CN104795348A - 一种大功率压接式igbt封装模块夹具 - Google Patents

一种大功率压接式igbt封装模块夹具 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种大功率压接式IGBT封装模块夹具，所述夹具包括竖直设置的绝缘支撑杆，水平方向由下至上依次设置的下端承重法兰组套、下端引出排、下方水冷散热组套、中间引出排、上方水冷散热组套、上端引出排和上端夹具法兰组套，上、下方水冷散热组套两侧安装有电容组件和阻尼电阻组件，其另外两侧分别安装有散热器水路组件以及短路板、驱动板和导线槽组件；所述上、下方水冷散热组套包括竖直方向相互平行的其间夹有所述压接式IGBT封装模块的水冷散热器，所述水冷散热器表面电镀镍。本发明提供的大功率压接式IGBT封装模块夹具整体结构更加简单紧凑、制作和装配更加简便、布局更加合理、可靠性更高、散热性能更好。

Description

一种大功率压接式IGBT封装模块夹具
技术领域
本发明涉及一种微电子封装夹具，具体讲涉及一种大功率压接式IGBT封装模块夹具。
背景技术
绝缘栅双极晶体管(IGBT)集MOSFET的栅极电压控制特性和BJT的低导通电阻特性于一身,具有输入阻抗大、驱动功率小、开关损耗低以及工作频率、高电压、大电流等特点，是近乎理想的半导体大功率开关器件，有着广阔的发展和应用前景，广泛应用于电机变频器、风力发电变流器、光伏发电逆变器、高频电焊机逆变器，轻型交直流输电、轨道交通、航空、舰船、海洋工程等领域。
现今国际上IGBT作为一种主流器件，已经发展到商业化第五代，IGBT封装方式也已经多样化，针对封装方式的多样化，压接式IGBT封装模块夹具的夹紧方式也是多种多样，比较成熟的压接式IGBT封装模块夹具目前有自然冷却立式的和自然冷却卧式的，夹紧力为10KN，单只绝缘杆顶压，其存在的问题是压接式IGBT封装模块工作情况下受力不均、普通金属绝缘杆承受拉力有限、整体夹具施力操作困难、装配精度较低、普通散热器散热效果不理想、工作电流小容量小、可靠性低等问题。
鉴于上述背景，需要提供一种新的结构紧凑、体积小、夹具安全可靠、性能稳定、易操作、夹具施力范围大、开关速度高、通流大、容量高的压接式IGBT封装模块夹具，以满足压接式IGBT封装模块，特别是大尺寸及高电压等级的压接式IGBT封装模块对夹具的越来越严格的要求。
发明内容
为了克服现有压接式IGBT封装模块夹具所存在的上述不足，本发明提供一种新的大功率压接式IGBT封装模块夹具，其整体结构更加简单紧凑、制作和装配更加简便、布局更加合理、可靠性和散热性更好。
本发明提供的技术方案是：一种大功率压接式IGBT封装模块夹具，其改进之处在于：所述夹具包括竖直设置的绝缘支撑杆，水平方向由下至上依次设置的下端承重法兰组套、下端引出排、下方水冷散热组套、中间引出排、上方水冷散热组套、上端引出排和上端夹具法兰组套，上、下方水冷散热组套两侧安装有电容组件和阻尼电阻组件，其另外两侧分别安装有散热器水路组件以及短路板、驱动板和导线槽组件；所述上、下方水冷散热组套包括竖直方向相互平行的其间夹有所述压接式IGBT封装模块的水冷散热器，所述水冷散热器表面电镀镍。
优选的，所述上端夹具法兰组套包括竖直方向依次同轴设置的法兰吊装结构组件、上端夹具法兰金属板、球面补偿顶压支柱和凹面顶压块；
所述凹面顶压块为方形块，其顶部呈向下凹陷的球面；所述球面补偿顶压支柱的底部呈与所述凹面顶压块顶部凹球面相适应的向下凸起的球面；所述凹面顶压块的顶部与所述球面补偿顶压支柱的底部贴合，其底部与所述上端引出排的上表面贴合；
所述球面补偿顶压支柱通过顶压支柱锁紧螺母与所述上端夹具金属板固定；所述球面补偿顶压支柱的上部为横截面直径与所述顶压支柱锁紧螺母的螺纹孔经相适应的带有外螺纹的圆柱杆；所述圆柱杆置于所述顶压支柱锁紧螺母的螺纹孔内并与所述顶压支柱锁紧螺母螺纹固定；
所述球面补偿顶压支柱上部的圆柱杆横截面直径小于其底部的球面直径；
所述上端夹具法兰金属板的底部中心留有孔径大于所述圆柱杆横截面直径且小于所述顶压支柱锁紧螺母外径的圆形凹孔；所述圆柱杆伸入所述凹孔内；所述顶压支柱锁紧螺母与所述凹孔口贴合。
优选的，所述下端承重法兰组套包括竖直方向同轴设置的碟簧法兰定位块、对放碟簧组件和下端承重法兰金属板；
所述下端承重法兰金属板的中部留有通孔，所述通孔的竖直纵断面为阶梯形，其下部内径小于其上部内径，所述对放碟簧组件由不同规格标准的碟簧片沿竖直方向同轴对放组成；所述对放碟簧组件的外径大于所述通孔的下部内径且小于所述通孔的上部内径，以使所述对放碟簧组件同轴置于所述通孔内，所述碟簧法兰定位块包括一体成型且同轴设置的圆形水平定位台和圆柱形支柱，所述圆柱形支柱伸入所述碟簧组件的中部通孔内，所述水平定位台与所述碟簧组件的上表面贴合。
优选的，所述水冷散热器为上下表面分别设有凸台的长方体，所述IGBT封装模块上下凸台表面分别与上下两个水冷散热器的凸台相贴合；
所述上方水冷散热组套通过中间引出排定位块与所述下方水冷散热组套相连；所述上方水冷散热组套的上、下表面分别与所述上端引出排的下表面、所述中间引出排定位块的上表面在水平面上相贴合，所述下方水冷散热组件的上、下表面分别与所述中间引出排定位块的下表面、所述下端引出排的上表面在水平面上相贴合；所述中间引出排定位块的侧部固定有水平方向的中间引出排。
优选的，所述水冷散热器的两侧分别安装有阻尼电阻组件，上下两个水冷散热器的阻尼电阻之间安装有电容组件；所述阻尼电阻组件包括阻尼电阻，所述电容组件包括电容，所述阻尼电组通过接线铜排与所述电容依次连接，所述阻尼电阻并联在所述IGBT封装模块的发射极与集电极之间。
优选的，所述散热器水路组件包括进水连接管、出水连接管、以及竖直方向的水冷进水主管路和水冷出水主管路；
所述水冷散热器的一侧设有分别通过所述进水连接管和所述出水连接管与水冷进水主管路和水冷出水主管路相连的进水口和出水口；
所述水冷进水主管路和所述水冷出水主管路的两端分别通过水平定位杆与上端夹具法兰金属板的两侧以及下端承重法兰金属板的两侧固定，所述水冷出水主管路两端的水平定位杆之间还固定有竖直方向的导线槽组件；
所述水平定位杆分别通过高强度螺栓安装在所述上端夹具法兰金属板和所述下端承重法兰金属板的两侧；
所述水冷进水主管路和所述水冷出水主管路用PVDF材料制成，所述进水连接管和所述出水连接管用FEP材料制成。
进一步，所述上端夹具法兰金属板和下端承重法兰金属板为相互平行的水平长方形板，所述上端夹具法兰金属板和所述下端承重法兰金属板的四角处沿竖直方向分别设有四个通孔；
竖直绝缘支撑杆贯穿所述通孔安装于所述上端夹具法兰金属板和所述下端承重法兰金属板之间，所述竖直绝缘支撑杆用高性能增强纤维材料制作，其横截面直径为20mm-30mm，其两端分别留有纵向长度为90mm-110mm的外螺纹，并通过所述外螺纹与高强度螺栓固定；所述竖直绝缘支撑杆上端的螺栓与所述上端夹具法兰金属板的上表面贴合，其下端的螺栓与所述下端承重法兰金属板的下表面贴合；
所述上端夹具法兰金属板上还设有四个圆周等分布的螺孔，用于将所述法兰吊装结构组件通过高强度螺栓与所述上端夹具法兰金属板同轴固定。
进一步，所述凹孔的竖直纵断面为阶梯形，其上部内径略小于其下部内径，所述顶压支柱锁紧螺母的上部横截面外径略小于其下部横截面外径，所述顶压支柱锁紧螺母的上部横截面外径等于所述凹孔的下部内径，以使所述顶压支柱锁紧螺母的上部伸入所述凹孔的下部。
进一步，所述水冷散热器用铝合金制成，其表面镀镍层厚度为8μm-12μm；
所述上端引出排、中间引出排和下端引出排均用强度高、散热性能好、导电性能好的金属材料制作，引出排横截面面积根据载流量设定；
所述水平定位杆用绝缘塑料，PVC材料或聚酰亚胺材料中的任意一种材料制作。
优选的，所述上、下方水冷散热组套分别包括竖直方向平行设置的四个水冷散热器以及设于所述四个水冷散热器之间的三个IGBT封装模块，所述上方水冷散热组套的上方第一个水冷散热器的侧部通过竖直方向的短路板与第三个水冷散热器的侧部相连，所述上方水冷散热组套的第四个水冷散热器的侧部以及所述下方水冷散热器的下部三个水冷散热器的侧部分别安装有水平方向的驱动板。
与最接近的技术方案相比，本发明具有如下显著进步：
(1)散热器水路组件、导线槽组件、电容组件、阻尼电阻组件直接安装在上、下水冷散热组套两侧，整体结构紧凑，制作和装配及拆卸检修更加简便、连接的可靠性更好、散热性能更好；
(2)水冷散热器用铝合金制作，表面电镀镍，镀镍层厚度为8～12μm，这使得水冷散热器具有极佳的抗氧化和防腐蚀性能、以及超高的导电和导热性能，可很好的满足IGBT封装模块对散热器的要求；
(3)竖直绝缘支撑杆设于上、下水冷散热组套四周、并通过8个高性能绝缘螺母固定在上端夹具法兰金属板和下端承重法兰金属板之间，可使上端夹具法兰组套、上、下水冷散热组套、下端承重法兰组套平行的表面平行度在0.1mm以内，可起到很好的定位作用。
(4)竖直绝缘支撑杆用高性能增强纤维材料制作，杆直径为20～30mm，具有很好的耐高温特性，可在310℃高温下连续工作，其机械强度高、硬度和抗蠕变性高、热膨胀率低，电气绝缘性佳，可起到起到很好的定位绝缘功能；
(5)下端承重法兰组套的对放碟簧组件采用新型组装结构，即将多片碟簧对放置于下端承重法兰金属板的中部通孔内，定位于碟簧法兰定位块下，可提高整个下端承重法兰组套的装配紧凑性、以及整个压接式IGBT封装模块夹具的安全性和可靠性；
(6)凹面顶压块的顶部为向下凹陷的球面，球面补偿顶压支柱的底部位于凹面顶压块的顶部相适应的向下凸起的球面，凹面顶压块与球面补偿顶压支柱的配合连接可使整个压接式IGBT封装模块和水冷散热器所有上下表面处于同一水平平行方向，从而使所有压接式IGBT封装模块和水冷散热器受力均匀，压接紧密可靠；
(7)水平定位杆6用高性能绝缘塑料，PVC和聚酰亚胺等材料中的任意一种制成，具有很高的机械强度，其通过高强度螺栓安装于上端夹具法兰金属板1和下端承重法兰金属板12的前后两侧，并通过相应的螺栓和定位块固定竖直方向的水冷进水主管路17、水冷出水主管路18和导线槽组件21，使得整个压接式IGBT封装模块夹具的结构紧凑易于装卸；
(8)上端夹具法兰金属板底部凹孔的竖直纵断面为阶梯形，其上部内径略小于其下部内径，顶压支柱锁紧螺母的上部横截面外径略小于其下部横截面外径，且其上部横截面外径等于所述凹孔的下部内径，使得顶压支柱锁紧螺母与上端夹具法兰金属板固定时，连接更加紧密可靠。
附图说明
图1是本发明提供的一种大功率压接式IGBT封装模块夹具的立体图；
图2是本发明提供的一种大功率压接式IGBT封装模块夹具的正视图；
图3是本发明提供的一种大功率压接式IGBT封装模块夹具的左视图；
图4是本发明提供的一种大功率压接式IGBT封装模块夹具的右视图；
图5是本发明提供的一种大功率压接式IGBT封装模块夹具的俯视图；
图6是本发明提供的一种大功率压接式IGBT封装模块夹具的俯视图的A-A剖视图；
其中，1—上端夹具法兰金属板，2—球面补偿顶压支柱，3—顶压支柱锁紧螺母，4—凹面顶压块，5—法兰吊装结构组件，6—水平定位杆，7—上端引出排，8—水冷散热器，9—压接式IGBT封装模块，10—中间出排，11—下端引出排，12—下端承重法兰金属板，13—对放碟簧组件，14—碟簧法兰定位块，15—绝缘支撑杆，16—螺栓，17—水冷进水主管路，18—水冷出水主管路，19—进水连接管，20—出水连接管，21—导线槽组件，22—电容，23—接线铜排，24—阻尼电阻，25-短路板，26-驱动板。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
本发明提供一种大功率压接式IGBT封装模块夹具，其立体结构图如图1所示，包括：上端夹具法兰组套、上端引出排7、上方水冷散热组套、中间引出排固定块、下方水冷散热组套、下端引出排11、下端承重法兰组套、高性能竖直绝缘支撑杆、散热器水路组件、导线槽组件、电容组件、阻尼电阻组件、短路板25、驱动板26；
所述上端夹具组套纵向设置于上端引出排7上表面；上端引出排7下表面纵向连接上方水冷散热组套；上方水冷散热组套通过中间引出排固定块与下方水冷散热组套纵向连接，中间引出排10由中部引出排固定块固定在需要引出的位置；下端引出排11上表面连接下方水冷散热组套；所述下端引出排11下表面纵向置于下端承重法兰组套之上；高性能竖直绝缘支撑杆15位于上、下方水冷散热组套四周，用于支撑上端夹具法兰组套和下端承重法兰组套；所述散热器水路组件和导线槽组件、短路板25、以及驱动板26分别安装在上、下方水冷散热组套的两侧；所述电容组件和阻尼组件置于上、下方水冷散热组套的另外两侧。
所述上端夹具法兰组套包括竖直方向同轴设置的法兰吊装结构组件5、上端夹具法兰金属板1、球面补偿顶压支柱2、顶压支柱锁紧螺母3和凹面顶压块4；所述凹面顶压块4为方形块，其顶部呈向下凹陷的球面；所述球面补偿顶压支柱2的底部呈与所述凹面顶压块顶部凹球面相适应的向下凸起的球面；所述凹面顶压块4的顶部与所述球面补偿顶压支柱2的底部贴合，其底部与所述上端引出排的上表面贴合；所述球面补偿顶压支柱2和凹面顶压块4配合的作用是使整个压接式IGBT封装模块9和水冷散热器器8所有上下表面处于同一水平平行方向，从而使所有压接式IGBT封装模块9和水冷散热器器8受力均匀，压接紧密；
上端夹具法兰金属板1的底部中心留有圆形凹孔，球面补偿顶压支柱2上部为带有外螺纹的圆柱杆，圆柱杆的横截面直径小于其底部球面直径，圆柱杆置于顶压支柱锁紧螺母3的螺纹孔内，并从底部伸入所述上端夹具法兰金属板1的凹孔中；经顶压支柱锁紧螺母3与上端法兰金属板固定；为了更加可靠的固定上端夹具法兰金属板1和球面补偿顶压支柱2，凹孔的竖直纵断面为阶梯形，其上部内径略小于其下部内径，顶压支柱锁紧螺母的上部横截面外径略小于其下部横截面外径，顶压支柱锁紧螺母的上部横截面外径等于所述凹孔的下部内径，以使所述顶压支柱锁紧螺母3的上部伸入所述凹孔的下部，顶压支柱锁紧螺母3的下部与凹孔口贴合。
所述上端夹具法兰金属板1上留有与其轴向平行的四个圆周等分布的螺纹孔，以将上端夹具法兰金属板1和法兰吊装结构组件5用高强度螺栓固定，从而保证法兰吊装结构组件能承受整体吊装的重量，所述上端夹具法兰金属板1和法兰吊装结构组5件材质用强度高、散热性能好、导电性能好的金属材料(例如铝合金)制作；长*宽*高根据具体设计压力不同进行设定；法兰吊装结构组件5的作用是把整个夹具吊装起来进行测试。
所述下端承重法兰组套包括竖直方向同轴设置的下端承重法兰金属板12、对放碟簧组件13和碟簧法兰定位块14；所述下端承重法兰金属板的中部留有通孔，所述通孔的竖直纵断面为阶梯形，其下部内径小于其上部内径，所述对放碟簧组件的外径大于所述通孔的下部内径且略小于所述通孔的上部内径，以使所述对放碟簧组件同轴置于所述通孔内，所述碟簧法兰定位块包括一体成型且同轴设置的圆形水平定位台和圆柱形支柱，所述圆柱形支柱伸入所述碟簧组件的中部通孔内，所述水平定位台与所述碟簧组件的上表面贴合，用于将对放碟簧组件定位在下端法兰承重金属板的内；
所述碟簧组件13的材质为50CrVA，对放碟簧组件13的作用是为了补偿由于零件加工误差及材料属性误差而导致的纵向受力方向与IGBT封装模块轴向不重合现象，所述对放碟簧组件13由不同规格标准的碟簧片沿竖直方向同轴对放组成，以保证压接式IGBT封装模块9有可维持正常工作的足够压力。
所述上端夹具法兰金属板和下端承重法兰金属板为同轴的水平长方形板，其四角处分别沿竖直方向留有四个通孔，以使竖直绝缘支撑杆贯穿上端夹具法兰金属板和下端承重法兰金属板；所述竖直绝缘支撑杆15选用高性能增强纤维材料，能承受纵向拉伸应力，杆直径为20～30mm，撑杆两端分别攻长度为90-110mm的外螺纹，竖直绝缘支撑杆15通过其两端的外螺纹和高性能高强度螺栓16固定在上端夹具法兰金属板和下端承重法兰金属板之间。
上、下方水冷散热组套由竖直方向平行设置的水冷散热器8组成，上下两个水冷散热器8之间夹固压接式IGBT封装模块9；水冷散热器为上下表面分别设有凸台的长方体，所述IGBT封装模块上下凸台表面分别与上下两个水冷散热器的凸台相贴合；上方水冷散热组套的上表面与水平方向的上端引出排的下表面贴合，上、下方水冷散热组套之间固定中间引出排定位块，下方水冷散热组套的下表面与水平方向的下端引出排的上表面贴合；上端引出排和下端引出排位于上、下方水冷散热组套同侧，中间引出排位于上、下方水冷散热组套的另一侧，以使夹具的整体结构更加均匀紧凑，方便测试。
所述上端引出排7、中间引出排10和下端引出排11均用强度高、散热性能好、导电性能好的金属材料(例如铝合金)制作；引出排的截面积根据载流量设定，上端引出排与电容正极连接；中间引出排与负载连接；下端引出排与电容负极连接。
所述短路板25用紫铜制作，纵向连接在上方水冷散热器组套的两个水冷散热器之间，起到短路的作用；所述驱动板26横向固定在散热器侧部，起到控制驱动压接式IGBT封装模块开通关断的作用。
水冷散热器的前后两侧安装有阻尼电阻24，其另一侧设有分别通过进水连接管19和出水连接管20与水冷进水主管路17和水冷出水主管路18相连的进水口和出水口；水冷散热器8在工作时通过外部循环水机从进水口连接注入纯净的去离子水，进水温度48℃；基于IGBT的散热器材料应该具备导热性强、导电率高、抗压能力强、耐腐蚀能力强等特性；水冷散热器用铝合金制成，表面电镀镍，镀镍层厚度为8～12μm。水冷散热器8的作用是帮助压接式IGBT封装模块9和阻尼电阻24散热。
水冷散热器组套侧部的上、下两个阻尼电阻24之间串联有电容22，电容22通过导电性能优良的紫铜材料制作的接线铜排23与阻尼电阻24串联连接，阻尼电阻并联在IGBT封装模块的发射极和集电极之间。
散热器水路组件包括水冷进水主管路17、水冷出水主管路18、进水连接管19、出水连接管20；水冷散热器8通过进水连接管19和出水连接管20分别与水冷进水主管路17和水冷出水主管路18连接。水冷进水主管路17和水冷出水主管路18采用PVDF材质高性能水管，PVDF水管具有耐高温、阻热、耐介质的特性，可有效保持水温，进水连接管19和出水连接管20采用FEP材质高性能水管，FEP水管具有强度高、电绝缘性和耐磨性能好的特点。
水平定位杆6用高性能绝缘塑料，PVC和聚酰亚胺等材料中的任意一种制成，具有很高的机械强度，其通过高强度螺栓安装于上端夹具法兰金属板1和下端承重法兰金属板12的前后两侧，并通过相应的螺栓和定位块固定竖直方向的水冷进水主管路17、水冷出水主管路18和导线槽组件21，使得整个压接式IGBT封装模块夹具的结构紧凑易于装卸。
所述导线槽组件21纵向安装在水冷出水主管路18两端的水平定位杆之间，位于驱动板26一侧，用于固定驱动板导线。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种大功率压接式IGBT封装模块夹具，其特征在于：所述夹具包括竖直设置的绝缘支撑杆，水平方向由下至上依次设置的下端承重法兰组套、下端引出排、下方水冷散热组套、中间引出排、上方水冷散热组套、上端引出排和上端夹具法兰组套，上、下方水冷散热组套两侧安装有电容组件和阻尼电阻组件，其另外两侧分别安装有散热器水路组件以及短路板、驱动板和导线槽组件；所述上、下方水冷散热组套包括竖直方向相互平行的其间夹有所述压接式IGBT封装模块的水冷散热器，所述水冷散热器表面电镀镍。
2.如权利要求1所述的一种大功率压接式IGBT封装模块夹具，其特征在于：
所述上端夹具法兰组套包括竖直方向依次同轴设置的法兰吊装结构组件、上端夹具法兰金属板、球面补偿顶压支柱和凹面顶压块；
所述凹面顶压块为方形块，其顶部呈向下凹陷的球面；所述球面补偿顶压支柱的底部呈与所述凹面顶压块顶部凹球面相适应的向下凸起的球面；所述凹面顶压块的顶部与所述球面补偿顶压支柱的底部贴合，其底部与所述上端引出排的上表面贴合；
所述球面补偿顶压支柱通过顶压支柱锁紧螺母与所述上端夹具金属板固定；所述球面补偿顶压支柱的上部为横截面直径与所述顶压支柱锁紧螺母的螺纹孔经相适应的带有外螺纹的圆柱杆；所述圆柱杆置于所述顶压支柱锁紧螺母的螺纹孔内并与所述顶压支柱锁紧螺母螺纹固定；
所述球面补偿顶压支柱上部的圆柱杆横截面直径小于其底部的球面直径；
所述上端夹具法兰金属板的底部中心留有孔径大于所述圆柱杆横截面直径且小于所述顶压支柱锁紧螺母外径的圆形凹孔；所述圆柱杆伸入所述凹孔内；所述顶压支柱锁紧螺母与所述凹孔口贴合。
3.如权利要求1所述的一种大功率压接式IGBT封装模块夹具，其特征在于：
所述下端承重法兰组套包括竖直方向同轴设置的碟簧法兰定位块、对放碟簧组件和下端承重法兰金属板；
所述下端承重法兰金属板的中部留有通孔，所述通孔的竖直纵断面为阶梯形，其下部内径小于其上部内径，所述对放碟簧组件由不同规格标准的碟簧片沿竖直方向同轴对放组成；所述对放碟簧组件的外径大于所述通孔的下部内径且小于所述通孔的上部内径，以使所述对放碟簧组件同轴置于所述通孔内，所述碟簧法兰定位块包括一体成型且同轴设置的圆形水平定位台和圆柱形支柱，所述圆柱形支柱伸入所述碟簧组件的中部通孔内，所述水平定位台与所述碟簧组件的上表面贴合。
4.如权利要求1所述的一种大功率压接式IGBT封装模块夹具，其特征在于：
所述水冷散热器为上下表面分别设有凸台的长方体，所述IGBT封装模块上下凸台表面分别与上下两个水冷散热器的凸台相贴合；
所述上方水冷散热组套通过中间引出排定位块与所述下方水冷散热组套相连；所述上方水冷散热组套的上、下表面分别与所述上端引出排的下表面、所述中间引出排定位块的上表面在水平面上相贴合，所述下方水冷散热组件的上、下表面分别与所述中间引出排定位块的下表面、所述下端引出排的上表面在水平面上相贴合；所述中间引出排定位块的侧部固定有水平方向的中间引出排。
5.如权利要求1所述的一种大功率压接式IGBT封装模块夹具，其特征在于：
所述水冷散热器的两侧分别安装有阻尼电阻组件，上下两个水冷散热器的阻尼电阻之间安装有电容组件；所述阻尼电阻组件包括阻尼电阻，所述电容组件包括电容，所述阻尼电组通过接线铜排与所述电容依次连接，所述阻尼电阻并联在所述IGBT封装模块的发射极与集电极之间。
6.如权利要求1所述的一种大功率压接式IGBT封装模块夹具，其特征在于：
所述散热器水路组件包括进水连接管、出水连接管、以及竖直方向的水冷进水主管路和水冷出水主管路；
所述水冷散热器的一侧设有分别通过所述进水连接管和所述出水连接管与水冷进水主管路和水冷出水主管路相连的进水口和出水口；
所述水冷进水主管路和所述水冷出水主管路的两端分别通过水平定位杆与上端夹具法兰金属板的两侧以及下端承重法兰金属板的两侧固定，所述水冷出水主管路两端的水平定位杆之间还固定有竖直方向的导线槽组件；
所述水平定位杆分别通过高强度螺栓安装在所述上端夹具法兰金属板和所述下端承重法兰金属板的两侧；
所述水冷进水主管路和所述水冷出水主管路用PVDF材料制成，所述进水连接管和所述出水连接管用FEP材料制成。
7.如权利要求2所述的一种大功率压接式IGBT封装模块夹具，其特征在于：
所述上端夹具法兰金属板和下端承重法兰金属板为相互平行的水平长方形板，所述上端夹具法兰金属板和所述下端承重法兰金属板的四角处沿竖直方向分别设有四个通孔；
竖直绝缘支撑杆贯穿所述通孔安装于所述上端夹具法兰金属板和所述下端承重法兰金属板之间，所述竖直绝缘支撑杆用高性能增强纤维材料制作，其横截面直径为20mm-30mm，其两端分别留有纵向长度为90mm-110mm的外螺纹，并通过所述外螺纹与高强度螺栓固定；所述竖直绝缘支撑杆上端的螺栓与所述上端夹具法兰金属板的上表面贴合，其下端的螺栓与所述下端承重法兰金属板的下表面贴合；
所述上端夹具法兰金属板上还设有四个圆周等分布的螺孔，用于将所述法兰吊装结构组件通过高强度螺栓与所述上端夹具法兰金属板同轴固定。
8.如权利要求2所述的一种大功率压接式IGBT封装模块夹具，其特征在于：
所述凹孔的竖直纵断面为阶梯形，其上部内径略小于其下部内径，所述顶压支柱锁紧螺母的上部横截面外径略小于其下部横截面外径，所述顶压支柱锁紧螺母的上部横截面外径等于所述凹孔的下部内径，以使所述顶压支柱锁紧螺母的上部伸入所述凹孔的下部。
9.如权利要求6所述的一种大功率压接式IGBT封装模块夹具，其特征在于：
所述水冷散热器用铝合金制成，其表面镀镍层厚度为8μm-12μm；
所述上端引出排、中间引出排和下端引出排均用强度高、散热性能好、导电性能好的金属材料制作，引出排横截面面积根据载流量设定；
所述水平定位杆用绝缘塑料，PVC材料或聚酰亚胺材料中的任意一种材料制作。
10.如权利要求1所述的一种大功率压接式IGBT封装模块夹具，其特征在于：
所述上、下方水冷散热组套分别包括竖直方向平行设置的四个水冷散热器以及设于所述四个水冷散热器之间的三个IGBT封装模块，所述上方水冷散热组套的上方第一个水冷散热器的侧部通过竖直方向的短路板与第三个水冷散热器的侧部相连，所述上方水冷散热组套的第四个水冷散热器的侧部以及所述下方水冷散热器的下部三个水冷散热器的侧部分别安装有水平方向的驱动板。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105244346A (zh) * 2015-08-31 2016-01-13 特变电工新疆新能源股份有限公司 一种用于柔性直流输电换流阀功率单元的igbt压接组件
CN105405839A (zh) * 2015-12-15 2016-03-16 中国西电电气股份有限公司 一种方形压接式igbt压接结构
CN105632996A (zh) * 2015-12-29 2016-06-01 无锡应达工业有限公司 一种可控硅夹具
CN106706963A (zh) * 2015-07-28 2017-05-24 国网智能电网研究院 一种大功率压接式igbt封装模块压装测试夹具
CN106876349A (zh) * 2017-03-16 2017-06-20 深圳市禾望电气股份有限公司 一种功率模组及其制备方法
CN107783021A (zh) * 2017-09-06 2018-03-09 全球能源互联网研究院有限公司 一种用于压接型igbt器件功率循环试验的测试模块
CN108957036A (zh) * 2017-05-26 2018-12-07 全球能源互联网研究院 用于测定压接型功率绝缘栅双极型晶体管器件可靠性夹具
CN110726913A (zh) * 2018-06-28 2020-01-24 株洲中车时代电气股份有限公司 一种半导体器件测试装置
CN112834894A (zh) * 2021-01-07 2021-05-25 清华大学 一种用于半导体电流密度反演的磁场测试装置
CN114446902A (zh) * 2022-01-28 2022-05-06 北京工业大学 一种用于压接型igbt模块压力平衡夹具

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006173321A (ja) * 2004-12-15 2006-06-29 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
CN103094127A (zh) * 2011-10-28 2013-05-08 无锡华润安盛科技有限公司 用于封装igbt模块的直接键合铜基板的贴装夹具
CN103325750A (zh) * 2013-05-24 2013-09-25 苏州英能电子科技有限公司 一种大功率整晶圆平板压接式封装结构及其方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006173321A (ja) * 2004-12-15 2006-06-29 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
CN103094127A (zh) * 2011-10-28 2013-05-08 无锡华润安盛科技有限公司 用于封装igbt模块的直接键合铜基板的贴装夹具
CN103325750A (zh) * 2013-05-24 2013-09-25 苏州英能电子科技有限公司 一种大功率整晶圆平板压接式封装结构及其方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106706963A (zh) * 2015-07-28 2017-05-24 国网智能电网研究院 一种大功率压接式igbt封装模块压装测试夹具
CN106706963B (zh) * 2015-07-28 2024-05-31 国网智能电网研究院 一种大功率压接式igbt封装模块压装测试夹具
CN105244346A (zh) * 2015-08-31 2016-01-13 特变电工新疆新能源股份有限公司 一种用于柔性直流输电换流阀功率单元的igbt压接组件
CN105405839A (zh) * 2015-12-15 2016-03-16 中国西电电气股份有限公司 一种方形压接式igbt压接结构
CN105632996A (zh) * 2015-12-29 2016-06-01 无锡应达工业有限公司 一种可控硅夹具
CN106876349A (zh) * 2017-03-16 2017-06-20 深圳市禾望电气股份有限公司 一种功率模组及其制备方法
CN108957036A (zh) * 2017-05-26 2018-12-07 全球能源互联网研究院 用于测定压接型功率绝缘栅双极型晶体管器件可靠性夹具
CN107783021A (zh) * 2017-09-06 2018-03-09 全球能源互联网研究院有限公司 一种用于压接型igbt器件功率循环试验的测试模块
CN110726913A (zh) * 2018-06-28 2020-01-24 株洲中车时代电气股份有限公司 一种半导体器件测试装置
CN112834894A (zh) * 2021-01-07 2021-05-25 清华大学 一种用于半导体电流密度反演的磁场测试装置
CN114446902A (zh) * 2022-01-28 2022-05-06 北京工业大学 一种用于压接型igbt模块压力平衡夹具
CN114446902B (zh) * 2022-01-28 2022-11-08 北京工业大学 一种用于压接型igbt模块压力平衡夹具
US11699633B1 (en) 2022-01-28 2023-07-11 Beijing University Of Technology Pressure balancing clamp for press-pack insulated gate bipolar transistor module

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