CN103962772A - 一种igbt一次焊接工装及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种IGBT一次焊接工装及其装配方法，通过在底板上设置至少两根定位杆代替原有的螺钉锁紧固定，上方的定位板与顶板可直接通过小孔与定位杆的配合定位于底板上，在装配的同时实现固定，不会存在螺钉旋接定位时定位板与顶板间的相对移动，保证定位销可持续压紧于芯片的上方中心处，不会产生偏离，使得芯片受力均匀，保证芯片焊接的质量，同时降低生产成本，且装配简单。

Description

一种IGBT一次焊接工装及其装配方法

技术领域

本发明涉及焊接工装技术领域，具体涉及一种IGBT一次焊接工装及其装配方法。

背景技术

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管）具有高频率、高电压、大电流、特别是容易开通和关断的性能特点，是国际上公认的电力电子技术第三次革命的最具代表性的产品，至今已经发展到第六代，商业化已发展到第五代。目前，IGBT已广泛应用于国民经济的各行业中。

目前，IGBT模块制造的重要过程之一是焊接工艺，焊接工艺包括一次焊接和二次焊接。一次焊接是将芯片焊接到DBC基板上；二次焊接是指DBC基板与底板间的焊接以及电极与DBC基板之间的焊接。从芯片到模块的第一步就是采用一次焊接将单个或者多个IGBT芯片焊接到DBC基板上，焊接质量会直接影响模块的性能。

现有的一次焊接工装主要由底板、定位板以及顶板构成。底板的作用是用来固定DBC基板，定位板是用来确定芯片的位置，顶板上的定位销压在芯片上，保证焊料熔化后均匀流动。首先将DBC基板放在底板凹槽中，盖上定位板，依次将焊片放入定位板开孔位置，然后将芯片放到焊片上，放上顶板，最后还需要按对角线方向拧上螺钉来固定整套工装。在整个操作过程中尽量小心不能让芯片的位置偏移。

现在一次焊接工装中，将三层板安装完成后需按对角线方向拧螺钉来固定整套工装，拧螺钉时顶板稍有偏移定位销的位置就会移动，芯片的位置也会跟着移动，定位销偏离芯片中心位置，芯片受力不均匀，焊接后倾斜角大，进而给键合操作造成困难。操作时必须小心，保证定位板和顶板不发生移动，否则就得重新装配，这给手工操作增加了复杂度。但在实际装配中，很难保证定位板和顶板不发生稍微的移动，造成芯片位置发生变化。

因此，有必要提出一种IGBT的一次焊接工装，使得安装时定位板和顶板不会发生移动，定位销不会产生偏离，保证芯片焊接的质量，降低生产成本，且装配操作简单。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种IGBT的一次焊接工装，通过在底板上设置定位杆代替螺钉锁紧固定，使得安装时定位板和顶板不会发生移动，定位销不会产生偏离，以达到提高芯片焊接的质量，降低生产成本，且装配操作简单的目的。

根据本发明的目的提出的一种IGBT一次焊接工装，包括由上至下依次设置的顶板、定位板与底板，所述底板上设置有用于放置DBC基板的凹槽，所述定位板上开设有用于放入焊片与芯片的通孔；

所述底板上设置有定位杆，所述定位杆至少为2根，所述定位板与所述顶板上均开设有小孔，所述小孔与所述定位杆对应设置且与所述定位杆尺寸相匹配；

所述顶板上固定设置有定位销，所述定位销插入所述通孔内并压紧于所述芯片上，所述定位销与所述芯片中心对应。

优选的，所述定位杆为均匀设置于所述底板四角处的四个。

优选的，所述定位杆的高度等于定位板与顶板的厚度之和。

优选的，所述定位杆的端部为锥形结构，便于将定位板、顶板与底板装配固定。

优选的，所述定位销与所述芯片接触的一端设置有防护垫，避免定位销压紧芯片时损伤芯片结构。

一种IGBT一次焊接工装的装配方法，采用所述的IGBT一次焊接工装，具体装配步骤如下：

（一）、首先将DBC基板放置于底板的凹槽内；

（二）、定位板通过小孔套设于定位杆上，使得定位板与底板固定，此时定位板上的通孔与DBC基板对应；

（三）、依次将焊片与芯片通过通孔放置于DBC基板上；

（四）、将顶板盖于定位板上，定位杆穿过顶板上的小孔，同时顶板上的定位销插入通孔内并压紧于芯片上方中心处；

（五）、装配完成后，将该焊接工装整体放入一次焊炉内完成一次焊接；

（六）、一次焊接完成后，取出焊接工装，依次取下顶板、定位板，最后将带有芯片的DBC基板从凹槽中取出。

与现有技术相比，本发明公开的一种IGBT一次焊接工装的优点是：通过在底板上设置至少两根定位杆代替原有的螺钉锁紧固定，上方的定位板与顶板可直接通过小孔与定位杆的配合定位于底板上，在装配的同时实现固定，不会存在螺钉旋接定位时定位板与顶板间的相对移动，保证定位销可持续压紧于芯片的上方中心处，不会产生偏离，使得芯片受力均匀，保证芯片焊接的质量，同时降低生产成本，且装配简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中IGBT一次焊接工装的剖视图。

图2为本发明公开的IGBT一次焊接工装的结构示意图。

图3为A-A剖视图。

图中的数字或字母所代表的相应部件的名称：

1、底板2、定位板3、顶板4、定位杆5、凹槽6、通孔7、螺钉8、定位销

具体实施方式

现有技术在对IGBT一次焊接工装中，将底板、定位板、顶板安装完成后需按对角线方向拧螺钉来固定整套工装，拧螺钉时顶板稍有偏移定位销的位置就会移动，芯片的位置也会跟着移动，定位销偏离芯片中心位置，芯片受力不均匀，焊接后倾斜角大，进而给键合操作造成困难。存在焊接质量较差，焊接成本较高，且装配复杂等问题。

本发明针对现有技术中的不足，提出来一种IGBT的一次焊接工装，通过在底板上设置定位杆代替螺钉锁紧固定，使得安装时定位板和顶板不会发生移动，定位销不会产生偏离，提高芯片焊接的质量，降低生产成本，且装配操作简单。

下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请一定参见图2、图3，图2为本发明公开的IGBT一次焊接工装的结构示意图。图3为IGBT一次焊接工装的A-A剖视图。如图所示，一种IGBT一次焊接工装，包括由上至下依次设置的顶板3、定位板2与底板1，底板1上设置有用于放置DBC基板的凹槽5，定位板2上开设有用于放入焊片与芯片的通孔6；通过通孔6将焊片与芯片依次放入与DBC基板相接触，在后期一次焊炉中将芯片焊接与DBC基板上。

底板1上设置有定位杆4，定位杆4为均匀设置于底板1四角处的四个。定位板2与顶板3上均开设有小孔（未示出），小孔与定位杆4对应设置且与定位杆4尺寸相匹配。

顶板3上固定设置有定位销8，定位销8插入通孔6内并压紧于芯片上，定位销8与芯片中心对应。

通过设置定位杆，且将定位杆固定设置于底板上，在装配底板、定位板与顶板时，可依次将定位板与顶板通过小孔与定位杆的连接固定于底板1上，无需再采用螺钉将三块板进行定位锁紧，因此，就不会产生旋转锁紧时定位板与顶板的相对偏移，定位销位于芯片中心位置，芯片的位置一定且受力均匀，保证芯片焊接的质量，同时降低生产成本，且装配简单。

其中定位杆的数量还可为2、3或多个，具体数量及安放位置视具体情况而定，在此不做限制。

定位杆4的高度等于定位板2与顶板3的厚度之和。定位杆的高度以可实现底板、定位板与顶板有效连接固定为准，具体不做限制。

定位杆4的端部为锥形结构，便于将定位板2与顶板3与底板1装配固定。通过将定位杆的端部设置为锥形结构，便于定位杆正确有效的穿过小孔，实现底板、定位板与顶板的快速装配。

定位销8与芯片接触的一端设置有防护垫（未示出），定位销插入通孔压紧于芯片上的力主要来源于顶板自身的重力，压力较大，为避免芯片表面的组织结构受压损坏，通过设置防护垫可对定位销的压紧力进行缓冲，同时对芯片表面的组织结构进行有效的保护，保证芯片的有效性，避免芯片的损坏浪费，降低生产成本。

其中，防护垫可为橡胶垫或塑料垫或其他弹性材质垫片，具体使用材质不做限制。

一种IGBT一次焊接工装的装配方法，采用IGBT一次焊接工装，具体装配步骤如下：

（一）、首先将DBC基板放置于底板1的凹槽内；

（二）、定位板2通过小孔套设于定位杆4上，使得定位板2与底板1固定，此时定位板2上的通孔6与DBC基板对应；

（三）、依次将焊片与芯片通过通孔放置于DBC基板上；

（四）、将顶板3盖于定位板2上，定位杆4穿过顶板3上的小孔，同时顶板3上的定位销8插入通孔6内并压紧于芯片上方中心处；

（五）、装配完成后，将该焊接工装整体放入一次焊炉内完成一次焊接；

（六）、一次焊接完成后，取出焊接工装，依次取下顶板、定位板，最后将带有芯片的DBC基板从凹槽中取出。

本发明公开了一种IGBT一次焊接工装及其装配方法，通过在底板上设置至少两根定位杆代替原有的螺钉锁紧固定，上方的定位板与顶板可直接通过小孔与定位杆的配合定位于底板上，在装配的同时实现固定，不会存在螺钉旋接定位时定位板与顶板间的相对移动，保证定位销可持续压紧于芯片的上方中心处，不会产生偏离，使得芯片受力均匀，保证芯片焊接的质量，同时降低生产成本，且装配简单。

此外，通过将定位杆的端部设置为锥形结构，便于定位杆正确有效的穿过小孔，实现底板、定位板与顶板的快速装配。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种IGBT一次焊接工装，包括由上至下依次设置的顶板、定位板与底板，所述底板上设置有用于放置DBC基板的凹槽，所述定位板上开设有用于放入焊片与芯片的通孔；其特征在于，

所述底板上设置有定位杆，所述定位杆至少为2根，所述定位板与所述顶板上均开设有小孔，所述小孔与所述定位杆对应设置且与所述定位杆尺寸相匹配；

所述顶板上固定设置有定位销，所述定位销插入所述通孔内并压紧于所述芯片上，所述定位销与所述芯片中心对应。

2.如权利要求1所述的IGBT一次焊接工装，其特征在于，所述定位杆为均匀设置于所述底板四角处的四个。

3.如权利要求1所述的IGBT一次焊接工装，其特征在于，所述定位杆的高度等于定位板与顶板的厚度之和。

4.如权利要求1所述的IGBT一次焊接工装，其特征在于，所述定位杆的端部为锥形结构，便于将定位板、顶板与底板装配固定。

5.如权利要求1所述的IGBT一次焊接工装，其特征在于，所述定位销与所述芯片接触的一端设置有防护垫，避免定位销压紧芯片时损伤芯片结构。

6.一种IGBT一次焊接工装的装配方法，其特征在于，采用权利要求1所述的IGBT一次焊接工装，具体装配步骤如下：

（一）、首先将DBC基板放置于底板的凹槽内；

（二）、定位板通过小孔套设于定位杆上，使得定位板与底板固定，此时定位板上的通孔与DBC基板对应；

（三）、依次将焊片与芯片通过通孔放置于DBC基板上；

（四）、将顶板盖于定位板上，定位杆穿过顶板上的小孔，同时顶板上的定位销插入通孔内并压紧于芯片上方中心处；

（五）、装配完成后，将该焊接工装整体放入一次焊炉内完成一次焊接；

（六）、一次焊接完成后，取出焊接工装，依次取下顶板、定位板，最后将带有芯片的DBC基板从凹槽中取出。