浪涌抑制模块及其制作方法技术

本发明专利技术揭示了一种浪涌抑制模块，金属管壳两端分别通过金属底板和铜基板密封，所述金属底板和铜基板之间设有FR‑4电路板，所述FR‑4电路板一面通过连接柱固定在铜基板上，另一半与引脚柱电连接，所述引脚柱伸出所述金属底板外，元器件固定在铜基板的内侧面和FR‑4电路板上，由所述铜基板和金属底板直接的金属管壳腔体内填充满硅橡胶组合物。本发明专利技术该浪涌抑制模块具有体积小、可靠性高、承受大电流、散热性能好具有防反接功能等特点，可以有效抑制电源开关时的浪涌电压，并在电源稳定工作时不影响电压输出，减少不必要的功率损耗，可用于大功率电路、能承受连续脉冲冲击。

Surge Suppression Module and Its Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
浪涌抑制模块及其制作方法
本专利技术涉及航空电子设备的电源保护电路领域，特别是涉及一种基于MOSFET控制的输入电压浪涌抑制电路。
技术介绍
在航空设备上的直流供电有两种来源，一是航空发动机驱动直流发电机供电，二是蓄电池备用电源。但是，由于航空发动机驱动直流发电机产生的直流供电非常不稳定，产生的直流电源很容易发生电源浪涌的现象。而在高可靠性供电的航空电子设备中，一般要求二次电源输入端具有抑制航空器电源正常电压浪涌的功能。正常电压浪涌是指来自受控稳态值的电压变化，该变化是由电源供电系统的固有调节引起的，如由负载转换、调节器校正动作等系统正常工作造成的扰动而产生。为了满足具有瞬态抑制浪涌电压的功能，现有的航空电子设备二次电源一般采用了输入端一级或者多级LC滤波，实现抑制浪涌尖峰电压，其缺陷是抑制的电压尖峰值范围较窄，输入耐压值较低，需要附加输入前端过压保护电路。此外，输入电压波动会对后端DC-DC模块产生冲击，影响DC-DC模块的可靠性，增加维护成本。但是，在实际应用中，为了确保电子设备的各项功能保持正常，必须保证当航空器直流电源发生正常电压浪涌波动时，二次电源不受损害并且能持续稳定供电。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是实现一种体积小、可靠性高、电流大的浪涌抑制模块及其制作方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：浪涌抑制模块，金属管壳两端分别通过金属底板和铜基板密封，所述金属底板和铜基板之间设有FR-4电路板，所述FR-4电路板一面通过连接柱固定在铜基板上，另一半与引脚柱电连接，所述引脚柱伸出所述金属底板外，元器件固定在铜基板的内侧面和FR-4电路板上，由所述铜基板和金属底板直接的金属管壳腔体内填充满硅橡胶组合物。所述引脚柱包括VIN+、VIN-、VOUT+和VOUT-，所述VIN+连接TVS管的负端、电阻R1的一端、电阻R2的一端和MOS管的漏极，所述VIN-连接TVS管D1的正端、稳压芯片M1的第三端、二极管D3的正端、电容C1的一端、电容C2的一端、芯片U1的1脚电容C4的一端以及VOUT-，所述VOUT+连接MOS管的源级、二极管D5的正端以及电容C4的一端；所述二极管D5的负端与二极管D4的正端、电容C3的一端相连、所述电容C3的另一端与电阻R5的一端相连，所述芯片U1的3脚与电阻R5的另一端相连，所述芯片U1的8脚与芯片U1的4脚、电阻R3的一端、稳压芯片M1的第二端相连，所述芯片U1的7脚与电阻R4的一端相连，所述芯片U1的6脚与电阻R4的另一端、芯片U1的2脚、电阻R3的另一端、电容C1的另一端相连，所述芯片U1的5脚与电容C2的另一端相连，所述MOS管Q1的栅极与电阻R2的另一端、二极管D4的负端、二极管D3的负端相连。所述铜基板的外侧面设有镀镍层，所述铜基板、金属底板和金属管壳的接合处均设有一层锡膜，所述铜基板上的元器件通过导电银胶粘接到铜基板上，所述FR-4电路板的元器件焊接到FR-4电路板上，所述连接柱和引脚柱均通过焊接固定在FR-4的电路板2上，所述连接柱焊接固定在铜基板上，所述铜基板和金属管壳的接合处通过焊接固定，所述金属底板和金属管壳的接合处通过焊接固定。制作所述浪涌抑制模块的方法：步骤1、清洗金属管壳、铜基板、FR-4电路板和金属底板后，将金属管壳和金属底板吹干，将铜基板和FR-电路板烘干；步骤2、铜基板外侧面镀镍，之后冲洗、烘干；步骤3、将铜基板、金属管壳和金属底板一起放置到加热平台预热，之后对铜基板、金属管壳和金属底板连接处均匀覆锡；步骤4、将MOS管、电阻和电容按照装配图用导电银胶粘接到铜基板上；步骤5、将驱动芯片、电阻、电容、二极管按照装配图焊接到FR-4电路板上；步骤6、将之前加工好的FR-4电路板、铜基板和金属管壳进行清洗，清洗后再进行烘干；步骤7、将FR-4电路板、铜基板和金属管壳一起放置到加热平台预热，利用连接柱将FR-4电路板和铜基板连接制成浪涌抑制模块半成品；步骤8、将金属管壳和浪涌抑制模块半成品放置到加热平台上预热，之后将将铜基板和金属管壳焊接起来；步骤9、清洗制成件，之后进行烘干；步骤10、将硅橡胶组合物灌入金属管壳内，直至硅橡胶组合物完全盖住所有元器件，然后固化处理；步骤11、将金属底板与金属管壳焊接。所述步骤1中，把铜基板、金属管壳和金属底板分别放置玻璃器皿用无水乙醇浸泡5min～10min,再用毛刷轻轻刷洗表面进行清洗，之后金属管壳和金属底板用氮气吹干，铜基板和FR-4电路板放置到烘箱烘干，所述步骤1、2、6、9烘干均采用烘箱烘干，所述步骤1、2、6中，烘箱温度为45℃～55℃，烘干时间15min～20min；所述步骤2中，将铜基板有电路的一面用纸胶带保护，然后用线材捆绑铜基板将铜基板放入电镀溶液，放置时间为45min～55min，之后取出铜基板去掉纸胶带和线材后用清水冲洗，再放入烘箱烘干；所述步骤3、7中，预热时间为20min～30min，加热平台设置的预热温度为100℃～110℃，所述步骤3中，所述均匀覆锡过程中，选择焊锡丝的温度为110℃～130℃；所述步骤4中，导电银胶固化温度为170℃～190℃之间，固化时间1～3小时；所述步骤5中，焊接选用焊锡丝的温度为170℃～190℃。所述步骤7中，将装配完成后的浪涌抑制模块半成品进行电性能测试，筛选出不合格产品，不合格产品进行返工维修，将筛选出电性能合格的浪涌抑制模块半成品进行下一步操作；所述步骤8中，加热平台预热20min～30min，加热平台温度设置为90℃～110℃，焊接采用焊锡，焊锡丝温度为110℃～130℃；所述步骤9中，清洗的清洗剂为酒精，清洗加热温度为90℃～110℃，清洗时间为10-20min；所述步骤11中，焊接采用钎焊，焊锡丝温度为110℃～130℃。所述步骤10中，硅橡胶组合物采用牌号GMX-8152/04H的硅橡胶和牌号GMX-8152/04H硅橡胶混合物，重量比为1：1。本专利技术该浪涌抑制模块具有体积小、可靠性高、承受大电流、散热性能好具有防反接功能等特点，可以有效抑制电源开关时的浪涌电压，并在电源稳定工作时不影响电压输出，减少不必要的功率损耗，可用于大功率电路、能承受连续脉冲冲击。附图说明下面对本专利技术说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：图1是浪涌抑制模块构示意图；图2是浪涌抑制模块电路原理图；图3、4是浪涌抑制模块中FR-4电路板的正反面布局图；图5、6是浪涌抑制模块中铜基板的正反面布局图和模块标识图；图7是浪涌抑制模块的引脚示意图；图8、9是浪涌抑制模块中金属底板的外形图；图10、11是浪涌抑制模块中金属管壳的外形图；图12、13是浪涌抑制模块中铜基板的外形图；上述图中的标记均为：1、金属管壳；2、FR-4电路板；3、铜基板；4、连接柱；5、引脚柱；6、金属底板。具体实施方式下面对照附图，通过对实施例的描述，本专利技术的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。浪涌抑制模块及其制作方法包括以下步骤：1)将金属管壳1、FR-4电路板2、铜基板3、连接柱4、引脚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.浪涌抑制模块，其特征在于：金属管壳两端分别通过金属底板和铜基板密封，所述金属底板和铜基板之间设有FR‑4电路板，所述FR‑4电路板一面通过连接柱固定在铜基板上，另一半与引脚柱电连接，所述引脚柱伸出所述金属底板外，元器件固定在铜基板的内侧面和FR‑4电路板上，由所述铜基板和金属底板直接的金属管壳腔体内填充满硅橡胶组合物。

【技术特征摘要】
1.浪涌抑制模块，其特征在于：金属管壳两端分别通过金属底板和铜基板密封，所述金属底板和铜基板之间设有FR-4电路板，所述FR-4电路板一面通过连接柱固定在铜基板上，另一半与引脚柱电连接，所述引脚柱伸出所述金属底板外，元器件固定在铜基板的内侧面和FR-4电路板上，由所述铜基板和金属底板直接的金属管壳腔体内填充满硅橡胶组合物。2.根据权利要求1所述的浪涌抑制模块，其特征在于：所述引脚柱包括VIN+、VIN-、VOUT+和VOUT-，所述VIN+连接TVS管的负端、电阻R1的一端、电阻R2的一端和MOS管的漏极，所述VIN-连接TVS管D1的正端、稳压芯片M1的第三端、二极管D3的正端、电容C1的一端、电容C2的一端、芯片U1的1脚电容C4的一端以及VOUT-，所述VOUT+连接MOS管的源级、二极管D5的正端以及电容C4的一端；所述二极管D5的负端与二极管D4的正端、电容C3的一端相连、所述电容C3的另一端与电阻R5的一端相连，所述芯片U1的3脚与电阻R5的另一端相连，所述芯片U1的8脚与芯片U1的4脚、电阻R3的一端、稳压芯片M1的第二端相连，所述芯片U1的7脚与电阻R4的一端相连，所述芯片U1的6脚与电阻R4的另一端、芯片U1的2脚、电阻R3的另一端、电容C1的另一端相连，所述芯片U1的5脚与电容C2的另一端相连，所述MOS管Q1的栅极与电阻R2的另一端、二极管D4的负端、二极管D3的负端相连。3.根据权利要求1或2所述的浪涌抑制模块，其特征在于：所述铜基板的外侧面设有镀镍层，所述铜基板、金属底板和金属管壳的接合处均设有一层锡膜，所述铜基板上的元器件通过导电银胶粘接到铜基板上，所述FR-4电路板的元器件焊接到FR-4电路板上，所述连接柱和引脚柱均通过焊接固定在FR-4的电路板2上，所述连接柱焊接固定在铜基板上，所述铜基板和金属管壳的接合处通过焊接固定，所述金属底板和金属管壳的接合处通过焊接固定。4.制作如权利要求1-3中任一所述浪涌抑制模块的方法，其特征在于：步骤1、清洗金属管壳、铜基板、FR-4电路板和金属底板后，将金属管壳和金属底板吹干，将铜基板和FR-电路板烘干；步骤2、铜基板外侧面镀镍，之后冲洗、烘干；步骤3、将铜基板、金属管壳和金属底板一起放置到加热平台预热，之后对铜基板、金属管壳和金属底板连接处均匀覆锡；步骤4、将MOS管、电阻和电容按照装配图用导电银胶粘接到铜基板上；步骤5、将驱动芯片、电阻、电容、二极管按照装配图焊接到FR-4电路板上；步骤6、将之前...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆燕，孟庆贤，俞昌忠，方航，余鹏，王瑞，桂菊青，李勤勤，詹锐，
申请(专利权)人：安徽华东光电技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34