CN113593871A - 一种热塌陷式变压器芯封装工艺 - Google Patents

一种热塌陷式变压器芯封装工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热塌陷式变压器芯封装工艺，属于电子器件领域，一种热塌陷式变压器芯封装工艺，通过对热塌平球进行预处理，使自熔磁层由固态变为具备较高的流动性，改变变重球的位置使其重心下移，然后将其投入到熔融的环氧树脂中，使其透明度端朝上上方开始下沉，在熔融的高温作用下，一方面透明端受热软化塌陷，进而使其横向跨度增大，进而显著增大对熔融环氧树脂的搅动作用，相较于现有技术显著加快气泡的溢出，降低胶封层成品内的空隙量，显著延长其使用寿命，有效避免其内部开裂，降低安全隐患，另一方面下沉后，热塌平球塌陷扁平的一端向上集中在胶封层的底部，有效保证胶封层底部的平整度，降低对平整度修正时的难度。

Description

一种热塌陷式变压器芯封装工艺
技术领域
本发明涉及电子器件领域，更具体地说，涉及一种热塌陷式变压器芯封装工艺。
背景技术
电子器件是指在真空、气体或固体中，利用和控制电子运动规律而制成的器件。分为电真空器件、充气管器件和固态电子器件。在模拟电路中作整流、放大、调制、振荡、变频、锁相、控制、相关等作用；在数字电路中作采样、限幅、逻辑、存储、计数、延迟等用。充气管器件主要作整流、稳压和显示之用。固态的电子器件主要包括：电阻、电容、晶体二极管、稳压二极管、电感、变容二极管、晶体三极管、场效应管、传感器、变压器。
传统的干式变压器通常是直接用环氧树脂、电子灌封胶或沥青等将变压器芯、电子线路板直接灌封在塑料外壳内，以达到成型、绝缘、散热和防水等目的，在使用环氧树脂胶封时，其内部容易存在气泡，导致形成的环氧树脂层内部存在空隙，在长时间使用过程中，易开裂，影响其绝缘防水等作用，存在安全隐患。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种热塌陷式变压器芯封装工艺，它通过对热塌平球进行预处理，使自熔磁层由固态变为具备较高的流动性，使变重球能够进入到重心变腔内，使其重心下移，然后将其投入到熔融的环氧树脂中，使其透明度端朝上上方开始下沉，在熔融的高温作用下，一方面透明端受热软化塌陷，进而使其横向跨度增大，进而显著增大对熔融环氧树脂的搅动作用，相较于现有技术显著加快气泡的溢出，降低胶封层成品内的空隙量，显著延长其使用寿命，有效避免其内部开裂，降低安全隐患，另一方面下沉后，热塌平球塌陷扁平的一端向上集中在胶封层的底部，有效保证胶封层底部的平整度，降低对平整度修正时的难度。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种热塌陷式变压器芯封装工艺，包括以下步骤：
S1、按照变压器芯的形状制作封装模具，然后将变压器芯放入模具的中心处；
S2、首先向模具与变压器芯之间的空间注入熔融的环氧树脂直至浸没变压器芯，然后向熔融的环氧树脂中投入经过预处理的热塌平球；
S3、热塌平球在熔融的环氧树脂中下沉，在熔融高温作用下，热塌平球上方的透明端部塌陷软化，使其径向跨度增大，对熔融环氧树脂产生大范围的搅动，加速气泡溢出；
S4、热塌平球继续下沉，使其保持非透明的球面端向下、透明的塌陷端向上的状态沉入预离腔内，挤出内部的环氧树脂并在预离腔腔口表面形成预离层；
S5、静置固化后脱模，然后撕下下方的预离层，并对变压器芯下端部的胶封层进行平整度的修正，完成封装。
进一步的，所述步骤S2中在投入热塌平球后对模具进行加热，维持环氧树脂的熔融态，加热时间持续5-10min，加热可有效延长环氧树脂的熔融时间，有效保证在投入热塌平球后，热塌平球能够在环氧树脂内正常下沉，使其有足够的时间将内部的气泡被挤破，进而有效保证空气的溢出，减小封装后胶封层内的空隙量，进而有效降低其开裂的概率，降低安全隐患。
进一步的，所述热塌平球的预处理步骤为：
将热塌平球透明端朝上，然后对热塌平球进行加热，使热塌平球内部半熔化，观察热塌平球透明度端内的变化，直至其内部的部分变重球沉入下端后，停止加热完成预处理，通过预处理，使热塌平球的重心下移至下端部，从而使在将其投入到熔融环氧树脂中时，其能保持透明端在上的情况，进而使形成的预离层上表面主要为透明端形成，进而有效提高胶封层底部的平整度，降低对平整度修正时的难度。
进一步的，所述熔融态的环氧树脂温度为120-150℃，所述热塌平球预处理时的加热温度不低于80℃，所述自熔磁层的热熔温度不高于80℃，使在将热塌平球投入到熔融环氧树脂内时，使其内部的自熔磁层能够热熔处于熔融状态，由固态变为具备较高的流动性，此时，变重球在重力作用下下沉进入到重心变腔内，使流动态的自熔磁层渗入定向沉半球内，使变重球重心集中在非透明的下端部，进而有效保证热塌平球在投入到熔融的环氧树脂中时，能够保持非透明端在下方，有效保证胶封层底部的平整度，降低对平整度修正时的难度。
进一步的，所述超过半数的变重球沉入热塌平球下端后，即可停止加热，此时热塌平球的重心已经实现下移，其余的变重球可以在投入到熔融的环氧树脂内时，再进行位置的转移，从而提高整体的胶封效率，所述步骤S2中投入热塌平球时，控制非透明度端朝向下方向进行投放的操作。
进一步的，所述热塌平球包括定向沉半球以及固定连接在定向沉半球上端的预塌半球，多个变重球放置在定向沉半球与预塌半球之间围成的空间内，所述定向沉半球中部开凿有重心变腔，所述重心变腔内填充有自熔磁层。
进一步的，所述重心变腔截面为肚大口小的形状，且重心变腔口部朝向预塌半球的端部呈现外扩的喇叭状，使变重球在进入到重心变腔内时，不易将熔融的自熔磁层挤压至预塌半球内，使大部分的自熔磁层中热熔的部分能够渗入至定向沉半球内，有效避免自熔磁层中热熔部分的流动性，对其重心位置造成影响。
进一步的，所述自熔磁层为镶嵌有多个磁球的固化的热熔材料制成，当变重球进入到重心变腔内后，多个磁球可以对变重球产生吸附力，使多个变重球之间相互吸附，体量增大，有效避免热塌平球在移动时，
进一步的，所述定向沉半球为多通透孔的硬质材料制成，且定向沉半球朝向外侧的端部以及朝向预塌半球的端部均密封设置，使热熔后渗入到定向沉半球内的自熔磁层中的热熔材料在变重球挤压下渗入定向沉半球内后，不易从定向沉半球上渗出，进而有效避免因其流失造成重心位置上移的情况发生。
进一步的，所述变重球为铁磁性材料制成，所述预塌半球的软化温度不高于150℃，且预塌半球外表面涂覆有纳米自洁涂层，使热塌平球投入到熔融的环氧树脂中时能够被软化，同时又不至于熔融，使热塌平球整体不易解体，当热塌平球沉入底部后，多个预塌半球向下塌陷后呈现扁平的状态，进而使预离层平整度更高，有效提高撕除预离层后胶封层底部的平整度，降低对平整度修正时的难度以及工作量。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案通过对热塌平球进行预处理，使自熔磁层由固态变为具备较高的流动性，使变重球能够进入到重心变腔内，使其重心下移，然后将其投入到熔融的环氧树脂中，使其透明度端朝上上方开始下沉，在熔融的高温作用下，一方面透明端受热软化塌陷，进而使其横向跨度增大，进而显著增大对熔融环氧树脂的搅动作用，相较于现有技术显著加快气泡的溢出，降低胶封层成品内的空隙量，显著延长其使用寿命，有效避免其内部开裂，降低安全隐患，另一方面下沉后，热塌平球塌陷扁平的一端向上集中在胶封层的底部，有效保证胶封层底部的平整度，降低对平整度修正时的难度。
(2)步骤S2中在投入热塌平球后对模具进行加热，维持环氧树脂的熔融态，加热时间持续5-10min，加热可有效延长环氧树脂的熔融时间，有效保证在投入热塌平球后，热塌平球能够在环氧树脂内正常下沉，使其有足够的时间将内部的气泡被挤破，进而有效保证空气的溢出，减小封装后胶封层内的空隙量，进而有效降低其开裂的概率，降低安全隐患。
(3)热塌平球的预处理步骤为：将热塌平球透明端朝上，然后对热塌平球进行加热，使热塌平球内部半熔化，观察热塌平球透明度端内的变化，直至其内部的部分变重球沉入下端后，停止加热完成预处理，通过预处理，使热塌平球的重心下移至下端部，从而使在将其投入到熔融环氧树脂中时，其能保持透明端在上的情况，进而使形成的预离层上表面主要为透明端形成，进而有效提高胶封层底部的平整度，降低对平整度修正时的难度。
(4)熔融态的环氧树脂温度为120-150℃，热塌平球预处理时的加热温度不低于80℃，自熔磁层的热熔温度不高于80℃，使在将热塌平球投入到熔融环氧树脂内时，使其内部的自熔磁层能够热熔处于熔融状态，由固态变为具备较高的流动性，此时，变重球在重力作用下下沉进入到重心变腔内，使流动态的自熔磁层渗入定向沉半球内，使变重球重心集中在非透明的下端部，进而有效保证热塌平球在投入到熔融的环氧树脂中时，能够保持非透明端在下方，有效保证胶封层底部的平整度，降低对平整度修正时的难度。
(5)超过半数的变重球沉入热塌平球下端后，即可停止加热，此时热塌平球的重心已经实现下移，其余的变重球可以在投入到熔融的环氧树脂内时，再进行位置的转移，从而提高整体的胶封效率，步骤S2中投入热塌平球时，控制非透明度端朝向下方向进行投放的操作。
(6)热塌平球包括定向沉半球以及固定连接在定向沉半球上端的预塌半球，多个变重球放置在定向沉半球与预塌半球之间围成的空间内，定向沉半球中部开凿有重心变腔，重心变腔内填充有自熔磁层。
(7)重心变腔截面为肚大口小的形状，且重心变腔口部朝向预塌半球的端部呈现外扩的喇叭状，使变重球在进入到重心变腔内时，不易将熔融的自熔磁层挤压至预塌半球内，使大部分的自熔磁层中热熔的部分能够渗入至定向沉半球内，有效避免自熔磁层中热熔部分的流动性，对其重心位置造成影响。
(8)自熔磁层为镶嵌有多个磁球的固化的热熔材料制成，当变重球进入到重心变腔内后，多个磁球可以对变重球产生吸附力，使多个变重球之间相互吸附，体量增大，有效避免热塌平球在移动时，
(9)定向沉半球为多通透孔的硬质材料制成，且定向沉半球朝向外侧的端部以及朝向预塌半球的端部均密封设置，使热熔后渗入到定向沉半球内的自熔磁层中的热熔材料在变重球挤压下渗入定向沉半球内后，不易从定向沉半球上渗出，进而有效避免因其流失造成重心位置上移的情况发生。
(10)变重球为铁磁性材料制成，预塌半球的软化温度不高于150℃，且预塌半球外表面涂覆有纳米自洁涂层，使热塌平球投入到熔融的环氧树脂中时能够被软化，同时又不至于熔融，使热塌平球整体不易解体，当热塌平球沉入底部后，多个预塌半球向下塌陷后呈现扁平的状态，进而使预离层平整度更高，有效提高撕除预离层后胶封层底部的平整度，降低对平整度修正时的难度以及工作量。
附图说明
图1为本发明的主要的流程框图；
图2为本发明的热塌平球立体的结构示意图；
图3为本发明的热塌平球截面的结构示意图；
图4为本发明的热塌平球在预处理时的结构示意图；
图5为本发明的热塌平球投入到熔融环氧树脂内后的结构示意图；
图6为图5中A处的结构示意图；
图7为本发明的热塌平球投入到熔融环氧树脂中前后的结构示意图。
图中标号说明：
11定向沉半球、12预塌半球、2变重球。
具体实施方式
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。
实施例1：
请参阅图1，一种热塌陷式变压器芯封装工艺，包括以下步骤：
S1、按照变压器芯的形状制作封装模具，然后将变压器芯放入模具的中心处；
S2、首先向模具与变压器芯之间的空间注入熔融的环氧树脂直至浸没变压器芯，然后向熔融的环氧树脂中投入经过预处理的热塌平球；
S3、热塌平球在熔融的环氧树脂中下沉，在熔融高温作用下，热塌平球上方的透明端部塌陷软化，使其径向跨度增大，对熔融环氧树脂产生大范围的搅动，加速气泡溢出；
S4、热塌平球继续下沉，使其保持非透明的球面端向下、透明的塌陷端向上的状态沉入预离腔内，挤出内部的环氧树脂并在预离腔腔口表面形成预离层，预离腔的内底端比变压器芯内部低，使形成的胶封层在撕去预离层后，其厚度不至于过薄；
S5、静置固化后脱模，然后撕下下方的预离层，并对变压器芯下端部的胶封层进行平整度的修正，完成封装。
步骤S2中在投入热塌平球后对模具进行加热，维持环氧树脂的熔融态，加热时间持续5-10min，加热可有效延长环氧树脂的熔融时间，有效保证在投入热塌平球后，热塌平球能够在环氧树脂内正常下沉，使其有足够的时间将内部的气泡被挤破，进而有效保证空气的溢出，减小封装后胶封层内的空隙量，进而有效降低其开裂的概率，降低安全隐患，超过半数的变重球2沉入热塌平球下端后，即可停止加热，此时热塌平球的重心已经实现下移，其余的变重球2可以在投入到熔融的环氧树脂内时，再进行位置的转移，从而提高整体的胶封效率，步骤S2中投入热塌平球时，控制非透明度端朝向下方向进行投放的操作。
热塌平球的预处理步骤为：将热塌平球透明端朝上，然后对热塌平球进行加热，使热塌平球内部半熔化，观察热塌平球透明度端内的变化，直至其内部的部分变重球2沉入下端后，停止加热完成预处理，通过预处理，使热塌平球的重心下移至下端部，从而使在将其投入到熔融环氧树脂中时，其能保持透明端在上的情况，进而使形成的预离层上表面主要为透明端形成，进而有效提高胶封层底部的平整度，降低对平整度修正时的难度。
熔融态的环氧树脂温度为120-150℃，热塌平球预处理时的加热温度不低于80℃，自熔磁层的热熔温度不高于80℃，使在将热塌平球投入到熔融环氧树脂内时，使其内部的自熔磁层能够热熔处于熔融状态，由固态变为具备较高的流动性，此时，请参阅图4-6，图3中a表示固体状态的自熔磁层，图5和6中a表示熔融具备流动状态的自熔磁层，变重球2在重力作用下下沉进入到重心变腔内，使流动态的自熔磁层渗入定向沉半球11内，使变重球2重心集中在非透明的下端部，进而有效保证热塌平球在投入到熔融的环氧树脂中时，能够保持非透明端在下方，有效保证胶封层底部的平整度，降低对平整度修正时的难度。
请参阅图2，热塌平球包括定向沉半球11以及固定连接在定向沉半球11上端的预塌半球12，多个变重球2放置在定向沉半球11与预塌半球12之间围成的空间内，请参阅图3，定向沉半球11中部开凿有重心变腔，重心变腔内填充有自熔磁层，重心变腔截面为肚大口小的形状，且重心变腔口部朝向预塌半球12的端部呈现外扩的喇叭状，使变重球2在进入到重心变腔内时，不易将熔融的自熔磁层挤压至预塌半球12内，使大部分的自熔磁层中热熔的部分能够渗入至定向沉半球11内，有效避免自熔磁层中热熔部分的流动性，对其重心位置造成影响。
自熔磁层为镶嵌有多个磁球的固化的热熔材料制成，当变重球2进入到重心变腔内后，多个磁球可以对变重球2产生吸附力，使多个变重球2之间相互吸附，体量增大，有效避免热塌平球在移动时，定向沉半球11为多通透孔的硬质材料制成，且定向沉半球11朝向外侧的端部以及朝向预塌半球12的端部均密封设置，使热熔后渗入到定向沉半球11内的自熔磁层中的热熔材料在变重球2挤压下渗入定向沉半球11内后，不易从定向沉半球11上渗出，进而有效避免因其流失造成重心位置上移的情况发生。
变重球2为铁磁性材料制成，预塌半球12的软化温度不高于150℃，且预塌半球12外表面涂覆有纳米自洁涂层，使热塌平球投入到熔融的环氧树脂中时能够被软化，同时又不至于熔融，使热塌平球整体不易解体，当热塌平球沉入底部后，多个预塌半球12向下塌陷后呈现扁平的状态，进而使预离层平整度更高，有效提高撕除预离层后胶封层底部的平整度，降低对平整度修正时的难度以及工作量。
通过对热塌平球进行预处理，使自熔磁层热熔，由固态变为具备较高的流动性，此时，变重球2在重力作用下进入到重心变腔内，使其重心下移，然后将其投入到熔融的环氧树脂中，使其透明度端朝上上方开始下沉，在熔融的高温作用下，请参阅图7，一方面透明端受热软化塌陷，进而使其横向跨度增大，进而显著增大对熔融环氧树脂的搅动作用，相较于现有技术显著加快气泡的溢出，降低胶封层成品内的空隙量，显著延长其使用寿命，有效避免其内部开裂，降低安全隐患，另一方面下沉后，热塌平球塌陷扁平的一端向上集中在胶封层的底部，有效保证胶封层底部的平整度，降低对平整度修正时的难度。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种热塌陷式变压器芯封装工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、按照变压器芯的形状制作封装模具，然后将变压器芯放入模具的中心处；
S2、首先向模具与变压器芯之间的空间注入熔融的环氧树脂直至浸没变压器芯，然后向熔融的环氧树脂中投入经过预处理的热塌平球；
S3、热塌平球在熔融的环氧树脂中下沉，在熔融高温作用下，热塌平球上方的透明端部塌陷软化，使其径向跨度增大，对熔融环氧树脂产生大范围的搅动，加速气泡溢出；
S4、热塌平球继续下沉，使其保持非透明的球面端向下、透明的塌陷端向上的状态沉入预离腔内，挤出内部的环氧树脂并在预离腔腔口表面形成预离层；
S5、静置固化后脱模，然后撕下下方的预离层，并对变压器芯下端部的胶封层进行平整度的修正，完成封装。
2.根据权利要求1所述的一种热塌陷式变压器芯封装工艺，其特征在于：所述步骤S2中在投入热塌平球后对模具进行加热，维持环氧树脂的熔融态，加热时间持续5-10min。
3.根据权利要求1所述的一种热塌陷式变压器芯封装工艺，其特征在于：所述热塌平球的预处理步骤为：
将热塌平球透明端朝上，然后对热塌平球进行加热，使热塌平球内部半熔化，观察热塌平球透明度端内的变化，直至其内部的部分变重球(2)沉入下端后，停止加热完成预处理。
4.根据权利要求3所述的一种热塌陷式变压器芯封装工艺，其特征在于：所述熔融态的环氧树脂温度为120-150℃，所述热塌平球预处理时的加热温度不低于80℃。
5.根据权利要求3所述的一种热塌陷式变压器芯封装工艺，其特征在于：所述超过半数的变重球(2)沉入热塌平球下端后，即可停止加热，所述步骤S2中投入热塌平球时，控制非透明度端朝向下方向进行投放的操作。
6.根据权利要求1所述的一种热塌陷式变压器芯封装工艺，其特征在于：所述热塌平球包括定向沉半球(11)以及固定连接在定向沉半球(11)上端的预塌半球(12)，多个变重球(2)放置在定向沉半球(11)与预塌半球(12)之间围成的空间内，所述定向沉半球(11)中部开凿有重心变腔，所述重心变腔内填充有自熔磁层。
7.根据权利要求6所述的一种热塌陷式变压器芯封装工艺，其特征在于：所述重心变腔截面为肚大口小的形状，且重心变腔口部朝向预塌半球(12)的端部呈现外扩的喇叭状。
8.根据权利要求7所述的一种热塌陷式变压器芯封装工艺，其特征在于：所述自熔磁层为镶嵌有多个磁球的固化的热熔材料制成，所述自熔磁层的热熔温度不高于80℃。
9.根据权利要求8所述的一种热塌陷式变压器芯封装工艺，其特征在于：所述定向沉半球(11)为多通透孔的硬质材料制成，且定向沉半球(11)朝向外侧的端部以及朝向预塌半球(12)的端部均密封设置。
10.根据权利要求9所述的一种热塌陷式变压器芯封装工艺，其特征在于：所述变重球(2)为铁磁性材料制成，所述预塌半球(12)的软化温度不高于150℃，且预塌半球(12)外表面涂覆有纳米自洁涂层。
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