專利名稱：一體系組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在其組件本體上制備凹槽并在該凹槽上牢固地安裝陶瓷PCB(印刷電路板)和環(huán)氧樹脂PCB的一體系組件結(jié)構(gòu)，特別涉及在陶瓷PCB上安裝電源插頭(pin)和在環(huán)氧樹脂PCB上安裝信號插頭以增加PCB面積利用率和構(gòu)成小型組件的一體系組件結(jié)構(gòu)。
一體系組件的結(jié)構(gòu)是將其上插入或安裝元件的PCB和如SMD(表面安裝器件)之類的元件集成在單個(gè)組件上。


圖1展示按照常規(guī)技術(shù)的一體系組件的結(jié)構(gòu)。
如圖所示，在組件本體10的下部制備凹槽，在凹槽上固定陶瓷PCB11。在陶瓷PCB11的上表面上設(shè)置環(huán)氧樹脂PCB12。在陶瓷PCB11與環(huán)氧樹脂PCB12之間設(shè)置用于信號傳輸?shù)牟遄?socket)13。
在陶瓷PCB11的上部安裝用于接收電源信號和來自外部源的各種信號的插頭。此外，通過引線鍵合在PCB11上安裝電源元件(即BD&Tr、HVIC、IGBT&FWD(自由旋轉(zhuǎn)二極管)等)。
通過引線鍵合在環(huán)氧樹脂PCB12的上部安裝微型計(jì)算機(jī)裝置和其外圍設(shè)備。
以凝膠狀態(tài)涂敷熱固化樹脂，以保護(hù)用于組件本體10的內(nèi)PCBs11和12與元件的引線鍵合，和安裝蓋板15，覆蓋整個(gè)組件。
下面說明如上所述那樣構(gòu)成的常規(guī)技術(shù)的這種系統(tǒng)組件。
參照圖1，首先，在組件本體10的側(cè)面的下部制備凹槽，把陶瓷PCB11插入固定在該凹槽中。組件本體10是由硬模制熱固化樹脂制備的箱盒(case)。
陶瓷PCB11具有良好熱傳遞率特性，因而在其上安裝如橋式二極管、功率晶體管、功率元件、自由旋轉(zhuǎn)二極管之類的功率元件或用于驅(qū)動(dòng)這類元件的高壓IC(HVIC)。
通常，這種一體系組件具有集成為一體的兩層PCBs結(jié)構(gòu)，其中具有良好熱傳遞的陶瓷PCB11設(shè)置在下部而便宜的環(huán)氧樹脂PCB12設(shè)置在其上部。
在環(huán)氧樹脂PCB12上，安裝微型計(jì)算機(jī)即非發(fā)熱元件、外圍部件和其它元件。
利用插座13電連接設(shè)置在下部的陶瓷PCB11和設(shè)置在上部的環(huán)氧樹脂PCB12。
下面說明該結(jié)構(gòu)中的信號流。
當(dāng)通電時(shí)，微型計(jì)算機(jī)產(chǎn)生指令，該指令通過插座13傳送到安裝于陶瓷PCB上的高壓IC(HVIC)，按照該指令，高壓IC(HVIC)驅(qū)動(dòng)功率元件(IGBT絕緣柵雙極晶體管)，以便驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(未示出)。
作為安裝于陶瓷PCB11和環(huán)氧樹脂PCB12上的元件，對于小型化設(shè)計(jì)來說采用裸型元件。
為了連接裸型元件，采用引線鍵合。在這方面，通過鋁引線鍵合來連接安裝于陶瓷PCB11上的元件(BD&Tr、HVIC、IGBT、FWD)，同時(shí)通過金引線鍵合來連接安裝于環(huán)氧樹脂PCB12上的微型計(jì)算機(jī)。
在陶瓷PCB11上安裝用于接收電源和來自外部源的各種信號的電源插頭和信號插頭。電源插頭和信號插頭連續(xù)設(shè)置。
把插頭插入組件的模制熱固化樹脂中，然后通過引線安裝在陶瓷PCB上。
為了保護(hù)在組件本體10的內(nèi)PCBs11上安裝元件的引線鍵合和通過引線鍵合安裝的元件，在‘B’部分涂敷凝膠狀態(tài)的熱固化樹脂，并用蓋板15覆蓋其上部。
圖2是按照常規(guī)技術(shù)安裝在圖1的陶瓷PCB上的配電板的示意性電路圖。
如圖所示，作為主要元件，安裝裸型的六個(gè)IGBTs和六個(gè)FWDs，和安裝三個(gè)門驅(qū)動(dòng)電路以驅(qū)動(dòng)IGBTs。
配電板包括具有防止流到IGBT的過流和過熱之功能的元件。
配電板還包括整流器、驅(qū)動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)源和開關(guān)型電源(SMPS)。
整流器把AC220V轉(zhuǎn)換為DC310V。整流器通過橋式二極管把AC轉(zhuǎn)換為DC。大體積的電解質(zhì)電容器設(shè)置在組件的外側(cè)。
SMPS用經(jīng)整流器轉(zhuǎn)換后獲得的DC對各元件供電。
圖3展示安裝在組件本體10中的環(huán)氧樹脂PCB12上的信號板。
信號板包括微型計(jì)算機(jī)裝置，用于驅(qū)動(dòng)在陶瓷PCB11上安裝的IGBT；自舉電路；負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元和微型計(jì)算機(jī)外圍電路。
可是，用插座連接陶瓷PCB和環(huán)氧樹脂PCB和在陶瓷PCB上設(shè)置插頭(電源插頭和信號插頭)的上述常規(guī)技術(shù)存在下列問題如果陶瓷PCB和環(huán)氧樹脂PCB未被牢固地支撐，那么將出現(xiàn)接觸不良，因產(chǎn)品振動(dòng)而縮短壽命。此外，因使用插座，減小了PCB的可用空間，不利于組件的小型化。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一體系組件結(jié)構(gòu)，其中組件本體開槽，在該槽上牢固地安裝陶瓷PCB和環(huán)氧樹脂PCB。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一體系組件結(jié)構(gòu)，其中在陶瓷PCB上安裝電源插頭，和在環(huán)氧樹脂PCB上安裝信號插頭，以減少插座的使用，從而增加PCB的面積利用率和獲得小型化的組件。
本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提供一體系組件結(jié)構(gòu)，其中在其后使用組件的情況下可通過安裝于環(huán)氧樹脂PCB上的信號插頭立即處理各種信號，從而增加組件的實(shí)用性。
為了實(shí)現(xiàn)這些和其它優(yōu)點(diǎn)，按照本發(fā)明的目的，作為概要和概括的描述，提供一體系組件，在組件本體內(nèi)設(shè)置陶瓷PCB和環(huán)氧樹脂PCB，和分別在各PCB的上部安裝電源元件和信號元件，其中在組件本體的下側(cè)面(lower side surface)和中側(cè)面(middle side surface)制備凹槽，以支撐按兩層結(jié)構(gòu)形成的陶瓷PCB和環(huán)氧樹脂PCB，在陶瓷PCB上安裝用于接收來自外部源的電源信號的電源插頭，在環(huán)氧樹脂PCB上安裝用于接收來自外部源的各種信號的信號插頭。
根據(jù)下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的詳細(xì)說明，將明了本發(fā)明的前述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。
附圖展示本發(fā)明的實(shí)施例，用于對本發(fā)明提供進(jìn)一步的理解，并包含于說明書中和構(gòu)成本說明書的一部分，附圖連同說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
附圖中圖1展示按照常規(guī)技術(shù)的一體系組件的結(jié)構(gòu)；圖2是按照常規(guī)技術(shù)安裝于圖1的一體系組件的陶瓷PCB上的電源元件的示意性電路圖；圖3是按照常規(guī)技術(shù)安裝于圖1的一體系組件的環(huán)氧樹脂PCB上的信號元件的示意性電路圖；和圖4展示按照本發(fā)明的一體系組件的結(jié)構(gòu)。
下面詳細(xì)說明其實(shí)例展示于附圖中的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖4表示按照本發(fā)明的一體系組件的結(jié)構(gòu)。
如圖所示，在組件本體100的下側(cè)面制備凹槽，以支撐陶瓷PCB 101，和在中側(cè)面制備凹槽，以支撐環(huán)氧樹脂PCB 102。具有數(shù)量減少的插頭的插座103設(shè)置在陶瓷PCB 101和環(huán)氧樹脂PCB 102之間。
在陶瓷PCB 101的上部安裝用于接收來自外部源的電源信號的電源插頭104，使其與外部端子連接。
通過引線鍵合連接功率元件(BD&Tr、HVIC、IGBT&FWD)。在環(huán)氧樹脂PCB 102的上部與電源插頭104分開地安裝用于接收來自外部源的各種信號的信號插頭105。
通過引線鍵合，在環(huán)氧樹脂PCB上安裝微型計(jì)算機(jī)裝置和其外圍裝置。
在‘B’部分涂敷凝膠狀態(tài)的熱固化樹脂，以保護(hù)組件本體的內(nèi)部PCB101和102的引線鍵合和元件，用蓋板106覆蓋整個(gè)組件。
下面詳細(xì)說明如所述那樣構(gòu)成的一體系組件的操作和效果。
首先，在組件本體100側(cè)面的下部制備凹槽，和把陶瓷PCB 101插入該凹槽中使其被支撐，和在組件本體100的中側(cè)面制備凹槽，把環(huán)氧樹脂PCB 102插入該凹槽中使其被支撐。
組件本體100是由硬模制熱固化樹脂制備的箱盒。
結(jié)果，PCBs構(gòu)成為兩層結(jié)構(gòu)。
在下PCB上，安裝如橋式二極管、功率晶體管、功率元件、自由旋轉(zhuǎn)二極管(BD&Tr、IGBT、FWD)之類的大發(fā)熱元件和高壓IC(HVIC)。
為了散發(fā)發(fā)熱元件的熱，采用具有良好熱傳遞率特性的陶瓷PCB 101。因陶瓷PCB 101具有優(yōu)于其它PCB的熱傳遞特性，因而它具有較好的散熱效果。
由于與陶瓷PCB 101連接，因而插座103用于電連接陶瓷PCB 101和上PCB 102。
如微型計(jì)算機(jī)、其外圍電路、洗衣機(jī)外殼中的閥驅(qū)動(dòng)電路或用于檢測電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的檢測電路之類與熱無關(guān)的元件都安裝在上PCB即環(huán)氧樹脂PCB 12上。
利用逆變器將這種可能結(jié)構(gòu)的組件用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，它需要集成為一體和小尺寸化。因微型計(jì)算機(jī)以裸型狀態(tài)安裝于PCB上，因而通過金引線鍵合進(jìn)行連接。
還在陶瓷PCB 101即下PCB上進(jìn)行引線鍵合。在這種情況下，進(jìn)行鋁引線鍵合。
下面說明如上述那樣構(gòu)成的一體系組件中的信號流。
當(dāng)通電(AC220V)時(shí)，安裝于環(huán)氧樹脂PCB 102上的微型計(jì)算機(jī)處于備用狀態(tài)。當(dāng)微型計(jì)算機(jī)產(chǎn)生指令時(shí)，該指令通過插座103傳送到安裝于陶瓷PCB 102上的高壓IC(HVIC)。
一旦接收該指令，HVIC驅(qū)動(dòng)功率元件(IGBT)，以便驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(未示出)。
常規(guī)地在陶瓷PCB 101上安裝用于接收電源信號和來自外部源的各種信號的電源插頭和信號插頭。與此相比，在本發(fā)明中，電源插頭和信號插頭分開設(shè)置，從而可防止插頭在一側(cè)集中在一起，插頭在一側(cè)集中在一起將導(dǎo)致裝置難以制造。
通過焊接在陶瓷PCB 101上安裝作為配電板的電源插頭104，和通過焊接在環(huán)氧樹脂PCB 102上安裝作為信號板的信號插頭105。
以這種方式，電源插頭104和信號插頭105分開設(shè)置，從而當(dāng)使用該組件時(shí)，可容易地制造其圖形。此外，通過減少插座103中插頭的總數(shù)量，減少了施加給插座的負(fù)載，因而即使振動(dòng)頻繁地發(fā)生(例如洗衣機(jī))，也可牢固地支撐PCB。
當(dāng)電源插頭104和信號插頭105安裝完成時(shí)，為了保護(hù)用于把元件安裝到組件本體100的下PCB 101和上PCB 102上的引線鍵合和通過引線鍵合安裝于其上的元件，在‘B’部分涂敷凝膠狀態(tài)的熱固化樹脂，和用蓋板106覆蓋其上部。
形成蓋板106，使其正好符合組件的結(jié)構(gòu)。
如上所述，按照本發(fā)明的一體系組件，借助形成于組件本體上的凹槽可牢固地支撐陶瓷PCB和環(huán)氧樹脂PCB。并且，由于電源插頭和信號插頭分開設(shè)置于兩個(gè)PCB上，因而插座插頭的總數(shù)減少，從而提高了PCB的面積利用率和獲得小型化的組件。
盡管按幾種形式實(shí)施本發(fā)明而不會(huì)脫離其精神或基本特征，但還應(yīng)理解，前述說明的任何細(xì)節(jié)都不限制上述實(shí)施例，除非另有說明，而寧可說是，在如權(quán)利要求中所限定的實(shí)質(zhì)和范圍中更寬地構(gòu)成，因此，落入權(quán)利要求的集合和邊界內(nèi)的所有改變和修改或這種集合和邊界的等同物都欲由權(quán)利要求界定。
權(quán)利要求
1.一種一體系組件，其中插座設(shè)置在組件本體內(nèi)的陶瓷PCB與環(huán)氧樹脂PCB之間，電源元件和信號元件分別安裝在各PCB的上部，其中在組件本體的下側(cè)面和中側(cè)面制備凹槽，以支撐按兩層結(jié)構(gòu)形成的陶瓷PCB和環(huán)氧樹脂PCB，在陶瓷PCB上安裝有用于接收來自外部源的電源信號的電源插頭，在環(huán)氧樹脂PCB上安裝有用于接收來自外部源的各種信號的信號插頭。
2.如權(quán)利要求1的一體系組件，其中進(jìn)行鋁引線鍵合，把元件安裝在陶瓷PCB上，同時(shí)進(jìn)行金引線鍵合，把微型計(jì)算機(jī)安裝在環(huán)氧樹脂PCB上。
3.如權(quán)利要求1的一體系組件，其中通過焊接在陶瓷PCB上安裝有作為配電板的電源插頭，和通過焊接在環(huán)氧樹脂PCB上安裝有作為信號板的信號插頭。
4.如權(quán)利要求1的一體系組件，其中在陶瓷PCB上安裝有電源插頭，同時(shí)在環(huán)氧樹脂PCB上安裝有信號插頭，從而減少插座的插頭總數(shù)。
全文摘要
一體系組件,在組件本體內(nèi)設(shè)置陶瓷PCB和環(huán)氧樹脂PCB,在各PCB的上部分別安裝電源元件和信號元件,在組件本體的下側(cè)面和中側(cè)面制備凹槽,以支撐按兩層結(jié)構(gòu)形成的陶瓷PCB和環(huán)氧樹脂PCB,在陶瓷PCB上安裝用于接收來自外部源的電源信號的電源插頭,在環(huán)氧樹脂PCB上安裝用于接收來自外部源的各種信號的信號插頭。由于電源插頭和信號插頭分開設(shè)置在兩個(gè)PCB上,因而減少插座的使用,從而增加PCB的面積利用率及獲得小型化的組件。
文檔編號H05K1/00GK1371238SQ0110830
公開日2002年9月25日 申請日期2001年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月27日
發(fā)明者李在春, 黃旼圭 申請人:Lg電子株式會(huì)社