CN118098992A - 一种预制密封胶外壳的igbt模块封装工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及IGBT模块封装技术领域,尤其是涉及一种预制密封胶外壳的IGBT模块封装工艺,包括如下步骤:将外壳翻转上料,在胶槽内涂敷密封胶,其中,密封胶的粘度大于400000mPa•s,密封胶高出胶槽上表面0.2mm;将带有密封胶的外壳放入托盘中固化,获得预制密封胶的外壳;将预制密封胶的外壳上料,与底板组件组装后放回托盘;在外壳与底板组件围设成的灌注腔内灌注硅胶并固化,完成IGBT模块封装;本发明通过将密封胶预制在外壳上的非传统封装方式,改善工艺流程,改善了底板组件弧度带来的硅胶漏胶问题,可批量生产预制密封胶的外壳,随用随取,节省了生产过程的固化时间,提高了IGBT模块封装效率。
Description
技术领域
本发明属于IGBT模块封装技术领域,具体涉及一种预制密封胶外壳的IGBT模块封装工艺。
背景技术
IGBT模块封装需要将外壳与底板组件之间互联后灌装硅胶,密封胶的作用主要是作为密封模块,将外壳固定在底板组件上,同时防止后续灌装密封胶漏出;如图2所示,传统的IGBT模块封装的步骤为将外壳翻转上料,在外壳的胶槽内划胶后与底板组件组装在一起,翻转后放入托盘并高温固化密封胶,然后再进行硅胶灌装与硅胶固化;此方式技术较为成熟,且可随时调整划胶参数以应对异常;然而,由于底板组件弧度存在差异性,当底板与外壳组装挤压时,过多的密封胶会被挤出导致溢胶,从而导致胶槽中存胶量较少,可能会导致后续灌装硅胶时的漏胶情况,影响密封效果。
因此,针对上述问题本发明急需提供一种预制密封胶外壳的IGBT模块封装工艺。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种预制密封胶外壳的IGBT模块封装工艺,通过预制密封胶的设计以解决现有技术中存在的溢胶或漏胶等问题,且可批量生产,大大提高生产效率。
本发明提供了一种预制密封胶外壳的IGBT模块封装工艺,包括如下步骤:
1)将外壳翻转上料,在外壳的胶槽内涂敷密封胶,其中,密封胶的粘度大于400000mPa·s,密封胶高出胶槽上表面的高度为0.2mm划胶速度为40-60mm/s;
2)将带有密封胶的外壳倒置放入托盘中固化,获得预制密封胶的外壳;
3)制备底板组件,将预制密封胶的外壳上料,与底板组件组装并翻转后放回托盘;
4)在外壳与底板组件围设成的灌注腔内灌注硅胶并固化,完成IGBT模块封装。
优选地,步骤1)中,密封胶的涂敷速度为50±10mm/s,密封胶的宽度为0.3-0.5mm,高度为0.4-0.6mm。
优选地,步骤1)中,涂敷密封胶前,对外壳识别定位并确认划胶路径;涂敷过程中,使用螺杆式出胶机,采用锥形出胶嘴或金属出胶嘴;涂敷密封胶后,检查胶路的完整性。
优选地,密封胶的材质为聚硅氧烷类高分子密封胶或紫外光固化密封胶。
优选地,步骤2)中,密封胶高温固化时,将托盘放入固化炉中高温固化,固化过程中,向固化炉内通入氮气,其中,氧含量小于2500ppm;固化温度为150±10℃,固化时间为10-20min;固化结束后,对托盘进行风冷降温至30℃以下后出炉。
优选地,步骤2)中,密封胶(2)紫外光固化时,使用365 nm,400mW/cm²的光源照射,照射时间为10-40s。
优选地,底板组件包括底板与安装于底板上方的中框,其中,中框上贯穿焊接有多个铜柱,各铜柱的底端与底板焊接,铜柱的顶部可拆卸插装有pin针,各pin针的另一端连接于外壳的下表面。
优选地,步骤2)中,使用压机将pin针压入对应铜柱内。
优选地,底板组件包括底板与安装于底板上方的中框,中框的顶部设有多个贯穿中框的安装孔,外壳的下表面对应设有多个与安装孔匹配的安装卡环,各安装孔与安装卡环压接连接。
优选地,外壳与底板组件之间通过螺丝连接。
本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:
1、本发明提供了一种预制密封胶外壳的IGBT模块封装工艺,通过将密封胶预制在外壳上的非传统封装方式,改善了工艺流程,得到了安装在外壳上的固化密封胶,固化后的密封胶可起到密封圈的作用,大大改善了不同底板组件弧度带来的硅胶漏胶问题;且由于本发明为先固化再组装,避免了由于组装时的压力导致溢胶进而导致硅胶灌注时的漏胶产生;
2、本发明可批量生产预制密封胶的外壳,随用随取,节省了生产过程的密封胶固化时间,大大提高了IGBT模块封装效率;同时,本发明在密封胶固化之后再组装,使得工作人员可观察到固化过程中的气泡产生情况,从而在组装之前检测并挑拣出来,避免由于气泡过多导致的漏胶情况。
附图说明
图1是本发明实施例所述的预制密封胶外壳的IGBT模块封装工艺的流程图;
图2是本发明实施例所述的传统IGBT模块封装工艺方法的流程图;
图3是本发明实施例所述的IGBT模块的结构示意图(立体图);
图4是本发明实施例所述的IGBT模块的结构示意图(剖视图);
图5是本发明实施例所述的外壳的结构示意图(立体图);
图6是本发明实施例所述的底板组件的结构示意图(立体图)。
其中:1、外壳;101、胶槽;102、Pin针;2、密封胶;3、底板组件;301、铜柱。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例,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做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。
如图1、图3、图4、图5所示,本实施例提供了一种预制密封胶外壳的IGBT模块封装工艺,包括如下步骤:
1)将外壳1翻转上料,在外壳1的胶槽101内涂敷密封胶2,其中,密封胶2的粘度大于400000mPa·s,密封胶2高出胶槽101上表面的高度为0.2mm,划胶速度为40-60mm/s;
2)将带有密封胶2的外壳1倒置放入托盘中固化,获得预制密封胶2的外壳1;
3)制备底板组件3,将预制密封胶2的外壳1上料,与底板组件3组装并翻转后放回托盘;
4)在外壳1与底板组件3围设成的灌注腔内灌注硅胶并固化,完成IGBT模块封装。
本发明提供了一种预制密封胶外壳的IGBT模块封装工艺,通过将密封胶2预制在外壳1上的非传统封装方式,改善了工艺流程,得到了安装在外壳1上的固化密封胶2,固化后的密封胶2可起到密封圈的作用,大大改善了不同底板组件3弧度带来的硅胶漏胶问题;且由于本发明为先固化再组装,避免了由于组装时的压力导致溢胶进而导致硅胶灌注时的漏胶产生;本发明可批量生产预制密封胶2的外壳1,随用随取,节省了生产过程的密封胶2固化时间,大大提高了IGBT模块封装效率;同时,本发明在密封胶2固化之后再组装,使得工作人员可观察到固化过程中的气泡产生情况,从而在组装之前检测并挑拣出来,避免由于气泡过多导致的漏胶情况。
在本实施例中,步骤1)中,密封胶2的涂敷速度为50±10mm/s,密封胶2的宽度为0.3-0.5mm,高度为0.4-0.6mm。
本发明中,外壳1的胶槽101的深度为0.2-0.4mm,密封胶2高出胶槽101上表面0.2mm,在密封胶2固化之后外壳1与底板组件3组装时,被压缩的密封胶2充当橡胶圈的作用,使得外壳1与底板组件3的连接安全可靠,避免了由于底板组件3的弧度差异性导致的密封不完全进而导致漏胶情况。
在本实施例中,步骤1)中,涂敷密封胶2前,对外壳1识别定位并确认划胶路径;涂敷过程中,使用螺杆式出胶机,采用锥形出胶嘴或金属出胶嘴;涂敷密封胶2后,检查胶路的完整性。
在本实施例中,密封胶2的材质为聚硅氧烷类高分子密封胶或紫外光固化密封胶。
本发明使用的紫外光固化密封胶包括丙烯酸酯类单体、光引发剂、抗氧剂及稳定剂;其中,丙烯酸酯类单体如环氧丙烯酸酯类、聚氨酯丙烯酸酯类或聚酯丙烯酸酯类,作为主要的粘合剂;光引发剂如苯甲酰丙酮、二羟基苯甲酮等,用于促进紫外线光照下的固化反应;抗氧剂如羟基苯甲酸酯、苯乙烯二酚等,用于防止紫外线对材料的影响;稳定剂如二甲基硬脂酸酯等,用于提高材料的稳定性。
在本实施例中,步骤2)中,密封胶2高温固化时,将托盘放入固化炉中高温固化,固化过程中,向固化炉内通入氮气,其中,氧含量小于2500ppm;固化温度为150±10℃,固化时间为10-20min;固化结束后,对托盘进行风冷降温至30℃以下后出炉。
在本实施例中,密封胶2紫外光固化时, 使用365 nm,400mW/cm²的光源照射,照射时间为10-40s。
如图5、图6所示,底板组件3包括底板与安装于底板上方的中框,其中,中框上贯穿焊接有多个铜柱301,各铜柱301的底端与底板焊接,铜柱301的顶部可拆卸插装有pin针102,各pin针102的另一端连接于外壳1的下表面。
在本实施例中,步骤2)中,使用压机将pin针102压入对应铜柱301内。
在本实施例中,底板组件3包括底板与安装于底板上方的中框,中框的顶部设有多个贯穿中框的安装孔,外壳1的下表面对应设有多个与安装孔匹配的安装卡环,各安装孔与安装卡环压接连接。
在本实施例中,外壳1与底板组件3之间通过螺丝连接。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种预制密封胶外壳的IGBT模块封装工艺,其特征在于:包括如下步骤:
1)将外壳(1)翻转上料,在外壳(1)的胶槽(101)内涂敷密封胶(2),其中,密封胶(2)的粘度大于400000mPa·s,密封胶(2)高出胶槽(101)上表面的高度为0.2mm,划胶速度为40-60mm/s;
2)将带有密封胶(2)的外壳(1)倒置放入托盘中固化,获得预制密封胶(2)的外壳(1);
3)制备底板组件(3),将预制密封胶(2)的外壳(1)上料,与底板组件(3)组装并翻转后放回托盘;
4)在外壳(1)与底板组件(3)围设成的灌注腔内灌注硅胶并固化,完成IGBT模块封装。
2.根据权利要求1所述的预制密封胶外壳的IGBT模块封装工艺,其特征在于:步骤1)中,密封胶(2)的涂敷速度为50±10mm/s,密封胶(2)的宽度为0.3-0.5mm,高度为0.4-0.6mm。
3.根据权利要求2所述的预制密封胶外壳的IGBT模块封装工艺,其特征在于:步骤1)中,涂敷密封胶(2)前,对外壳(1)识别定位并确认划胶路径;涂敷过程中,使用螺杆式出胶机,采用锥形出胶嘴或金属出胶嘴;涂敷密封胶(2)后,检查胶路的完整性。
4.根据权利要求3所述的预制密封胶外壳的IGBT模块封装工艺,其特征在于:密封胶(2)的材质为聚硅氧烷类高分子密封胶或紫外光固化密封胶。
5.根据权利要求4所述的预制密封胶外壳的IGBT模块封装工艺,其特征在于:步骤2)中,密封胶(2)高温固化时,将托盘放入固化炉中高温固化,固化过程中,向固化炉内通入氮气,其中,氧含量小于2500ppm;固化温度为150±10℃,固化时间为10-20min;固化结束后,对托盘进行风冷降温至30℃以下后出炉。
6.根据权利要求4所述的预制密封胶外壳的IGBT模块封装工艺,其特征在于:步骤2)中,密封胶(2)紫外光固化时,使用365 nm,400mW/cm²的光源照射,照射时间为10-40s。
7.根据权利要求6所述的预制密封胶外壳的IGBT模块封装工艺,其特征在于:底板组件(3)包括底板与安装于底板上方的中框,其中,中框上贯穿焊接有多个铜柱(301),各铜柱(301)的底端与底板焊接,铜柱(301)的顶部可拆卸插装有pin针(102),各pin针(102)的另一端连接于外壳(1)的下表面。
8.根据权利要求7所述的预制密封胶外壳的IGBT模块封装工艺,其特征在于:步骤2)中,使用压机将pin针(102)压入对应铜柱(301)内。
9.根据权利要求6所述的预制密封胶外壳的IGBT模块封装工艺,其特征在于:底板组件(3)包括底板与安装于底板上方的中框,中框的顶部设有多个贯穿中框的安装孔,外壳(1)的下表面对应设有多个与安装孔匹配的安装卡环,各安装孔与安装卡环压接连接。
10.根据权利要求6所述的预制密封胶外壳的IGBT模块封装工艺,其特征在于:外壳(1)与底板组件(3)之间通过螺丝连接。
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