一种二极管底座及车用整流二极管的制作方法

本发明涉及二极管领域，特别涉及一种车用整流二极管的底座及该种二极管。

背景技术：

车用发动机将燃油的大部分化学能转化为机械能，而车用发电机将其中部分机械能转化为电能并供给给汽车电力系统，而由于交流发电机相对于直流发电机具有结构简单，体积小，成本低的特点，故目前汽车都是采用交流发电机发电，而交流发电机产生的交流电必须通过整流电路才能供给给电频及其他车载电器，而整流二极管是该种整流电路重要的构成部件之一。

中国数据库公开了一篇名为汽车用整流二极管管座的专利，申请号为cn201520493350.6，申请日为2015-07-09，公开号为cn204885129u，授权公告日2015-12-16。该种整流二极管管座包括固定底座、底座台、外保护套、芯片保护套，底座台位于固定底座底面，底座台底面设有环形凸台，固定底座外周表面设有轴向齿状花纹，外保护套与芯片保护套间形成废料槽，管座材质为铜合金c102，固定底座上表面圆心处设有一圆形凹槽，芯片保护套位于固定底座表面上，并位于圆形凹槽圆周外围处，芯片保护套横截面为上窄下宽的梯形，外保护套设于固定底座外圆周处，外保护套外表面底部与固定底座表面为倾斜加固结构；其不足之处在于：管座整体采用铜合金制成，成本高；整体结构的管座，在装配时仍然会将较大的压力传递给管座上端的芯片，容易使芯片产生损坏。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种采用分体结构式的二极管底座，以降低生产成本。本发明的另一个目的是提供一种采用该种二极管底座的车用整流二极管，该种二极管具有良好的力学性能，能够有效的降低装配时，二极管中芯片受到的压力。

为了实现本发明的一个目的，本发明提供了一种二极管底座：

一种二极管底座，包括中部座体、外部套体，所述中部座体用于安装芯片，所述中部座体设置于所述外部套体内部。

与现有技术相比，该种二极管底座的有益效果在于：通过将二极管底座分成两部分，可以对两部分的材料进行选择，从而可以降低成本，并且当外部套体受力时，外部套体自身发生较大的形变，而将较小的力传递给中部座体。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步地：所述中部座体包括芯片安装部、定位部，所述芯片安装部设置于所述定位部一端，所述外部套体沿轴线开设有定位孔，所述定位孔为通孔，所述定位部安装于所述定位孔。本步的有益效果：通过芯片安装部安装芯片，定位部将中部座体与外部套体连接，合理的优化了中部座体的结构。

进一步地：所述外部套体一端开设有第一凹槽，另一端开设有第二凹槽，所述定位孔位于第一凹槽和第二凹槽中。本步的有益效果：第一凹槽用于填充塑封料，使得塑封料与外部套体连接更紧密，第二凹槽用于避免中部座体直接受力，当座体受压时，力直接施加于外部套体，从而外部套体吸收绝大部分变形，而将较小的压力传递给中部座体。

进一步地：所述定位部外周一端设置有第一凸沿，另一端设置有第二凸沿，所述第一凸沿位于所述第一凹槽中，所述第一凸沿一侧的端面与所述第一凹槽的槽底贴合，所述第二凹槽的槽底开设有第三凹槽，所述第二凸沿设置于第三凹槽中，所述第三凸沿一侧的端面与所述第三凹槽的槽底贴合。本步的有益效果：通过第一凸沿与第二凸沿进一步将中部座体连接于外部套体，提高了中部座体与外部套体连接的稳定性。

进一步地：所述定位部为圆台形，所述定位孔与所述定位部外形相匹配。本步的有益效果：通过定位部与定位孔锥面的配合，提高了它们之间的接触面接，并且提高了插接安装的稳定性。

进一步地：所述芯片安装部与所述第一凸沿位于所述定位部的同一端，所述第一凸沿朝向所述芯片安装部端面的投影完全落入芯片安装部端面的范围内；所述外部套体外表面设置有多道齿状凸起。本步的有益效果：将芯片安装部与第一凸沿设置于同一端，可以减少塑封料的使用，第一凸沿朝向所述芯片安装部端面的投影完全落入芯片安装部端面的范围内，使得第一凸沿与芯片安装部之间成错落布置的结构形式，在塑封时，塑封料对第一凸沿与芯片安装部有更好的把持力。

进一步地：中部座体、外部套体的材质为不同的导电材质。本步的有益效果：不同的导电材质，使得中部座体与外部套体可以设计要求合理选择材料，从而降低成本，提高该种二极管底座的力学性能。

进一步地：所述外部套体的材质为铝，中部座体的材质为铜。本步的有益效果：铝成本低，但是具有良好的导电、导热性能，从而实用铝作为外部套体的材料，可以降低该种二极管底座的成本，且铝具的可塑性强，在受力时能够带走较大的压力从而产生形变，而将较小的压力传递给中内部的中部座体。

为了实现本发明的另一个目的，本发明提供了一种车用整流二极管：

一种车用整流二极管，包括所述二极管底座，它还包括芯片、引线，所述芯片设置于所述芯片安装部，所述芯片连接有所述引线。

与现有技术相比，该种车用整流二极管的有益效果在于：将芯片安装于芯片安装部，使得该种二极管在受外力时，先由外部套体受力并产生形变，通过形变减小了传递给中部座体的压力，从而中部座体传递给芯片的外力小，减小了芯片受力损坏的风险，并且由于二极管底座成本低，使得该种车用整流二极管的成本降低。

进一步地：它还包括塑封壳，所述塑封壳将所述第一槽体、第一凸沿、芯片安装部、芯片包裹于其内部。步的有益效果：塑封壳防灰、绝缘，使芯片得到了进一步的保护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为二极管底座的结构示意图；

图2为图1中沿a-a的剖视图；

图3为二极管底座的三维结构示意图；

图4为车用整流二极管的结构示意图；

图5为图4中沿b-b的剖视图；

图6为车用整流二极管的三维结构示意图；

图7为实验组一中二极管t1的温度(℃)-电压(v)特性曲线；

图8为实验组一中二极管t1的时间(min)-温度(℃)特性曲线；

图9为实验组二中二极管t2的温度(℃)-电压(v)特性曲线；

图10为实验组二中二极管t2的时间(min)-温度(℃)特性曲线。

其中，1中部座体，101上半柱体，102下半柱体，103凸起，104第一凹槽，105第二凹槽，106第三凹槽，107定位孔，2外部套体，201芯片安装部，202定位部，203第一凸沿，204第二凸沿，3芯片，4引线，5塑封壳。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

具体实施例

如图1-3所示，一种二极管底座，包括中部座体1、外部套体2，中部座体1用于安装芯片3，中部座体1设置于外部套体2内部。

如图2所示，外部套体2包上半柱体101与下半柱体102，上半柱体101和下半柱体102都呈圆柱形且上半柱体101位于下半柱体102上端，上半柱体101与下半柱体102同轴设置，上半柱体101的直径小于下半柱体102的直径，下半柱体102外周均布有多道齿状的凸起103，凸起103之间相互平行且凸起103平行于外部套体2的轴线，外部套体2上端面开设有第一凹槽104，第一凹槽104可位于上半柱体101中，或者延伸至下半柱体102内，第一凹槽104的作用是为了在其中填充塑封料，外部套体2下端开设有第二凹槽105，第二凹槽105的槽底开设有第三凹槽106，第一凹槽104、第二凹槽105、第三凹槽106都为圆柱形且同轴线设置，第一凹槽104与第三凹槽106之间还开设有定位孔107，定位孔107为通孔，定位孔107沿外部套体2的轴线设置并用于安装中部座体1。

如图2所示，中部座体1包括芯片安装部201、定位部202，芯片安装部201呈圆柱形，芯片安装部201设置于定位部202上端，定位部202呈圆台形且大头朝上设置，定位部202外形与定位孔107相匹配的，且定位部202中部插接于定位孔107中，定位部202外周与定位孔107外周紧密贴合，该处定位部202外形也可以是圆柱形或者多边形，当定位部202是圆柱形或者多边形时，定位孔107也是与之相匹配的形状，定位柱中部与定位孔107的连接关系是插接连接，且定位柱外周与定位孔107的孔壁紧密贴合，该处定位部202采用圆台形是因为通过斜面相互贴合，一方面能够保证定位部202插接于定位孔107的稳定性，另一方面可以增大接触面积，从而提高外部套体2与中部座体1之间的导电性与导热性；定位部202上端外周设置有环形的第一凸沿203，第一凸沿203上端与芯片安装部201连城一体，第一凸沿203外周为圆形，且第一凸沿203外周直径小于芯片安装部201直径，第一凸沿203位于第一凹槽104内且其下端面与第一凹槽104槽底紧密贴合，定位部202下端外周设置有第二凸沿204，第二凸沿204位于第三凹槽106内且其上端面与第三凹槽106槽底紧密贴合。

中部座体1与外部套体2的材料都要采用导电性能与导热性能优良的材料，如铜、铝、银等，本实施例中，中部座体1材质为铜，外部套体2材质为铝。

如图3-6所示，一种车用整流二极管，包括上述二极管底座，它还包括芯片3、引线4，芯片3通过焊锡焊接于芯片安装部201上端，引线4焊接于芯片3，该种二极管上端还设置有塑封壳5，塑封壳5下端设置于第一凹槽104中，并将第一凸沿203、芯片安装部201、芯片3，引线4下端包裹于其中，塑封壳5提高了该种二极管的使用寿命。

由于该种二极管在使用过程中，散热性能对其工作稳定性影响较大，故需要对其结温进行相应测试，实验采用由纯紫铜一体压制成型的底座制作的二极管t1作为实验组一，将本发明中的中部座体为铜、外部套体为铝的底座制作的二极管t2作为实验组二，二极管t1与二极管t2的整体外形相同，实验步骤如下：

第一步：先将实验组一中的二极管t1及实验组二中的二极管t2分别放入实验用加热箱中，并给二极管t1及二极管t2通过im＝50ma电流，通过环境温度的升高使得二极管t1及二极管t2升温，并记录该过程中二极管t1及二极管t2温度t(℃)及对应的电压vfa(v)，得到温度(℃)-电压(v)特性曲线，其中，二极管t1的温度(℃)-电压(v)特性曲线如图7所示，二极管t2的温度(℃)-电压(v)特性曲线如图所示9，经计算得到二极管t1及二极管t2对应的平均k值，其中，任意两温度之间对应的k值的计算方式如下，k＝△vfa/△t，△t为两个不同温度值的差值，△vfa为△t对应的电压的差值，先计算温度从80℃-90℃的一个k值，再计算每升高10℃的一个k值，再将所有k值求平均数得到平均k值；

第二步：将实验组一中的二极管t1及实验组二中的二极管t2放入室温环境中并冷却至室温，然后给二极管t1及二极管t2通过it＝4.0a的电流，使得二极管t1及二极管t2升温并保持稳定，该过程持续20min，在此过程中持续记录如下数值：①实验环境温度ta，②塑封壳体周围五公分距离的环境温度ta，③管壳温度tc，④引线与壳体交界处引线的温度tl，⑤结温tj，得到每个数值的时间(min)-温度(℃)特性曲线，其中二极管t1的时间(min)-温度(℃)特性曲线如图8所示，二极管t2的时间(min)-温度(℃)特性曲线如图10所示，其中结温tj为计算值，计算方式如下，实验从time为0min-20min的过程中，每隔一秒以脉冲方式给二极管t1及二极管t2通以itm＝50ma的电流，并得到每一秒对应的瞬间电压值vfb，结温tj计算公式为tj＝△vfb/k，其中△vfb为相邻两秒的vfb的差值，k为第一步中得到的平均k值，根据该计算公式得到二极管t1及二极管t2对应的tj曲线，该计算过程有计算机完成，并由计算机生成对应的坐标图。

由图8和图10可知，二极管t1的结温稳定在147℃左右，二极管t2的结温稳定在149℃左右，而一般车用整流二极管的设计使用温度在150℃，故二极管t2能够满足使用要求。

采用铜制的中部座体1与铝制的外部套体2，相对于整体铜制的二极管底座，降低了生产成本，并且中部座体1与外部套体2的分体形式，使得由该种二极管底座制得的二极管在装配以及使用过程中，外部套体2能够通过自身形变降低传递至中部座体1的压力，从而降低了芯片3受到的外力，降低了芯片3损坏的可能性，提高了该种该车用整流二极管的使用寿命。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。