CN113113330A - 一种igbt功率模块封装设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种IGBT功率模块封装设备，旨在提供一种不仅能够实现IGBT功率模块的夹片的自动安装，从而提高装配效率，降低劳动强度；而且可以避免夹片安装过程中容易碰撞到预粘贴在冷却板上的芯片，造成芯片移位，导致IGBT功率模块需要返工的问题的IGBT功率模块封装设备。它包括机架；模组定位工装，用于定位IGBT功率模块；夹片预撑工装，夹片预撑工装包括夹片预撑件，夹片预撑件用于撑开夹片；夹片机械手，用于吸取夹片；夹片安装机构，夹片安装机构包括横向导轨、沿横向导轨移动的横向滑座、用于推移横向滑座的横向执行装置、设置在横向滑座上的电动夹爪或启动夹爪、设置在横向滑座上的顶压气缸及设置在顶压气缸活塞杆端部的压块。

Description

一种IGBT功率模块封装设备

技术领域

本发明涉及一种封装设备，具体涉及一种IGBT功率模块封装设备。

背景技术

目前的一种IGBT功率模块中包括冷却板，冷却板的一板面上预粘贴有若干并排分布的芯片，芯片和冷却板通过夹片夹住。本申请中，IGBT功率模块的封装设备是指夹片的封装，具体的，夹片上具有弹性上夹片与弹性下夹片，夹片通过弹性上夹片与弹性下夹片来IGBT功率模块，夹片夹住芯片和冷却板后，将IGBT功率模块的冷却板和芯片夹持固定为一体。目前，这种IGBT功率模块的夹片封装工艺中，一般采用操作人员人工手动封装，具体的，人工手动将夹片掰开，接着将芯片和冷却板放入夹片内，然后释放夹片，将IGBT功率模块的冷却板和芯片夹持固定为一体，实现手动封装；目前这种IGBT功率模块的夹片封装工艺中，采用操作人员人工手动装配，不仅装配效率低，劳动强度大，而且在装配过程中容易碰撞到预粘贴在冷却板上的芯片，造成芯片移位，导致IGBT功率模块需要返工，重新组装。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种不仅能够实现IGBT功率模块的夹片的自动安装，从而提高装配效率，降低劳动强度；而且可以避免夹片安装过程中容易碰撞到预粘贴在冷却板上的芯片，造成芯片移位，导致IGBT功率模块需要返工的问题的IGBT功率模块封装设备。

本发明的技术方案是：

一种IGBT功率模块封装设备，其特征是，包括：

机架；

模组定位工装，用于定位IGBT功率模块，模组定位工装包括支撑平台及设置在支撑平台上的定位销；

夹片预撑工装，夹片预撑工装包括设置在机架上的纵向导轨、沿纵向导轨移动的纵移滑座、用于推移纵移滑座的纵移执行装置及设置在纵移滑座上的夹片预撑件，夹片预撑件用于撑开夹片，夹片预撑件上设有撑开导入部，该夹片包括用于夹持IGBT功率模块的弹性上夹片与弹性下夹片；

夹片机械手，用于吸取夹片，并将夹片由撑开导入部推入到夹片预撑件上，通过夹片预撑件将夹片撑开；

夹片安装机构，夹片安装机构包括横向导轨、沿横向导轨移动的横向滑座、用于推移横向滑座的横向执行装置、设置在横向滑座上的电动夹爪或启动夹爪、设置在横向滑座上的顶压气缸及设置在顶压气缸活塞杆端部的压块，

所述横向导轨与纵向导轨相垂直，所述电动夹爪或启动夹爪的两根夹指上各自安装有一个勾爪，两根夹指上的勾爪之间形成夹片容纳腔，所述勾爪包括用于勾住弹性上夹片或弹性下夹片的勾持部，所述顶压气缸活塞杆的伸缩方向与横向导轨相平行，压块用于顶住夹片。

当夹片机械手将夹片推入到夹片预撑件上，通过夹片预撑件将夹片撑开后；纵移执行装置带动纵移滑座、夹片预撑件和撑开后的夹片往夹片安装机构方向移动，使夹片预撑件和撑开后的夹片移动至夹片容纳腔内，并使两根夹指上的勾持部位于弹性上夹片与弹性下夹片之间；接着，顶压气缸活塞杆伸出，使压块顶住夹片，然后电动夹爪或启动夹爪的两根夹指张开，以通过勾爪带动夹片的弹性上夹片与弹性下夹片张开；再接着，横向执行装置带动横向滑座回移，以带动被两根夹指上勾爪张开的夹片与夹片预撑件分离，然后纵移执行装置带动纵移滑座和夹片预撑件回移复位；此后，横向执行装置带动横向滑座和被两根夹指上勾爪张开的夹片往前移动至模组定位工装处，定位在模组定位工装上的IGBT功率模块移入到被两根夹指上勾爪张开的夹片的夹片内；最后电动夹爪或启动夹爪的两根夹指并拢，已使夹片夹持在IGBT功率模块上。如此，不仅可以实现了IGBT功率模块的夹片的自动安装，从而提高装配效率，降低劳动强度；而且通过夹片预撑工装将夹片撑开后，并通过夹片安装机构将夹片撑开，然后将夹片安装到IGBT功率模块上，使夹片夹持在IGBT功率模块上，如此还可以避免夹片安装过程中容易碰撞到预粘贴在冷却板上的芯片，造成芯片移位，导致IGBT功率模块需要返工的问题。

作为优选，模组定位工装与横向滑座沿横向导轨依次分布，所述夹片预撑件与夹片容纳腔沿纵向导轨依次分布。

作为优选，夹片预撑件为与纵向导轨相平行的预撑板，预撑板的前侧设有厚度由预撑板的前侧往后逐渐减小的导向部，该导向部构成所述的撑开导入部。

作为优选，夹片机械手上设有吸取夹片的磁铁块。

作为优选，还包括：输送轨道，输送轨道上依次分布有若干托盘，托盘支撑于输送轨道上并通过输送轨道输送，托盘用于放置IGBT模块；托盘挡停装置，托盘挡停装置包括阻挡件及设置在机架上用于升降阻挡件的第一升降执行装置，阻挡件用于挡停托盘；模块抓取机械手，模块抓取机械手用于抓取被阻挡件挡停的托盘上的IGBT模块，并放置到模组定位工装上。如此，当输送轨道上的托盘被阻挡件挡停后，通过模块抓取机械手抓取被阻挡件挡停的托盘上的IGBT模块，并放置到模组定位工装上，以实现IGBT模块的自动上料与定位。

作为优选，还包括抬升定位装置，抬升定位装置包括托盘抬升柱、位于输送轨道上方的托盘定位块及第二升降执行装置，第二升降执行装置用于抬升托盘抬升柱，已将被阻挡件挡停的托盘顶起并使托盘抵在托盘定位块上。如此，当输送轨道上的托盘被阻挡件挡停后，抬升定位装置抬升托盘抬升柱，将被阻挡件挡停的托盘顶起并使托盘抵在托盘定位块上，从而使托盘与输送轨道分离并固定，以托盘的位置受到输送轨道的传递的影响。

作为优选，纵向导轨与横向导轨呈水平分布。

本发明的有益效果是：不仅能够实现IGBT功率模块的夹片的自动安装，从而提高装配效率，降低劳动强度；而且可以避免夹片安装过程中容易碰撞到预粘贴在冷却板上的芯片，造成芯片移位，导致IGBT功率模块需要返工的问题。

附图说明

图1是本发明的一种IGBT功率模块封装设备的一种局部结构示意图。

图2是本发明的夹片机械手在工作过程中的一种局部结构示意图。

图3是本发明的夹片安装机构的一种局部结构示意图。

图4是本发明的夹片预撑工装与夹片安装机构在工作过程中的一种局部结构示意图。

图中：

模组定位工装1；

夹片预撑工装2，纵向导轨2.1，夹片预撑件2.2，纵移滑座2.3，撑开导入部2.4；

夹片安装机构3，横向导轨3.1，横向滑座3.2，横向执行装置3.3，勾爪3.4，勾持部3.41，压块3.5，顶压气缸3.6，夹指3.7，夹片容纳腔3.8；

夹片机械手4，磁铁块4.1；

输送轨道5；

模块抓取机械手6；

托盘7；

抬升定位装置8，托盘抬升柱8.1，托盘定位块8.2；

夹片9，弹性上夹片9.1，弹性下夹片9.2，连接片9.3；

IGBT功率模块10。

具体实施方式

为使本发明技术方案实施例目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施例的技术方案进行清楚地解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，而不是全部实施例。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本方案，而不能解释为对本发明方案的限制。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定，“若干”的含义是表示一个或者多个。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

具体实施例一：如图1 、图2、图3、图4所示，一种IGBT功率模块封装设备，包括机架、模组定位工装1、夹片预撑工装2、夹片安装机构3及夹片机械手4。

模组定位工装用于定位IGBT功率模块10，模组定位工装包括支撑平台及设置在支撑平台上的定位销；本实施例中，定位销竖直分布。IGBT模块上具有工艺孔，该工艺孔与定位销配合。IGBT功率模块支撑于支撑平台上，且工艺孔与定位销配合，以实现将IGBT功率模块定位在模组定位工装上。IGBT功率模块通过手动方式定位到模组定位工装上，或者通过模块抓取机械手自动抓取IGBT模块，并放置到模组定位工装上。

夹片预撑工装2包括设置在机架上的纵向导轨2.1、沿纵向导轨移动的纵移滑座2.3、用于推移纵移滑座的纵移执行装置及设置在纵移滑座上的夹片预撑件2.2。纵向导轨水平分布。纵移执行装置为气缸或电缸。夹片预撑件用于撑开夹片9，夹片预撑件上设有撑开导入部2.4。该夹片包括用于夹持IGBT功率模块的弹性上夹片9.1与弹性下夹片9.2，具体的，该夹片包括用于夹持IGBT功率模块的弹性上夹片与弹性下夹片及连接弹性上夹片与弹性下夹片的连接片9.3，弹性上夹片与弹性下夹片之间形成夹持口，连接片、弹性上夹片与弹性下夹片由同一块弹性钢片折弯成型，弹性上夹片为一片或多片，弹性下夹片为一片或多片。本实施例中，预撑板水平分布，夹片预撑件为与纵向导轨相平行的预撑板，预撑板的前侧设有厚度由预撑板的前侧往后逐渐减小的导向部，该导向部构成所述的撑开导入部。

夹片机械手4用于吸取夹片，夹片机械手通过吸取或夹取的方式搬运夹片。本实施例中，夹片机械手上设有用于吸取夹片的磁铁块4.1，通过吸取夹片的方式搬运夹片，具体的，夹片机械手通过磁铁块吸住夹片9的连接片9.3，以吸取夹片。

夹片安装机构3包括横向导轨3.1、沿横向导轨移动的横向滑座3.2、用于推移横向滑座的横向执行装置3.3、设置在横向滑座上的电动夹爪或启动夹爪、设置在横向滑座上的顶压气缸3.6及设置在顶压气缸活塞杆端部的压块3.5。横向执行装置为气缸或电缸。模组定位工装与横向滑座沿横向导轨依次分布。横向导轨水平分布。横向导轨与纵向导轨相垂直。

电动夹爪或启动夹爪的两根夹指3.7上各自安装有一个勾爪3.4，两根夹指上的勾爪之间形成夹片容纳腔3.8。夹片预撑件与夹片容纳腔沿纵向导轨依次分布。勾爪包括用于勾住弹性上夹片或弹性下夹片的勾持部3.41。本实施例中，勾爪还包括与夹指端部连接的安装臂及连接安装臂与勾持部的连接部，勾持部位于两根夹指上的安装臂之间，勾持部为勾持板。顶压气缸活塞杆的伸缩方向与横向导轨相平行，压块位于夹片容纳腔内，压块用于顶住夹片。

本实施例的IGBT功率模块封装设备的具体工作如下，

夹片机械手4吸取夹片9，具体的，夹片机械手通过磁铁块吸住夹片的连接片，并带动夹片至夹片预撑件2.2处（夹片的夹持口朝向撑开导入部），并将夹片由撑开导入部推入到夹片预撑件上，通过夹片预撑件将夹片的弹性上夹片与弹性下夹片撑开；

如图4所示，当夹片机械手将夹片推入到夹片预撑件上，通过夹片预撑件将夹片撑开后；纵移执行装置带动纵移滑座、夹片预撑件和撑开后的夹片往夹片安装机构方向移动，使夹片预撑件和撑开后的夹片移动至夹片容纳腔内，并使两根夹指上的勾持部位于弹性上夹片与弹性下夹片之间；

接着，顶压气缸活塞杆伸出，使压块顶住夹片，具体的，顶压气缸活塞杆伸出，使压块顶住夹片的连接片；然后电动夹爪或启动夹爪的两根夹指张开，以通过勾爪带动夹片的弹性上夹片与弹性下夹片张开；

再接着，横向执行装置带动横向滑座回移（即横向执行装置带动横向滑座往远离模组定位工装方向移动），以带动被两根夹指上勾爪张开的夹片与夹片预撑件分离，然后纵移执行装置带动纵移滑座和夹片预撑件回移复位；此后，横向执行装置带动横向滑座和被两根夹指上勾爪张开的夹片往前移动至模组定位工装处，定位在模组定位工装上的IGBT功率模块移入到被两根夹指上勾爪张开的夹片的夹片内；

最后，电动夹爪或启动夹爪的两根夹指并拢，已使夹片夹持在IGBT功率模块上；夹片夹持在IGBT功率模块上后，横向执行装置带动横向滑座和勾爪前移，使勾持部位于夹片的前方，然后电动夹爪或启动夹爪的两根夹指张开，使勾爪位于夹片外侧；此后，横向执行装置带动横向滑座和勾爪后移复位。

如此，不仅可以实现了IGBT功率模块的夹片的自动安装，从而提高装配效率，降低劳动强度；而且通过夹片预撑工装将夹片撑开后，并通过夹片安装机构将夹片撑开，然后将夹片安装到IGBT功率模块上，使夹片夹持在IGBT功率模块上，如此还可以避免夹片安装过程中容易碰撞到预粘贴在冷却板上的芯片，造成芯片移位，导致IGBT功率模块需要返工的问题。

进一步的，如图1所示，IGBT功率模块封装设备还包括输送轨道5、托盘挡停装置与模块抓取机械手6。输送轨道上依次分布有若干托盘7，托盘支撑于输送轨道上并通过输送轨道输送，托盘用于放置IGBT模块。托盘挡停装置包括阻挡件及设置在机架上用于升降阻挡件的第一升降执行装置。阻挡件用于挡停轨道输送上的托盘；第一升降执行装置为升降气缸。模块抓取机械手用于抓取被阻挡件挡停的托盘上的IGBT模块，并放置到模组定位工装上。模块抓取机械手上设有用于抓取IGBT模块的气动手指。本实施例中，机械手为两轴机械手，两轴机械手用于带动气动手指在X、Z轴方向移动，其中；Z轴为竖直方向，X轴与横向导轨相平行。如此，当输送轨道上的托盘被阻挡件挡停后，通过模块抓取机械手抓取被阻挡件挡停的托盘上的IGBT模块，并放置到模组定位工装上，以实现IGBT模块的自动上料与定位。当IGBT功率模块的夹片安装好后，模块抓取机械手抓取模组定位工装上的IGBT模块，并放置到托盘上；然后第一升降执行装置带动阻挡件下行，使阻挡件位于托盘下方，从而放行托盘，通过输送轨道将托盘往下输送。

进一步的，如图1所示，IGBT功率模块封装设备还包括抬升定位装置8，抬升定位装置包括托盘抬升柱8.1、位于输送轨道上方的托盘定位块8.2及第二升降执行装置。第二升降执行装置为升降气缸。第二升降执行装置用于抬升托盘抬升柱，已将被阻挡件挡停的托盘顶起并使托盘抵在托盘定位块上。如此，当输送轨道上的托盘被阻挡件挡停后，抬升定位装置抬升托盘抬升柱，将被阻挡件挡停的托盘顶起并使托盘抵在托盘定位块上，从而使托盘与输送轨道分离并固定，以托盘的位置受到输送轨道的传递的影响。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种IGBT功率模块封装设备，其特征是，包括：

机架；

模组定位工装，用于定位IGBT功率模块，模组定位工装包括支撑平台及设置在支撑平台上的定位销；

夹片预撑工装，夹片预撑工装包括设置在机架上的纵向导轨、沿纵向导轨移动的纵移滑座、用于推移纵移滑座的纵移执行装置及设置在纵移滑座上的夹片预撑件，夹片预撑件用于撑开夹片，夹片预撑件上设有撑开导入部，该夹片包括用于夹持IGBT功率模块的弹性上夹片与弹性下夹片；

夹片机械手，用于吸取夹片，并将夹片由撑开导入部推入到夹片预撑件上，通过夹片预撑件将夹片撑开；

夹片安装机构，夹片安装机构包括横向导轨、沿横向导轨移动的横向滑座、用于推移横向滑座的横向执行装置、设置在横向滑座上的电动夹爪或启动夹爪、设置在横向滑座上的顶压气缸及设置在顶压气缸活塞杆端部的压块，

所述横向导轨与纵向导轨相垂直，所述电动夹爪或启动夹爪的两根夹指上各自安装有一个勾爪，两根夹指上的勾爪之间形成夹片容纳腔，所述勾爪包括用于勾住弹性上夹片或弹性下夹片的勾持部，所述顶压气缸活塞杆的伸缩方向与横向导轨相平行，压块用于顶住夹片。

2.根据权利要求1所述的一种IGBT功率模块封装设备，其特征是，当夹片机械手将夹片推入到夹片预撑件上，通过夹片预撑件将夹片撑开后；纵移执行装置带动纵移滑座、夹片预撑件和撑开后的夹片往夹片安装机构方向移动，使夹片预撑件和撑开后的夹片移动至夹片容纳腔内，并使两根夹指上的勾持部位于弹性上夹片与弹性下夹片之间；接着，顶压气缸活塞杆伸出，使压块顶住夹片，然后电动夹爪或启动夹爪的两根夹指张开，以通过勾爪带动夹片的弹性上夹片与弹性下夹片张开；再接着，横向执行装置带动横向滑座回移，以带动被两根夹指上勾爪张开的夹片与夹片预撑件分离，然后纵移执行装置带动纵移滑座和夹片预撑件回移复位；此后，横向执行装置带动横向滑座和被两根夹指上勾爪张开的夹片往前移动至模组定位工装处，定位在模组定位工装上的IGBT功率模块移入到被两根夹指上勾爪张开的夹片的夹片内；最后电动夹爪或启动夹爪的两根夹指并拢，已使夹片夹持在IGBT功率模块上。

3.根据权利要求1所述的一种IGBT功率模块封装设备，其特征是，所述模组定位工装与横向滑座沿横向导轨依次分布，所述夹片预撑件与夹片容纳腔沿纵向导轨依次分布。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种IGBT功率模块封装设备，其特征是，所述夹片预撑件为与纵向导轨相平行的预撑板，预撑板的前侧设有厚度由预撑板的前侧往后逐渐减小的导向部，该导向部构成所述的撑开导入部。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种IGBT功率模块封装设备，其特征是，所述夹片机械手上设有吸取夹片的磁铁块。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种IGBT功率模块封装设备，其特征是，还包括：

输送轨道，输送轨道上依次分布有若干托盘，托盘支撑于输送轨道上并通过输送轨道输送，托盘用于放置IGBT模块；

托盘挡停装置，托盘挡停装置包括阻挡件及设置在机架上用于升降阻挡件的第一升降执行装置，阻挡件用于挡停托盘；

模块抓取机械手，模块抓取机械手用于抓取被阻挡件挡停的托盘上的IGBT模块，并放置到模组定位工装上。

7.根据权利要求6所述的一种IGBT功率模块封装设备，其特征是，还包括抬升定位装置，抬升定位装置包括托盘抬升柱、位于输送轨道上方的托盘定位块及第二升降执行装置，第二升降执行装置用于抬升托盘抬升柱，已将被阻挡件挡停的托盘顶起并使托盘抵在托盘定位块上。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种IGBT功率模块封装设备，其特征是，所述纵向导轨与横向导轨呈水平分布。

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