CN216597555U - 一种封装功率器件结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种封装功率器件结构，包括：盖板、环框、底座和垫片，其中：环框，固定设置在盖板的底部；底座，固定设置在环框的底部；垫片，固定设置在环框的侧表面上，以解决封装功率器件的加工工艺简单且气密性好的技术问题。

Description

一种封装功率器件结构

技术领域

本实用新型涉及封装功率器件领域，具体涉及一种封装功率器件结构。

背景技术

中国专利CN201320344480.4公开了一种玻璃封接电子元器件的封装结构。该封装结构包括一金属基板，金属基板上设有封接孔，所述的封接孔中设有引线，引线与封接孔壁之间设有玻璃，所述的引线包括上部露出于金属基板和玻璃表面并贯穿封接孔的上引线部，上引线部为一柱形结构，所述的上引线部下方连接有下引线部，所述的上引线部直径大于下引线部。本实用新型的玻璃封接电子元器件的封装结构克服了国内同类电子元器件所表现的引线键合不稳定，玻璃裂纹、碎裂，气密性差，整体器件可靠性低的缺陷。与国外同类电子元器件相比较，本设计在一定程度上，应用于大功率封装外壳时，能做到引线通过电流加大，损耗更低的特点；

采用该实用新型虽然可以解决封装电子元器件的封装结构气密性的技术问题，但是，不同的元器件运用的封装结构也不尽相同，请参阅图1所示，并结合图2所示，其为一种T0254封装功率器件结构，包括盖板、密封环、U形框、基座、底座、垫片和多根引线，其中，密封环焊接在U形框的上部，盖板焊接在密封环的上部，底座焊接在U形框的底部，由于基座和垫片均需要与电气元件连接，具体而言，基座上连接有芯片，垫片上连接有引线，为了防止出现漏电短路的可能，因此，在材质的选择上，一般的对基座选择氮化铝陶瓷，而对垫片的材质选择为三氧化二铝陶瓷，如此便可解决短路问题，另外，由于垫片和基座选择为陶瓷(非金属材料)，而密封环、U形框、底座和多根引线均为金属件，当非金属件和金属件固定焊接时，需要采用银铜钎焊封接技术进行焊接固定，即在非金属件的某些部位(即非金属件与金属件的接触部位)需要做金属化(局部镀镍2～6μm)，银铜焊料放置在金属化区域，通过高温钎焊壳进行封接，如此便可实现非金属件和金属件的固定，对于上述的安装固定存在一定的问题，即要保证该T0254封装功率器件的气密性的问题，首先需要保证U形框的高度与垫片的高度相等，其次，还要保证在焊接时，U形框与垫片之间不能存在错位的问题，显然，上述需要对工艺要求较高，从而使得次品率较高，且U形框在生产时，更容易产生变形；

为此，急需解决现有问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型之目的在于提供一种封装功率器件结构，以解决封装功率器件的加工工艺简单且气密性好的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种封装功率器件结构，包括：盖板、环框、底座和垫片，其中：

环框，固定设置在盖板的底部；

底座，固定设置在环框的底部；

垫片，固定设置在环框的侧表面上。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述环框包括第一板、第二板、第三板和第四板，所述第一板、第二板、第三板和第四板依次首尾一体成型固定连接，所述环框的横截面为回字形结构，所述盖板固定在所述第一板、第二板、第三板和第四板的上部，所述第一板、第二板、第三板和第四板的底部焊接在所述底座的顶部，垫片采用银铜钎焊接在第一板上。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述盖板一体成型在所述第一板、第二板、第三板和第四板的上部。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述第一板上开设有凹槽，所述垫片固定设置在所述凹槽内。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述垫片与所述凹槽之间采用间隙配合。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述盖板、环框和底座采用金属材质制成，所述垫片采用三氧化二铝陶瓷制成。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述底座上开设有安装孔。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述环框的拐角处采用倒圆角设计。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：

(一)采用环框代替U形框，可以起到以下效果，首先，可以减少材料的投入(即不用使用密封环)，在现有设计中，由于垫圈为是非金属的，不能与金属零件直接平行封焊，所以必须通过一个封接环进行转接。封接环可通过银铜钎焊与陶瓷部件进行连接，而通过采用环框则可以直接将盖板焊接在环框上，不用再使用密封环进行转接，因为，垫片此时是直接固定在环框上的，其次，减少了加工工艺，现有的设计中，需要保证U形框的高度和垫片的高度一致性，并且在焊接时，需要保证U形框和垫片的高度对齐才能保证该结构的气密性，但是，采用环框则可以简化加工工艺的同时还能够保证该结构的气密性，首先环框的加工工艺较为简单，可以一体成型加工，从而可以轻易的使得环框的上表面和下表面的水平度，此种加工的方式显然优于U形框与垫片的同时加工，需要保证两者的精度，其次，不用在继续垫片和U形框对齐的问题，最后，结构的稳定性，环框优于U形框和垫片的组合，U形框在生产时，结构不稳定，从而使得即使加工出来的U形框符合生产需要，也会出现在运输途中折弯的可能，综上，采用改进型的结构可以实现封装功率器件的加工工艺简单且气密性好的目的。

(二)环框采用一体成型设计起到增强环框的整体强度，从而使得其在运输的途中，不易出现变形，从而使得后续的该结构的生产加工的成品率大大提高，且采用一体成型设计，使得加工工艺较为简单(相较于四个板之间直接焊接)，且能够保证生产出来的环框的上下表面的水平度能够水平，此处的一体成型具体为铸造工艺。

(三)环框和盖板采用一体成型同样可以起到增强环框和盖板之间的连接强度，减少工艺(不用在考虑环框的上表面的水平度，以及后续盖板和环框之间的焊接中会不会出现焊缝的问题，即此处的气密性不用考虑，只需考虑环框下表面的水平度)。

(四)在上述过程中虽然可以简化工艺从而达到结构的气密性，但是若直接将垫片安装在环框的一个侧面上，会使得该结构的整体美观性较差，且垫片在安装的过程中，若将垫片安装在环框的不同的外表面时，会使得该结构不能形成一个统一的标准，从而影响其正常使用，为了解决此种问题，通过在第一板上开设凹槽，从而起到将垫片嵌入到第一板上，从而使得该结构的整体美观性较好，同时，也可保证垫片能够稳定的安装在第一板上，从而使得该结构的成品标准统一。

(五)由于垫片采用的是非金属材质制成，而环框是采用金属材质制成，因此垫片在安装在环框的凹槽内时，垫片与环框的贴合部采用金属化处理，而若垫片的侧表面与凹槽的侧表面相互贴合时，那么就需要对垫片的侧表面进行金属化处理，显然，此种过程需要增加加工工艺(多片垫片的产生是由一大片的金属板经过多次切割而成的，先在金属板的上表面做金属化的处理，然后多次切割形成一片一片的垫片，最后再对垫片的侧表面进行金属化的处理)，为了解决此种问题，通过将垫片与凹槽之间在成型后设置有间隙，从而可以有效的避免后续对垫片的外表面的金属化的处理。

附图说明

图1是现有的一种封装功率器件结构的立体图；

图2是现有的一种封装功率器件结构的爆炸图；

图3是本实用新型一种封装功率器件结构的爆炸图；

图4是本实用新型一种封装功率器件结构的立体图。

图中：1、盖板；2、环框；21、第一板；211、凹槽；22、第二板；23、第三板；24、第四板；3、底座；31、安装孔；4、垫片。

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。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1：

本实用新型提供一种封装功率器件结构，请参阅图3所示，并结合图4所示，包括：盖板1、环框2、底座3和垫片4，其中：

环框2，包括第一板21、第二板22、第三板23和第四板24，其中，第一板21、第二板22、第三板23和第四板24首尾一体成型固定连接形成回字形结构，此外，第一板21上开设凹槽211，其一体成型的工艺为铸造工艺。

盖板1，一体成型在环框2的上表面上。

底座3，通过平行封焊工艺进行封接在环框2的底部。

垫片4，采用银铜钎焊接在第一板21的凹槽211上。

以下介绍本实用新型的安装方式：

首先，采用铸造工艺将盖板1和环框2一体成型固定连接，接着，将芯片安装在基座上，将垫片4采用银铜钎焊接在环框2的第一板21的凹槽211上，在垫片4上开三个通孔，将三条引线采用银铜钎焊接在通孔内，使得三条引线一端位于环框2外，另一端位于环框2内，然后，将基座采用银铜钎焊接在底座3上，最后，将底座3通过平行封焊工艺进行封接在环框2的底部。

工作原理：采用环框2代替U形框，可以起到以下效果，首先，可以减少材料的投入(即不用使用密封环)，在现有设计中，由于垫圈为是非金属的，不能与金属零件直接平行封焊，所以必须通过一个封接环进行转接。封接环可通过银铜钎焊与陶瓷部件进行连接，而通过采用环框2则可以直接将盖板1焊接在环框2上，不用再使用密封环进行转接，因为，垫片4此时是直接固定在环框2上的，其次，减少了加工工艺，现有的设计中，需要保证U形框的高度和垫片4的高度一致性，并且在焊接时，需要保证U形框和垫片4的高度对齐才能保证该结构的气密性，但是，采用环框2则可以简化加工工艺的同时还能够保证该结构的气密性，首先环框2的加工工艺较为简单，可以一体成型加工，从而可以轻易的使得环框2的上表面和下表面的水平度，此种加工的方式显然优于U形框与垫片4的同时加工，需要保证两者的精度，其次，不用在继续垫片4和U形框对齐的问题，最后，结构的稳定性，环框2优于U形框和垫片4的组合，U形框在生产时，结构不稳定，从而使得即使加工出来的U形框符合生产需要，也会出现在运输途中折弯的可能，综上，采用改进型的结构可以实现封装功率器件的加工工艺简单且气密性好的目的。

此外，环框2采用一体成型设计起到增强环框2的整体强度，从而使得其在运输的途中，不易出现变形，从而使得后续的该结构的生产加工的成品率大大提高，且采用一体成型设计，使得加工工艺较为简单(相较于四个板之间直接焊接)，且能够保证生产出来的环框2的上下表面的水平度能够水平，此处的一体成型具体为铸造工艺。

接着，环框2和盖板1采用一体成型同样可以起到增强环框2和盖板1之间的连接强度，减少工艺(不用在考虑环框2的上表面的水平度，以及后续盖板1和环框2之间的焊接中会不会出现焊缝的问题，即此处的气密性不用考虑，只需考虑环框2下表面的水平度)。

最后，在上述过程中虽然可以简化工艺从而达到结构的气密性，但是若直接将垫片4安装在环框2的一个侧面上，会使得该结构的整体美观性较差，且垫片4在安装的过程中，若将垫片4安装在环框2的不同的外表面时，会使得该结构不能形成一个统一的标准，从而影响其正常使用，为了解决此种问题，通过在第一板21上开设凹槽211，从而起到将垫片4嵌入到第一板21上，从而使得该结构的整体美观性较好，同时，也可保证垫片4能够稳定的安装在第一板21上，从而使得该结构的成品标准统一。

实施例2：

在实施例1中，虽然可以简化工艺从而达到结构的气密性，但是由于垫片4采用的是非金属材质制成，而环框2是采用金属材质制成，因此垫片4在安装在环框2的凹槽211内时，垫片4与环框2的贴合部采用金属化处理，而若垫片4的侧表面与凹槽211的侧表面相互贴合时，那么就需要对垫片4的侧表面进行金属化处理，显然，此种过程需要增加加工工艺(多片垫片4的产生是由一大片的金属板经过多次切割而成的，先在金属板的上表面做金属化的处理，然后多次切割形成一片一片的垫片4，最后再对垫片4的侧表面进行金属化的处理)，为此，本实用新型给出了另一种优选的实施方案：

一种封装功率器件结构，垫片4与凹槽211之间采用间隙配合。

以下介绍本实用新型的工作方式：

通过将垫片4与凹槽211之间在成型后设置有间隙，从而可以有效的避免后续对垫片4的外表面的金属化的处理。

另外，为了优化上述方案，可将垫片4采用三氧化二铝陶瓷制成，如此可以满足该结构的绝缘要求，底座3上设置安装孔31可以使得该结构能够与其它零部件实现定位，最后将环框2的拐角处采用倒圆角设计起到防止刮伤操作人员的手掌的目的。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种封装功率器件结构，其特征在于，包括：盖板(1)、环框(2)、底座(3)和垫片(4)，其中：

环框(2)，固定设置在盖板(1)的底部；

底座(3)，固定设置在环框(2)的底部；

垫片(4)，固定设置在环框(2)的侧表面上。

2.根据权利要求1所述的一种封装功率器件结构，其特征在于：所述环框(2)包括第一板(21)、第二板(22)、第三板(23)和第四板(24)，所述第一板(21)、第二板(22)、第三板(23)和第四板(24)依次首尾一体成型固定连接，所述环框(2)的横截面为回字形结构，所述盖板(1)固定在所述第一板(21)、第二板(22)、第三板(23)和第四板(24)的上部，所述第一板(21)、第二板(22)、第三板(23)和第四板(24)的底部焊接在所述底座(3)的顶部，垫片(4)采用银铜钎焊接在第一板(21)上。

3.根据权利要求2所述的一种封装功率器件结构，其特征在于：所述盖板(1)一体成型在所述第一板(21)、第二板(22)、第三板(23)和第四板(24)的上部。

4.根据权利要求2或3所述的一种封装功率器件结构，其特征在于：所述第一板(21)上开设有凹槽(211)，所述垫片(4)固定设置在所述凹槽(211)内。

5.根据权利要求4所述的一种封装功率器件结构，其特征在于：所述垫片(4)与所述凹槽(211)之间采用间隙配合。

6.根据权利要求5所述的一种封装功率器件结构，其特征在于：所述盖板(1)、环框(2)和底座(3)采用金属材质制成，所述垫片(4)采用三氧化二铝陶瓷制成。

7.根据权利要求1所述的一种封装功率器件结构，其特征在于：所述底座(3)上开设有安装孔(31)。

8.根据权利要求1所述的一种封装功率器件结构，其特征在于：所述环框(2)的拐角处采用倒圆角设计。

Images