專利名稱：一種電壓調(diào)節(jié)器刷架總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種電壓調(diào)節(jié)器刷架總成。
背景技術(shù)：
目前，汽車發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器刷架總成多采用將半導(dǎo)體器件集于一塊基片上，或輔以厚膜電路，制造出單片集成電路電壓或厚膜集成電路調(diào)節(jié)器(芯片)，芯片引腳通過焊接方式將芯片與刷架進(jìn)行連接。如圖1所示，圖1是現(xiàn)有技術(shù)中普遍使用的電壓調(diào)節(jié)器刷架總成的整體結(jié)構(gòu)示意圖。該電壓調(diào)節(jié)器包括芯片130和引腳131。該芯片140是散熱殼體封裝形式的集成電路，該芯片平行地放置于刷架上，其芯片140的引腳131垂直地突出于該電壓調(diào)節(jié)器散熱殼體上，通過該引腳131分別與刷架的功率電路和信號(hào)電路連接。芯片 130殼體通過機(jī)械或者焊接的方式與刷架110進(jìn)行固定，在刷架110內(nèi)部布置有若干金屬線路片120，芯片130通過金屬線路片120與刷架外部電路進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)電氣功能。上述電壓調(diào)節(jié)器刷架總成結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是采用特殊封裝的芯片，即將裸片封裝在散熱殼體內(nèi)的集成電路，其制造成本高，且應(yīng)用適應(yīng)性差。由于現(xiàn)有汽車發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)種類多樣化，對(duì)電壓調(diào)節(jié)器刷架總成需求的多樣性，使得電壓調(diào)節(jié)器刷架總成設(shè)計(jì)應(yīng)用有很多局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種有多層線路連接的電壓調(diào)節(jié)器刷架總成，該電壓調(diào)節(jié)器刷架總成適用性強(qiáng)。本發(fā)明公開一種電壓調(diào)節(jié)器的刷架總成，該電壓調(diào)節(jié)器的芯片與外圍電路通過多層線路連接，該電壓調(diào)節(jié)器的刷架注塑為一體。更進(jìn)一步地，該多層線路包括信號(hào)層與功率層，該功率層包括功率輸入層與功率輸入層。更進(jìn)一步地，功率輸入層與該外圍電路的B+端口連接，該信號(hào)層與該外圍電路的 L端口、DFM端口與P端口連接，功率輸出層與該外圍電路的F+端口連接，該功率輸入層、信號(hào)層及功率輸出層均與該外圍電路的GND端口連接。更進(jìn)一步地，該信號(hào)層位于該功率輸入層與功率輸出層之間。更進(jìn)一步地，該功率輸入層和功率輸出層是由金屬片組成的功率電路；該信號(hào)層由印刷電路板組成的信號(hào)電路。更進(jìn)一步地，該印刷電路板上設(shè)置開口，用于放置該功率輸入層和功率輸出層的引腳。更進(jìn)一步地，該電壓調(diào)節(jié)器具有兩個(gè)散熱片，其中一個(gè)散熱片位于該功率輸入層的外側(cè)，另一個(gè)散熱片位于該芯片的外側(cè)。更進(jìn)一步地，位于該功率輸入層的外側(cè)的散熱片的底端與刷架注塑為一體。更進(jìn)一步地，位于該芯片的外側(cè)散熱片通過固定在該刷架上。
更進(jìn)一步地，位于該芯片的外側(cè)散熱片鉚接在該刷架上。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明公開的電壓調(diào)節(jié)器刷架總成能將平面的二維分布的芯片引腳與立體分布的發(fā)電機(jī)電路有效連接。本發(fā)明所采用的芯片是通用封裝形式，批量制造成本低廉，且利用該芯片可對(duì)該刷架與電壓調(diào)節(jié)器總成設(shè)計(jì)進(jìn)行任意調(diào)整，因此適用于大規(guī)模批量生產(chǎn)，降低制造總成本。采用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)用戶定制。


關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步用平。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中電壓調(diào)節(jié)器刷架總成的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明所涉及的電壓調(diào)節(jié)器刷架總成的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明所涉及的電壓調(diào)節(jié)器刷架總成的部分B-B剖面示意圖4是本發(fā)明所涉及的電壓調(diào)節(jié)器刷架總成的A-A剖面示意圖5是本發(fā)明所涉及的電壓調(diào)節(jié)器刷架總成的多層線路的局部放大剖視圖6為本發(fā)明所涉及的具體實(shí)施例的爆炸示意圖。
主要符號(hào)說明
110刷架120金屬線路片
131引腳130-H-* LL 心片
200刷架總成210刷架
221功率輸入層
221a輸入層內(nèi)端接口221b輸入層外端接口
222功率輸出層
222a輸出層內(nèi)端接口
222b輸出層外端接口
223信號(hào)層
223a信號(hào)層內(nèi)端接口223b信號(hào)層外端接口
229接地229a接地內(nèi)端接口
229b接地外端接口
230芯片231引腳
2內(nèi)端接口
241內(nèi)端接口上端244凹槽
250印刷電路板251矩形孔
262散熱板261散熱板
270塑料充填290耦合平面
510第一表面520第二表面
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。本發(fā)明所提供的電壓調(diào)節(jié)器刷架總成，包括芯片和刷架。其具體實(shí)施方式
請(qǐng)參考圖2。該電壓調(diào)節(jié)器刷架總成包括芯片230和刷架210，其中芯片230被固定于刷架210上。 該刷架210包括內(nèi)部端口、外部端口和多層線路，其中內(nèi)部端口 2是指芯片230的引腳231 與多層線路的連接之處，而外部端口是指多層線路與刷架外的外圍電路的連接之處。圖2 中詳細(xì)地展示了多個(gè)外部端口，包括與B+端口(蓄電池正極端口)連接的外部端口 221b， 與外圍電路的L端口(充電指示燈端口)、DFM端口(發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)信號(hào)輸出端)、P端口 (相線圈信號(hào)端口)連接的外部端口 223b，與外圍電路的F+端口(發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電源正極端口 )連接的外部端口 222b。如圖2中所示，上述外部端口或平行于XY平面或垂直XY平面，呈立體式錯(cuò)態(tài)分布?，F(xiàn)有技術(shù)中，如圖1中所示，由于采用的是散熱殼體封裝形式的芯片，該芯片140 平行地放置于刷架上，其芯片140的引腳131垂直地突出于該電壓調(diào)節(jié)器散熱殼體上，通過該引腳131分別與刷架的功率電路和信號(hào)電路連接。芯片130殼體通過機(jī)械或者焊接的方式與刷架110進(jìn)行固定，在刷架110內(nèi)部布置有若干金屬線路片120，芯片130通過金屬線路片120與刷架外部電路進(jìn)行連接。在本發(fā)明中，為了降低電壓調(diào)節(jié)器刷架總成的總成本， 以直插式芯片代替散熱殼體封裝形式的芯片。直插式芯片與散熱殼體封裝形式的芯片的區(qū)別在于，直插式芯片的引腳從封裝好的芯片一個(gè)或多個(gè)側(cè)面引出，排列成一條直線，即該直插式芯片是2D平面布置的。由于該芯片230的引腳231是沿平面直線分布，而發(fā)電機(jī)的其他部件的電路是3D立體分布，并且內(nèi)外端接口存在交叉。因此在本實(shí)施方式中設(shè)置了立體交叉的分層次的多層線路，該多層線路的內(nèi)端接口 2能與平面分布的芯片引腳231耦合， 另一端則能與立體分布的外端接口連接。該多層線路按功能分包括信號(hào)層和功率層，其中該信號(hào)層用于傳輸弱電信號(hào)，與控制電路連接，該功率層用于傳輸強(qiáng)電信號(hào)，與動(dòng)力電路連接。功率層又進(jìn)一步分為功率輸入層和功率輸出層。信號(hào)層223、功率輸入層221及功率輸出層222分別位于不同的平面，三者彼此之間在空間上互不接觸，相互絕緣，但其內(nèi)端接口 2 (即與芯片連接的一端)均位于一個(gè)平面290上，并在該耦合面290上與芯片230的引腳 231相焊接。圖3是本發(fā)明所涉及的電壓調(diào)節(jié)器刷架總成的部分B-B剖面示意圖，在圖3中詳細(xì)闡述了內(nèi)端接口的分布情況。如圖3中所示，圖中虛線框內(nèi)的部分即內(nèi)端接口 2。該內(nèi)端接口 2共包括與多層線路的接口和與接地端四0的接口。內(nèi)端接口 2依次包括信號(hào)層內(nèi)端接口 223a、接地內(nèi)端口 2^a、功率輸出層內(nèi)端口 22 和功率輸出層內(nèi)端口 221a。上述內(nèi)端口通過同時(shí)或分別與芯片引腳231的上下表面相接觸，從而實(shí)現(xiàn)多層線路在一個(gè)平面的華禹合ο圖4是本發(fā)明所涉及的電壓調(diào)節(jié)器刷架總成的A-A剖面示意圖，圖5是本發(fā)明所涉及的電壓調(diào)節(jié)器刷架總成的多層線路的局部放大剖視圖，借助圖4和圖5可以詳細(xì)理解多層線路如何實(shí)現(xiàn)。如圖4中所示，芯片230被放置與該電壓調(diào)節(jié)器刷架總成200的內(nèi)部， 其引腳231平行于水平面。在本實(shí)施方式中，該耦合平面與信號(hào)層223位于同一平面上。該電壓調(diào)節(jié)器刷架總成的信號(hào)層223由一印刷線路板250組成。該印刷線路板250的表面上按照控制電路的設(shè)計(jì)要求，被預(yù)先設(shè)置有一層金屬膜，該金屬膜構(gòu)成了信號(hào)層223。同時(shí)，該印刷線路板250上設(shè)置有若干通孔251，功率層的一端被固定于其中一個(gè)通孔251內(nèi)。為了便于安裝和使用，可以將該通孔設(shè)計(jì)為矩形。因此盡管信號(hào)層、功率層的一端相互交叉設(shè)置，并于垂直的外圍電路連接，但是另一端能與平面的芯片引腳相連接。
功率輸出層222是為一導(dǎo)電體，優(yōu)選地為一金屬片。功率輸出層222的外端接口 222b與外圍電路連接，另一端22 被放置于印刷電路板250的開口內(nèi)。功率輸出層222的內(nèi)部端口 22 被設(shè)計(jì)為一具有凹槽M4的形狀。當(dāng)芯片230的引腳231和功率輸出層內(nèi)部端口 222a連接時(shí)，引腳231被推至凹槽244中間，引腳231受到上端241的擠壓，迫使引腳231被固定于上端241與下端之間，也因此引腳231與功率輸出層222連接在一起。同樣地，還可以采用另一實(shí)施方式，即將凹槽M4的預(yù)留空間增大，并將其作為一焊料儲(chǔ)穴。這樣能同樣保持引腳231與功率輸出層222的連接。同理，由于多個(gè)印刷電路板開口都位于同一平面上，功率輸入層221與引腳231可以同樣的方式連接。信號(hào)端口 233a的印刷電路板金屬膜與芯片引腳231直接接觸，金屬膜比引腳231 面積大，便于焊接。信號(hào)層223是在印刷線路板250上形成，該印刷線路板250的表面上按照控制電路的設(shè)計(jì)要求，在規(guī)定的位置被預(yù)先設(shè)置有一層金屬膜電路，該金屬膜構(gòu)成信號(hào)層223。通常而言，信號(hào)層223的控制電路與外端接口 320的P端口 222b (相位信號(hào)端口 )、 DFM端口(輔助端口)、L端口(充電指示燈端口)連接。印刷電路板金屬膜電路從與芯片引腳231焊接的內(nèi)端接口 223a開始，在印刷電路板上延伸到信號(hào)層外端接口 22 的P端口(相位信號(hào)端口)。功率輸入層221緊靠在印刷電路板的無金屬膜區(qū)域。同時(shí)功率輸出層222位于印刷電路板的另一面，并通過注塑填充的方式與金屬膜區(qū)域絕緣。這樣使得金屬膜信號(hào)層223與其他層電路保持絕緣，再與整個(gè)刷架210注塑為一體。該刷架210注塑為一體，其頂部為散熱片沈1，位于功率輸入層的外側(cè)，散熱片的底部與刷架210注塑為一體；電壓調(diào)節(jié)器總成的底部為散熱片沈2，位于功率輸出層的外側(cè)，通過過盈配合固定在刷架210上。電壓調(diào)節(jié)器的芯片230安裝在散熱片261與散熱片 262之間，信號(hào)層的印刷電路板250注塑在刷架210內(nèi)。這樣，電壓調(diào)節(jié)器的芯片240通過功率層、信號(hào)層與接地端中的端口與外部電路實(shí)現(xiàn)連接。同時(shí)，電壓調(diào)節(jié)器芯片230位于散熱片261與散熱片262之間，通過雙層的散熱方式，增加了散熱有效面積。圖6為本發(fā)明所涉及的具體實(shí)施例的爆炸示意圖。電壓調(diào)節(jié)器總成依次由散熱片 、刷架210、金屬片221組成功率輸入層、金屬片222組成功率輸出層、印刷電路板250的
金屬膜組成的信號(hào)層223、金屬片2 組成的接地端、芯片230和散熱片262配合而成。其中，印刷電路板250具有第一表面510與第二表面520。金屬片221與金屬片222位于印刷電路板250的第一表面510以上。其中金屬片221的引腳穿透第一表面510，并在第二表面 520與芯片230連接。金屬片222的引腳從第一表面510穿透印刷電路板250，并在第二表面520與芯片230連接。金屬片2 位于印刷電路板250的第二表面520以下，其中金屬片229的引腳從第二表面520穿入印刷電路板250，也通過第二表面520與芯片230連接。 由此可見，功率輸入層221、功率輸出層222、信號(hào)層223雖然在一個(gè)平面與芯片230的引腳 231耦合，但是彼此之間相互隔絕。本說明書中所述的只是本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)本發(fā)明的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電壓調(diào)節(jié)器的刷架總成，所述電壓調(diào)節(jié)器的芯片與外圍電路通過多層線路連接，其特征在于所述電壓調(diào)節(jié)器的刷架注塑為一體。
2.一種如權(quán)利要求1所述的電壓調(diào)節(jié)器刷架總成，其特征在于，所述多層線路包括信號(hào)層與功率層，所述功率層包括功率輸入層與功率輸入層。
3.—種如權(quán)利要求2所述的電壓調(diào)節(jié)器刷架總成，其特征在于，所述功率輸入層與所述外圍電路的B+端口連接，所述信號(hào)層與所述外圍電路的L端口、DFM端口與P端口連接， 功率輸出層與所述外圍電路的F+端口連接，所述功率輸入層、信號(hào)層及功率輸出層均共用 GND端口與所述外圍電路組成回路連接。
4.一種如權(quán)利要求2所述的電壓調(diào)節(jié)器刷架總成，其特征在于，所述信號(hào)層位于所述功率輸入層與功率輸出層之間。
5.一種如權(quán)利要求1所述的電壓調(diào)節(jié)器刷架總成，其特征在于，所述功率輸入層和功率輸出層是由金屬片組成的功率電路；所述信號(hào)層由印刷電路板組成的信號(hào)電路。
6.一種如權(quán)利要求5所述的電壓調(diào)節(jié)器刷架總成，其特征在于，所述印刷電路板上設(shè)置開口，用于放置所述功率輸入層和功率輸出層的引腳。
7.—種如權(quán)利要求1所述的電壓調(diào)節(jié)器刷架總成，其特征在于，所述電壓調(diào)節(jié)器具有兩個(gè)散熱片，其中第一散熱片位于所述功率輸入層的外側(cè)，第二散熱片位于所述芯片的外側(cè)。
8.—種如權(quán)利要求7所述的電壓調(diào)節(jié)器刷架總成，其特征在于，所述第一散熱片的底端與所述刷架注塑為一體。
9.一種如權(quán)利要求7所述的電壓調(diào)節(jié)器刷架總成，其特征在于，所述第二散熱片通過機(jī)械固定在所述刷架上。
10.一種如權(quán)利要求7所述的電壓調(diào)節(jié)器刷架總成，其特征在于，所述第二散熱片鉚接于所述刷架上。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電壓調(diào)節(jié)器刷架總成，該電壓調(diào)節(jié)器的芯片與外圍電路通過多層線路連接，其特征在于所述電壓調(diào)節(jié)器的刷架注塑為一體。
文檔編號(hào)H01L23/488GK102185411SQ201110078180
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者葉勤書, 施騫, 李華鋒 申請(qǐng)人:上海法雷奧汽車電器系統(tǒng)有限公司