CN210060246U - 一种新型模块封装焊接夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型模块封装焊接夹具，模块包括带有预焊件的基板、设置于基板上的主端子单元、控制端子单元，主端子单元上设置有侧开孔，焊接夹具包括带有基板的安装槽的固定板、与固定板配套的绝缘嵌套板，安装槽的深度小于基板的高度，绝缘嵌套板下端设置有与基板的侧壁配套的嵌套框，绝缘嵌套板上开设有与基板上主端子单元、控制端子单元的安装位置配套的主端子放置孔、控制端子放置孔，该夹具结构简单，能够使主端子在焊接过程中保持直立，控制端子焊接位置统一，大幅度提高功率模块的焊接效率及良品率，降低后续封装工艺的复杂程度，给封装功率模块工艺提供了技术支撑。

Description

一种新型模块封装焊接夹具

技术领域

本实用新型属于半导体器件封装设备技术领域，涉及一种焊接夹具，具体地说是一种新型模块封装焊接夹具。

背景技术

功率模块端子焊接是采用真空焊接技术将功率模块的主端子、控制端子及控制导线和半成品模块焊接在一起，如图1所示，每个功率模块端子由两类端子单元组成，一类端子单元包括主端子和端子焊层，另一类包括控制端子、控制导线和导线粘连焊层。

功率模块主要通过控制端子控制模块的工作状态和通过主端子进行导电，主端子焊接保持直立，在使用时与导线连接才能接触良好，这样才能消除使用过程中由于虚接带来的耗电和触电危险，控制端子焊接牢固，位置保持统一，统一的控制端子可以极大提高焊接的效率，进而提高产量。

现有的端子封装工艺条件下，由于主端子倾斜和控制端子位置不够统一存在以下问题：1、在功率模块的端子焊接过程中由于端子未能保持足够的竖直状态，导致在最后端子折弯时未能与配套螺母孔保持匹配状态，在使用过程中会出现接触不良而造成电量的浪费，若遇见电火花很可能就会造成所在设备其他元器件的损坏；2、控制端子焊接位置不统一及焊接时控制端子和控制导线分步骤依次焊接，严重浪费时间，降低生产产量，有时位置偏差过大会导致外壳装配时扯断控制导线，造成良品率下降。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种新型模块封装焊接夹具，能够使主端子在焊接过程中保持直立，控制端子焊接位置统一，大幅度提高功率模块的焊接效率及良品率，降低后续封装工艺的复杂程度，给封装功率模块工艺提供了技术支撑。

本实用新型采用的技术方案是：

一种新型模块封装焊接夹具，所述的模块包括带有预焊件的基板、设置于基板上的主端子单元、控制端子单元，主端子单元上设置有侧开孔，关键在于，所述的焊接夹具包括带有基板的安装槽的固定板、与固定板配套的绝缘嵌套板，所述的安装槽的深度小于基板的高度，绝缘嵌套板上开设有与基板上主端子单元、控制端子单元的安装位置配套的主端子放置孔、控制端子放置孔。

所述的焊接夹具还包括主端子单元的锁紧件，所述的绝缘嵌套板的侧壁上开设有与侧开孔配套的锁紧孔，锁紧件穿过锁紧孔与侧开孔配合形成主端子单元与绝缘嵌套板的锁紧单元。

所述的锁紧件为螺栓，所述的锁紧孔为为具有螺纹的通孔。

所述的侧开孔的直径与螺栓的螺纹杆的外径之差为0.2-1.2mm。

所述的嵌套框包括分别设置于绝缘嵌套板四角处的L型边框。

所述的控制端子放置孔的端部呈优弧型。

所述的绝缘嵌套板下端设置有与基板的侧壁配套的嵌套框。

所述的固定板与绝缘嵌套板之间借助竖向丝杠组件连接，所述的竖向丝杠组件包括固设于绝缘嵌套板上的竖向螺母、下端借助套筒与固定板连接的竖向螺杆，所述的竖向螺杆具有在套筒内沿自身轴线旋转的自由度。

所述的绝缘嵌套板上设置有一组槽体，槽体内配套设置有活动块，绝缘嵌套板上设置有活动块的顶紧螺栓，所述的控制端子放置孔设置于活动块上，所述的槽体的横向长度大于控制端子单元的横向长度。

本实用新型的有益效果是：利用固定板上的基板安装槽安装基板，基板上表面高出固定板的上表面，利用绝缘嵌套板上的主端子放置孔、控制端子放置孔将主端子单元、控制端子单元的相对位置限定，绝缘嵌套板下端的嵌套框嵌套在基板露出固定板的上端侧壁上，即可完成主端子单元、控制端子单元的位置的固定，防止主端子单元焊接过程中出现倾斜导致使用过程中出现漏电危险状况的发生，控制端子单元一次焊接完成，焊接后主端子单元、控制端子单元的位置统一，降低后期装配外壳时的难度，既节约生产时间又提高了产品的良品率。

附图说明

图1是带有预焊件的基板的结构示意图。

图2是主端子单元的结构示意图。

图3是控制端子单元的结构示意图。

图4是实施例1的固定板的结构示意图。

图5是实施例1的绝缘嵌套板的结构示意图。

图6是实施例1的使用状态的示意图。

图7是实施例3的使用状态的示意图。

图8是实施例4的使用状态的示意图。

附图中，1、基板，2、主端子单元，3、控制端子单元，4、侧开孔，5、安装槽，6、固定板，7、绝缘嵌套板，8、嵌套框，9、主端子放置孔，10、控制端子放置孔，11、锁紧件，12、锁紧孔，13、竖向螺母，14、套筒，15、竖向螺杆，16、铰接板，17、活动块，18、顶紧螺栓。

具体实施方式

本实用新型涉及一种新型模块封装焊接夹具，所述的模块包括带有预焊件的基板1、设置于基板1上的主端子单元2、控制端子单元3，主端子单元2上设置有侧开孔4，关键是，所述的焊接夹具包括带有基板1的安装槽5的固定板6、与固定板6配套的绝缘嵌套板7，所述的安装槽5的深度小于基板1的高度，绝缘嵌套板7上开设有与基板1上主端子单元2、控制端子单元3的安装位置配套的主端子放置孔9、控制端子放置孔10。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1，如图1-6所示，主端子单元2下端为端子焊层、上端为主端子，主端子单元2是用铜制作，外镀层是用镍或是锌金属材料，铜支撑的端子具有良好的导电性，有利于减少模块的热量产生，铜还具有很好的机械延展性，有利于加工程序，外镀层主要目的是保护铜端子避免与空气接触造成氧化；控制端子单元3下端为控制导线，上端为控制端子,控制端子是由铜制作完成，外镀层用镍或锌金属材料，控制导线是由铜芯和铁氟龙外包层制成，铁氟龙具有耐高温性能，保证模块运行过程中产热导线不会融化，铜芯线的作用主要是减小电阻。端子焊层、控制导线分别与基板1进行焊接，主端子放置孔9、控制端子放置孔10分别与主端子、控制端子配套。带有预焊件的基板1为焊接半成品。绝缘嵌套板7下端设置有与基板1的侧壁配套的嵌套框8，绝缘嵌套板7借助嵌套框8可以实现与基板1的固定。

工作时，将基板1放入固定板6上的安装槽5中，在绝缘嵌套板7上的主端子放置孔9中放上主端子单元2，将带有主端子单元的绝缘嵌套板7嵌套在基板1上，嵌套框8包括分别设置于绝缘嵌套板7四角处的L型边框，L型边框嵌套在基板1的四角处于基板1的四角侧壁贴合，既方便与基板1的嵌套，又能降低材料的使用，所述的焊接夹具还包括主端子单元2的锁紧件11，绝缘嵌套板7的侧壁上开设有与侧开孔4配套的锁紧孔12，锁紧件11穿过锁紧孔12与侧开孔4配合形成主端子单元2与绝缘嵌套板7的锁紧单元，本实施例采用的锁紧件11为螺栓，锁紧孔为具有螺纹的通孔，锁紧件将主端子单元2牢牢固定在绝缘嵌套板7上，使其始终保持竖直，防止倾斜；所述的控制端子放置孔10为一端开口的U型孔，将控制端子单元3放入各个U型孔中，控制端子单元3中控制端子呈包括水平杆和竖向杆的T型结构，控制端子单元3中控制端子的T型结构的竖向杆的水平宽度等于U型孔的宽度，将控制端子与U型孔的弧形端配套，实现对控制端子单元3位置的限定；最后将带有基板1、主端子单元2、控制端子单元3的整个家居放入真空共晶炉的加热板上，在共晶炉的软件中编辑好适当的焊接工艺曲线，保证良品率的同时提高焊接效率，加热板对固定板6进行均匀加热，当温度达到焊接锡膏的熔点时，继续升温，使炉腔内温度超过锡膏融化时的20℃-30℃，保证助焊剂的充分蒸发，焊接结构后拆下夹具即可。控制端子单元3为软线，可从呈U型的控制端子放置孔10弯折以进行夹具的拆卸。

实施例2与实施例1基本相同，不同之处仅在于，所述的侧开孔4的直径与螺栓的螺纹杆的外径之差为0.2-1.2mm，侧开孔4的直径略大于螺纹杆的直径，则主端子单元2可沿螺纹杆上下移动，安装时，将主端子单元2的上端插入主端子放置孔9内，利用螺栓将主端子单元2锁在主端子放置孔9上，当绝缘嵌套板7嵌套在基板1上时，主端子单元2与基板1接触自动摆正。

实施例3与实施例2基本相同，不同之处在于，如图7所示，所述的固定板6与绝缘嵌套板7之间借助竖向丝杠组件连接，所述的竖向丝杠组件包括固设于绝缘嵌套板7上的竖向螺母13、下端借助套筒14与固定板6连接的竖向螺杆15，所述的竖向螺杆15具有在套筒14内沿自身轴线旋转的自由度，将固定板6与绝缘嵌套板7设置为可相对活动的一体。安装时，旋转竖向螺杆15，使绝缘嵌套板7相对于固定板6升高，便于在固定板6上放置基板1，及在绝缘嵌套板7上安装主端子单元2，随后反向旋转竖向螺杆15使带有主端子单元2的绝缘嵌套板7下降至主端子单元2与基板1接触即可，随后将控制端子单元3放入控制端子放置孔10即完成操作。

进一步的，可将控制端子放置孔10的端部设置为优弧型结构，该优弧型端部的直径与T型结构的控制端子中的竖向杆的水平宽度相等，优弧型端部对控制端子单元3进行限位，控制端子单元3可在优弧型端部旋转但其位置保持固定，安装更加快捷。

更进一步的改进是，在固定板6上固设铰接板16，套筒14的下端与铰接板16铰接，当向固定板6上安装基板1、在绝缘嵌套板7上安装主端子单元2时，可将绝缘嵌套板7沿套筒14与铰接板16铰接处旋转，使安装基板1、主端子单元2互不干涉。安装好后旋转绝缘嵌套板7使其水平，再反向旋转竖向螺杆15使绝缘嵌套板7下降即可，使用方便，整体性好。

实施例4与实施例1基本相同，不同之处在于，如图8所示，在绝缘嵌套板7上控制端子放置孔10的位置设置槽体，槽体内配套设置有活动块17，槽体的横向长度大于控制端子单元3的横向长度，绝缘嵌套板7上设置有活动块17的顶紧螺栓18。活动块17设置在槽体内并借助顶紧螺栓18的顶紧完成与绝缘嵌套板7的固定。当焊接完成进行夹具的拆卸时，旋松顶紧螺栓18，活动块17自动下落，由于槽体的横向长度大于控制端子单元3的横向长度，因此可大大减少绝缘嵌套板7与控制端子单元3的干涉而便于绝缘嵌套板7直接向上升起，随后将活动块17一一前后移动取下即可，有效减少拆卸夹具时对控制端子单元3的弯折，提高焊接强度。

本实用新型涉及的一种新型模块封装焊接夹具，结构简单，制作方便，拆装便捷，能够对主端子单元、控制端子单元在基板上的位置进行精准地限定，保证位置的统一，有效防止焊接时主端子单元发生倾斜的现象出现，避免了焊接不牢固，使主端子始终保持竖直状态，便于后期与其他部件的匹配，一次焊接完成，减少了制作时间，且位置的统一便于装配，不会产生拉扯现象，使得良品率得到显著的提升。

Claims (9)

1.一种新型模块封装焊接夹具，所述的模块包括带有预焊件的基板(1)、设置于基板(1)上的主端子单元(2)、控制端子单元(3)，主端子单元(2)上设置有侧开孔(4)，其特征在于：所述的焊接夹具包括带有基板(1)的安装槽(5)的固定板(6)、与固定板(6)配套的绝缘嵌套板(7)，所述的安装槽(5)的深度小于基板(1)的高度，绝缘嵌套板(7)上开设有与基板(1)上主端子单元(2)、控制端子单元(3)的安装位置配套的主端子放置孔(9)、控制端子放置孔(10)。

2.根据权利要求1所述的一种新型模块封装焊接夹具，其特征在于：所述的焊接夹具还包括主端子单元(2)的锁紧件(11)，所述的绝缘嵌套板(7)的侧壁上开设有与侧开孔(4)配套的锁紧孔(12)，锁紧件(11)穿过锁紧孔(12)与侧开孔(4)配合形成主端子单元(2)与绝缘嵌套板(7)的锁紧单元。

3.根据权利要求2所述的一种新型模块封装焊接夹具，其特征在于：所述的锁紧件(11)为螺栓，所述的锁紧孔(12)为具有螺纹的通孔。

4.根据权利要求3所述的一种新型模块封装焊接夹具，其特征在于：所述的侧开孔(4)的直径与螺栓的螺纹杆的外径之差为0.2-1.2mm。

5.根据权利要求1所述的一种新型模块封装焊接夹具，其特征在于：所述的控制端子放置孔(10)的端部呈优弧型。

6.根据权利要求1所述的一种新型模块封装焊接夹具，其特征在于：所述的绝缘嵌套板(7)下端设置有与基板(1)的侧壁配套的嵌套框(8)。

7.根据权利要求6所述的一种新型模块封装焊接夹具，其特征在于：所述的嵌套框(8)包括分别设置于绝缘嵌套板(7)四角处的L型边框。

8.根据权利要求1所述的一种新型模块封装焊接夹具，其特征在于：所述的固定板(6)与绝缘嵌套板(7)之间借助竖向丝杠组件连接，所述的竖向丝杠组件包括固设于绝缘嵌套板(7)上的竖向螺母(13)、下端借助套筒(14)与固定板(6)连接的竖向螺杆(15)，所述的竖向螺杆(15)具有在套筒(14)内沿自身轴线旋转的自由度。

9.根据权利要求1所述的一种新型模块封装焊接夹具，其特征在于：所述的绝缘嵌套板(7)上设置有一组槽体，槽体内配套设置有活动块(17)，绝缘嵌套板(7)上设置有活动块(17)的顶紧螺栓(18)，所述的控制端子放置孔(10)设置于活动块(17)上，所述的槽体的横向长度大于控制端子单元(3)的横向长度。

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