引线框架；20－封装基板；30－承载板；40－盖板；11－引脚；12－柱销；13－连接孔；14－基板区；21－通孔；31－连接柱；32－安装区；41－镂空孔组。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本方案提供一种功率模块及封装方法，封装基板20与引线框架10通过相互配合的凹凸结构连接，即在封装基板20上开设通孔21，引线框架10的引脚11对应通孔21向上弯折，形成可与通孔21配合的柱销12，然后通过回流焊的方式使封装基板20与引线框架10在凹凸配合处焊接固定，保证封装基板20与引线框架10之间连接的稳定性，解决功率模块在高温及振动环境下引脚11脱焊现象，提高焊点质量及焊接效率。
实施例1：
本实施例提供一种功率模块及封装方法，包括引线框架10、封装基板20、承载板30及盖板40，引线框架10固定在承载板30上，封装基板20放置在引线框架10上，封装基板20与引线框架10之间通过相互配合的凹凸结构连接；盖板40连接承载板30，并压盖封装基板20，盖板40对应封装板开设镂空孔组41，使引线框架10与封装基板20的凹凸配合处外露，然后通过回流焊的方式使封装基板20与引线框架10在凹凸配合处焊接固定。
参考图2和图3所示，承载板30根据引线框架10的形状设置安装区32，在安装区32设置开设凹槽，凹槽内设置有用于固定引线框架10的连接柱31，引线框架10设置有与连接柱31配合的连接孔13，引线框架10放入安装区32的凹槽内，连接柱31与连接孔13相配合，从而将引线框架10固定安装在承载板30上。
参考图1、3、4和5所示，引线框架10与封装基板20之间的凹凸结构包括相互配合的柱销12和通孔21，引线框架10设置柱销12，封装基板20设置通孔21。图1为本方案引线框架10结构示意图，引线框架10设置基板区14，引线框架10围绕基板区14设置有多个引脚11，引脚11对应封装基板20的通孔21弯折形成柱销12。图4为封装基板20安装结构示意图，图5为图4的局部放大结构示意图；封装基板20可以为矩形，封装基板20的每一侧设置有多个通孔21，通孔21数量可根据使用需求设置，引线框架10的引脚11对应通孔21设置，通孔21截面形状可以为圆形，引脚11可设置为棱柱结构，棱柱插入通孔21内，柱销12的侧面与通孔21之间的间隙可灌入焊料，增大引脚11与封装基板20之间的焊接面积，保证封装基板20与引线框架10之间连接的稳定性，防止脱焊现象的发生。
参考图6－8所示，盖板40对应封装基板20开设有镂空孔组41，镂空孔组41包括多个镂空孔，多个镂空孔使通孔21外漏，方便对通孔2与柱销12焊接。盖板40压盖基板，可对基板进行进一步固定，多个镂空孔的设置可以满足封装基板20的焊接需求。盖板40采用钢材质，在承载板30背向引线框架10一侧的四个角边处分别设置磁性件，盖板40通过磁性件的磁力与承载板30紧固连接。
本实施例中，图1中引线框架10设置有两个基板区14，可安装两个封装基板20，在实际使用时，可根据需求设计基板区14的数量。图2中承载板30设置有四个用于放置引线框架10的安装区32，在实际使用时，可根据需求设定安装区32数量。图6中盖板40对应基板区14设置有六组镂空孔组41，每组镂空孔组41可包括多个大小相同或大小不同的镂空孔。
一种封装方法，包括：
将引线框架10设置于承载板30上；
将封装基板20通过相配合的凹凸结构与引线框架10连接；
具体的，在封装基板20上开设通孔21，将引线框架10的引脚11对应通孔21弯折竖起形成柱销12，使柱销12与穿入通孔21；
用具有镂空孔组41的盖板40压盖封装基板20，使镂空孔组41与基板对应，并使通孔21外露，在承载板30背向引线框架10的一侧设置磁性件，盖板40与承载板30通过磁力紧固连接；
采用钢网丝印进行印刷锡膏；
过回流焊使锡膏熔融冷却固化，引脚11与封装基板20之间的焊接。
综上，本实施例，在封装基板20上开设通孔21，将引线框架10的引脚11对应通孔21弯折形成柱销12，柱销12与通孔21配合，然后再对装配后的封装基板20和引线框架10通过回流焊焊接，使相配合柱销12与通孔21焊接固定，提高封装基板20与引线框架10连接的紧固性，在高温振动条件下，封装基板20不会脱落，从而保证功率模块的可靠性。
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 (7)
1.一种功率模块，其特征在于，包括引线框架(10)、封装基板(20)及承载板(30)，所述引线框架(10)安装于所述承载板(30)，所述封装基板(20)与所述引线框架(10)的引脚(11)之间通过相互配合的凹凸结构连接，且所述封装基板(20)与引线框架(10)在凹凸配合处通过回流焊的方式焊接固定；所述凹凸结构包括相互配合的柱销(12)和通孔(21)；所述通孔(21)截面形状为圆形，所述柱销(12)为棱柱结构；
所述引线框架(10)设置有基板区(14)，所述引线框架(10)围绕所述基板区(14)设置有多个所述引脚(11)，所述封装基板(20)的每一侧均设置有多个所述通孔(21)，所述引脚(11)对应所述封装基板(20)的通孔(21)弯折形成所述柱销(12)；所述封装基板(20)被若干所述引脚(11)直接承载，所述封装基板(20)与所述承载板(30)之间相分离设置。
2.根据权利要求1所述功率模块，其特征在于，所述功率模块还包括用于压盖所述封装基板(20)的盖板(40)，所述盖板(40)对应所述封装基板(20)设置有镂空孔组(41)。
3.根据权利要求2所述功率模块，其特征在于，所述承载板(30)设置有背向所述引线框架(10)的一侧磁性件，所述盖板(40)通过所述磁性件的磁力与所述承载板(30)紧固连接。
4.一种如权利要求1－3任一项所述的功率模块的封装方法，其特征在于，包括：
将所述引线框架(10)设置于所述承载板(30)上；
将所述封装基板(20)通过相配合的凹凸结构与所述引线框架(10)连接，所述凹凸结构包括相互配合的柱销(12)和通孔(21)；所述通孔(21)截面形状为圆形，所述引脚(11)为棱柱结构，所述引线框架(10)设置有基板区(14)，所述引线框架(10)围绕所述基板区(14)设置有多个所述引脚(11)，所述封装基板(20)的每一侧均设置有多个所述通孔(21)，所述引脚(11)对应所述封装基板(20)的通孔(21)弯折形成所述柱销(12)；
通过回流焊的方式使所述引线框架(10)与封装基板(20)在凹凸配合处焊接固定。
5.根据权利要求4所述的封装方法，其特征在于，所述将所述封装基板(20)通过相配合的凹凸结构与所述引线框架(10)连接，包括：
在所述封装基板(20)上开设通孔(21)；
将所述引线框架(10)的引脚(11)对应所述通孔(21)弯折竖起形成柱销(12)，所述柱销(12)与穿入所述通孔(21)。
6.根据权利要求5所述的封装方法，其特征在于，所述将所述封装基板(20)通过相配合的凹凸结构与所述引线框架(10)连接后：
用具有镂空孔组(41)的盖板(40)压盖所述封装基板(20)，使所述镂空孔组(41)与所述通孔(21)对应。
7.根据权利要求6所述的封装方法，其特征在于，所述盖板(40)与所述承载板(30)通过磁力紧固连接。
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