CN114828442A - 一种基于pcb连接的igbt模块与散热器的安装方法 - Google Patents

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张泽楠
刘超
王江涛
王磊
赵英序
洪赢
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Abstract

本发明涉及一种基于PCB连接的IGBT模块与散热器的安装方法，其步骤为：步骤1：散热器与IGBT均安装于PCB上，在安装散热器和IGBT之前，在PCB上安装一对支撑件用以支撑IGBT；步骤2：将IGBT置于支撑件上方，通过引脚与PCB完成装配；步骤3：将IGBT的引脚焊接于PCB上；步骤4：将散热器置于IGBT上，并与PCB通过螺栓连接，使IGBT整个散热面均匀受力，散热器与IGBT的散热面充分贴合；步骤5：在散热器与PCB的螺栓连接处均安装柔性限位装置。本发明便于散热器的独立安装与拆卸，能够避免人工装配时由于操作不当导致IGBT受损，提高批量生产的效率，降低成本。

Description

一种基于PCB连接的IGBT模块与散热器的安装方法
技术领域
本发明涉及一种电力电子装置结构散热技术领域，尤其是一种基于PCB连接的IGBT模块与散热器的安装方法。
背景技术
小容量的电力电子设备中经常需要用到基于PCB连接的IGBT功率模块(简称IGBT)，而IGBT在工作过程中会产生大量的热量，若热量不能及时传递出去，使IGBT长期工作在高温条件下，会导致其失效而发生故障。因此，通常需要在IGBT上安装散热器，以此来保证IGBT产生的热量及时散出，使其温度稳定在设计要求的范围之内。为了使IGBT能够与散热器良好地接触，充分将热量传递出去，通常需要将IGBT与散热器固定在一起来使用。目前常见的IGBT与散热器的安装方法为螺栓紧固的方式，一般是先将IGBT与散热器用螺栓固定之后，再将散热器安装在PCB上，最后将IGBT引脚焊接在PCB上完成电气连接。
由于PCB与散热器之间的空隙较小，直接拆掉IGBT与散热器之间的螺栓较为困难。当IGBT在PCB上完成电气连接之后，若要拆卸散热器需要先将IGBT的引脚进行拆焊，然后再拆卸散热器与PCB之间的螺栓，最后再拆卸IGBT与散热器之间的螺栓，如此完成散热器的拆卸。因此导致散热器与IGBT的分离过程十分繁琐。此外，螺栓连接的方式中，IGBT仅连接点受力，可能会导致IGBT的散热面与散热器贴合不够充分而影响热传导的效果，而且在紧固时，由于螺栓与IGBT安装面的接触面积较小，若力矩过大容易损坏IGBT。若环境温度波动过大，螺栓紧固的方式也容易出现松动的情况。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于PCB连接的IGBT模块与散热器的安装方法。
本发明的技术方案如下：
一种基于PCB连接的IGBT模块与散热器的安装方法，其步骤为：
步骤1：散热器与IGBT均安装于PCB上，在安装散热器和IGBT之前，首先在PCB上安装一对支撑件用以支撑IGBT；
步骤2：将IGBT置于支撑件上方，并通过引脚与PCB完成装配；
步骤3：将IGBT的引脚焊接于PCB上；
步骤4：将散热器置于IGBT上，并与PCB通过螺栓连接，使散热器与IGBT相互挤压，并使IGBT整个散热面均匀受力，以及使散热器与IGBT的散热面充分贴合，保证热传导的效果；
步骤5：为了保证散热器对IGBT的压力不至于过大而损坏IGBT，在散热器与PCB的螺栓连接处均安装柔性限位装置。
进一步，所述支撑件用以支撑IGBT保证散热器对IGBT的压力仅作用于IGBT安装面，支撑件顶面的面积等于或小于IGBT安装面的面积。
进一步，所述IGBT安装面的受力面积大于螺栓紧固方式中IGBT安装面的受力面积。
进一步，所述柔性限位装置能够在散热器与PCB进行螺栓连接时进行压缩，而当压缩至最大限位位移时，所述柔性限位装置不能够继续压缩，此时所受到的压力为散热器的重力与IGBT允许安装所能承受的压力之和，既保证了IGBT与散热器紧密贴合又不致压力过大使IGBT受损。
本发明提供的基于PCB连接的IGBT模块与散热器的安装方法的有益效果在于：便于散热器的独立安装与拆卸，能够避免人工装配时由于操作不当导致IGBT受损，提高批量生产的效率，降低成本；能够使散热器平面与IGBT面充分接触，更利于传导散热；省去IGBT与散热器之间的紧固螺栓，可以避免由于温度波动过大导致该紧固螺栓松动，减少故障点。
附图说明
图1是散热器、IGBT和PCB的安装示意图；
图2是基于PCB连接的IGBT示意图；
图中：1是散热器，2是IGBT，3是支撑件，4是柔性限位装置，5是散热器与PCB安装螺栓，6是PCB，7是IGBT的安装面，8是支撑件顶面，9是引脚，10是IGBT的散热面。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1，2所示，一种基于PCB连接的IGBT模块与散热器的安装方法，其步骤为：
步骤1：散热器1与IGBT 2均安装于PCB 6上，在安装散热器1和IGBT 2之前，首先在PCB 6上安装一对支撑件3用以支撑IGBT 2。
其中，支撑件3的作用是保证散热器1对IGBT 2的压力仅作用于IGBT 2的安装面7，支撑件顶面8的面积可以等于或略小于IGBT 2的安装面7面积。IGBT 2安装面7的受力面积大于螺栓紧固方式中IGBT安装面7的受力面积。因此，在压力相同的情况下，本方案中安装面7受到的压强小很多，大大降低了IGBT 2损坏的概率，同时也能保证安装散热器1的时候IGBT 2的引脚9上面的焊层不会被破坏。
步骤2：将IGBT 2置于支撑件3上方，并通过引脚9与PCB 6完成装配。
步骤3：将IGBT 2的引脚9焊接于PCB 6上。
步骤4：将散热器1置于IGBT 2上，并与PCB 6通过螺栓5连接，这样散热器1与IGBT2相互挤压，使IGBT 2整个散热面10均匀受力，可以使散热器1与IGBT 2的散热面10充分贴合，保证热传导的效果。
步骤5：为了保证散热器1对IGBT 2的压力不至于过大而损坏IGBT 2，在散热器1与PCB 6的螺栓连接处均安装柔性限位装置4。
该柔性限位装置4能够在散热器1与PCB 6进行螺栓连接时压缩，而当压缩至最大限位位移时，柔性限位装置4不能够继续压缩，此时其受到的压力为散热器1的重力与IGBT2供应商允许安装所能承受的压力之和，这样既保证了IGBT 2与散热器1紧密贴合又不致压力过大IGBT 2受损。

Claims (4)

1.一种基于PCB连接的IGBT模块与散热器的安装方法，其特征在于，其步骤为：
步骤1：散热器与IGBT均安装于PCB上，在安装散热器和IGBT之前，首先在PCB上安装一对支撑件用以支撑IGBT；
步骤2：将IGBT置于支撑件上方，并通过引脚与PCB完成装配；
步骤3：将IGBT的引脚焊接于PCB上；
步骤4：将散热器置于IGBT上，并与PCB通过螺栓连接，使散热器与IGBT相互挤压，并使IGBT整个散热面均匀受力，以及使散热器与IGBT的散热面充分贴合，保证热传导的效果；
步骤5：为了保证散热器对IGBT的压力不至于过大而损坏IGBT，在散热器与PCB的螺栓连接处均安装柔性限位装置。
2.根据权利要求1所述的基于PCB连接的IGBT模块与散热器的安装方法，其特征在于：所述支撑件用以支撑IGBT保证散热器对IGBT的压力仅作用于IGBT安装面，支撑件顶面的面积等于或小于IGBT安装面的面积。
3.根据权利要求2所述的基于PCB连接的IGBT模块与散热器的安装方法，其特征在于：所述IGBT安装面的受力面积大于螺栓紧固方式中IGBT安装面的受力面积。
4.根据权利要求1所述的基于PCB连接的IGBT模块与散热器的安装方法，其特征在于：所述柔性限位装置能够在散热器与PCB进行螺栓连接时进行压缩，而当压缩至最大限位位移时，所述柔性限位装置不能够继续压缩，此时所受到的压力为散热器的重力与IGBT允许安装所能承受的压力之和，既保证了IGBT与散热器紧密贴合又不致压力过大使IGBT受损。
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