微型电源模块及其封装方法与流程

1.本发明属于电源元器件领域，具体涉及一种微型电源模块，还涉及该微型电源模块的封装方法。


背景技术：

2.随着电力电子技术的发展，电源模块的体积和功率密度均不断在发展，体积也越来越小，其中一款小体积14*14*9mm的dc电源模块，输入电压18-36vdc，输出功率为3w，其功率密度大，使用方便，所以深受市场的欢迎，具体结构见图1，其具体结构包括：1、壳体，2、底盖，3、dip端子(五个l形端子：输入端子两个，间距是7,62mm，输出端子三个，间距是2.54mm，是标准的1.27mm等间距)，4、主板-水平的pcb，5、变压器(见图3)，6、顶层元器件，7、底层元器件。
3.但是这款产品的成本偏高，这影响了一部分产品的使用。这款产品在生产时，工艺复杂，是导致其生产成高的根本因素。
4.这个产品的生产流程如下：
5.(1)贴片主板4上的底层元器件7然后过回流焊进行焊接；
6.(2)五个端子3和底盖2通过注塑一体成形固定连接；
7.(3)贴片主板4上的顶层元器件6及端子3和底盖2，然后过回流焊进行焊接，焊接完成后，此时底盖2，端子3，主板4，变压器5，顶层元器件6，底层元器件7几个部分成为一个没有灌封的电源模块半成品了；
8.(4)将这个半成品装入壳体1中，得到成品电源。
9.其中，步骤(2)(3)中的端子是采用特殊的工艺制成的，具体工艺流程如下，先是做五个直形端子，将端子插进底盖模具中，注塑成形将底盖和直端子固定一体，然后将底盖下面的直形用工具成形成l形焊盘，这样就可以通过回流焊将该l型端子和主板pcb焊接在一起了。
10.从以上制程中看出，整个工艺的难点在这五个端子的焊接，那么工艺中为何采用端子先与底盖固定，再与主板进行焊接呢，主要由于电源模块体积小，主板pcb元件密度大，端子放在靠近产品的1/3的边沿区，见图1、图2，也就是这个端子必须焊在整个pcb板的1/3边沿区，这种结构要求端子的焊盘设计只能是在顶层，并且不能通孔，因为底层的元件也占据了整个主板pcb的底层，于是这五个端子的焊接通常有两种方法：一是用手工焊接这个l形端子；由于手工焊时还需要做个工具固定这个端子不变形，同时效率和质量无法保障，所以这个方法不适合大规模生产，不可取。二是采用smt加回流焊的方法，由于这五个l形端子单个端子重心不稳，导致贴片完端子，这个端子会倒下，从而该种方法也没有办法实施。目前解决上述问题实际采用的方法是将这五个端子和底盖注塑成形一体，这样贴片端子时，端子不会倒下，然后将端子与主板焊接，这样保证了焊接的成功。但是这种将端子与底盖注塑成形一体的方法的缺点是：
11.(1)这个端子需要特别的工艺生产，是属于非标产品，成本较高。
12.(2)从图1中可以看出，由于产品装配好后，底盖已经将整个产品封闭，导致没有办法用环氧树脂等胶类进行灌封，来填充产品内部的电子元器件，导致这个产品难以在一些高温高湿的环境下使用。
13.(3)因为端子在底盖底部，smt贴片直接将元件盖住，过炉后无法确认底盖下面端子及主板顶层元器件的焊接情况，不方便质检。
14.(4)有可能出现功能测试无法检出的不良。
15.(5)当出现smt元件吃锡不良时无法及时发现，造成报废，成本增加。
16.上述缺点的根本因素是由于微型电源模块体积的限制，要求端子结构满足特定要求，端子属于特殊工艺制成的非标准品，需要采用特殊的生产方法进行生产，而这也导致了整个电源模块封装工艺不同，使产品性能存在不足，生产成本也增加。
17.基于此，有必要提供一种微型电源模块，该微型电源模块端子可以进行标准化生产，成本低，使用范围更广。


技术实现要素：

18.本发明的目的是提供一种微型电源模块，解决现有技术中微型电源模块端子属于非标准化产品，成本高，无法进行灌胶，可靠性低的不足。
19.本发明的目的是还提供一种微型电源模块的封装方法，该封装方法简单，效率高，成本低。
20.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
21.一种微型电源模块，包括壳体、底盖，主板和端子，所述底盖和壳体固定连接，其特征在于，所述端子包括输入端子和输出端子；所述输入端子与主板固定连接，所述输出端子与主板固定连接；所述输入端子和输出端子都为smt单排排针。
22.本发明中，所述输入端子为7p的smt单排排针。
23.本发明一些实施方案中，所述7p的smt单排排针设有第一脚，第二脚，第六脚和第七脚，没有第三脚，第四脚和第五脚。
24.本发明一些实施方案中，所述7p的smt单排排针设有第一脚，第四脚和第七脚，没有第二脚，第三脚，第五脚和第六脚。
25.本发明中，所述输出端子为5p的smt单排排针。
26.本发明一些实施方案中，所述5p的smt单排排针设有第一脚，第二脚，第三脚和第五脚，没有第四脚。
27.本发明一些实施方案中，所述5p的smt单排排针设有第一脚和第五脚，还在smt单排排针第二脚和第四脚之间增设第六脚，没有第二脚，第三脚和第四脚。
28.本发明中，所述smt单排排针为标准的1.27mm smt单排排针。
29.本发明中，所述输入端子与主板焊接，所述输出端子与主板焊接。
30.本发明中，所述主板顶层和底层都设有电子元器件。
31.进一步地，所述主板底层还设有变压器。
32.本发明可以做进一步改进，所述壳体内填充有环氧树脂胶层。
33.一种上述微型电源模块的封装方法，包括以下步骤：
34.(1)贴片主板底层元器件，经过回流焊进行焊接；
35.(2)贴片主板顶层元器件及端子，包括输入端子和输出端子，经过回流焊接，得到半成品；
36.(3)将半成品放入壳体内，进行模块封装，灌入环氧树脂填充固化，密封底盖，得到成品微型电源模块。
37.本发明具有以下有益效果：
38.(1)本发明微型电源模块输入端子和输出端子采用smt单排排针，替代了现有微型电源模块中的dip端子，使得电源模块可以进行标准化生产，成本低，封装工艺也简单。
39.(2)本发明微型电源模块封装过程中，可以灌封环氧树脂，提高了产品可靠性，同时方便对各工艺制成进行检查，提高了产品生产的良品率。
40.(3)本发明微型电源模块封装方法与微型电源模块结构相适应，该方法简单，效率高，成本低。
附图说明
41.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
42.图1为现有微型电源模块的主视图；
43.图2为现有微型电源模块的俯视图；
44.图3为现有微型电源模块内部结构示意图；
45.图4为变压器结构示意图；
46.图5为smt单排排针结构示意图；
47.图6为本发明实施例1输入端子的结构示意图；
48.图7为本发明实施例1输出端子的结构示意图；
49.图8为本发明实施例1微型电源模块未灌封环氧树脂半成品内部结构图；
50.图9为本发明实施例1微型电源模块灌封环氧树脂后成品内部结构图；
51.图10为本发明实施例1微型电源模块外部端子结构示意图。
52.图11为本发明实施例2输入端子的结构示意图；
53.图12为本发明实施例2输出端子的结构示意图；
54.图13为本发明实施例2微型电源模块未灌封环氧树脂半成品内部结构图；
55.图14为本发明微型实施例2电源模块灌封环氧树脂后成品内部结构图；
56.图15为本发明实施例2微型电源模块外部端子结构示意图；
57.附图中标记如下：1、壳体；2、底盖；3、端子；4、主板；5、变压器；6、顶层元器件；7、底层元器件；8、环氧树脂胶层；301、输入端子；302、输出端子。
具体实施方式
58.实施例1
59.如图1-10所示微型电源模块，包括壳体1、底盖2，主板4、端子3和环氧树脂胶层8。
60.所述底盖2和壳体1固定连接。主板4内置于壳体1内，主板4顶层和底层都设有电子元器件，主板4底层还设有变压器5。端子3包括输入端子301和输出端子302。输入端子301和输出端子302都为标准的1.27mm smt单排排针，具体地，输入端子301为7p的smt单排排针，7p的smt单排排针设有第一脚，第二脚，第六脚和第七脚，没有第三脚，第四脚和第五脚。输
出端子302为5p的smt单排排针，5p的smt单排排针设有第一脚，第二脚，第三脚和第五脚，没有第四脚。输入端子301与主板4焊接，输出端子302与主板4焊接。环氧树脂胶层8填充在壳体1内部，提高电子元气件的散热。
61.一种上述微型电源模块的封装方法，包括以下步骤：
62.(1)贴片主板4底层元器件7，经过回流焊进行焊接；
63.(2)贴片主板4顶层元器件6及端子3，包括输入端子301和输出端子302，经过回流焊接，得到半成品；
64.(3)将半成品放入壳体1内，进行模块封装，灌入环氧树脂填充固化，密封底盖2，得到成品微型电源模块。
65.本发明微型电源模块，采用两个smt单排排针端子3替换了现有的五个dip端子3，由于1.27mm smt单排标准有10-40p不等，它广泛应用各种电子产品中，而输入端子301和输出端子302虽然是7p和5p，但是它的生产工艺和生产工具都是一样的，无需变动，属于通过标准工艺即可进行生产的标准品，所以它的成本极低。由于输出端子302和输入端子301均和底盖2分离，这样端子3与主板4焊接完成后，可以直接看到元件的焊接质量。其次装配完成品后可以直接进行灌入环氧树脂进行填充工艺，这样模块可以应用在一些高温高湿的环境下，拓宽了电源模块的应范围，提高了模块的可靠性。
66.实施例2
67.如图11-15所示微型电源模块，包括壳体1、底盖2，主板4、端子3和环氧树脂胶层8，与实施例1不同之处在于端子3结构不同，端子3包括输入端子301和输出端子302。输入端子301和输出端子302都为标准的1.27mm smt单排排针，具体地，输入端子301为7p的smt单排排针，7p的smt单排排针设有第一脚，第四脚和第七脚，没有第二脚，第三脚，第五脚和第六脚。输出端子302为5p的smt单排排针，5p的smt单排排针设有第一脚和第五脚，还在smt单排排针第二脚和第四脚之间增设第六脚，没有第二脚，第三脚和第四脚。输入端子301与主板4焊接，输出端子302与主板4焊接。
68.本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。