一种可组装模块电源结构及其封装工艺的制作方法

专利2022-05-09  184


本申请涉及模块电源的领域,尤其是涉及一种可组装模块电源结构及其封装工艺。



背景技术:

目前市场上主流的金属外壳模块封装电源包括底壳、印制板和上盖。底壳连接有多个与印制板电连接的pin针引线,pin针引线穿过底壳侧壁延伸底壳外。

此类封装结构工艺一般是底壳为cnc精铣的五面体10#钢钢壳,pin针引线为包铜合金套上一个玻璃绝缘子然后通过玻璃烧结工艺一起将pin针引线和玻璃绝缘子固定在底壳上。

然后将印制板组装于底壳内。先将印制板放置好在底壳内后,此时印制板与pin针引线之间有0.8mm左右的间隙,因此需用镊子夹住铜环将铜环套在pin针引线上,然后通过人工锡焊将它们焊接固定。

然后安装上盖,上盖为4j42可伐金0.4mm厚的薄板需cnc精铣沿盖板外形四周铣一圈宽度为2.2mm厚度为0.15mm的凹面然后通过平行封焊工艺与底壳焊接在一起。

针对上述中的相关技术,发明人认为通过锡焊将pin针引线和印制板同时与铜环固定并且导通,操作难度大,从而存在有模块电源生产效率低的缺陷。



技术实现要素:

为了提升模块电源生产效率,本申请提供一种可组装模块电源结构及其封装工艺。

第一方面,本申请提供的一种可组装模块电源结构,采用如下的技术方案:

一种可组装模块电源结构,其特征在于:包括底壳、印制板和上盖,所述印制板设置于底壳内,所述印制板电连接有pin针组件,所述pin针组件远离印制板的一端延伸至底壳外,所述上盖固定连接于底壳并且将印制板封装于底壳内,所述底壳和上盖将pin针组件夹紧固定。

通过采用上述技术方案,可以在安装入底壳之前将pin针组件与印制板电连接,相较于相关技术,pin针组件与印制板之间不需要借助铜环电连接,两者连接的难度减低;同时可以不在底壳内进行pin针组件与印制板固定的操作,操作空间更大,操作更加方便。

利用底壳和盖板将pin针组件固定,从而不需要像相关技术中使用玻璃烧结工艺将pin针引线和玻璃绝缘子固定在底壳上,简化了工艺,提高生产效率,同时降低生产成品。

可选的,所述pin针组件包括一端与印制板电连接有pin针引线以及套设于pin针引线的绝缘粒。

通过采用上述技术方案,利用绝缘粒防止pin针引线和底壳的接触,并且绝缘粒与pin针引线安装方便,有利于提高生产效率。

可选的,所述pin针引线包括与印制板电连接的针脚段以及与针脚段一体成型的接线段,所述针脚段和接线段之间形成夹角α,30°≤夹角α≤150°,所述绝缘粒套设于接线段。

通过采用上述技术方案,利用针脚段和接线段之间形成夹角限制绝缘粒在pin针引线上的位置。减少出现绝缘粒滑动至pin针引线靠近印制板一端的情况发生。

可选的,所述绝缘粒一端同轴开设有卡接槽,所述底壳和/或上盖侧壁置于卡接槽内与绝缘粒卡接。

通过采用上述技术方案,利用底壳和/或上盖限制绝缘粒在pin针引线上的位置,提高pin针组件的稳定性。

可选的,所述底壳侧壁开设有多个半圆弧的第一缺口,所述盖板设置有向底壳弯折的折边,所述折边开设有多个半圆弧的第二缺口,所述折边抵触于底壳的侧壁,所述第一缺口和第二缺口形成一个完整的圆形开口,所述pin针组件穿设于圆形开口中。

通过采用上述技术方案,底壳和盖板之间形成的开口,利用开口对pin针组件进行限位,提高了pin针组件的稳定性。同时在安装印制板时,便于对pin针组件进行定位。

可选的,所述底壳底部固定连接有多个用于支撑印制板的螺柱台阶,所述印制板通过螺栓固定连接于螺柱台阶。

通过采用上述技术方案,印制板与底壳可拆卸连接,便于印制板的维护与安装。

可选的,所述底壳设置与盖板适配的第一防反撞结构和/或与印制板适配的第二防反装结构。

通过采用上述技术方案,利用第一防反装结构避免盖板反装。利用第二防反装结构避免印制板反装。可以降低次品率,提升生产效率。

可选的,所述底壳设有电子灌封胶层,所述印制板嵌设于电子灌封胶层内。

通过采用上述技术方案,电子灌封胶导热特性将印制板上发热器件的热量传导到金属外壳上去,从而保护印制板的电路元件。

第二方面,本申请提供的一种可组装模块电源结构的封装工艺,采用如下的技术方案:

一种可组装模块电源结构的封装工艺,其特征在于:

s1:pin针引线处理,pin针引线通过回流焊焊接于印制板;

s2:套设绝缘粒,在每个pin针引线套设绝缘粒;

s3:安装印制板,将印制板放置于底壳内,绝缘粒抵触于底壳侧壁;

s4:灌装灌封胶,向底壳内注入电子灌封胶,电子灌封胶将印制板完全浸没;

s5:安装盖板,将盖板固定连接于底壳,将印制板封装于底壳内,盖板的折边和底壳侧壁将绝缘粒夹紧固定。

通过采用上述技术方案,pin针引线先与印制板连接,然后两者同时安装入底壳内。相较于相关技术中在底壳内进行pin针引线与印制板固定的操作,本申请的技术方案操作空间更大,操作更加方便。同时不需要像相关技术中使用玻璃烧结工艺将pin针引线和玻璃绝缘子固定在底壳上,简化了工艺,提高生产效率。

综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:

1、在组装印制板和pin针引线时可以在底壳外操作,解决焊接操作困难、焊接质量差的问题;同时绝缘粒也不需点胶固定在底壳上,从而提高生产效率、降低生产成本,pin针引线焊接质量一致性好,简化封装工艺,提升了生产效率,减低生产成本。

2、印制板依靠螺栓固定在底壳内,相较于相关技术,即缓解焊接效率低、焊接质量不可靠的问题又提高固定印制板的牢固性和提高生产组装效率。

3、盖板与底壳用螺栓方式固定,相较于相关技术的盖板与底壳平行封焊焊接工艺,缓解平行封焊焊接工艺成本高、生产效率低,同时也避免后续因模块电源出现异常时需返修而造成机壳报废的情况。

4、印制板、盖板、底壳设计有防止反装的结构,可以降低次品率,提升生产效率。

附图说明

图1是本申请实施例用于展示电源结构整体结构的结构示意图。

图2是本申请实施例用于展示电源结构内部结构的剖面示意图。

图3是本申请实施例用于展示印制板的结构示意图。

图4是本申请实施例用于展示电源结构的爆炸示意图。

图5是本申请实施例用于展示印制板和底壳位置关系的俯视图。

附图标记说明:100、外壳;101、底壳;102、盖板;103、螺柱套筒;104、第一防反装结构;105、螺柱台阶;106、第一缺口;107、折边;108、第二缺口;109、第二防反装结构;200、印制板;201、pin针组件;203、pin针引线;204、绝缘粒;205、针脚段;206、接线段;207、卡接槽;208、让位槽;300、电子灌封胶层.

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种可组装模块电源结构。参照图1和图2,模块电源结构包括外壳100和印制板200。印制板200封装于外壳100内,即印制板200安装于外壳100内,外壳100包裹印制板200,并且对印制板200进行保护。印制板200电连接有多个pin针组件201,pin针组件201远离印制板200的一端穿过外壳100的外壁并且延伸至外壳100外。外壳100内设有电子灌封胶层300。印制板200嵌设于电子灌封胶层300内。

参照图3,pin针组件201数量根据印制板200型号进行设置,在本申请实施例中pin针组件201有十二个。印制板200长度方向的两端均设置有六个。每个pin针组件201包括pin针引线203和套设在pin针引线203的绝缘粒204。

参照图3,pin针引线203包括针脚段205和接线段206,并且两者一体成型。针脚段205与印制板200电连接。接线段206穿过外壳100侧壁延伸至外壳100外。针脚段205和接线段206之间形成夹角α,30°≤夹角α≤150°。在本申请实施例中夹角α为90°,针脚段205与印制板200成垂直设置。接线段206平行于印制板200的长度方向并向外壳100外延伸。

参照图3,绝缘粒204为绝缘材质制成的圆柱状,同轴套设于接线段206。绝缘粒204与外壳100卡接,利用外壳100固定绝缘粒204的位置,从而限制pin针引线203的位置,提升pin针引线203的稳定性。在本申请实施例中绝缘粒204材质为pps。pps为一种耐高低温冲击的塑胶材料,能有效的保护pin针引线203。

参照图3,绝缘粒204远离针脚段205的一端开设有卡接槽207,绝缘粒204位于外壳100内,利用外壳100和pin针引线203弯折的夹角α,限制绝缘粒204在pin针引线203的轴向位置。

参照图4,外壳100包括底壳101和盖板102。底壳101一侧开设用于容纳印制板200的空腔,盖板102固定连接于底壳101开设有空腔的一侧并且将空腔封闭。

参照图4,在本申请实施例中底壳101呈长方形,底壳101侧壁固定连接有四个螺柱套筒103,螺柱套筒103位于底壳101内的四个夹角处的位置。螺栓穿过盖板102并且与螺柱套筒103螺纹连接,从而将盖板102固定连接于底壳101。印制板200开设有四个用于避让螺柱套筒103的让位槽208。

参照图4和图5,为了减少出现盖板102反装的问题,在底壳101一侧夹角处设置有第一防反装结构104。第一防反装结构104可以为固定连接于底壳101侧壁的定位块,也可以是开设于底壳101夹角处的倒角。本申请实施例中第一防反装结构104为开设于底壳101夹角处的倒角。盖板102的夹角处也开设有与第一防反装结构104适配的倒角。利用第一防反装结构104避免盖板102反装。

参照图4和图5,为了减少出现印制板200反装的问题,在底壳101一侧夹角处设置有第二防反装结构109。第二防反装结构109可以为固定连接于底壳101侧壁的定位块,也可以是开设于底壳101夹角处的倒角。在本申请实施例中第二防反装结构109为与螺柱套筒103一体成型的定位块,定位块呈三角形。将印制板200上与定位块开设有三角形的槽,该槽与让位槽连通。利用第二防反装结构109避免印制板200反装。

参照图4,在底壳101内底壁固定连接有四个螺柱台阶105,印制板200放置于底壳101内,印制板200抵接于螺柱台阶105。通过螺栓将印制板200固定连接于螺柱台阶105。在本申请实施例中螺柱台阶105高3.0mm,使得印制板200被抬高,印制板200上的元器件没有接触到底壳101且有足够安全距离。印制板200位于底壳101的空腔内中间位置,使得印制板200各边缘到底壳101侧壁距离为0.55mm以上。

参照图4,在本申请实施例中底壳101和盖板102均采用6061铝料,使用6061很大程度降低了加工成本和加工时间。第一防反装结构104、螺柱台阶105、螺柱套筒103和底壳101为一体成型。

参照图4,底壳101长度方向两端的侧壁均开设有六个半圆弧的第一缺口106。盖板102短边所在的两端向底壳101弯折成折边107。折边107均开设有六个半圆弧的第二缺口108。折边107抵触于底壳101的侧壁,第一缺口106和第二缺口108形成一个完整的圆形开口。pin针组件201穿设于圆形开口中,绝缘粒204开设有卡接槽207的一端置于圆形开口内,卡接槽207的内壁和圆形开口的内壁紧密贴合,从而将绝缘粒204夹紧。在本申请的另一实施例中,可以仅开设有位于底壳101的第一缺口106,也可以仅开设位于折边107的第二缺口108。

本申请实施例一种可组装模块电源结构的实施原理为:在安装入底壳101之前将pin针组件201与印制板200焊接。相比于相关技术,pin针组件201与印制板200之间不需要借助铜环电连接,两者焊接的难度减低。同时可以不在底壳101内进行pin针组件201与印制板200固定的操作,操作空间更大,操作更加方便。降低了生产工艺的难度,方便操作,简化工艺,提升了生产效率。利用底壳101和盖板102将pin针组件201固定,从而不需要像相关技术中使用玻璃烧结工艺将pin针引线203和玻璃绝缘子固定在底壳101上,简化了工艺,提高生产效率,同时降低生产成品。

印制板200通过螺栓可拆卸连接在底壳101内居中位置,相较于相关技术中焊接固定的方式,本申请实施例提高固定印制板200牢固性和提高生产组装效率。上盖板102与底壳101通过螺栓可拆卸连接,缓解后续因模块电源出现异常时需返修而造成机壳报废的情况。

本申请实施例公开一种可组装模块电源结构的封装工艺。主要包括以下步骤:

s1:pin针引线203处理。先将pin针引线203完整成90°,然后将pin针引线203固定连接于印制板200并且使两者导通。pin针引线203采用焊接的方式与印制板200固定连接。本申请实施例可以通过利用治具固定pin针引线203和印制板200,然后使用回流焊将pin针引线203和印制板200焊接。这样的焊接方式能够提高生产效率、降低生产成本,并且使得pin针引线203焊接质量一致性好。

s2:套设绝缘粒204。在每个pin针引线203上套设绝缘粒204,绝缘粒204开设有卡接槽207的一端朝向外侧。

s3:安装印制板200。将印制板200放置于底壳101内,绝缘粒204开设有卡接槽207的一端与第一缺口106配合。绝缘粒204夹在pin针引线203折弯角处和底壳101短边侧壁的内侧面之间,从而被限制住。这样就使绝缘粒204不会从pin针引线203上掉出来了。印制板200通过螺栓固定连接在底壳101内的螺柱台阶105上。

s4:灌装灌封胶。向底壳101内注入电子灌封胶,电子灌封胶将印制板200完全浸没,待电子灌封胶凝固后,形成电子灌封胶层300,印制板200嵌设于电子灌封胶层300内。电子灌封胶导热特性将印制板200上发热器件的热量传导到金属外壳100上去,从而保护印制板200的电路元件。

s5:安装盖板102。将盖板102盖置于底壳101上,将印制板200封装于底壳101内。盖板102的折边107和底壳101侧壁抵接,开设于折边107的第二缺口108与第一缺口106形成一个完整的供绝缘粒204穿设的圆形开口。利用盖板102和底壳101将绝缘粒204夹紧固定。最后利用螺栓将盖板102和底壳101固定连接。

本申请实施例一种可组装模块电源结构的实施原理为:pin针引线203先与印制板200焊接,然后两者同时安装入底壳101内。从而相较于相关技术中在底壳101内进行pin针引线203与印制板200固定的操作,具有更大的操作空间,甚至可以使用设备进行快速生产,极大的提高了生产效率。同时不需要使用玻璃烧结工艺将pin针引线203和玻璃绝缘子固定在底壳101上,简化了工艺,提高生产效率。

以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。


技术特征:

1.一种可组装模块电源结构,其特征在于:包括底壳(101)、印制板(200)和盖板(102),所述印制板(200)设置于底壳(101)内,所述印制板(200)电连接有外部呈绝缘的pin针组件(201),所述pin针组件(201)远离印制板(200)的一端延伸至底壳(101)外,所述盖板(102)固定连接于底壳(101)并且将印制板(200)封装于底壳(101)内,所述底壳(101)和盖板(102)将pin针组件(201)夹紧固定。

2.根据权利要求1所述的一种可组装模块电源结构,其特征在于:所述pin针组件(201)包括一端与印制板(200)电连接的pin针引线(203)以及套设于pin针引线(203)的绝缘粒(204)。

3.根据权利要求2所述的一种可组装模块电源结构,其特征在于:所述pin针引线(203)包括与印制板(200)电连接的针脚段(205)以及与针脚段(205)一体成型的接线段(206),所述针脚段(205)和接线段(206)之间形成夹角α,30°≤夹角α≤150°,所述绝缘粒(204)套设于接线段(206)。

4.根据权利要求2所述的一种可组装模块电源结构,其特征在于:所述绝缘粒(204)一端同轴开设有卡接槽(207),所述底壳(101)和/或盖板(102)侧壁置于卡接槽(207)并且与绝缘粒(204)卡接。

5.根据权利要求1所述的一种可组装模块电源结构,其特征在于:所述底壳(101)侧壁开设有多个第一缺口(106),所述盖板(102)设置有向底壳(101)弯折的折边(107),所述折边(107)开设有多个第二缺口(108),所述折边(107)抵触于底壳(101)的侧壁,所述第一缺口(106)和第二缺口(108)形成一个开口,所述pin针组件(201)穿设于开口中。

6.根据权利要求1所述的一种可组装模块电源结构,其特征在于:所述底壳(101)底部固定连接有多个用于支撑印制板(200)的螺柱台阶(105),所述印制板(200)通过螺栓将印制板(200)固定连接于螺柱台阶(105)。

7.根据权利要求1所述的一种可组装模块电源结构,其特征在于:所述底壳(101)设置于盖板(102)适配的第一防反装结构(104)和/或与印制板(200)适配的第二防反装结构(109)。

8.根据权利要求1所述的一种可组装模块电源结构,其特征在于:所述底壳(101)设有电子灌封胶层(300),所述印制板(200)嵌设于电子灌封胶层(300)内。

9.一种可组装模块电源结构的封装工艺,其特征在于:

s1:pin针引线(203)处理,pin针引线(203)通过回流焊焊接于印制板(200);

s2:套设绝缘粒(204),在每个pin针引线(203)套设绝缘粒(204);

s3:安装印制板(200),将印制板(200)放置于底壳(101)内,绝缘粒(204)抵触于底壳(101)侧壁;

s4:灌装灌封胶,向底壳(101)内注入电子灌封胶,电子灌封胶将印制板(200)完全浸没;

s5:安装盖板(102),将盖板(102)固定连接于底壳(101),将印制板(200)封装于底壳(101)内,盖板(102)的折边(107)和底壳(101)侧壁将绝缘粒(204)夹紧固定。

技术总结
本申请涉及一种可组装模块电源结构及其封装工艺,其主要包括以下步骤:S1:PIN针引线处理,PIN针引线通过回流焊焊接于印制板;S2:套设绝缘粒,在每个PIN针引线套设绝缘粒;S3:安装印制板,将印制板放置于底壳内,绝缘粒抵触于底壳侧壁;S4:灌装灌封胶,向底壳内注入电子灌封胶,电子灌封胶将印制板完全浸没;S5:安装盖板,将盖板固定连接于底壳,将印制板封装于底壳内,盖板的折边和底壳侧壁将绝缘粒夹紧固定。本申请具有提升模块电源生产工艺的效果。

技术研发人员:崔荣明;宋栋梁;臧晓敏;王跃斌
受保护的技术使用者:深圳市皓文电子有限公司
技术研发日:2021.04.02
技术公布日:2021.08.03

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