CN217740521U - 一种光伏旁路二极管封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光伏旁路二极管封装结构，包括主框架和副框架，主框架的一端为封装端，副框架的一端为塑封端，所述副框架在塑封端一体化延伸有至少一个焊接引脚，焊接引脚的厚度小于副框架的厚度，焊接引脚的根部设有迂回结构，迂回结构的厚度不大于焊接引脚的厚度；所述主框架在封装端均布有至少两个芯片焊接定位沉槽，芯片焊接定位沉槽上焊接有二极管芯片，二极管芯片上焊接焊接引脚，封装端、塑封端、迂回结构和焊接引脚的外部整体包裹有环氧塑封体，通过副框架在塑封端一体化延伸焊接引脚，使得主框架、二极管芯片、副框架的之间的焊接关系更加直接，避免了因为跳线焊接处的接触电阻不可控造成二极管损坏的问题。

Description

一种光伏旁路二极管封装结构

技术领域

本实用新型属于光伏旁路二极管技术领域，尤其涉及一种光伏旁路二极管封装结构。

背景技术

光伏太阳能电池板是一种采集自然太阳光的新能源装置，能将太阳能转换成电能供人类生活、生产使用。当电池板局部表面局部单元有异物遮挡时，就会产生阴影，被遮挡的阴影区域就会发电减弱或不发电，太阳能电池板上串联的局部单元就会急剧发热，导致太阳能电池板高温烧坏。为防止太阳能电池板在异物遮挡时烧坏，通常在该太阳能电池板匹配的接线盒中加装旁路二极管。随着目前太阳能电池功率需求越来越大，对旁路二极管要求功率也在提升， 由280W上升到380W，这就要求二极管本身要能承受大电流而不损坏。

目前，传统光伏旁路二极管的封装主要采用连接片跳线搭接结构，其制造工艺方法为在主框架基板上点焊膏，装配芯片，在芯片上点焊膏，同时在副框架基板上点焊膏，将连接片架设搭接在芯片和副框架基板之间，形成跳线结构，将装配体放入烧结炉中高温烧结成一体，最后将烧结好的装配体放入模具塑封成型。发明人认为，该结构主要存在以下问题：副框架基板与连接片焊接的锡焊点因连接片偏位、锡膏偏位、锡膏量不易控制等因素，经常出现连接片与副框架基板焊接后偏位、锡量不足、虚焊等不良，导致该焊点接触电阻增大，当大电流通过时，焊点急剧高温，易导致该处焊锡熔化或爆开，二极管损坏，增加了光伏旁路二极管的性能的不确定性，如果为了保障光伏旁路二极管的性能，就需要对锡焊点的焊接质量做进一步的生产工艺设计和质检，无疑又需要提供人力物力时间上的额外投入；连接片横跨在副框架基板和芯片上直接焊接固定，工作时副框架、封装体、主框架等产生高温膨胀，其膨胀应力通过连接片直接作用在芯片上，导致芯片应力开裂；主框架基板与副框架引脚在二极管宽度方向上并排布局，使得主框架基板面积较小，只能放置一个芯片，无法制作大功率二极管，导致产品通用性较差。为此，需要设计出一种光伏旁路二极管封装结构。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强理解本公开的背景，并且因此可以包括不构成现有技术的信息。

实用新型内容

发明人通过研究发现，受太阳能电池功率需求越来越大的影响，光伏旁路二极管也需要承受更大的电流，采用连接片跳线搭接结构在使用过程中经常出现因连接片体积小，位置偏移，不易把控焊接质量，导致焊点接触电阻一致性较差，在大电流通过时易造成二极管损坏的问题。

鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了的一种光伏旁路二极管封装结构，具体技术方案如下：

一种光伏旁路二极管封装结构，包括主框架和副框架，主框架的一端为封装端，副框架的一端为塑封端，所述副框架在塑封端一体化延伸有至少一个焊接引脚，焊接引脚的厚度小于副框架的厚度，焊接引脚的根部设有迂回结构，迂回结构的厚度不大于焊接引脚的厚度；所述主框架在封装端均布有至少两个芯片焊接定位沉槽，芯片焊接定位沉槽的槽底的上表面焊接有二极管芯片，二极管芯片上表面焊接焊接引脚，封装端、塑封端、迂回结构和焊接引脚的外部整体包裹有环氧塑封体，通过副框架在塑封端一体化延伸焊接引脚，使得主框架、二极管芯片、副框架的之间的焊接关系更加直接，避免了因为跳线焊接处的接触电阻不可控造成二极管损坏的问题。

在本公开的一些实施例中，所述焊接引脚的外端设有数条分支，每条分支与一个芯片焊接定位沉槽内的二极管芯片焊接，可以适用多个芯片焊接定位槽的结构，多个二极管芯片的设置，实现大功率芯片多片并联，可以满足大功率二极管的设计要求，增加产品的通用性。

在本公开的一些实施例中，所述焊接引脚有两个，芯片焊接定位沉槽有两个，每个焊接引脚与一个芯片焊接定位沉槽内的二极管芯片焊接，可以设置两个二极管芯片，实现大功率芯片双片并联，满足大功率二极管的设计要求，增加产品的通用性。

在本公开的一些实施例中，所述迂回结构为曲面迂回结构，可以对副框架的焊接引脚提供应力缓冲，解决高温膨胀产生的膨胀应力对芯片的破坏问题。

在本公开的一些实施例中，所述迂回结构为折弯迂回结构，可以对副框架的焊接引脚提供应力缓冲，解决高温膨胀产生的膨胀应力对芯片的破坏问题，制造简单。

在本公开的一些实施例中，所述折弯迂回结构的内折角为圆角，避免应力在折角处集中造成折弯迂回结构断裂。

在本公开的一些实施例中，所述芯片焊接定位沉槽为多边形沉槽，多边形的边可以为芯片提供适当的定位，防止芯片在焊接时跑偏。

在本公开的一些实施例中，所述焊接引脚的宽度不小于二极管芯片的宽度，避免焊接引脚的电阻值过大，保证耐大电流的冲击能力。

在本公开的一些实施例中，所述封装端的中心线和塑封端的中心线共线。

在本公开的一些实施例中，所述环氧塑封体的外表面设有两个相对平行的平面，规则化的多平面外形便于作业人员持拿、放置、运输。

相比较现有技术而言，本实用新型具有以下有益效果：

1.通过副框架在塑封端一体化延伸焊接引脚，使得主框架、二极管芯片、副框架的之间的焊接关系更加直接，避免了因为跳线焊接处的接触电阻不可控造成二极管损坏的问题，使得光伏旁路二极管的耐大电流冲击能力更强。

2.通过焊接引脚的根部设有迂回结构，可以对副框架的焊接引脚提供应力缓冲，避免光伏旁路二极管工作时的高温膨胀产生的膨胀应力对二极管芯片的破坏。

附图说明

图1为本实用新型结构中实施例1的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为本实用新型结构中实施例2的迂回结构示意图；

图4为本实用新型结构中实施例3的结构示意图。

图中标号说明：1、主框架；11、芯片焊接定位沉槽；2、副框架；21、焊接引脚；211、迂回结构；3、二极管芯片；4、环氧塑封体。

具体实施方式：

为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

本文中为部件所编序号本身，仅用于区分所表述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本公开中所说“连接”，如无特殊具体说明，均包括直接和间接的“连接”。在本申请的描述中，需要理解的是，方位术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请和简要描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

如图1至图4所示，设计出一种光伏旁路二极管封装结构，包括主框架1和副框架2，主框架1的一端为封装端，副框架2的一端为塑封端，所述副框架2在塑封端一体化延伸有至少一个焊接引脚21，焊接引脚21的厚度小于副框架2的厚度，焊接引脚21的根部设有迂回结构211，副框架2通过迂回结构211连接焊接引脚21，迂回结构211的厚度不大于焊接引脚21的厚度，最薄的迂回结构211可以在膨胀应力产生时，及时受压缩变形，吸收应力，通过焊接引脚的根部设有迂回结构211，可以对副框架2的焊接引脚21提供应力缓冲，避免光伏旁路二极管工作时的高温膨胀产生的膨胀应力对二极管芯片3的破坏；所述主框架1在封装端均布有至少两个芯片焊接定位沉槽11，芯片焊接定位沉槽11的槽底的上表面贴片焊接有二极管芯片3，二极管芯片3上表面贴片焊接焊接引脚21，封装端、塑封端、迂回结构211和焊接引脚21的外部整体包裹有环氧塑封体4，通过副框架2在塑封端一体化延伸焊接引脚21，使得主框架1、二极管芯片3、副框架2的之间的焊接关系更加直接，不需要在副框架2和二极管芯片3之间增设连接片跳线搭接，避免了因为连接片形状较小导致焊接的质量不易保证，跳线焊接处的接触电阻不易直接控造成二极管损坏的问题，一体化延伸的焊接引脚21和副框架2为一个整体，不存在焊接处，也使得光伏旁路二极管的耐大电流冲击能力更强。

使用时，将主框架1在石墨治具上稳定安置，在主框架1的芯片焊接定位沉槽11的上表面放置焊片，在焊片上放置二极管芯片3，在二极管芯片3上表面再次放置焊片，将副框架2的焊接引脚21放置在二极管芯片3上方的焊片上表面，摆正主框架1和副框架2的位置，将此石墨治具放入真空烧结炉进行烧结，通过烧结，焊片会将主框架1、二极管芯片3和副框架2焊接在一起，将烧结完成的组合件清洗、去除助焊剂残留后，用环氧塑封体对封装端、塑封端、迂回结构211和焊接引脚21的外部整体进行塑封，形成最终的多芯片的光伏旁路二极管成品。

以上实施方式中，列举出4种实施例实现上述技术方案：

实施例1

如图1至图2所示，本实施例是所述焊接引脚21有两个，芯片焊接定位沉槽11有两个，两个芯片焊接定位沉槽11横向排列于封装端，每个焊接引脚21与一个芯片焊接定位沉槽11内的二极管芯片3焊接，可以在每个芯片焊接定位沉槽11内放置一个二极管芯片3，实现大功率芯片双片并联，满足大功率二极管的设计要求，增加产品的通用性；所述迂回结构211为曲面迂回结构，可以对副框架的焊接引脚提供应力缓冲，解决高温膨胀产生的膨胀应力对二极管芯片3的破坏问题；所述芯片焊接定位沉槽11为多边形沉槽，本公开的多边形沉槽可以为正方形，二极管芯片3为圆形，多边形的边可以为二极管芯片3提供适当的定位或限位，防止二极管芯片3在焊接或放置时位置跑偏，影响烧焊的效果，影响电流利用率；所述焊接引脚21的宽度不小于二极管芯片3的直径；所述封装端的中心线和塑封端的中心线共线；所述环氧塑封体4的外表面设有两个相对平行的平面，两个平面分别位于上表面和下底面，规则化的多平面外形便于作业人员持拿、放置、运输。

实施例2

如图3所示，本实施例与实施例1的不同是所述迂回结构211为折弯迂回结构，便于加工生产可以对副框架2的焊接引脚21提供应力缓冲，解决高温膨胀产生的膨胀应力对二极管芯片3的破坏问题，制造简单；所述折弯迂回结构的内折角为圆角，避免应力在折角处集中造成折弯迂回结构断裂；所述芯片焊接定位沉槽11为多边形沉槽，多边形沉槽为正五边形，多边形的边可以为二极管芯片3提供适当的定位，防止二极管芯片3在焊接时误碰跑偏。

实施例3

如图4所示，本实施例是与实施例1的不同是所述焊接引脚21的外端设有两条分支，每条分支与一个芯片焊接定位沉槽11内的二极管芯片3焊接；所述芯片焊接定位沉槽11为多边形沉槽，多边形沉槽为正六边形，多边形的边可以为二极管芯片3提供适当的定位，防止二极管芯片3在焊接时误碰跑偏。

实施例4

本实施例与实施例3的不同是所述焊接引脚21的外端设有三条分支，芯片焊接定位沉槽11有三个，三个芯片焊接定位沉槽11品字形排列于封装端，每条分支与一个芯片焊接定位沉槽11内的二极管芯片3焊接；所述芯片焊接定位沉槽11为多边形沉槽，多边形沉槽为正三角形，多边形的边可以为二极管芯片3提供适当的定位，防止二极管芯片3在焊接时误碰跑偏。

可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种光伏旁路二极管封装结构，包括主框架（1）和副框架（2），主框架（1）的一端为封装端，副框架（2）的一端为塑封端，其特征在于：所述副框架（2）在塑封端一体化延伸有至少一个焊接引脚（21），焊接引脚（21）的厚度小于副框架（2）的厚度，焊接引脚（21）的根部设有迂回结构（211），迂回结构（211）的厚度不大于焊接引脚（21）的厚度；所述主框架（1）在封装端均布有至少两个芯片焊接定位沉槽（11），芯片焊接定位沉槽（11）的槽底的上表面焊接有二极管芯片（3），二极管芯片（3）上表面焊接焊接引脚（21），封装端、塑封端、迂回结构（211）和焊接引脚（21）的外部整体包裹有环氧塑封体（4）。

2.根据权利要求1所述的光伏旁路二极管封装结构，其特征在于，所述焊接引脚（21）的外端设有数条分支，每条分支与一个芯片焊接定位沉槽（11）内的二极管芯片（3）焊接。

3.根据权利要求1所述的光伏旁路二极管封装结构，其特征在于，所述焊接引脚（21）有两个，芯片焊接定位沉槽（11）有两个，每个焊接引脚（21）与一个芯片焊接定位沉槽（11）内的二极管芯片（3）焊接。

4.根据权利要求1所述的光伏旁路二极管封装结构，其特征在于，所述迂回结构（211）为曲面迂回结构。

5.根据权利要求1所述的光伏旁路二极管封装结构，其特征在于，所述迂回结构（211）为折弯迂回结构。

6.根据权利要求5所述的光伏旁路二极管封装结构，其特征在于，所述折弯迂回结构的内折角为圆角。

7.根据权利要求1所述的光伏旁路二极管封装结构，其特征在于，所述芯片焊接定位沉槽（11）为多边形沉槽。

8.根据权利要求1所述的光伏旁路二极管封装结构，其特征在于，所述焊接引脚（21）的宽度不小于二极管芯片（3）的宽度。

9.根据权利要求1所述的光伏旁路二极管封装结构，其特征在于，所述封装端的中心线和塑封端的中心线共线。

10.根据权利要求1所述的光伏旁路二极管封装结构，其特征在于，所述环氧塑封体（4）的外表面设有两个相对平行的平面。

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