CN209929513U - 一种电源模块内部外引线连接装置 - Google Patents

Abstract

本发涉及一种电源模块内部外引线连接装置，其中连接装置包括依次连接的引线连接端、连接件以及内部连接端，连接件是由连接线缠绕成锥形，连接件的大径端与内部连接端连接，连接件的小径端与引线连接端连接。本实用新型解决了直接焊锡焊接的长期可靠性问题和键合工艺存在局限性的技术问题，本实用新型所提供的的连接装置，可以直接应用在电源模块内部常用的钯银导体、铜、镀镍、镀金、镀锡等材料上，不受产品外壳深度的限制，不需要一定在有洁净等级的环境中进行，无需购置昂贵的专用设备，采用一般的回流焊接或者手工焊接均可完成。

Description

一种电源模块内部外引线连接装置

技术领域

本实用新型属于电源模块内部互联工艺技术领域，特别是涉及一种电源模块内部外引线连接装置。

背景技术

目前电源模块行业内引线的连接方法通常有键合(金线和铝线)、直接焊锡焊两类方法，两类方法中键合可靠性较高，但键合工艺的适应性有较大的局限性，而直接采用焊料焊接互联存在长期可靠性的问题。

键合连接存在以下几个方面的局限性，第一：键合工艺对连接两端的键合界面有严格的要求，高可靠的键合要求一端是基片上的厚膜导体材料或芯片表面的铝，另一端是镀金或者镀镍的管壳引线，只有这些为数不多的材料被验证能形成高可靠的键合连接，其他电源模块常用的钯银导体、铜、锡等界面材料无法进行金或铝的键合(在部分工业领域已有铜丝键合技术的研究和应用，但目前在军用和高可靠领域仍认为铜丝不是高可靠的键合材料)；第二：由于键合设备的限制，键合工艺只能在浅腔管壳的产品中应用(内腔深度通常不超过10mm)，深腔体的管壳产品难以实施键合作业；第三：由于生产环境对键合工艺的影响较明显，因此键合工艺通常应在万级的洁净度等级的生产环境中进行，而多数电源模块(非混合集成电路类)的生产环境没有洁净的生产环境；第四：键合需要昂贵的键合设备(一台全自动键合设备高达几十万乃至上百万元人民币)。基于以上四点键合工艺虽然属于高可靠的互连方法，但应用的局限性也很大。

直接采用焊料焊接连接存在长期可靠性的问题，直接采用焊料与引线焊接的产品由于不同材料之间的热膨胀系数不同，且直接焊接无应力释放区，在恶劣环境条件下或者长寿命产品中应用时会引起焊接点受应力开裂，导致产品失效。

实用新型内容

为了解决直接焊锡焊接的长期可靠性问题和现有的键合工艺存在局限性的技术问题，本实用新型的目的之一为提供一种用于电源模块内部外引线连接装置，本实用新型的另一个目的为提供一种电源模块内部外引线连接方法；以实现一种高可靠、高生产效率、低成本的连接。

本实用新型的技术解决方案：

一种电源模块内部外引线连接装置，其不同之处在于：所述连接装置包括依次连接的外引线柱连接端、连接件以及内部连接端，所述连接件是由连接线缠绕成锥形，连接件的大径端与内部连接端连接，连接件的小径端与引线连接端连接。将连接件做成弹簧的形状，使得连接件具备一定的应力

进一步的，所述连接件的最小直径大于外部引线柱0.3mm-0.4mm。

进一步的，所述连接件是由连接线缠绕1.5-3圈。

进一步的，所述连接件的最大直径与电源模块基板的焊盘匹配，所述连接件的小径端连接有平直段，所述平直段的长度为连接线直径的3-5倍。

进一步的，所述连接件的材料为铜合金，表面镀锡铅或镀镍金。

本实用新型所具有的有益效果：

1、本实用新型所提供的的连接装置，可以直接应用在电源模块内部常用的基板钯银导体、DBC铜导体、管壳镀镍、镀金、镀锡引线等材料上，不受产品外壳深度的限制，不需要一定在有洁净等级的环境中进行，无需购置昂贵的专用设备，采用一般的回流焊接或者手工焊接均可完成。

2、本实用新型的连接方法解决直接采用焊料焊接互联的长期可靠性问题，连接装置设计为弹簧形状，具备有应力释放能力，使用本连接装置和连接方法的电源模块经200次温度循环后连接电气功能正常，外观未暴露任何缺陷(直接采用焊料焊接互联的方法通常会在100次温度循环之后发生焊点开裂失效)。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型连接装置侧视图；

图2为本实用新型连接装置俯视图。

其中1-连接件，2-内部连接端，3-外引线柱连接端。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1所示，提供一种电源模块内部外引线连接装置，将连接装置安装在电源模块基板和外部引线柱之间：连接装置包括依次连接的外引线柱连接端3、连接件1以及内部连接端2，连接件1是由连接线缠绕成锥形而成(具备有应力释放能力)连接件的大径端与内部连接端连接，连接件的小径端与外引线柱连接端连接。安装时调整连接装置的位置，使得内部连接端尽可能的接近电源模块基板的焊盘。

实施例2：

首先应根据电源模块内部基板和外引线柱的相对位置设计连接装置，连接装置的小径端直径应略大于电源模块管壳引线柱直径，一般大于引线柱直径0.3mm-0.4mm为宜，圈数1.5圈到3圈为宜；另一端(即大径端)可根据基板上的焊盘形状进行设计(通常可规范基板的设计焊盘，以便连接装置尽可能的作为一个通用零件来使用)。要求小径端平直部分长度大于连接装置连接线直径的3倍-5倍。连接装置的材料可采用铜合金，然后表面镀锡铅，也可镀镍金。铜合金线材直径取决于电连接技术要求中的最大承载电流值，但铜合金线材直径一般不宜大于0.8mm，大于0.8mm成型困难且焊接后存在应力。

将连接装置安装在电源模块基板和外引线柱上，连接装置两端随同产品元器件一同完成焊接。

本实用新型通过设计一个可以与常规焊接工艺兼容的连接装置，来实现电源模块基板与外引线柱的高可靠连接，实现了一种无需特殊设备、无应力的高可靠、高生产效率、低成本的连接方法。

效果比对：见表1，为本实用新型的连接方法、直接焊接以及键合三种的方法效果比对。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种电源模块内部外引线连接装置，其特征在于：所述连接装置包括依次连接的外引线柱连接端、连接件以及内部连接端，所述连接件是由连接线缠绕成锥形，连接件的大径端与内部连接端连接，连接件的小径端与外引线柱连接端连接。

2.根据权利要求1所述的电源模块内部外引线连接装置，其特征在于：所述连接件的最小直径大于外部引线柱直径0.3mm-0.4mm。

3.根据权利要求1或2所述的电源模块内部外引线连接装置，其特征在于：所述连接件是由连接线缠绕1.5-3圈而成。

4.根据权利要求3所述的电源模块内部外引线连接装置，其特征在于：所述连接件的最大直径与电源模块基板的焊盘匹配，所述连接件的小径端连接有平直连接线，所述平直连接线的长度为连接线直径的3-5倍。

5.根据权利要求4所述的电源模块内部外引线连接装置，其特征在于：所述连接件的材料为铜合金，表面镀锡铅或镀镍金。

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