基于SIP封装技术的雷电防护装置、封装及实现方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115940106A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211380467.4H01L21/60(2006.01)(22)申请日2022.11.04(71)申请人贵州天义电器有限责任公司地址563000贵州省遵义市汇川区隋阳路1号(72)发明人皇甫王欢孙少楠杨钊(74)专利代理机构遵义市冈鸿专利代理事务所(普通合伙)52102专利代理师陈源鸿(51)Int.Cl.H02H9/04(2006.01)H01L23/04(2006.01)H01L23/15(2006.01)H01L23/49(2006.01)H01L21/54(2006.01)权利要求书2页说明书3页附图1页(54)发明名称基于SIP封装技术的雷电防护装置、封装及实现方法(57)摘要一种基于SIP封装技术的雷电防护装置，由信号输入单元、信号输出单元和防护单元构成；所述信号输入单元与防护单元的信号输入端内部接口相连，防护单元的信号输出端外部接口与信号输出单元相连；所述防护单元与机壳地相连。本发明采用SIP封装技术对传统雷电防护装置进行改进，对选用元器件的裸芯片进行集成，并使用一体化外壳进行封装，大大减小了雷电防护装置的体积、重量，提高了可靠性，对飞机配电系统中雷电防护装置的轻型化、小型化及可靠性设计具有里程碑的意义。CN115940106ACN115940106A权利要求书1/2页1.一种基于SIP封装技术的雷电防护装置，其特征在于：它由信号输入单元、信号输出单元和防护单元构成；所述信号输入单元与防护单元的信号输入端内部接口相连，防护单元的信号输出端外部接口与信号输出单元相连；所述防护单元与机壳地相连。2.一种基于SIP封装技术的雷电防护装置的封装方法，其特征在于：包括如下步骤：a)基板设计：常用的基板有Si3N4基板、AlN基板、Al2O3基板，通过比较，Si3N4基板的热导率、抗弯强度、热膨胀系数等综合指标较好，因此选用0.3mm厚度的Si3N4覆铜陶瓷基板；b)基板图案制作：采用Si3N4覆铜陶瓷基板，在基板正面刻蚀出电连接的图形；导带采用标准300μm厚度的铜箔，铜箔表面镀镍钯金合金以利于键合；c)芯片粘结：将所使用瞬态抑制二极管、连接器的裸芯片通过聚合物粘结剂粘贴到Si3N4覆铜陶瓷基板上；d)引线键合：选用Φ25μm金丝作为键合引线，金丝含金量为99.99％；e)外壳封装：产品采用金属外壳进行气密封装并充以氮气，通过专用夹具并设置合理的封焊参数，并采用成熟的激光封焊技术进行外壳封装。3.基于SIP封装技术的雷电防护装置实现方法，其特征在于：它包括如下步骤：a)根据产品在飞机的安装位置，确定雷电防护装置的防护方式；b)根据产品的安装环境确定飞机的雷电防护等级；c)确定雷电试验方法及试验波形；d)根据雷电试验方法及波形，对产品中需防护的敏感线路及元器件选取合适的防护器件；本产品采用在敏感线路或精密元器件的对应线路上，与机壳地之间增加瞬态抑制二极管的方式来实现雷电防护；e)选取合适器件后，进行雷电防护单元原理设计，并结合产品结构布局，给出雷电防护装置的外廓尺寸；f)与所选器件厂家协商，获取所需元器件的裸芯片；按原理图进行基板图案制作，并将所选元器件的裸芯片通过SIP封装技术集成在陶瓷基板上，主要集成的元器件有瞬态抑制二极管、连接器，并使用一体化外壳进行封装，形成体积小、重量轻、可靠性高的雷电防护装置。4.根据权利要求3所述基于SIP封装技术的雷电防护装置实现方法，其特征在于：所述瞬态抑制二极管参数计算方法如下：a)根据受保护信号最大工作电压Vo和后级电路最大可承受电压Vb初步选择瞬态抑制二极管，要求反向截止电压Vr＞Vo且最大箝位电压Vc＜Vb；b)根据确定的雷电防护方式、等级、试验方法及波形，确定试验波形对应的尖峰开路电压Voc、尖峰短路电流Isc和脉冲宽度T2；c)计算该试验条件下，瞬态抑制二极管击穿后的电流I：I＝(Voc‑Vc)/(Voc/Isc)；d)计算该试验条件下，瞬态抑制二极管的功耗P：I＞Isc时，P＝Isc×Vc；I≤Isc时，P＝I×Vc；e)查询瞬态抑制二极管的峰值脉冲额定功率曲线，获取脉冲宽度为T2时瞬态抑制二极管的峰值脉冲功率Pppm；f)查询瞬态抑制二极管脉冲降额曲线，获取在产品最高工作温度Ts时瞬态抑制二极管的温度降额系数Kt；2CN115940106A权利要求书2/2页g)判断是否P＜Kt×Pppm，如满足则选型合适，否则需要更换选型，并重复步骤a)～步骤g)。3CN115940106A说明书1/3页基于SIP封装技术的雷电防护装置、封装及实现方法技术领域[0001]本发明涉及一种基于SIP封装技术的雷电防护装置、封装及实现方法，属于航空配电技