專利名稱：一種模塊電源的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源領(lǐng)域，尤其涉及開關(guān)電源中的模塊電源。
模塊電源作為開關(guān)電源的一個分支，目前在通訊、航天、汽車等領(lǐng)域內(nèi)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。其中高功率密度模塊電源為目前主要的發(fā)展趨勢之一，其體積和散熱是必須考慮的問題，如果沒有一個良好的散熱系統(tǒng)，不僅影響模塊電源的工作，而且會造成某些器件因過熱而損壞。在傳統(tǒng)的工藝中，通常采用鋁基板工藝方案來改善散熱效果。該方案將不需要散熱的控制電路放在上層的印制板上，發(fā)熱的功率管和磁性器件放在下層鋁基板上，兩層板通過兩個插針實現(xiàn)電器和物理連接。這樣可以利用鋁基板良好的散熱性能將功率管和磁性器件產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去，降低功率管和磁性器件的溫度，使模塊的功率密度可以提高到120W/inch3。但該方案存在的缺點也是很明顯的；首先就是鋁基板的加工需要多層保護(hù)，印制板加工費用較高，可以達(dá)到普通單層印制板的30倍以上，多層印制板的加工費更是昂貴；其次是鋁基板的回流工藝復(fù)雜，焊接至少需要八個溫區(qū)的熱板爐，這在一般的回流設(shè)備上實現(xiàn)起來比較困難；另外，鋁基板上非彈性焊盤貼裝的器件尺寸不能超過1812，否則熱疲勞容易造成器件的失效。雖然可以把這些器件焊接到陶瓷基片上，再通過導(dǎo)熱粘接劑粘接到鋁基板上，但這樣操作工藝變得更為復(fù)雜；采用這一工藝方案，還有其他的一些缺點，如在鋁基板上焊插針時需要專用的卡具來支撐以及鋁基板上功率器件器件與鋁板之間的分布電容大，輸出端容易產(chǎn)生共模噪聲等。
本發(fā)明的目的是克服上述鋁基板工藝的缺點，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、工藝簡單而且能夠有效避免共模噪聲的模塊電源的改進(jìn)結(jié)構(gòu)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明構(gòu)造了一種模塊電源的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)主要由以下幾部分組成插針一201和插針二203、控制元器件202、印制線路板204、磁性器件205、功率管206、導(dǎo)熱絕緣材料207和導(dǎo)熱金屬基板208，其中導(dǎo)熱金屬基板208可以采用鋁板、銅板或其他具有良好的導(dǎo)熱性能的金屬材料。具體結(jié)構(gòu)如下在模塊的底層是導(dǎo)熱金屬基板208，上面貼一層面積比導(dǎo)熱金屬基板稍小的導(dǎo)熱絕緣材料207，磁性器件205、功率管206的底面粘貼在導(dǎo)熱絕緣材料207上，磁性器件205的引腳向上引出，功率管206的引腳向上折彎，一起焊接在印制線路板204上，印制線路板204的底層主要放置功率線路，印制線路板204的頂層主要放置控制器件202，插針一201和插針二203焊接在印制線路板204上。
由于本發(fā)明采用導(dǎo)熱金屬基板替代傳統(tǒng)工藝方案中的鋁基板，不僅極大地降低了成本，而且也避免了鋁基板復(fù)雜的焊接工藝；另外，主功率線路放在上層印制板的底層，減少了共模干擾；對于兩個插針，由于全部放在上層印制線路板上，焊接時也不需要專門的卡具；鋁板上沒有非彈性焊盤貼裝的大尺寸器件，不會由于熱疲勞而造成器件失效，從而真正地實現(xiàn)了降低模塊的成本，簡化模塊的加工工藝，提高模塊的性能價格比的目的。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述

圖1是傳統(tǒng)工藝方案的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是作為本發(fā)明第一個實施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是作為本發(fā)明第二個實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
圖1中傳統(tǒng)的鋁基板工藝方案是將不需要散熱的控制電路102放在上層的印制板104上，發(fā)熱的功率管105和磁性器件106放在下層鋁基板上，兩層板通過插針一101和插針二103實現(xiàn)電器和物理連接。這樣做不僅成本過高，而且制造工藝也比較復(fù)雜，不能有效地避免共模噪聲。
在圖2中，本方案采用導(dǎo)熱金屬基板208代替鋁基板工藝方案中的鋁基板107，利用導(dǎo)熱絕緣材料207將功率管206和磁性器件205粘接在導(dǎo)熱金屬基板208上，功率管206的引腳向上折彎，磁性器件205引腳向上引出，一起焊接到上層印制線路板204上，這樣主功率線路放在上層印制板204的底層，插針一201和插針二203全部放在上層印制線路板204上。
圖3所示實施例主要由以下幾個部分組成插針一301、插針二303、控制元器件302、四層印制線路板304、變壓器305、功率管306、電感307、雙面導(dǎo)熱絕緣膠帶308和鋁板309。具體結(jié)構(gòu)如下在模塊的底層是鋁板309，上面貼上一層面積比鋁板稍小的雙面導(dǎo)熱絕緣膠帶308，變壓器305、電感307、功率管306的底面粘貼在雙面導(dǎo)熱絕緣膠帶308上，電感307、變壓器305的引腳向上引出，功率管306的引腳向上折彎，一起焊接在四層印制線路板304上，印制線路板304的底層主要放置功率線路，印制線路板304的頂層主要放置控制器件302，插針一301和插針二303焊接在印制線路板304上。從電路原理上講，電感307、變壓器305和功率管306這些功率器件是主要的發(fā)熱源，功率線路只要設(shè)計得合理，功率線路的發(fā)熱是可以忽略不計的。也就是說在熱設(shè)計時只要將電感307、變壓器305和功率管306的熱量散發(fā)出去即可。由于雙面導(dǎo)熱絕緣膠帶308具有良好的導(dǎo)熱特性，所以這種結(jié)構(gòu)能有效地將功率器件的熱量通過鋁板309散發(fā)出去。這樣就會降低功率管306、變壓器305和電感307的溫度，達(dá)到散熱之目的。由于直接用鋁板309代替鋁基板107，這樣大大減少了用于散熱的材料成本；由于只要將功率器件通過雙面導(dǎo)熱絕緣膠帶308粘貼在鋁板309上，這樣避免了鋁基板復(fù)雜的加工工藝，簡化了模塊的加工工藝，減少了加工成本；又由于鋁板上除了功率器件外沒有其他器件，所以也不存在鋁基板上大尺寸器件熱疲勞容易造成器件的失效的缺點；同時插針一301和插針二303都放在印制線路板304上，在焊接時不需要專門的卡具；由于功率線路放在印制線路板304的底層，鋁板309只是起到散熱作用，功率管306與鋁板309之間的分布電容對輸出共模噪聲的影響會大大減小。
圖4所示實施例2與實施例1不同之處在于以銅板代替鋁板，銅板同樣具有良好的導(dǎo)熱性能和成本便宜的特點。本實施例主要由以下幾個部分組成插針一401、插針二403、控制元器件402、四層印制線路板404、變壓器405、功率管406、電感407、雙面導(dǎo)熱絕緣膠帶408和銅板409。具體結(jié)構(gòu)如下在模塊的底層是銅板409，上面貼上一層面積比銅板稍小的雙面導(dǎo)熱絕緣膠帶408，變壓器405、電感407、功率管406的底面粘貼在雙面導(dǎo)熱絕緣膠帶408上，電感407、變壓器405的引腳向上引出，功率管406的引腳向上折彎，一起焊接在四層印制線路板404上，印制線路板404的底層主要放置功率線路，印制線路板404的頂層主要放置控制器件402，插針一401和插針二403焊接在印制線路板404上。由于雙面導(dǎo)熱絕緣膠帶408具有良好的導(dǎo)熱特性，所以這種結(jié)構(gòu)能有效地將功率器件的熱量通過銅板409散發(fā)出去。這樣就會降低功率管406、變壓器405和電感407的溫度，達(dá)到散熱之目的。
本發(fā)明采用導(dǎo)熱金屬基板替代鋁基板，降低了模塊的成本，簡化了模塊的加工工藝，提高了模塊的性能價格比，是一種很經(jīng)濟(jì)實用的方案。
權(quán)利要求
1.一種模塊電源的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，包括插針一(201)、插針二(203)、控制元器件(202)、印制線路板(204)、磁性元件(205)、功率管(206)，其特征在于它還包括導(dǎo)熱金屬基板(208)和導(dǎo)熱絕緣材料(207)；所述導(dǎo)熱金屬基板(208)位于模塊的底層；所述導(dǎo)熱絕緣材料(207)位于所述導(dǎo)熱金屬基板(208)上面，其面積比導(dǎo)熱金屬基板稍??；所述磁性器件(205)和所述功率管(206)的底面粘貼在所述導(dǎo)熱絕緣材料(207)上；所述磁性器件(205)的引腳向上引出，所述功率管(206)的引腳向上折彎，一起焊接在所述印制線路板(204)上；所述控制器件(202)位于所述印制線路板(204)上層面上；所述插針一(201)和所述插針二(203)焊接在所述印制線路板(204)上。
2.如權(quán)利要求1所述模塊電源的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)熱絕緣材料(207)是雙面導(dǎo)熱絕緣膠帶。
3.如權(quán)利要求1所述模塊電源的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)熱金屬基板(208)是鋁板。
4.如權(quán)利要求1所述模塊電源的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)熱金屬基板(208)是銅板。
5.如權(quán)利要求1所述模塊電源的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述磁性器件(205)包括電感和變壓器。
6.如權(quán)利要求1所述模塊電源的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于功率線路放置在所述印制線路板(204)的下層面上。
7.如權(quán)利要求1所述模塊電源的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述印制線路板(204)是多層印制線路板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種模塊電源的改進(jìn)結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)為:在模塊的底層是導(dǎo)熱金屬基板208,其上貼一層面積稍小的導(dǎo)熱絕緣材料207;磁性器件205、功率管206的底面粘貼在導(dǎo)熱絕緣材料207上;磁性器件205的引腳向上引出,功率管206的引腳向上折彎,一起焊接在印制線路板204上;印制線路板204的底層主要放置功率線路,頂層主要放置控制器件202;插針一201和插針二203焊接在印制線路板204上。從而解決了傳統(tǒng)電源結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本過高、工藝繁雜而且容易產(chǎn)生共模噪聲的問題。
文檔編號H01L23/34GK1332512SQ00125619
公開日2002年1月23日 申請日期2000年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月29日
發(fā)明者王士民, 王滿堂 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司