专利名称：环保型桥式整流器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种环保型桥式整流器的制造技术，属于国家重点支持的新型电力电子器件技术领域。
背景技术：
额定电流容量2 50A的桥式整流器，主要包括:单相全波桥式整流器、三相全波桥式整流器，是电力电子技术的支柱产品，广泛用于各种仪器设备中。椐不完全统计，每年国内市场需求量约2亿只，出口外销量约I亿只。欧盟于2011年7月I日，公布RoHS指令修订版(2011/65/EU)《禁止在电子电气产品中使用某些有毒有害物质的法规》，规定从2013年I月3日实施，对铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚等6种有害物质进行限制，各种有害物质重量与产品总重量之比小于千分之一。日本也于2001年颁布相关法规对电子产品中的“铅”进行限制。美国的相关法规，要求电子产品的使用材料中，“铅”的重量百分比超过0.1 %必需备案，对违反上述规定的企业将处以高额罚款。在世界环保的大潮下，由国家信息产业部、发改委、环保、工商、质检、商务、海关等7部委发布的《电子信息产品污染管理办法》，于2007年3月I日生效，提出了限制铅等六类有毒有害物质。近年来，国内由于多次严重的环境污染血铅事故，使我国对涉铅产品和涉铅行业，加大了整治力度，大批的铅酸蓄电池企业被叫停。传统桥式整流器产品中的电极、焊片、芯片、填充料和金属外壳中，常含有超限量的六类有害物质，重金属铅含量尤为严重。含有害物质的桥式整流器，不能出口国外，在国内的生产、销售、回收、拆解等环节中，均会对环境造成严重的污染。所以，传统的桥式整流器产品急需进行技术创新，改造传统的结构和工艺，实现产品的升级换代。
发明内容
本发明提供一种环保型桥式整流器的制造技术，对传统产品的结构和工艺进行改进后，可以生产出一种环保型桥式整流器。桥式整流器的结构和制造工艺，是将若干只(常见为4 6只)整流芯片，通过直流电极和交流电极，按照不同电路的功能要求组合成桥式电路结构，电极和整流芯片之间用焊片焊接成一体，灌、填绝缘密封材料，保证通电部分与外壳之间呈绝缘状态，再经老化测试即成为产品。桥式整流器根椐其外型封装型式，分为塑封和铝壳二大类。塑封桥式整流器的典型结构如说明书附
图1所示；铝壳桥式整流器的典型结构如说明书附图2所示。在图1和图2中，产品的直流电极、交流电极，其材料为紫铜，为抗氧化和易焊接的原因，电极表面镀涂着焊锡层，传统产品的焊锡层中含有超限量的重金属铅。传统产品所用焊片，其铅含量约为焊片总重的37%。传统的国产整流芯片的结构:为正、负各一片电极，二片电极中间用二片焊片烧结着一片硅片，其电极和焊片都含有很多的铅，含铅量最高可达芯片总重量的20%。传统产品所用的绝缘填充料，是高分子的环氧树脂，其重金属含量很少，但其中的阻燃剂含有较高的多溴联苯或多溴二苯醚。上述含有害物质的零部件在产品生产过程中，相互接触、摩擦，污染了其它零部件和生产线的工装设备仪器，使产品各处包括外壳都沾粘着有害物质，严重地危害着生产线职工、用户和社会的安全。经上分析可知，传统的桥式整流器中的交、直流电极、整流芯片、焊片、绝缘填充料等四种主要零部件，均含有六类有害物质。环保型桥式整流器仍由交、直流电极、整流芯片、焊片、绝缘填充料等四部分组成，有别于传统产品的特征之处在于，对交直流电极、整流芯片、焊片、绝缘填充料等四种零部件均采用了去六类有害物质的技术和工艺，使各种零部件所含六类有毒有害物质量均远低于欧盟RoHS指令标准，所组装出的终端产品有害物质的总含量也会符合环保标准。环保型桥式整流器所用的交、直流电极，革除了传统电极表面的镀涂含铅焊层，改用表面镀涂镍或纯锡金属层。镍和钝锡是易焊金属，兼有抗氧化作用。电极外表面的镀涂层很薄，镀层厚度为10 15um，所用金属量很少，不会升高制造成本。环保型桥式整流器所用的焊片，不使用传统的有铅焊片，改用自行研发的合金配方，采用锡铜合金材料制作，其中铜的比例在0.7 3.5%之间，其熔点在215 220°C之间，调节铜的含量，可调节焊片的熔点和焊接应力，使之适应不同的产品生产要求。环保型桥式整流器所用的整流芯片，不使用传统的有电极整流芯片，采用了玻璃钝化的无电极整流芯片，又称“GPP”整流芯片。这种芯片，是国内近几年发展起来的新产品，没有电极，仅在硅片上直接开槽腐蚀，在槽中填入玻璃粉烧结而成，芯片的二个表面蒸发有钛镍银合金，易焊性好。其最大优点是不含有害物质，且生产成本不高。环保型桥式整流器所用的各种规格的“GPP”整流芯片，国内完全能配套供应。环保型桥式整流器所用的绝缘填充料，不但具备绝缘功能，还要求有阻燃功能。其阻燃材料革除了传统的溴系阻燃剂，改采用为有机硅阻燃剂。有机硅系阻燃剂作为一类高分子阻燃剂，具有高效、无毒、低烟、防滴落、无污染等特点，尤其是因它本身为高分子材料，因此对产品的性能影响很小。其阻燃机理是，在燃烧时有机硅生成碳化硅，这种碳化硅隔离层可以阻止燃烧生成的挥发物外逸，隔绝氧气与树脂接触，防止熔体滴落，从而达到阻燃的目的。因为阻燃剂在产品所用的绝缘填充料中，只占很少比例，改进后并不影响生产成本，但对环境的影响得到了改善。按上述技术方案，生产出的环保型桥式整流器样品，经有资质的检测单位测试，兹将各有害物质的测试含量值及欧盟RoHS指令限制标准值列入下表。从下表可知，样品测试值远低于欧盟RoHS指令限制标准。
权利要求
1.一种环保型桥式整流器，其特征在于:所述环保型桥式整流器由交直流电极、整流芯片、焊片、绝缘填充料等四部分组成，各零部件均采用了去六类有害物质的技术和工艺，使各种零部件所含六类有毒有害物质量均低远于欧盟RoHS指令标准。
2.根据权利要求1所述的环保型桥式整流器，其特征在于:所述环保型桥式整流器的交、直流电极，表面镀涂镍或纯锡金属层，镀层厚度为10 15um。
3.根据权利要求1所述的环保型桥式整流器，其特征在于:所述环保型桥式整流器的焊片，采用锡铜合金材料制作，其中铜的比例在0.7 3.5%之间。
4.根据权利要求1所述的环保型桥式整流器，其特征在于:所述环保型桥式整流器的整流芯片，采用玻璃钝化的无电极整流芯片。
5.根据权利要求1所述的环保型桥式整流器，其特征在于:所述环保型桥式整流器的绝缘填充料，其中溴系阻燃剂改为有机硅阻燃剂。
全文摘要
本发明提供一种环保型桥式整流器，属新型电力电子器件技术领域。在传统桥式整流器的基础上，改进了交直流电极、焊片、整流芯片、绝缘填充料等零部件的结构技术，有害物质含量远低于欧盟RoHS指令限制标准，生产成本并不增加，确保了在生产、使用、回收拆解各环节的环保性。符合产品出口的环保要求。
文档编号H01L23/29GK103199713SQ201310142710
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月9日 优先权日2013年4月9日
发明者程德明, 胡文新, 胡建业, 冯怡心, 吴翠丰 申请人:黄山市祁门新飞电子科技发展有限公司