CN208570571U - 一种25插脚功率模块的四点定位模具 - Google Patents

Abstract

一种25插脚功率模块的四点定位模具，它涉及全包封功率模块模具技术领域。它包含模具、顶针、所述的模具包含上模板和下模板，上模板和下模板的内部均设置有功率模块仿形腔，若干顶针分别位于下模板的一侧，且若干顶针分别位于功率模块中PCB板的正下方，在保证模块的散热以及绝缘要求的同时，四点定位有效改善模块及PCB板封装时产生压力使得各点面受力均匀，提升产品的可靠性及品质。

Description

一种25插脚功率模块的四点定位模具

技术领域

本实用新型涉及全包封功率模块模具技术领域，具体涉及一种25插脚功率模块的四点定位模具。

背景技术

功率模块在包括空调、洗衣机等电机驱动、电力电子领域有着广泛的应用。功率模块的工作电流很大，那么工作情况下产生的热量很大，所以要求模块的内部的散热性能要好，而且功率模块的上表面与散热器紧密抵触，以增强功率模块到环境的散热。在应用中，有安规规定功率模块和散热器之间要有一定的绝缘强度,由于功率模块和散热器紧密抵触，所以功率模块要满足安规绝缘强度的要求，所以要求功率模块的绝缘耐压性能要好。功率模块中散热性能和绝缘耐压性能取决于覆盖在引线框架的功率芯片基岛表面的模塑树脂的厚度。引线框架被包裹在模塑树脂里的功率芯片基岛在注塑模具里属于悬空状态，如何保证引线框架的功率芯片基岛在模塑树脂注塑与固化过程中所处在模块的位置极其重要。

现有技术在模塑树脂的注塑模具时，引线框架的功率芯片基岛被能伸缩的顶针顶住，等待注塑完毕后，能伸缩的顶针将会回缩，没有完全固化的模塑树脂将会填满缩回去的顶针所造成空隙，可伸缩顶针在模塑树脂注塑时，必须伸长顶住引线框架的功率芯片基岛。在注塑过程中，模塑树脂对顶针进行强烈的磨擦，由于模塑树脂内70%至90%的成分是硬度很大的二氧化硅，并且为了确保模塑树脂的高导热性，二氧化硅均为片状，因此在注塑过程中，伸缩顶针会有磨损，当注塑完毕后，可伸缩顶针将会缩回，在缩回前顶针上会粘附较细的片状二氧化硅，在缩回时顶针对模具会有一个相对运动，此时顶针和模具均会被磨损，当可伸缩顶针和模具在磨损到一定程度时，其间隙会渗入模塑树脂，这样就会导致成品功率模块的散热面上有毛刺，毛刺会使得功率模块散热面与散热器之间接触不良，使得功率模块在工作时产生的热量不能及时散发出去，最终导致模块失效。

为了避免毛刺的产生，可伸缩顶针和注塑模具则必须在较短的时间内定期更换，这样会大大提高生产成本；为了避免更换昂贵的模具，现多采用在模具与可伸缩顶针之间加入硬质合金的套筒。这么一来虽然可以避免更换昂贵的模具，但是更换可伸缩顶针与硬质合金套筒的成本也是很高昂，而硬质合金的韧性较低，套筒的实际生产中很容易崩裂，这也对产品的质量产生风险；为了使得顶针在模塑树脂注塑完毕后可以缩回，在塑封模具中必须额外增加一个控制可伸缩顶针的活动层，这样会使得模具的制作难度和成本增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种25插脚功率模块的四点定位模具，在保证模块的散热以及绝缘要求的同时，四点定位有效改善模块及PCB板封装时产生压力使得各点面受力均匀，提升产品的可靠性及品质。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案是：它包含模具1、顶针2、所述的模具1包含上模板11和下模板12，上模板11和下模板12的内部均设置有功率模块仿形腔3，若干顶针2分别位于下模板的一侧，且若干顶针2分别位于功率模块中PCB板的正下方。

所述的若干顶针2分别贯穿下模板12连接功率模块中PCB板的底部。

所述的若干顶针2的位置两两对应。

所述的若干顶针2的数量为四根。四根顶针2可以保证PCB板的平衡及受力均匀。

本实用新型的工作原理：功率模块的引线框架芯片基岛与散热面之间的距离在模塑树脂注塑后而形成，因此在注塑时引线框架芯片基岛在仿形腔3内的位置将决定引线框架芯片基岛与散热面之间的距离。引线框架芯片基岛在模腔内的一端被模具1压紧，另外一端靠钩子与PCB板接触，PCB板则由顶针2支撑，下模板12上有四根顶针2，因此顶针2可以保证PCB板的平衡及受力均匀。在模塑树脂注塑时引线框架芯片基岛受到模塑树脂向散热面的压力，在钩子与PCB板在顶针2的支撑下会与散热面保持在一定距离。

采用上述技术方案后，本实用新型有益效果为：在保证模块的散热以及绝缘要求的同时，四点定位有效改善模块及PCB板封装时产生压力使得各点面受力均匀，提升产品的可靠性及品质。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构剖视图；

图2是本实用新型中顶针2在功率模块上的位置示意图。

附图标记说明：模具1、上模板11、下模板12、顶针2、仿形腔3。

具体实施方式

参看图1-图2所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含模具1、顶针2、所述的模具1包含上模板11和下模板12，上模板11和下模板12的内部均设置有功率模块仿形腔3，若干顶针2分别位于下模板的一侧，且若干顶针2分别位于功率模块中PCB板的正下方；所述的若干顶针2的位置两两对应；所述的若干顶针2的数量为四根，四根顶针2可以保证PCB板的平衡及受力均匀；模塑树脂将PCB板，驱动芯片，功率芯片，金属线和引线框架的芯片基岛全包封起来。驱动芯片与PCB板之间，PCB板与引线框架之间，功率芯片与PCB板之间和功率芯片与引线框架之间的电气性能是用金属线键合在一起。功率芯片在功率模块工作时会产生大量的热量，这些热量需要通过引线框架芯片基岛和引线框架基岛和散热面之间的模塑树脂向与散热面接触的散热器传递散发。为了满足安规绝缘强度的要求，散热器与引线框架芯片基岛之间又必须满足绝缘耐压要求，因此引线框架芯片基岛与散热面之间的距离必须保证在一定范围内；功率模块的引线框架芯片基岛与散热面之间的距离在模塑树脂注塑后而形成，因此在注塑时引线框架芯片基岛在仿形腔3内的位置将决定引线框架芯片基岛与散热面之间的距离。引线框架芯片基岛在模腔内的一端被模具1压紧，另外一端靠钩子与PCB板接触，PCB板则由顶针2支撑，下模板12上有四根顶针2，因此顶针2可以保证PCB板的平衡及受力均匀。在模塑树脂注塑时引线框架芯片基岛受到模塑树脂向散热面的压力，在钩子与PCB板在顶针2的支撑下会与散热面保持在一定距离；模塑树脂固化，功率模块注塑完成后，会在PCB板与散热面之间会留有顶针孔。由于PCB板的背面由绝缘材料覆盖，因此顶针孔也符合安规要求。这种结构下，即使固定顶针有所磨损也不会造成散热面有毛刺。因此固定顶针在使用中允许的磨损量更大，使用寿命可以更长。

本实用新型的工作原理：功率模块的引线框架芯片基岛与散热面之间的距离在模塑树脂注塑后而形成，因此在注塑时引线框架芯片基岛在仿形腔3内的位置将决定引线框架芯片基岛与散热面之间的距离。引线框架芯片基岛在模腔内的一端被模具1压紧，另外一端靠钩子与PCB板接触，PCB板则由顶针2支撑，下模板12上有四根顶针2，因此顶针2可以保证PCB板的平衡及受力均匀。在模塑树脂注塑时引线框架芯片基岛受到模塑树脂向散热面的压力，在钩子与PCB板在顶针2的支撑下会与散热面保持在一定距离。

采用上述技术方案后，本实用新型有益效果为：在保证模块的散热以及绝缘要求的同时，四点定位有效改善模块及PCB板封装时产生压力使得各点面受力均匀，提升产品的可靠性及品质。

以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种25插脚功率模块的四点定位模具，其特征在于：它包含模具(1)、顶针(2)、所述的模具(1)包含上模板(11)和下模板(12)，上模板(11)和下模板(12)的内部均设置有功率模块仿形腔(3)，若干顶针(2)分别位于下模板的一侧，且若干顶针(2)分别位于功率模块中PCB板的正下方。

2.根据权利要求1所述的一种25插脚功率模块的四点定位模具，其特征在于：所述的若干顶针(2)分别贯穿下模板(12)连接功率模块中PCB板的底部。

3.根据权利要求1所述的一种25插脚功率模块的四点定位模具，其特征在于：所述的若干顶针(2)的位置两两对应。

4.根据权利要求1所述的一种25插脚功率模块的四点定位模具，其特征在于：所述的若干顶针(2)的数量为四根。