CN107768271B - 一种igbt模块侧框紧固方法及其工装 - Google Patents

一种igbt模块侧框紧固方法及其工装 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种IGBT模块侧框紧固方法及其工装，所述工装包括：平板和垂直设置在所述平板上的多个杆体，每个杆体上均设置有一个限位件，所述限位件能够沿所述杆体上下移动。所述紧固方法具有以下步骤：(1)调节限位件高度；(2)工装上的各个杆体分别穿过基板上的基板定位孔；(3)在基板上对应侧框的边框处点胶；(4)将侧框顺着工装的杆体放在基板表面；(5)在基板的正面打入螺钉，紧固侧框和基板；(6)直接将工装和紧固的基板、侧框一起放在侧框胶固化炉中进行固化。本发明的工装支持多种的点胶和紧固方案，并且工装的结构简单、操作简易；工装和紧固的基板、侧框作为整体一起进行固化，有利于提高生产效率。

Description

一种IGBT模块侧框紧固方法及其工装
技术领域
本发明涉及一种IGBT模块的封装方法，特别涉及一种IGBT模块侧框紧固方法及其工装。
背景技术
目前，如IGBT模块一类的大功率高压模块通常包括侧框和基板，其中侧框为功率模块端子提供机械支持、机械保护、环境保护和绝缘保护，而基板作为绝缘衬底的一种机械支持，它在电源瞬变期间吸热并把热量从绝缘衬底传递到系统的散热片上。
通常，采用打螺钉的方法将侧框压装在基板上，均匀涂覆在侧框下的侧框胶在常温下为液态膏状，侧框压装后，侧框胶在一定的温度和时间下固化，形成固态侧框胶达到侧框和基板密封的目的。这种侧框和基板的密封方法因为操作相对简单而被普遍采用。
其中，根据螺钉打入方式的不同，可以将紧固方法分为基板正面紧固和基板背面紧固两种。基板正面紧固一般直接在侧框2底部涂胶(见图1A)，侧框2翻转后(见图1B)侧框2与带有母排11的基板1由侧框胶粘附(见图1C)，并在基板1正面打入螺钉14紧固侧框2(见图1D)。这种紧固方式可以比较精准地控制点胶轨迹，但是正面的螺钉在IGBT模块密封后会存留在模块内部，不利于模块的反向拆卸。基板背面紧固一般直接在侧框2底部涂胶(见图2A)，基板1翻转后(图2B)侧框2与基板1由侧框胶粘附(见图2C)，并在基板1背面打入沉头螺钉15紧固侧框2。但是这种紧固方式必须要有基板1翻转和模块翻转的过程，会给模块封装带来碰撞风险。
然而上述两种常见的紧固方法具有如下缺点：
1)打螺钉时，正面紧固固定物为基板，背面紧固固定物为侧框，基板和侧框的不同设计一般要有两套紧固工装来适应这两种紧固方式。
2)两种点胶方法必须至少有一物体进行翻转，翻转中未固化的侧框胶容易玷污别的地方。
3)背面紧固翻转的基板上母排具有一定高度，翻转时传送带有可能伤到母排。
4)侧框胶固化炉不能直接固化母排向下的模块，背面紧固第二次翻转一定要完成才能将正放置的模块送入侧框胶固化炉进行固化。
5)为了确认侧框点胶的轨迹，一般在侧框上涂覆侧框胶，直接在基板上涂侧框胶的方式比较少。
6)为了保证侧框涂胶设备涂胶准确性，不能直接在设备上打螺钉。
鉴于此，本发明的发明人设计出一种IGBT模块侧框紧固方法，不仅可以在基板正面打螺钉实现侧框紧固，也可以在基板背面打螺钉实现侧框紧固，以克服现有技术中的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种IGBT模块侧框紧固方法及其工装，该工装可以适应多种点胶和紧固方案，其不仅可以在基板正面打螺钉实现侧框紧固，也可以在基板背面打螺钉实现侧框紧固。并且基板、侧框紧固后，工装可以和IGBT模块半成品一起进行固化，在不触碰侧框胶的前提下完成IGBT模块半成品运转。
为达上述目的，本发明提供一种用于紧固IGBT模块侧框的工装，其包括：平板和垂直设置在所述平板上的多个杆体，每个杆体上均设置有一个限位件，所述限位件能够沿所述杆体上下移动。
所述的用于紧固IGBT模块侧框的工装，其中，所述限位件为螺母，并且所述杆体表面上设置有螺纹，所述螺母与所述杆体为螺纹连接。
所述的用于紧固IGBT模块侧框的工装，其中，所述限位件为夹爪。
所述的用于紧固IGBT模块侧框的工装，其中，所述杆体与所述平板的连接方式为螺纹连接、卡接或焊接。
所述的用于紧固IGBT模块侧框的工装，其中，所述工装的材料为金属。
本发明还提供一种利用所述工装而实施的IGBT模块侧框紧固方法，其用于对基板和侧框进行紧固，所述基板的表面上垂直设置有多个母排，并且在基板上设置有多个螺纹孔以及多个基板定位孔，所述侧框上具有多个与基板上的螺纹孔对应的多个螺纹孔，并且所述侧框的边框底部为涂胶处；在一实施例中，所述紧固方法具有以下步骤：
(1)调节所述工装的杆体上的限位件高度；
(2)将基板保持母排向上的方向，使工装上的各个杆体分别穿过基板上的基板定位孔，所述基板由所述限位件在竖直方向上限位；
(3)在基板上对应侧框的边框处点胶；
(4)将侧框顺着工装的杆体放在基板表面；
(5)在基板的正面打入螺钉，使所述螺钉依次穿过侧框上的螺纹孔以及基板上的螺纹孔，从而紧固侧框和基板；
(6)直接将工装和紧固的基板、侧框一起放在侧框胶固化炉中进行固化。
在另一实施例中，所述紧固方法还可以具有以下步骤：
(1)调节所述工装的杆体上的限位件高度；
(2)将基板保持母排向上的方向，使工装上的各个杆体分别穿过基板上的基板定位孔，所述基板由所述限位件在竖直方向上限位；
(3)在侧框的边框底部处点胶，而后将侧框翻转；
(4)将侧框顺着工装的杆体放在基板表面；
(5)在基板的正面打入螺钉，使所述螺钉依次穿过侧框上的螺纹孔以及基板上的螺纹孔，从而紧固侧框和基板；
(6)直接将工装和紧固的基板、侧框一起放在侧框胶固化炉中进行固化。
在再一实施例中，所述紧固方法具有以下步骤：
(1)调节所述工装的杆体上的限位件高度，为基板上的母排预留足够的高度；
(2)将所述侧框保持底部向上地顺着工装的杆体而放置在限位件上，所述侧框由所述限位件在竖直方向上限位；
(3)在侧框的边框底部处点胶；
(4)将基板保持母排向下的方向，使工装上的各个杆体分别穿过基板上的基板定位孔，所述基板由所述侧框在竖直方向上限位；
(5)在基板的背面打入螺钉，使所述螺钉依次穿过侧框上的螺纹孔以及基板上的螺纹孔，从而紧固侧框和基板；
(6)直接将工装和紧固的基板、侧框一起放在侧框胶固化炉中进行固化。
在又一实施例中，所述紧固方法具有以下步骤：
(1)调节工装的杆体上的限位件高度，为基板上的母排预留足够的高度；
(2)将侧框保持底部向上地顺着工装的杆体而放置在限位件上，所述侧框由所述限位件在竖直方向上限位；
(3)在基板上对应侧框的边框处点胶；
(4)将基板保持母排向下的方向，使工装上的各个杆体分别穿过基板上的基板定位孔，所述基板由所述侧框在竖直方向上限位；
(5)在基板的背面打入螺钉，使所述螺钉依次穿过侧框上的螺纹孔以及基板上的螺纹孔，从而紧固侧框和基板；
(6)直接将工装和紧固的基板、侧框一起放在侧框胶固化炉中进行固化。
所述的IGBT模块侧框紧固方法，其中，在步骤(5)中，所述螺钉为沉头螺钉。
本发明的有益效果是：
1、本发明的工装支持多种的点胶和紧固方案，并且工装的结构简单、操作简易；
2、工装和紧固的基板、侧框作为整体一起进行固化，有利于提高生产效率；
3、螺母高度可调节，平板螺钉孔位置可以有很多选择，支持多种类型模块的侧框和基板紧固；
4、工装可以减少侧框胶的翻转过程，避免侧框胶玷污。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1A是现有的基板正面紧固方法中的侧框底部点胶步骤的示意图；
图1B是现有的基板正面紧固方法中的侧框翻转步骤的示意图；
图1C是现有的基板正面紧固方法中的侧框与基板由侧框胶粘附步骤的示意图；
图1D是现有的基板正面紧固方法中的螺钉紧固步骤的示意图；
图2A是现有的基板背面紧固方法中的侧框底部点胶步骤的示意图；
图2B是现有的基板背面紧固方法中的基板翻转步骤的示意图；
图2C是现有的基板背面紧固方法中的侧框与基板由侧框胶粘附步骤的示意图；
图2D是现有的基板背面紧固方法中的螺钉紧固步骤的示意图；
图3A为基板的俯视图；
图3B为基板的侧视图；
图4A为侧框的俯视图；
图4B为侧框的侧视图；
图5为根据本发明的工装的侧视图；
图6A为采用本发明的工装进行基板正面紧固的示意图；
图6B为采用本发明的工装进行基板背面紧固的示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图3A、图3B和图4A、图4B所示，分别为基板1的俯视图、侧视图以及侧框2的俯视图和侧视图。所述基板1表面垂直设置有多个母排11(优选地，所述母排11焊接在所述基板1上)，并且在基板1上设置有多个螺纹孔12以及多个基板定位孔13。所述侧框2上具有多个与基板1上的螺纹孔12对应的多个螺纹孔21，并且所述侧框2的边框22底部即为涂胶处。本发明中的侧框2和基板1基本上可以在所有IGBT模块封装中通用。
再如图5所示，其为根据本发明的工装的侧视图。所述工装3主要包括平板31和多个表面具有螺纹的杆体32，所述平板31上设置有多个螺纹孔(图中未示出)用于与所述杆体32螺纹连接，此外每个杆体32上均与一个螺母33螺纹连接，所述螺母33能够沿杆体32上下移动。本发明的工装既可以用作基板正面紧固，也可以用作基板背面紧固，具体如下所示：
一、当本发明的工装用作基板正面紧固时，如图6A所示，有两种实现方式：
1、第一种正面紧固方法，具有以下步骤：
(1)调节工装的杆体32上的螺母33高度；
(2)将基板1保持母排11向上的方向，使工装3上的各个杆体32分别穿过基板1上的基板定位孔13，所述基板1由所述螺母33在竖直方向上限位；
(3)在基板1上对应侧框2的边框处点胶；
(4)将侧框2顺着工装3的杆体32放在基板1表面；
(5)在基板1的正面打入螺钉，使其依次穿过侧框2上的螺纹孔21以及基板1上的螺纹孔12，从而紧固侧框2和基板1；
(6)直接将工装3和紧固的基板1、侧框2一起放在侧框胶固化炉中进行固化。
2、第二种正面紧固方法，具有以下步骤：
(1)调节工装的杆体32上的螺母33高度；
(2)将基板1保持母排11向上的方向，使工装3上的各个杆体32分别穿过基板1上的基板定位孔13，所述基板1由所述螺母33在竖直方向上限位；
(3)在侧框2的边框底部处点胶，而后将侧框2翻转；
(4)将侧框2顺着工装3的杆体32放在基板1表面；
(5)在基板1的正面打入螺钉，使其依次穿过侧框2上的螺纹孔21以及基板1上的螺纹孔12，从而紧固侧框2和基板1；
(6)直接将工装3和紧固的基板1、侧框2一起放在侧框胶固化炉中进行固化。
二、当本发明的工装用作基板背面紧固时，如图6B所示，有两种实现方式：
1、第一种背面紧固方法，具有以下步骤：
(1)调节工装的杆体32上的螺母33高度，为基板1上的母排11预留足够的高度；
(2)将侧框2保持底部向上地顺着工装3的杆体32而放置在螺母33上，所述侧框2由所述螺母33在竖直方向上限位；
(3)在侧框2的边框22底部处点胶；
(4)将基板1保持母排11向下的方向，使工装3上的各个杆体32分别穿过基板1上的基板定位孔13，所述基板1由所述侧框2在竖直方向上限位；
(5)在基板1的背面打入螺钉，使其依次穿过侧框2上的螺纹孔21以及基板1上的螺纹孔12，从而紧固侧框2和基板1；优选地，所述螺钉为沉头螺钉。
(6)直接将工装3和紧固的基板1、侧框2一起放在侧框胶固化炉中进行固化。
2、第二种背面紧固方法，具有以下步骤：
(1)调节工装的杆体32上的螺母33高度，为基板1上的母排11预留足够的高度；
(2)将侧框2保持底部向上地顺着工装3的杆体32而放置在螺母33上，所述侧框2由所述螺母33在竖直方向上限位；
(3)在基板1上对应侧框2的边框处点胶；
(4)将基板1保持母排11向下的方向(也就是基板点胶后翻转)，使工装3上的各个杆体32分别穿过基板1上的基板定位孔13，所述基板1由所述侧框2在竖直方向上限位；
(5)在基板1的背面打入螺钉，使其依次穿过侧框2上的螺纹孔21以及基板1上的螺纹孔12，从而紧固侧框2和基板1；优选地，所述螺钉为沉头螺钉。
(6)直接将工装3和紧固的基板1、侧框2一起放在侧框胶固化炉中进行固化。
优选地，所述工装3上，作为限位件的螺母33还可由夹爪(图中未示出)等来替代，只要能够起到对基板1或侧框2在竖直方向上限位的作用即可。
优选地，所述杆体32嵌入平板31的方式可以是螺纹连接、卡接、焊接等方式进行连接。
优选地，所述工装3的材料可以与侧框2的材料一致，或者为金属材料等其他材料。
优选地，平板31上的螺钉孔位置可以有很多选择，支持多种类型模块的侧框和基板紧固。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、本发明的工装支持多种的点胶和紧固方案，并且工装的结构简单、操作简易；
2、工装和紧固的基板、侧框作为整体一起进行固化，有利于提高生产效率；
3、螺母高度可调节，平板螺钉孔位置可以有很多选择，支持多种类型模块的侧框和基板紧固；
4、工装可以减少侧框胶的翻转过程，避免侧框胶玷污。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (24)

1.一种IGBT模块侧框紧固方法，其用于对基板和侧框进行紧固，其中，所述基板的表面上垂直设置有多个母排，并且在基板上设置有多个螺纹孔以及多个基板定位孔，所述侧框上具有多个与基板上的螺纹孔对应的多个螺纹孔，并且所述侧框的边框底部为涂胶处；所述紧固方法采用工装来进行，所述工装包括：平板和垂直设置在所述平板上的多个杆体，每个杆体上均设置有一个限位件，所述限位件能够沿所述杆体上下移动，
其特征在于，所述紧固方法具有以下步骤：
1)调节所述工装的杆体上的限位件的高度；
2)将基板保持母排向上的方向，使工装上的各个杆体分别穿过基板上的基板定位孔，所述基板由所述限位件在竖直方向上限位；
3)在基板上对应侧框的边框处点胶；
4)将侧框顺着工装的杆体放在基板表面；
5)在基板的正面打入螺钉，使所述螺钉依次穿过侧框上的螺纹孔以及基板上的螺纹孔，从而紧固侧框和基板；
6)直接将工装和紧固的基板、侧框一起放在侧框胶固化炉中进行固化。
2.根据权利要求1所述的IGBT模块侧框紧固方法，其特征在于，所述限位件为螺母，并且所述杆体表面上设置有螺纹，所述螺母与所述杆体为螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的IGBT模块侧框紧固方法，其特征在于，所述限位件为夹爪。
4.根据权利要求1所述的IGBT模块侧框紧固方法，其特征在于，所述杆体与所述平板的连接方式为螺纹连接、卡接或焊接。
5.根据权利要求1所述的IGBT模块侧框紧固方法，其特征在于，所述工装的材料为金属。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的IGBT模块侧框紧固方法，其特征在于，在步骤5)中，所述螺钉为沉头螺钉。
7.一种IGBT模块侧框紧固方法，其用于对基板和侧框进行紧固，其中，所述基板的表面上垂直设置有多个母排，并且在基板上设置有多个螺纹孔以及多个基板定位孔，所述侧框上具有多个与基板上的螺纹孔对应的多个螺纹孔，并且所述侧框的边框底部为涂胶处；所述紧固方法采用工装来进行，所述工装包括：平板和垂直设置在所述平板上的多个杆体，每个杆体上均设置有一个限位件，所述限位件能够沿所述杆体上下移动，
其特征在于，所述紧固方法具有以下步骤：
1)调节所述工装的杆体上的限位件的高度；
2)将基板保持母排向上的方向，使工装上的各个杆体分别穿过基板上的基板定位孔，所述基板由所述限位件在竖直方向上限位；
3)在侧框的边框底部处点胶，而后将侧框翻转；
4)将侧框顺着工装的杆体放在基板表面；
5)在基板的正面打入螺钉，使所述螺钉依次穿过侧框上的螺纹孔以及基板上的螺纹孔，从而紧固侧框和基板；
6)直接将工装和紧固的基板、侧框一起放在侧框胶固化炉中进行固化。
8.根据权利要求7所述的IGBT模块侧框紧固方法，其特征在于，所述限位件为螺母，并且所述杆体表面上设置有螺纹，所述螺母与所述杆体为螺纹连接。
9.根据权利要求7所述的IGBT模块侧框紧固方法，其特征在于，所述限位件为夹爪。
10.根据权利要求7所述的IGBT模块侧框紧固方法，其特征在于，所述杆体与所述平板的连接方式为螺纹连接、卡接或焊接。
11.根据权利要求7所述的IGBT模块侧框紧固方法，其特征在于，所述工装的材料为金属。
12.根据权利要求7到11中任一项所述的IGBT模块侧框紧固方法，其特征在于，在步骤5)中，所述螺钉为沉头螺钉。
13.一种IGBT模块侧框紧固方法，其用于对基板和侧框进行紧固，其中，所述基板的表面上垂直设置有多个母排，并且在基板上设置有多个螺纹孔以及多个基板定位孔，所述侧框上具有多个与基板上的螺纹孔对应的多个螺纹孔，并且所述侧框的边框底部为涂胶处；所述紧固方法采用工装来进行，所述工装包括：平板和垂直设置在所述平板上的多个杆体，每个杆体上均设置有一个限位件，所述限位件能够沿所述杆体上下移动，
其特征在于，所述紧固方法具有以下步骤：
1)调节所述工装的杆体上的限位件的高度，为基板上的母排预留足够的高度；
2)将所述侧框保持底部向上地顺着工装的杆体而放置在限位件上，所述侧框由所述限位件在竖直方向上限位；
3)在侧框的边框底部处点胶；
4)将基板保持母排向下的方向，使工装上的各个杆体分别穿过基板上的基板定位孔，所述基板由所述侧框在竖直方向上限位；
5)在基板的背面打入螺钉，使所述螺钉依次穿过侧框上的螺纹孔以及基板上的螺纹孔，从而紧固侧框和基板；
6)直接将工装和紧固的基板、侧框一起放在侧框胶固化炉中进行固化。
14.根据权利要求13所述的IGBT模块侧框紧固方法，其特征在于，所述限位件为螺母，并且所述杆体表面上设置有螺纹，所述螺母与所述杆体为螺纹连接。
15.根据权利要求13所述的IGBT模块侧框紧固方法，其特征在于，所述限位件为夹爪。
16.根据权利要求13所述的IGBT模块侧框紧固方法，其特征在于，所述杆体与所述平板的连接方式为螺纹连接、卡接或焊接。
17.根据权利要求13所述的IGBT模块侧框紧固方法，其特征在于，所述工装的材料为金属。
18.根据权利要求13到17中任一项所述的IGBT模块侧框紧固方法，其特征在于，在步骤5)中，所述螺钉为沉头螺钉。
19.一种IGBT模块侧框紧固方法，其用于对基板和侧框进行紧固，其中，所述基板的表面上垂直设置有多个母排，并且在基板上设置有多个螺纹孔以及多个基板定位孔，所述侧框上具有多个与基板上的螺纹孔对应的多个螺纹孔，并且所述侧框的边框底部为涂胶处；所述紧固方法采用工装来进行，所述工装包括：平板和垂直设置在所述平板上的多个杆体，每个杆体上均设置有一个限位件，所述限位件能够沿所述杆体上下移动，
其特征在于，所述紧固方法具有以下步骤：
1)调节工装的杆体上的限位件的高度，为基板上的母排预留足够的高度；
2)将侧框保持底部向上地顺着工装的杆体而放置在限位件上，所述侧框由所述限位件在竖直方向上限位；
3)在基板上对应侧框的边框处点胶；
4)将基板保持母排向下的方向，使工装上的各个杆体分别穿过基板上的基板定位孔，所述基板由所述侧框在竖直方向上限位；
5)在基板的背面打入螺钉，使所述螺钉依次穿过侧框上的螺纹孔以及基板上的螺纹孔，从而紧固侧框和基板；
6)直接将工装和紧固的基板、侧框一起放在侧框胶固化炉中进行固化。
20.根据权利要求19所述的IGBT模块侧框紧固方法，其特征在于，所述限位件为螺母，并且所述杆体表面上设置有螺纹，所述螺母与所述杆体为螺纹连接。
21.根据权利要求19所述的IGBT模块侧框紧固方法，其特征在于，所述限位件为夹爪。
22.根据权利要求19所述的IGBT模块侧框紧固方法，其特征在于，所述杆体与所述平板的连接方式为螺纹连接、卡接或焊接。
23.根据权利要求19所述的IGBT模块侧框紧固方法，其特征在于，所述工装的材料为金属。
24.根据权利要求19至23中任一项所述的IGBT模块侧框紧固方法，其特征在于，在步骤5)中，所述螺钉为沉头螺钉。
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