CN202094105U - 一种igbt模块的igbt芯片和电极定位注浆模具 - Google Patents

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颜书芳
陈兴忠
颜辉
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Abstract

一种IGBT模块的IGBT芯片和电极定位注浆模具，包括定位模板、三个电极定位孔、IGBT芯片定位孔、注浆管、转动限位板和转销，电极定位孔、IGBT芯片定位孔和注浆管均设置在定位模板上，转动限位板设置在定位模板的两端，定位模板与IGBT模块中的塑料壳体上口配合。在封存装过程中，先将三个电极分别***定位模板上对应孔中进行定位，将IGBT芯片对准GBT芯片定位孔，烧结完成后，将定位模板上移，将定位模板与塑料壳体上口配合，用定量注液器分别向塑料壳体内注入硅凝胶和环氧树脂。它能使电极和IGBT芯片在导热绝缘陶瓷覆铜板上的准确定位，且便于向塑料壳体内定量注浆充填，既能保证产品质量，又能提高生产效率。

Description

一种IGBT模块的IGBT芯片和电极定位注浆模具
技术领域
本实用新型涉及一种IGBT模块，尤其涉及IGBT模块中用于IGBT芯片、电极定位和注浆模具。
背景技术
IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor(绝缘栅双极型晶体管)的缩写，简单说就是实现逆变功能，把直流电变成可控的交流电。IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给NPN晶体管提供基极电流，使IGBT导通。反之，加反向门极电压消除沟道，切断基极电流，使IGBT关断。在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位，主要用于变频调速、UPS电源、逆变焊机电源、高频感应加热电源、通讯电源和激光电源等。为此申请人研制了一种大电流高电压高频率高性能IGBT模块，如图1～图3所示，它包括紫铜底板1、导热绝缘陶瓷覆铜板2(俗称DBC板)、IGBT芯片3、连接导线束4、电极A5、电极B6、电极C7、控制端子8、塑料壳体9、硅凝胶层10和环氧绝缘层11，IGBT芯片3由两只二极管和两只三极管组成，IGBT芯片3、电极A5、电极B6和电极C7都钎焊在导热绝缘陶瓷覆铜板2上，导热绝缘陶瓷覆铜板2钎焊在紫铜底板1上，在紫铜底板1上罩有塑料壳体9，在电极A5、电极B6、电极C7、IGBT芯片3和导热绝缘陶瓷覆铜板2上依次用硅凝胶层10和环氧绝缘层11绝缘封填。
这种IGBT模块的封装方法包括如下步骤：
第一步：对紫铜底板进行预弯处理，根据焊接试验先测量出导热绝缘陶瓷覆铜板和紫铜底板钎焊导致紫铜底板的外凸翘曲变形量，沿紫铜底板变形方向进行反向预弯处理，使紫铜底板的底面产生内凹变形；
第二步：IGBT芯片和三个电极在导热绝缘陶瓷覆铜板的定位，用定位板使IGBT芯片和三个电极在导热绝缘陶瓷覆铜板上准确定位；
第三步，烧结，在充满氮气的焊接炉中设有电加热底座，将放有IGBT芯片和三个电极的导热绝缘陶瓷覆铜板放在电加热底座上，然后升温125～128℃烧结，烧结时间120秒～150秒；烧结后在90℃～100℃条件下保温30分钟；
第四步，连接导线束的键合焊接，用键合焊接机将IGBT芯片与固定在导热绝缘陶瓷覆铜板上的电极通过连接导线束键合焊接连接起来，键合焊接后进行空冷至室温；
第五步，紫铜底板与导热绝缘陶瓷覆铜板之间焊接，在充满氮气的保护焊接炉中设有电加热底座，将经预处理后的紫铜底板放置在电加热底座上，内凹底面向下，然后进行钎焊，这样就能减小两者钎焊产生的变形量；
第六步，套壳，用塑料壳体罩住紫铜底板，使紫铜底板与塑料壳体的底部卡口过盈配合；
第七步，封装，先用定量注液器向塑料壳体内注入液态硅凝胶，确保硅凝胶固化厚度为3.0～3.2毫米，然后再用定量注浆器向外壳内注入环氧树脂进行固化；
第八步，电极整形，当环氧树脂固化后，用折弯机对三个电极进行定折弯处理。
其中，在电极A、电极B、电极C和IGBT芯片在导热绝缘陶瓷覆铜板上的准确定位，以及定量向塑料壳体内注入硅凝胶和环氧树脂是生产中关键技术，它们直接影响到IGBT模块的技术性能。目前，都是通过人工目测摆放定位，手工注胶充填固化，不仅定位不准，时常导致连接导线束或长或短，直接影响连接导线束与IGBT芯片、电极的键合焊接，手工注浆固化，注浆量或多或少，少注会导致废品，多注了不仅浪费原料，而且要增加括除修复工序，同时还影响生产效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种IGBT模块的IGBT芯片和电极定位注浆模具，它不仅能使电极A、电极B、电极C和IGBT芯片在导热绝缘陶瓷覆铜板上的准确定位，而且能方便向塑料壳体内进行定量注浆充填，不仅产品质量得到保证，而且生产效率大幅度提高。
本实用新型所述一种IGBT模块的IGBT芯片和电极定位注浆模具，其特征是：包括定位模板、电极A定位孔、电极B定位孔、电极C定位孔、IGBT芯片定位孔、注浆管、转动限位板和转销，电极A定位孔、电极B定位孔、电极C定位孔和IGBT芯片定位孔均设置在定位模板上，电极A定位孔、电极B定位孔、电极C定位孔、IGBT芯片定位孔的设置位置与IGBT模块中电极A、电极B、电极C和二个IGBT芯片所处位置相对应，注浆管设置在定位模板上，在定位模板的两端设有转动限位板，转动限位板通过转销安装在定位模板的两端，定位模板与IGBT模块中的塑料壳体上口配合。
在封存装过程中，先将电极A、电极B和电极C分别***定位模板上对应孔中进行定位，将IGBT芯片对准GBT芯片定位孔，然后进行烧结，这样就能确保电极A、电极B、电极C和IGBT芯片在导热绝缘陶瓷覆铜板上准确定位，烧结完成后，将定位模板上移，并使转动限位板展开，将定位模板与IGBT模块中的塑料壳体上口配合，用定量注液器分别向塑料壳体内注入液态的硅凝胶和环氧树脂，环氧树脂应在硅凝胶注入后5分钟后注入。有了这种模具，不仅能使电极A、电极B、电极C和IGBT芯片在导热绝缘陶瓷覆铜板上的准确定位，而且能方便向塑料壳体内进行定量注浆充填，不仅产品质量得到保证，而且生产效率大幅度提高。
附图说明：
图1、图2为IGBT模块的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为IGBT模块的电路图；
图4、图5为本实用新型的结构示意图；
图5为图4的俯视图；
图中：1-紫铜底板；2-导热绝缘陶瓷覆铜板；3-IGBT芯片；4-连接导线束；5-电极A；6-电极B；7-电极C；8-控制端子；9-塑料壳体；10-硅凝胶层；11-环氧绝缘层；21-定位模板；22-电极A定位孔；23-电极B定位孔；24-电极C定位孔；25-IGBT芯片定位孔；26-注浆管；27-转动限位板；28-转销。
具体实施方式：
下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式：
本实用新型所述一种IGBT模块的IGBT芯片和电极定位注浆模具，如图4所示，它由定位模板21、电极A定位孔22、电极B定位孔23、电极C定位孔24、IGBT芯片定位孔25、注浆管26、转动限位板27和转销28组成，电极A定位孔22、电极B定位孔23、电极C定位孔24、IGBT芯片定位孔25均设置在定位模板21上，电极A定位孔22、电极B定位孔23、电极C定位孔24、IGBT芯片定位孔25的设置位置与IGBT模块中电极A、电极B、电极C和二个IGBT芯片3所处位置相对应，注浆管26设置在定位模板21上，在定位模板21的两端设有转动限位板27，转动限位板27通过转销28安装在定位模板21的两端，定位模板21与IGBT模块中的塑料壳体9上口配合。
本实用新型所针对如图1～图3所示的IGBT模块而设计的，在封存装过程中，先将电极A5、电极B6和电极C7分别***定位模板21上对应孔中进行定位，将IGBT芯片3对准IGBT芯片定位孔25，然后进行烧结，这样就能确保电极A5、电极B6、电极C7和IGBT芯片3在导热绝缘陶瓷覆铜板2上准确定位，烧结完成后，将定位模板21上移，并使转动限位板27展开，将定位模板21与IGBT模块中的塑料壳体9上口配合，用定量注液器分别向塑料壳体内注入液态的硅凝胶和环氧树脂，环氧树脂应在硅凝胶注入后5分钟后注入。有了这种模具，不仅能使电极A5、电极B6、电极C7和IGBT芯片3在导热绝缘陶瓷覆铜板2上的准确定位，而且能方便向塑料壳体9内进行定量注入硅凝胶和环氧树脂绝缘填料，不仅产品质量得到保证，而且生产效率大幅度提高。

Claims (1)

1.一种IGBT模块的IGBT芯片和电极定位注浆模具，其特征是：包括定位模板(21)、电极A定位孔(22)、电极B定位孔(23)、电极C定位孔(24)、IGBT芯片定位孔(25)、注浆管(26)、转动限位板(27)和转销(28)，电极A定位孔(22)、电极B定位孔(23)、电极C定位孔(24)和IGBT芯片定位孔(25)均设置在定位模板(21)上，电极A定位孔(22)、电极B定位孔(23)、电极C定位孔(24)、IGBT芯片定位孔(25)的设置位置与IGBT模块中电极A、电极B、电极C和二个IGBT芯片(3)所处位置相对应，注浆管(26)设置在定位模板(21)上，在定位模板(21)的两端设有转动限位板(27)，转动限位板(27)通过转销(28)安装在定位模板(21)的两端，定位模板(21)与IGBT模块中的塑料壳体(9)上口配合。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103325712A (zh) * 2012-03-20 2013-09-25 西安永电电气有限责任公司 Igbt模块封装焊接辅助装置及***
CN103824793A (zh) * 2014-02-28 2014-05-28 西安永电电气有限责任公司 一种电极整型装置
CN111489998A (zh) * 2020-04-15 2020-08-04 深圳市澜垣半导体有限公司 一种功率晶体管的芯片固定方法及功率晶体管与放大器

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