一种低热阻扁平插件式塑封单相整流桥的制作方法

本实用新型涉及硅二极管组装的扁平插件式塑封单相整流桥，尤其涉及一种低热阻扁平插件式塑封单相整流桥。

背景技术：

目前市场上销售的扁平插件式塑封单相整流桥，其结构形式为铝散热片用粘合剂粘到硅酮塑封料上，硅酮塑封料包封铜引线框架，在铜引线框架的四个独立基岛上分别焊接四只二极管芯片的阴极，在四只二极管芯片的阳极和相关的独立基岛上，分别焊有四个内引线片。

这种传统产品四只二极管芯片的阴极焊接在四只独立的铜引线框架的独立基岛上,造成四只独立基岛的平面积由于失去了它们之间缝隙以及内引线片焊接在基岛区域的面积而比连成一起的底板面积小很多。基岛的面积小就产生了两个问题，一个问题热容量小，对产品工作中的发热和散热都没有好处，发热会相对严重，工作中向外传热的热阻相对也会增大；另一个问题是基岛表面上所能容纳的二极管芯片的面积也受到限制，所以该传统产品的二极管芯片最大只能用到5.6mm×5.6mm，这就大大地限制了产品的通流量，仅为45A。

传统产品的铝散热片是用粘合剂粘到硅酮塑封料上的，且使用的铝材是0.5-0.6mm厚的铝板，这样的结构，使得二极管在工作时发出的热量要通过铜框架传给硅酮塑封料，硅酮塑封料再将热量传给铝散热片。热传递中要经过硅酮塑封料这种导热系数远不如金属的材料，使得导热情况很不理想，再加上散热的铝板太薄，也不利于散热，这也限制了产品的通流量。

技术实现要素：

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种低热阻扁平插件式塑封单相整流桥，包括塑封体，铜引线框架，内引线和外引线；铜引线框架上设有铝基板，铝基板上设有绝缘层，绝缘层上设有铜箔焊接层，铜箔焊接层上设有低温焊料层，低温焊料层上设有上基岛和下基岛，上基岛由基岛一和基岛二相连组成，下基岛由基岛三和基岛四相连组成；上基岛和下基岛上设有芯片底面的高温焊料层，芯片底面的高温焊料层上设有阳极向上的二极管芯片和阳极向下的二极管芯片，二极管芯片上再设一层芯片上面的高温焊料层，芯片上面的高温焊料层上设有内引线片和浅槽，内引线片在焊接位置间设有弧形过渡桥。

作为本实用新型的一种改进，上基岛和下基岛上设有30-60um的浅槽。

作为本实用新型的二种改进，上基岛和下基岛为独立基岛。

作为本实用新型的三种改进，铜箔焊接层尺寸为35um-40um。

作为本实用新型四种改进，芯片上面高温焊料层的浅槽深度为30-60um。

作为本实用新型的进一步改进，绝缘层为100-120um厚的聚酰亚胺薄膜。

本实用新型的有益效果是通过产品的再设计，加大铜框架的面积、加大内引线片的面积、加大绝缘铝基板的厚度，并且使绝缘铝基板和铜引线框架直接焊接在一起，减小热阻、加大二极管芯片的面积，从而加大了产品的通流量，改善了产品的散热特性，提高了新产品的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型铜框架零件图。

图1A为本实用新型图1中A的局部放大图。

图2为本实用新型二极管芯片装架示意图。

图3为本实用新型铜内引线片装架示意图。

图4为本实用新型绝缘铝基板零件图。

图5为本实用新型包封前的产品结构示意图（局部）。

图6为本实用新型内引线片零件图。

图7为本实用新型包封后结构图。

图中，1.上基岛，2.下基岛，101.基岛一，102.基岛二，201.基岛三，202.基岛四，3.内引线，4.外引线，5.阳极二极管芯片，6.阴极二极管芯片，71.芯片底面高温焊料层，72.芯片上面高温焊料层， 8.铜引线框架，9.内引线片，10.弧形过渡桥，11.铝基板，12.绝缘层，13.铜箔焊接层，14.低温焊料层， 15.浅槽，16. 塑封体。

具体实施方式

如图1所示，基岛一101，基岛二102，基岛三201，基岛四202，由原来四个独立的基岛，改变成两个独立基岛：上基岛1和下基岛2。上基岛1由基岛一101和基岛二102相连组成，下基岛2由基岛三201，基岛四202相连组成。每个独立基岛上焊接两个二极管芯片，这样不仅增加了框架底板的面积，还增加了新框架的热容量，芯片焊接的独立基岛位置压上了30-60um深的浅槽，这些浅槽一方面增加了基岛的平整和刚度，还能使焊料不容易向压痕范围之外流淌，避免了芯片在烧结过程中的游片现象。

如图2所示，铜引线框架8的铜材厚度为0.6mm，先将铜引线框架8的焊接芯片的基岛部位根据芯片的面积采用专用漏印板印刷上适量面积和厚度的芯片底面高温焊料层71（SnPbAg，熔点270-300℃），然后在铜引线框架8引脚远端的上基岛1部位放上两个阳极极管芯片5，在铜引线框架8引脚近端的下基岛2上放上两个阴极二极管芯片6。二极管芯片选用台面结构的玻璃钝化芯片，这种芯片具有很好的可靠性。因为芯片两面都要进行软焊料焊接，所以两面的电极均选用TiNiAg三层金属结构的芯片。因为本实用新型产品的铜引线框架焊接芯片的基岛面积已经足够大，二极管芯片可以选用7.1mm×7.1mm的大尺寸，可以保证产品有足够大的通流量（80A），二极管芯片的耐压可以根据产品的市场需求选用各种耐压的芯片（800-1600V）。

如图3所示，采用专用漏印板将适量面积和厚度的芯片上面高温焊料层72印刷在内引线3与两个二极管芯片焊接的区域，并将内引线片9装到如图所示的位置。如图6所示，内引线片9采用C194铍青铜材料，它具有高导电和高导热性能，并且具备好的刚度和弹性。在它的形状设计上，采用不小于0.15mm的厚度，每个内引线片连接两个二极管芯片和一处框架内引线端，考虑到热膨胀以及避免焊接过程内引线片9的游片，在它的三个焊接处之间，做了两个弧形过渡桥10,实现内引线片9与二极管芯片焊接的区域面积与二极管芯片金属面积匹配；为了保证内引线片9的平整和焊接过程焊料的定位，在内引线片9接触二极管芯片的一面压上与引线框架基岛上类似的焊料面压上30-60um深的浅槽15。内引线片9安装位置的保证，是靠石墨模具一来完成的。

将以上装架结束的工件，连同石墨模一起放入烘箱，烘干焊膏里面的溶剂，再按高温焊料的工艺要求投入烧结炉进行烧结。并将烧结好的工件，从石墨模里取出待重新装架。

如图4所示，绝缘铝基板11采用1.2mm厚的铝合金材料。铝基板上设绝缘层12，绝缘层12采用100-120um厚的聚酰亚胺薄膜，其耐压能力超过交直流2000V。绝缘层12上设铜箔焊接层13，铜箔焊接层13的铜箔厚度为35um，贴合牢度可靠，其表面会确保不产生氧化，以便于进行焊接。

如图5所示，绝缘铝基板11铜箔面向上放入石墨模具二,然后采用专用漏印板在低温焊料层14上印刷适量面积和厚度的低温焊料（SnAgCu，熔点在200℃）,然后再将第一次烧结好的工件从石墨模具一里取出，按铜框架的两个独立基岛位置向下的方向放到石墨模具二里的绝缘铝基板11上并将框架的基岛对正绝缘铝基板11上的焊膏。

将二次装架好的石墨模具二放入烘箱烘干低温焊膏的溶剂，再放入烧结炉按低温焊料的工艺要求完成烧结，应注意温度不能高了，要保证既要烧好低温焊料，又不能使高温焊料二次熔化。完成烧结的半成品要进行清洗烘干。

如图7所示，将清洗干净的产品用塑封体16进行包封、高温固化、电镀切筋、测试打印，即可以完成整个产品的整个工艺过程。