用於給觸通元件裝配電元器件的方法以及具有電元器件的觸通元件的製作方法

2023-09-10 23:11:35 4

專利名稱：用於給觸通元件裝配電元器件的方法以及具有電元器件的觸通元件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於給觸通元件裝配電元器件的方法，以及具有已安裝的電元器件的觸通元件。
背景技術：
觸通元件，例如特別是引線框架或者電路板，通常用於在模塊中提供電傳導。引線框架包括具有導體軌的電路結構，其用塑料材料注塑包封，以確保形狀穩定性。根據應用領域，可能需要給引線框架裝配電元器件，為此這些電元器件必須通過焊接與導體軌連接。在這種引線框架中，雖然能夠實現布線元器件或電路板的局部焊接，但不能
實現將SMD元器件(SMD: Surface Mounted Device (表面貼裝器件))焊接在引線框架上。其原因在於，用於引線框架的注塑包封的塑料材料的溫度穩定性不足以實現將SMD元器件通常通過平面加熱(例如在回流焊爐中)焊接到引線框架上。在使用塑料材料注塑包封引線框架之前進行SMD的焊接，同樣不能成為可能的備選方案，因為注塑包封引線框架的塑料材料的溫度通常高於將SMD元器件焊接在引線框架上所使用的焊劑的熔化溫度。此外，在注塑過程中，由於高注射壓力和液態塑料材料的高粘滯度，或者可能由於液態塑料材料的高溫引起引線框架(觸通元件)的機械變形，該機械變形會導致引線框架和SMD元器件之間已經形成的釺焊連接損壞或瓦解。

發明內容
本發明的任務在於提供一種用於製造裝配有電元器件的觸通元件的方法，該方法允許給已經用塑料材料或類似物注塑包封的觸通元件裝配SMD元器件。此外，該方法避免了作用在SMD元器件上、尤其是作用在SMD元器件的觸通部位處的機械張力。本發明的任務還在於提供一種裝配有SMD元器件的觸通元件。
該任務通過根據權利要求1的方法以及根據並列的權利要求的觸通元件來解決。
本發明其它有利的方案在從屬權利要求中說明。
一方面，提出了給觸通元件、特別是引線框架裝配SMD元器件 的方法。該方法包括以下步驟提供具有包封的觸通元件，其中在所 述包封的槽口中設有接合部位；將SMD元器件安放到接合部位上； 局部加熱導熱元件，從而加熱接合部位，使得SMD元器件連接在接 合部位上。
該方法具有以下優點可以將電元器件安裝在引線框架上，即使 該引線框架已經設置有不耐高溫的包封。通過局部加熱引線框架的導 熱元件，可以將熱直接傳導至接合部位，從而包封不直接受熱。
此外，在加熱之前，在接合部位和SMD元器件之間設置焊劑材
料。 _
局部加熱可以通過將導熱元件浸入焊劑池內，通過感應、通過電 阻加熱、通過施加熱空氣、通過藉助所設置的立柱進行熱傳導或者通 過施力口雷射來進行。
替代地，在加熱之前，可以在觸通元件上放置保護板，從而使得 導熱元件穿過保護板的開口 ，並且在此將設置有保護板的觸通元件放 到回流焊爐中。
此外，接合部位可以在接觸片上設置在所述包封的槽口中，其中 導熱元件的加熱持續時間最大僅為直至接觸片在槽口的邊緣處達到 包封材料的極限溫度。
另一方面，設有觸通元件、特別是引線框架，用於裝配SMD元 器件。觸通元件包括電路結構；至少部分地包圍所述電路結構的包封； 設在所述包封中的槽口 ，給電路結構的未包封的導體區域提供接合部 位；以及導熱元件，其被構造在導體區域上，以向接合部位傳輸熱量。
導熱元件還可以被構造為從導體區域伸出，並被設置作為導體區 域的整體的部分。
根據一種實施方式，導熱元件被布置在導體區域上，從而使得到 接合部位的熱傳導比到在槽口的邊緣處的導體區域的位置的熱傳導 更好。
可以在所述導體區域上設置散熱裝置，和/或在導體區域在槽口的 邊緣處的位置與導熱元件跟導體區域相互接觸的位置之間，設置導體區域的散熱結構。
以下結合附圖對本發明優選的實施方式進行詳細地說明。
附圖示出


圖1:裝備有SMD元器件的引線框架的俯視圖2:根據第一實施方式將SMD元器件安裝在引線框架上的方
法；
圖3:根據另一實施方式安裝SMD元器件的方法；
圖4:根據本發明的另一實施方式裝配有SMD元器件的引線框架
的俯 視圖5:根據本發明的另一實施方式裝配有SMD元器件並設置有保
護板的引線框架的視圖。
具體實施例方式
在圖1中示出了引線框架1的一部分，其具有兩個接觸片2，這 兩個接觸片在其各自的端部具有接合部位3。接合部位3用於安裝和 在那裡接觸SMD元器件4,使得SMD元器件4通過接觸片2電連接。
引線框架1設有塑料材料製成的包封5,該包封在接觸橋和SMD 元器件4的區域中1開口，從而使安裝SMD元器件4成為可能。塑 料材料用於保護引線框架1的導體軌使其避免意外地觸通，此外還為 導體軌提供的腐蝕保護。替代塑料材料，也可以使用其它適合於封裝 引線框架1的導體軌的不導電的材料。此外，藉助噴塑工藝將塑料材 料置於引線框架l上，其中通過熱傳輸使塑料材料液化，並藉助合適 的鑄模圍繞引線框架進行噴塑。
在引線框架中用於將SMD元器件焊接在接觸片2上的槽口，或 者在注塑過程後加工到引線框架1中，或者這樣進行注塑過程，使得 接觸片2不被塑料材料覆蓋。
SMD元器件4通常在回流工藝中被焊接在電路板或類似物上，以 觸通電路板。回流焊工藝意味著大面積地加熱電路板，以4吏設在接合 部位3和SMD元器件4的觸頭之間的焊膏熔化。但這種回流焊工藝 的缺點是，在此包封5的塑料材料也被熔化或者降解，由此被損壞或元器件安裝在具有塑料包封的引線 框架上的回流焊工藝是不合適的。
在將SMD元器件4安裝於接觸片2的接合部位3上之後，再安 裝包封5，即在將塑料材料圍繞引線框架的導體軌進行噴塑之前，將 SMD元器件4安裝於接觸片2的接合部位3上，同樣也是不可能的。 這會導致以下結果，即由於將塑料材料液化所需的高溫，SMD元器件 4的觸頭和接合部位3之間的焊劑同樣被熔化，並且在注塑過程中可 能發生SMD元器件從接合部位上脫落、接合部位3和SMD元器件4 的觸頭之間的焊點瓦解或類似情況。
因此根據本發明提出了 ，在用塑料材料對電路結構進行封裝之 後，再將SMD元器件4安裝在接觸片2上。如在圖l和圖2中所示， 為此接觸片2的一部分分別從接觸片2的平面彎出。這被用作熱傳輸 元件10，並為此與熱源接觸，以通過熱傳輸元件10將熱量經接觸片 2傳導至接合部位3。在接合部位3處設有焊膏ll，在焊膏上安放SMD 元器件4。
如圖1中所示，熱傳導元件IO優選作為舌片從接觸片2內部向 外衝壓出，並且橫向於、優選垂直於接觸片2的平面彎折，使得熱傳 導元件IO垂直地從接觸片2向外伸出。熱傳導元件IO在接觸片2上 的一個位置處進行彎折，該位置相比到槽口 7的邊緣更靠近接合部位 3,其中在槽口 7中，在引線框架上不存在塑料材料，因此接觸片2 是棵露的。
優選的是，熱傳導元件10的舌片在接觸片2中被這樣沖壓出， 使得熱傳導元件10直接靠近接合部位3，特別是鄰接接合部位3地從 接觸片2彎出。熱傳導元件10用於，將熱能通過熱傳導元件IO傳輸 到接觸片2上並傳輸到接合部位3，從而在那裡使焊膏ll熔化，以將 SMD元器件4與接觸片2連接。熱量也通過接觸片2朝槽口 7的邊緣 方向傳導，即傳導至包封5的在槽口7的邊緣處的塑料材料。因此， 熱傳輸這樣進行，使得雖然焊膏ll被熔化，然而一旦將SMD元器件 4焊接在接觸片2上的焊接過程結束，熱傳輸就被取消或被切斷，以 避免接觸片2在槽口 7的邊緣處的溫度達到塑料材料會熔化或降級的 極限溫度。
如圖2中所示，可以通過將熱傳導元件IO浸在焊劑池15中進行
7熱傳輸，在焊劑池中，熔化的焊劑處在高於焊劑的熔點的溫度。通過
浸入熱傳導元件10，溫度在短時間後被傳導至接合部位3,從而使得 在那裡溫度上升到焊膏11的焊劑的熔點之上，焊膏液化並因此SMD 元器件被焊在接合部位3上。接觸片在槽口的邊緣處(塑料材料包封 在此處開始)的溫度基本上同時開始上升。如此選擇焊劑池15中的 焊劑材料的溫度，使得連接片3處的溫度儘可能快地上升到焊膏的熔 化溫度以上，以結束焊接過程，而所述槽口的邊緣的溫度直到焊接過 程結束仍未達到塑料材料的熔化溫度。
在圖3的實施方式中示出了一種方案，其中通過藉助電感線圏16 將熱量傳到導熱元件10中來進行熱傳輸。
在圖4和圖5中示出了具有已安裝的SMD元器件的引線框架， 其中，引線框架設有帶開口 21的保護板20,導熱元件10穿過這些開 口。因此，引線框架也可以被置於回流焊爐中，其中被加熱的空氣的 熱量被從爐中傳輸到導熱元件10上，該導熱元件將熱量傳導至接合 部位3。在圖4和圖5中示出的實施例中，導熱元件IO不像在圖1至 圖3的實施例中那樣，朝著接觸片2的、位於安裝有SMD元器件4 的側面對面的側面的方向彎出，而是朝著與SMD元器件4所在相同 的側面的方向彎出。
取代引線框架，本發明也可以藉助電路板或其它的觸通元件來實現。
為了避免接觸片在槽口的邊緣處的溫度上升過高，可以沿一個或 者多個接觸片2設置散熱裝置，這些散熱裝置將熱量從相應的接觸片 2傳導至外界中。特別地，接觸片2可以在槽口 7的邊緣與在導熱元 件10和接合部位3之間的連接部位之間的區域中擴展，以由此實現 用於散熱的更大面積。這種措施延長了通過導熱元件10進行熱傳輸 以焊接SMD元器件4的持續時間，而不會使槽口 7的邊緣處的溫度 達到作為包封5的塑料材料的熔化溫度，或者達到可以引起塑料材料 的永久形變的溫度。
替代地，可以藉助雷射或者通過有針對性地作用熱空氣來加熱導 熱元件10,以實現將SMD元器件焊接在接合部位3上。
權利要求
1.用於給觸通元件(1)、特別是引線框架裝配SMD元器件(4)的方法，具有以下步驟-提供具有包封的觸通元件(1)，其中在所述包封(5)的槽口(7)中設有接合部位(3)；-將所述SMD元器件(4)安放到所述接合部位(3)上；-局部加熱導熱元件，進而加熱所述接合部位(3)，從而使所述SMD元器件(4)連接到所述接合部位(3)上。
2. 根椐權利要求1所述的方法，其中在所述加熱之前，在所述接 合部位(3)與SMD元器件之間設置焊劑材料。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其中，通過將所述導熱元件 (10)浸入焊劑池(15)中，通過感應、通過施加熱空氣或者通過施加雷射來實施所述加熱。
4. 根據權利要求1或2所述的方法，其中，在實施所述加熱之前， 在所述觸通元件(1)上安放保護板(20),使得導熱元件(10)穿 過所述保護板的開口 (21)，並且其中將所述設有保護板的觸通元件(1) 放到回流焊爐中。
5. 根據權利要求中1至4中任一項所述的方法，其中，在所述接 合部位(3)在導體區域(2)上設在所述包封(5)的槽口 (7)中， 其中所述導熱元件(10)加熱的持續時間最大僅為直至所述導體區域(2) 在槽口的邊緣處達到所述包封(5)的材料的極限溫度。
6. 用於安裝SMD元器件(4)的觸通元件(1),特別是引線框架，其包括一 電3各結構；一 至少部分地包圍所述電路結構的包封(5);一 設在所述包封(5)中的槽口 (7)，用於給所述電路結 構的未包封的導體區域(2)提供接合部位(3);— 導熱元件(10),該導熱元件被構造在所述導體區域(2) 上，以給所述接合部位(3)輸送熱量。
7. 根據權利要求6所述的觸通元件(1)，其中，所述導熱元件 (10)被構造為從所述導體區域(2)伸出，並且被設置為所述導體區域(2)的整體的部分。
8. 根據權利要求6或7所述的觸通元件(1)，其中，所述導熱 元件(10)被布置在所述導體區域(2)上，從而形成到所述接合部 位(3)的熱傳導比到導體區域(2)在所述槽口 (7)的邊緣處的位 置的熱傳導更好。
9. 根據權利要求6至8中任一項所述的觸通元件(1)，其中， 在所述導體區域(2)上設置散熱裝置，和/或在所述導體區域(2)的 在槽口 (7)的邊緣處的位置與導熱元件(10)跟導體區域(2)相互 接觸的位置之間設置導體區域(2)的散熱結構。
10. 根據權利要求6至8中任一項所述的觸通元件(1 ),其具有 安裝在所述接合部位(3)上的SMD元器件(4)。
11. 根據權利要求1至10中任一項所述的觸通元件(1 ),其中， 所述SMD元器件(4)被構造為焊劑成型體，該焊劑成型體在確定的 外界溫度下熔化，並且由於其表面張力在所述接合部位(3)處聚集， 並在此中斷電 流。
全文摘要
本發明涉及一種用於以SMD元器件裝配觸通元件(1)、特別是引線框架的方法，包括以下步驟提供具有包封的觸通元件(1)，其中在包封(5)的槽口(7)中設置接合部位(3)；將SMD元器件(4)置於接合部位(3)上；對導熱元件加熱，以加熱接合部位(3)，從而使SMD元器件(4)連接在接合部位(3)上。
文檔編號H05K3/34GK101642004SQ200880009855
公開日2010年2月3日 申請日期2008年1月28日 優先權日2007年3月26日
發明者G·舒爾策-伊金-科納特, M·米勒, N·哈伯爾, N·納布, S·斯坦普弗, S·科特豪斯, T·莫爾 申請人:羅伯特.博世有限公司