基于鋁基板的模塊電源新型結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】基于鋁基板的模塊電源新型結(jié)構(gòu)，包括一塊鋁基板，還包括塑膠的與鋁基板形狀相應(yīng)的環(huán)形圍框和塑膠上蓋，鋁基板的上端四角各設(shè)置一個豎直向上的帶齒螺柱，環(huán)形圍框的內(nèi)側(cè)四角各設(shè)置一個與帶齒螺柱相應(yīng)的固定通孔，塑膠上蓋的上端四角各設(shè)置一個與帶齒螺柱相應(yīng)的密封通孔；環(huán)形圍框通過帶齒螺柱壓接到鋁基板上，鋁基板上形成膠層，PCB板與膠層固定，塑膠上蓋通過帶齒螺柱壓接到鋁基板上。這種結(jié)構(gòu)可以查檢注入導(dǎo)熱膠的量和面積，有效地減少導(dǎo)熱膠的用量，從而降低模塊的重量和生產(chǎn)成本。
【專利說明】
基于鋁基板的模塊電源新型結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種散熱結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種兼顧固定的散熱結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]高溫對功率密度高的電源模塊的可靠性影響極其大。高溫會導(dǎo)致電解電容的壽命降低，變壓器漆包線的絕緣特性降低，晶體管損壞，材料熱老化，焊點(diǎn)脫落等現(xiàn)象。有統(tǒng)計資料表明，電子元件溫度每升高2°C，可靠性下降10%。對于電源模塊的熱設(shè)計，它包括兩個層面:降低損耗和改善散熱條件。一、元器件的損耗，損耗是產(chǎn)生熱量的直接原因，降低損耗是降低發(fā)熱的根本。電源模塊熱設(shè)計的關(guān)鍵器件一般有:MOS管、二極管、變壓器、功率電感、限流電阻等。其損耗如下:
[0003]1、M0S管的損耗:導(dǎo)通損耗、開關(guān)損耗(開通損耗和關(guān)斷損耗)；
[0004]2、整流二極管的損耗:正向?qū)〒p耗；
[0005]3、變壓器、功率電感:鐵損和銅損；
[0006]4、無源器件(電阻、電容等):歐姆熱損耗。
[0007]要評估的電阻一般有MOS管的限流檢測電阻、MOS管的驅(qū)動電阻等。限流電阻一般使用1206或更大的封裝，多個并聯(lián)使用。驅(qū)動電阻的損耗也需要考慮，否則可能導(dǎo)致溫升過高。長期工作或高溫環(huán)境下，極易出現(xiàn)電阻燒壞、模塊損壞的問題。
[0008]PCB的銅皮面積、銅皮厚度、板材材質(zhì)、PCB層數(shù)都影響到模塊的散熱。常用的板材FR4(環(huán)氧樹脂)是很好的導(dǎo)熱材料，PCB上元器件的熱量可以通過PCB散熱。特殊應(yīng)用情況下，也有采用鋁基板或陶瓷基板等熱阻更小的板材。PCB的布局布線也要考慮到模塊的散執(zhí)
[0009]功率元件背面敷銅平面散熱，并用“熱孔”將熱量從PCB的一面?zhèn)鞯搅硪幻妗峥椎目讖綉?yīng)很小，大約0.3mm左右，熱孔的間距一般為Imm?1.2mm。功率元件背面敷銅平面加熱孔的方法，可以起到很好的散熱效果，降低功率元件的表面溫升。采用背面敷銅平面加熱孔方法后，MOS管與背面的銅平面的溫差大大減小，熱孔的傳熱性能良好。
[0010]灌封膠又稱電子膠，是一個廣泛的稱呼。用于電子元器件的粘接，密封，灌封和涂覆保護(hù)。灌封膠在未固化前屬于液體狀，具有流動性，膠液黏度根據(jù)產(chǎn)品的材質(zhì)、性能、生產(chǎn)工藝的不同而有所區(qū)別。灌封膠完全固化后才能實(shí)現(xiàn)它的使用價值，固化后可以起到防水防潮、防塵、絕緣、導(dǎo)熱、保密、防腐蝕、耐溫、防震的作用。電子灌封膠種類非常多，從材質(zhì)類型來分，目前使用最多最常見的主要為3種，即環(huán)氧樹脂灌封膠、有機(jī)硅樹脂灌封膠、聚氨酯灌封膠。
[0011]灌封是聚氨脂樹脂的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域。已廣泛地用于電子器件制造業(yè)，是電子工業(yè)不可缺少的重要絕緣材料。
[0012]灌封就是將液態(tài)聚氨脂復(fù)合物用機(jī)械或手工方式灌人裝有電子元件、線路的器件內(nèi)，在常溫或加熱條件下固化成為性能優(yōu)異的熱固性高分子絕緣材料。
[0013]它的作用是:強(qiáng)化電子器件的整體性，提高對外來沖擊、震動的抵抗力；提高內(nèi)部元件、線路間絕緣，有利于器件小型化、輕量化;避免元件、線路直接暴露，改善器件的防水、防潮性能。環(huán)氧灌封膠應(yīng)用范圍廣，技術(shù)要求千差萬別，品種繁多。從固化條件上分有常溫固化和加熱固化兩類。從劑型上分有雙組分和單組分兩類。
[0014]常溫固化環(huán)氧灌封膠一般為雙組分，灌封后不需加熱即可固化，對設(shè)備要求不高，使用方便。缺點(diǎn)是復(fù)合物作業(yè)黏度大，浸滲性差，適用期短，難以實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)，且固化物耐熱性和電性能不很高。一般多用于低壓電子器件灌封或不宜加熱固化的場合使用。與雙組分加熱固化灌封膠相比，突出的優(yōu)點(diǎn)是所需灌封設(shè)備簡單，使用方便，灌封膠的質(zhì)量對設(shè)備及工藝的依賴性小。
[0015]加熱固化雙組分環(huán)氧灌封膠，是用量最大、用途最廣的品種。其特點(diǎn)是復(fù)合物作業(yè)黏度小，工藝性好，適用期長，浸滲性好，固化物綜合性能優(yōu)異，適于高壓電子器件自動生產(chǎn)線使用單組分環(huán)氧灌封料，是國外發(fā)展的新品種，需加熱固化。
[0016]室溫硫化硅橡膠或有機(jī)硅凝膠用于電子電氣元件的灌封，可以起到防潮、防塵、防腐蝕、防震的作用，并提高使用性能和穩(wěn)定參數(shù)，其在硫化前是液體，便于灌注，使用方便。應(yīng)用有機(jī)硅凝膠進(jìn)行灌封時，不放出低分子，無應(yīng)力收縮，可深層硫化，無任何腐蝕，透明硅膠在硫化后成透明彈性體，對膠層里所封裝的元器件清晰可見，可以用針刺到里面逐個測量元件參數(shù)，便于檢測與返修。也有不透明的灰色或者黑色的，使用范圍不同顏色不同。
[0017]室溫硫化的泡沫硅橡膠用于電子計算機(jī)內(nèi)存儲器磁芯板，經(jīng)震動、沖擊、冷熱交變等多項(xiàng)測試完全符合要求。加成型室溫硫化硅橡膠的基礎(chǔ)上制得的耐燃灌封膠，用于電視機(jī)高壓帽及高壓電纜包皮等制品的模制非常有效。對于不需要進(jìn)行密閉封裝或不便進(jìn)行浸漬和灌封保護(hù)時，可采用單組分室溫硫化硅橡膠作為表面涂覆保護(hù)材料。一般電子元器件的表面保護(hù)涂覆均用室溫硫化硅橡膠，用加成型有機(jī)硅凝膠進(jìn)行內(nèi)涂覆。玻璃樹脂涂覆電子電器及儀表元件的應(yīng)用較為廣泛。
[0018]如圖1和圖2所示，目前很多DC/DC電源模塊是采用鋁基板底座和一個塑膠蓋組成。DC/DC電源模塊通常需要內(nèi)部注入導(dǎo)熱膠，但這種結(jié)構(gòu)方式難于查檢注入導(dǎo)熱膠的量和面積，注入太少達(dá)不到導(dǎo)熱效果，注入太多會引起導(dǎo)熱膠膨脹導(dǎo)致外殼變形;一旦膠粘連接后沒法將其再拆除，無法進(jìn)行再維護(hù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0019]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于鋁基板的模塊電源新型結(jié)構(gòu)，用于解決導(dǎo)熱材料塑形過程中無法有效觀察缺陷，塑形后影響維護(hù)的技術(shù)問題。
[0020]本實(shí)用新型的基于鋁基板的模塊電源新型結(jié)構(gòu)，包括一塊鋁基板，還包括塑膠的與鋁基板形狀相應(yīng)的環(huán)形圍框和塑膠上蓋，鋁基板的上端四角各設(shè)置一個豎直向上的帶齒螺柱，環(huán)形圍框的內(nèi)側(cè)四角各設(shè)置一個與帶齒螺柱相應(yīng)的固定通孔，塑膠上蓋的上端四角各設(shè)置一個與帶齒螺柱相應(yīng)的密封通孔；
[0021]環(huán)形圍框通過帶齒螺柱壓接到鋁基板上，鋁基板上形成膠層，PCB板與膠層固定，塑膠上蓋通過帶齒螺柱壓接到鋁基板上。
[0022]所述塑膠上蓋上開設(shè)夾持通孔，在夾持通孔中薄鋁板，在薄鋁板下端涂覆散熱硅膠層，形成復(fù)合散熱層。散熱硅膠層與PCB板直接接觸。
[0023]本實(shí)用新型的基于鋁基板的模塊電源新型結(jié)構(gòu)可以先注入導(dǎo)熱膠再安裝塑膠上蓋可以有效控制注入導(dǎo)熱膠的量和面積，同時通過將塑膠上蓋卡接到帶齒螺柱，這樣不僅連接牢靠，而且可以拆除塑膠上蓋進(jìn)行維護(hù)。這種結(jié)構(gòu)可以查檢注入導(dǎo)熱膠的量和面積，有效地減少導(dǎo)熱膠的用量，從而降低模塊的重量和生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0024]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的DC/DC電源模塊的基本結(jié)構(gòu)分解示意圖；
[0025]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的DC/DC電源模塊的基本結(jié)構(gòu)組合示意圖；
[0026]圖3為本實(shí)用新型基于鋁基板的模塊電源新型結(jié)構(gòu)的分解示意圖；
[0027]圖4為本實(shí)用新型基于鋁基板的模塊電源新型結(jié)構(gòu)的裝配過程示意圖一；
[0028]圖5為本實(shí)用新型基于鋁基板的模塊電源新型結(jié)構(gòu)的裝配過程示意圖二；
[0029]圖6為本實(shí)用新型基于鋁基板的模塊電源新型結(jié)構(gòu)的裝配過程示意圖三；
[0030]圖7為本實(shí)用新型基于鋁基板的模塊電源新型結(jié)構(gòu)的組合示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031 ]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0032]如圖3所示，本實(shí)施例包括一塊鋁基板01，呈矩形，鋁基板01的上端四角各設(shè)置一個豎直向上的帶齒螺柱02;
[0033]還包括一個塑膠的與鋁基板01形狀相應(yīng)的環(huán)形圍框03，環(huán)形圍框03的內(nèi)側(cè)四角各設(shè)置一個與帶齒螺柱02相應(yīng)的固定通孔04;
[0034]如圖6所示，還包括一個塑料的與鋁基板01形狀相應(yīng)的塑膠上蓋05，塑膠上蓋05的上端四角各設(shè)置一個與帶齒螺柱02相應(yīng)的密封通孔06;
[0035]如圖4、圖5、圖6和圖7所示，模塊結(jié)構(gòu)采用鋁基板、環(huán)形圍框和塑膠上蓋組成。環(huán)形圍框通過帶齒螺柱壓接到鋁基板上，進(jìn)行注膠形成膠層，可以將鋁基板完全注膠并可以很好地查檢和控制注膠量。注膠好后再將上層PCB板通過插針連接安裝到鋁基板，與膠層固定，最后將塑膠上蓋通過帶齒螺柱壓接到鋁基板上，形成模塊。如果需維護(hù)模塊，由于塑膠上蓋沒有帶膠連接，只要將壓接的塑膠上蓋拆除后便可對上層PCB板進(jìn)行維護(hù)。
[0036]塑膠上蓋05上開設(shè)夾持通孔，在夾持通孔中固定薄鋁板，在薄鋁板下端涂覆散熱硅膠層，形成復(fù)合散熱層。散熱硅膠層與PCB板直接接觸，元件的熱量一部分可以通過散熱硅膠層由薄鋁板快速帶出，提高散熱效率。在薄鋁板上端形成粗糙表面，形成熱輻射更有效的輻射體。
[0037]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于鋁基板的模塊電源新型結(jié)構(gòu)，包括一塊鋁基板(01)，其特征在于:還包括塑膠的與鋁基板(01)形狀相應(yīng)的環(huán)形圍框(03)和塑膠上蓋(05)，鋁基板(01)的上端四角各設(shè)置一個豎直向上的帶齒螺柱(02)，環(huán)形圍框(03)的內(nèi)側(cè)四角各設(shè)置一個與帶齒螺柱(02)相應(yīng)的固定通孔(04)，塑膠上蓋(05)的上端四角各設(shè)置一個與帶齒螺柱(02)相應(yīng)的密封通孔(06); 環(huán)形圍框通過帶齒螺柱壓接到鋁基板上，鋁基板上形成膠層，PCB板與膠層固定，塑膠上蓋通過帶齒螺柱壓接到鋁基板上。2.如權(quán)利要求1所述的基于鋁基板的模塊電源新型結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述塑膠上蓋(05)上開設(shè)夾持通孔，在夾持通孔中固定薄鋁板，在薄鋁板下端涂覆散熱硅膠層，形成復(fù)合散熱層，散熱硅膠層與PCB板直接接觸。
【文檔編號】H05K7/20GK205623042SQ201620218150
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月18日
【發(fā)明人】鐘文平, 王寧, 高云
【申請人】深圳市陸巡天下科技有限公司