CN214773548U - 应用于注塑机的压接型绝缘栅极双极晶体管装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于注塑机的压接型绝缘栅极双极晶体管装置，其包括IGBT模块和PCB板，所述IGBT模块包括模块本体和若干个针脚，若干个所述针脚的一端均连接于所述模块本体的同一侧，若干个所述针脚的另一端均向外延伸，所述针脚的两侧向外凸起，所述PCB板上具有若干个插孔，若干个所述插孔与若干个所述针脚一一对应，所述针脚插设于所述插孔，且所述针脚的两侧均抵靠于所述插孔的内壁面。通过采用压接方式，在IGBT模块上施加足够大的压力，借助于压力所引起的形变，以使针脚插入插孔内并与PCB板贴紧，实现两者连接牢固，更具稳定的电气特性，耐受电压高、通过电流大、控制功率低、开关速度快，达到双面散热的效果。

Description

应用于注塑机的压接型绝缘栅极双极晶体管装置

技术领域

本实用新型涉及一种应用于注塑机的压接型绝缘栅极双极晶体管装置。

背景技术

在注塑机行业中，所用的变频器主要由整流、逆变、制动、驱动等单元组成。其中，逆变部分主要是靠内部IGBT(IGBT是指绝缘栅极双极晶体管)的开断来调整输出电源的电压和频率的。众所周知，IGBT是逆变器中重要的功率器件，配合逆变器完成把直流电能转变成交流电的功能。随着柔性直流输电技术朝着更高电压等级、更大系统容量方向的发展，作为其中关键设备的换流阀和混合式直流断路器对大容量IGBT器件的封装特性和电气性能提出了更高的要求。

目前，IGBT常用的封装方式为焊接型。焊接型IGBT模块，在焊接过程中，容易造成虚焊、假焊、浮高、翘脚等难以检测的不良状况，这些情况，严重影响焊接质量，影响产品的正常使用。同时，焊接型一般只能做到160A，成本高，且效率低；且PCB要经受温度的冲击和机械变形带来的风险。随着ROHS标准的出台和实施，无铅焊接的温度要求会更高，手工焊接质量更加不好控制，同时维修、拆卸十分麻烦。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有存在的上述不足，本实用新型提供一种应用于注塑机的压接型绝缘栅极双极晶体管装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种应用于注塑机的压接型绝缘栅极双极晶体管装置，其包括IGBT模块和PCB板，所述IGBT模块包括模块本体和若干个针脚，若干个所述针脚的一端均连接于所述模块本体的同一侧，若干个所述针脚的另一端均向外延伸，所述针脚的两侧向外凸起，所述PCB板上具有若干个插孔，若干个所述插孔与若干个所述针脚一一对应，所述针脚插设于所述插孔，且所述针脚的两侧均抵靠于所述插孔的内壁面。

进一步地，所述针脚包括第一针脚件和第二针脚件，所述第一针脚件和所述第二针脚件的端部均连接于所述模块本体的同一侧，且所述第一针脚件与所述第二针脚件的端部相连接。

进一步地，所述第一针脚件包括依次连接的第一连接部、第一凸起部和第一插入部，所述第二针脚件包括依次连接的第二连接部、第二凸起部和第二插入部，所述第一连接部和所述第二连接部均连接于所述模块本体，且所述第一连接部与所述第二连接部相连接，所述第一凸起部和所述第二凸起部均向外凸起，且所述第一凸起部与所述第二凸起部之间具有形变空间。

进一步地，所述第一插入部和所述第二插入部之间相互靠近，且所述第一插入部和所述第二插入部之间形成有开口。

进一步地，所述第一针脚件和所述第二针脚件的形状均呈弧形。

进一步地，所述IGBT模块还包括若干个定位部，若干个所述定位部均连接于所述模块本体的同一侧，所述PCB板上具有若干个空位孔，若干个所述空位孔与若干个所述定位部一一对应，所述定位部插设于所述空位孔内。

进一步地，若干个所述针脚之间间隔设置在所述模块本体上。

本实用新型的有益效果在于：通过采用压接方式，在IGBT模块上施加足够大的压力，借助于压力所引起的形变，以使针脚插入插孔内并与PCB板贴紧，实现两者连接牢固，同时更具稳定的电气特性，耐受电压高、通过电流大、控制功率低、开关速度快，且能达到双面散热的效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例的应用于注塑机的压接型绝缘栅极双极晶体管装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的应用于注塑机的压接型绝缘栅极双极晶体管装置的分解结构示意图。

图3为本实用新型实施例的应用于注塑机的压接型绝缘栅极双极晶体管装置的IGBT模块的结构示意图。

附图标记说明：

PCB板1

IGBT模块2

模块本体21

针脚22

第一针脚件221

第二针脚件222

定位部23

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本实用新型可以用以实施的特定实施例。

如图1、图2和图3所示，本实施例公开了一种应用于注塑机的压接型绝缘栅极双极晶体管装置，该应用于注塑机的压接型绝缘栅极双极晶体管装置包括IGBT模块2和PCB板1，IGBT模块2包括模块本体21和若干个针脚22，若干个针脚22的一端均连接于模块本体21的同一侧，若干个针脚22的另一端均向外延伸，针脚22的两侧向外凸起，PCB板1上具有若干个插孔，若干个插孔与若干个针脚22一一对应，针脚22插设于插孔，且针脚22的两侧均抵靠于插孔的内壁面。

将IGBT模块2放置在PCB板1的上面，通过在模块本体21上施加作用力，若干个针脚22将分别插入至插孔内。通过采用压接方式，在IGBT模块2上施加足够大的压力，借助于压力所引起的形变，以使针脚22插入插孔内并与PCB板1贴紧，实现两者连接牢固，同时更具稳定的电气特性，耐受电压高、通过电流大、控制功率低、开关速度快，且能达到双面散热的效果。

本实施例的压接型绝缘栅极双极晶体管装置采用压接方式连接，与现有技术中焊接型相比，压接可做到高达1200A，耐受电压高、通过电流大、控制功率低、开关速度快，且能达到双面散热的效果。同时，通常情况下，如果IGBT模块2和PCB板1的两个接触面组装在一起时，只有几个点是真正连接并通过电流的，这种微观金属接触的最小半径通常为10μm。在压接过程中，总是需要塑料区内这些真正有效的接触点的变形。当受到外界的压力，宏观上，两个面接触，弧形半径增大，接触力集中在一个小的微观接触区域，这意味着将合并两个面，因此，有效接触区将增加。这时，金属键电子云把自由电子连接起来，然后又用同样的机制把它们连接成基本金属，使得结合力逐渐增加，实现两者牢固并具稳定电气特性地结合起来。

针脚22包括第一针脚件221和第二针脚件222，第一针脚件221和第二针脚件222的端部均连接于模块本体21的同一侧，且第一针脚件221与第二针脚件222的端部相连接。通过第一针脚件221和第二针脚件222分别抵靠贴合于插孔的两侧，实现针脚22与插孔连接更加稳定，且连接方便。同时，通过第一针脚件221与第二针脚件222的端部相连接，结构强度高，实现压接型绝缘栅极双极晶体管装置更加稳定。

在本实施例中，第一针脚件221包括依次连接的第一连接部、第一凸起部和第一插入部，第二针脚件222包括依次连接的第二连接部、第二凸起部和第二插入部，第一连接部和第二连接部均连接于模块本体21，且第一连接部与第二连接部相连接，第一凸起部和第二凸起部均向外凸起，且第一凸起部与第二凸起部之间具有形变空间。通过形变空间使得第一针脚件221和第二针脚件222在插孔内能够产生形变，使得连接面积增大，连接强度高。通过第一凸起部和第二凸起部分别抵靠贴合于插孔的两侧。第一连接部与第二连接部相连接，实现结构连接更加稳定。同时，结构简单，加工制作非常方便。

第一插入部和第二插入部之间相互靠近，且第一插入部和第二插入部之间形成有开口。第一插入部和第二插入部将能够在插孔内并与插孔的底面接触，实现连接面积增大，连接强度高，同时更具稳定的电气特性。其中，第一针脚件221和第二针脚件222的形状均呈弧形。

在本实施例中，IGBT模块2的外壳采用铜基板，以便优化散热，同时提供了可配置数量的若干个针脚22，除了标准的平面IGBT芯片技术外，还具有低开关损耗，饱和电压和高开关频率等优点，它的内部集成了分流器，用于精确且经济高效地感应电流。

其中，IGBT模块2在压接过程中，针脚22发生了塑性形变，这种变形需在公差范围内，并为是否正确压入提供判断依据。通常情况下，PCB板1上的孔中的铜厚度为30μm至50μm，化学镀锡的锡层厚度约为1μm。由于锡层厚度较薄，此直径为始终高于标准中规定的1mm值，考虑到钻孔直径、铜厚度和化学锡层，塑性形变量通常须介于1.02mm和1.09mm之间。使得IGBT模块2和PCB板1的压力接触更具稳定的电气特性。压接后，IGBT模块2和PCB板1的两个接触面的产生具有气密性的接触区，对腐蚀性的环境更具适应性；同时，这种连接方式是一种可分离的电气连接，可拆卸，便于维护和更换。

IGBT模块2还包括若干个定位部23，若干个定位部23均连接于模块本体21的同一侧，PCB板1上具有若干个空位孔，若干个空位孔与若干个定位部23一一对应，定位部23插设于空位孔内。定位部23和空位孔具有导向定位作用，使得IGBT模块2和PCB板1之间精确安装连接，安装连接方便，且稳定性更高。其中，若干个针脚22之间间隔设置在模块本体21上。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种应用于注塑机的压接型绝缘栅极双极晶体管装置，其特征在于，其包括IGBT模块和PCB板，所述IGBT模块包括模块本体和若干个针脚，若干个所述针脚的一端均连接于所述模块本体的同一侧，若干个所述针脚的另一端均向外延伸，所述针脚的两侧向外凸起，所述PCB板上具有若干个插孔，若干个所述插孔与若干个所述针脚一一对应，所述针脚插设于所述插孔，且所述针脚的两侧均抵靠于所述插孔的内壁面。

2.如权利要求1所述的应用于注塑机的压接型绝缘栅极双极晶体管装置，其特征在于，所述针脚包括第一针脚件和第二针脚件，所述第一针脚件和所述第二针脚件的端部均连接于所述模块本体的同一侧，且所述第一针脚件与所述第二针脚件的端部相连接。

3.如权利要求2所述的应用于注塑机的压接型绝缘栅极双极晶体管装置，其特征在于，所述第一针脚件包括依次连接的第一连接部、第一凸起部和第一插入部，所述第二针脚件包括依次连接的第二连接部、第二凸起部和第二插入部，所述第一连接部和所述第二连接部均连接于所述模块本体，且所述第一连接部与所述第二连接部相连接，所述第一凸起部和所述第二凸起部均向外凸起，且所述第一凸起部与所述第二凸起部之间具有形变空间。

4.如权利要求3所述的应用于注塑机的压接型绝缘栅极双极晶体管装置，其特征在于，所述第一插入部和所述第二插入部之间相互靠近，且所述第一插入部和所述第二插入部之间形成有开口。

5.如权利要求2所述的应用于注塑机的压接型绝缘栅极双极晶体管装置，其特征在于，所述第一针脚件和所述第二针脚件的形状均呈弧形。

6.如权利要求1所述的应用于注塑机的压接型绝缘栅极双极晶体管装置，其特征在于，所述IGBT模块还包括若干个定位部，若干个所述定位部均连接于所述模块本体的同一侧，所述PCB板上具有若干个空位孔，若干个所述空位孔与若干个所述定位部一一对应，所述定位部插设于所述空位孔内。

7.如权利要求1所述的应用于注塑机的压接型绝缘栅极双极晶体管装置，其特征在于，若干个所述针脚之间间隔设置在所述模块本体上。

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