CN215034777U - 一种可实现自动化取放的高压igbt模块焊接限位工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可实现自动化取放的高压IGBT模块焊接限位工装，基板（2）上可拆卸固定安装若干个衬板（4），其特征在于，包括焊接托盘（1）和限位框（3），所述焊接托盘（1）上开设有容纳基板（2）的凹槽，所述限位框（3）将所述基板（2）可拆卸地固定安装于所述焊接托盘（1）上，所述限位框（3）上贯穿开设有用于限位衬板（4）的定位框。还包括若干个用于将衬板（4）分隔开的定位块（6），所述定位块（6）安置在若干个衬板（4）的交界连接处。本实用新型能够保证衬板子单元位置相对固定，装配过程简单易操作。

Description

一种可实现自动化取放的高压IGBT模块焊接限位工装

技术领域

本实用新型涉及一种可实现自动化取放的高压IGBT模块焊接限位工装，属于IGBT模块真空焊接技术领域。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管英文全称为Insulated Gate Bipolar Transistor, 简称IGBT，绝缘栅双极型晶体管是第三代电力电子器件中最具先进性的功率半导体器件。

高压IGBT模块具有高频率、高电压和大电流等优点，是高压直流断路器、柔性交直流输电、风电变流器、柔性直流输电换流阀、统一潮流控制器及静止无功补偿装置等领域的核心器件，目前已在智能电网、机车牵引等中高端领域应用，统一潮流控制器简称为UPFC，静止无功补偿装置简称为SVG。

在高压IGBT模块封装中，芯片与衬板之前的焊接称为一次焊接。衬板与基板的焊接称为二次焊接。高压IGBT模块的衬板数量为6块，需要用限位工装进行限位后再进行焊接，由于使用自动化贴片焊接生产，限位工装的自动化取放便成为一个技术难点。由于衬板数量较多有6块，衬板陶瓷与限位框的接触点很多，采用常规的钛合金或铝合金加工成的一体的限位框，手工取放都比较困难，很容易剐蹭损伤到衬板陶瓷，这使得自动化取放这种常规的限位工装根本不可能实现。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种可实现自动化取放的高压IGBT模块的焊接限位工装，其装配简单、自动化取放过程中不会对衬板造成损伤。

为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：

本实用新型提供了一种可实现自动化取放的高压IGBT模块焊接限位工装，基板上可拆卸固定安装若干个衬板；包括焊接托盘和限位框，所述焊接托盘上开设有容纳基板的凹槽，所述限位框将所述基板可拆卸地固定安装于所述焊接托盘上，所述限位框上贯穿开设有用于限位衬板的定位框。

优先地，所述限位框高度小于焊接托盘高度，所述焊接托盘顶面左端开设限位所述限位框左侧的限位框左凹槽，所述焊接托盘顶面右端开设限位所述限位框右侧的限位框定位槽，所述限位框卡合设置在限位框左凹槽和限位框定位槽中。

优先地，还包括若干个用于将衬板分隔开的定位块，所述定位块安置在若干个衬板的交界连接处。

优先地，还包括若干个压块和若干个螺钉，所述限位框上开设若干个用于限位衬板的子定位框，若干个子定位框的连接处开设若干个定位块安装槽，所述定位块卡合设置在定位块安装槽中，若干个螺钉将压块固定到限位框上，压块位于定位块上方。

优先地，所述限位框左凹槽和所述限位框定位槽均为横截面为U形的凹槽。

优先地，还包括若干个用于限位衬板的凸台，所述定位框的长边上固定设置有若干个凸台。

优先地，定位块的横截面为十字形，压块为平面板材，凸台为梯形体或圆柱体或半球体。

优先地，焊接托盘的两个长边中端开设便于取放基板的抓取凹槽，限位框左凹槽的底面高度和限位框定位槽的底面高度均高于抓取凹槽的底面高度，抓取凹槽的横截面为长方形或U形或十字形。

优先地，包括若干个用于将衬板限位隔开的隔离块，所述定位框的短边上固定设置若干个隔离块，隔离块的横截面为一字型或T形或十字形，所述定位框的横截面为长方形。

优先地，定位块材质为聚四氟乙烯，通过压块固定到限位框上，通过定位块将相邻的四块衬板限位分开。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：

本实用新型能够保证衬板子单元位置相对固定，装配过程简单、自动化取放过程中不会剐蹭损伤衬板陶瓷，可以用贴片机实现自动取放本装置，较于现有技术很好地保护衬板陶瓷，延长了衬板陶瓷的使用寿命，可以用贴片机或机械手臂实现自动取放的焊接限位工装。

本实用新型采用限位框和定位块来对衬板进行限位固定，限位框是依靠焊接托盘上的限位框定位槽卡合固定位置，再通过定位块限位相邻的衬板；在焊接托盘的两个短边开设有限位框定位槽，限位框定位槽用于对限位框位置固定，焊接托盘的两个长边外墙中间开设抓取凹槽，方便机械手取放基板；两个定位块和两个隔离块是用来限定相邻衬板长宽方向的间隙，使用聚四氟乙烯材质的定位块，最大程度减少限位框和衬板的接触摩擦；定位块的材质为聚四氟乙烯，其表面能极低，并且表面光滑不坚硬，衬板陶瓷通过此定位块进行接触限位，取放过程中，摩擦力会很小，不会损坏衬板，装配过程简单，可实现自动化；

采用聚四氟乙烯材质的定位块，为了最大程度的减小限位框与衬板陶瓷的接触摩擦，避免损坏衬板并且易于拆卸操作，可实现自动化取放此限位工装。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的的结构图；

图2为本实用新型实施例提供的的爆炸示意图；

图3为本实用新型实施例提供的限位框的爆炸图；

图4为本实用新型实施例提供的焊接托盘的结构图。

图中：1、焊接托盘；2、基板；3、限位框；4、衬板；5、压块；6、十字定位块；7、螺钉；8、定位块安装槽；9、凸台；10、子定位框；11、限位框定位槽；12、凹槽；13、隔离块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例一

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、 “底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型实施例中提供了一种可实现自动化取放的高压IGBT模块的焊接限位工装，应用于高压IGBT模块封装中，该焊接限位工装包括焊接托盘1、限位框3、压块5和定位块6。焊接托盘和限位框横截面为长方形，所述子定位框数量为6个，衬板数量为6个，定位块6的数量为2个，压块的数量为2个，隔离块13数量为2个，M1.6螺钉7数量为4个。

焊接托盘1是整个焊接限位工装的载体基础，也是限位框的定位基础。如图2所示，焊接托盘1的顶面上设有用于容纳待焊接基板2的凹槽12，该凹槽12的形状和待焊接基板2的形状相匹配，可以为矩形；在焊接托盘1的两个短边开设有限位框定位槽11，限位框定位槽11用于对限位框位置固定，焊接托盘的两个长边外墙中间开设抓取凹槽，方便机械手取放基板。

如图1和图2所示，限位框3可拆卸地安装于基板2的顶面，通过焊接托盘进行限位。如图3所示，限位框3上贯通地开设有中空的子定位框10，子定位框10设有若干凸台9。

作为本实用新型的一个实施例，子定位框10的每个侧面上固定设有两个限位凸台9，凸台9用于限制衬板4的位置避免衬板4移位，两个定位块6和两个隔离块13是用来限定相邻衬板长宽方向的间隙，使用聚四氟乙烯材质的定位块，最大程度减少限位框3和衬板4的接触摩擦，便于自动化取放，并且不损伤衬板。

为了更好地限位衬板4，限位凸块9均匀且对称的设置，凸块9形状可以采用梯形体、圆柱体或半球体。

如图1和图2所示，首先将基板自动化取放到焊接托盘1中，限位框3可自动化安装于焊接托盘1的顶面，并通过焊接托盘1上的限位框定位槽11固定位置。然后将焊片和衬板4依次装配到有限位框3的基板2上，实现衬板的装配定位。

如图3所示，多个子定位框10，按照两行三列布局，其形状大小均相同，但需要说明的是，子定位框10可以根据实际情况进行调整大小，例如各子定位框10的宽度各不相同等。本实用新型的实施例仅作解释说明，不对各子定位框10的形状大小是否相同做限制性要求，实际中以能实现本实用新型的技术方案即可。

如图3所示，限位框3的两个短边和限位框3其中一个长边设有凸起，焊接托盘1长边开设配合凸起的凸起凹槽，限位框3短边的凸起形状与焊接托盘1的限位槽11匹配，用于对限位框3水平方向和竖直方向的位置固定。

作为本实用新型的一个实施例，限位框3采用钛合金材质，具有不易变形和耐高温的优点。通过底面焊接托盘1的限位槽11进行水平和竖直方向上的位置固定；再通过凸台9、隔离块13和定位块6将限位框分割成6个子定位框10。

如图3所示，限位框中间的两道横梁上开设有安装槽8，用来安装十字定位块6，然后用压块5和M1.6的螺钉7将定位块6锁紧固定到限位框3上。

如图3所示，隔离块13也可以采用聚四氟乙烯材质的丁字形状的定位块取代，用螺钉和压块将隔离块13锁紧固定到限位框上。

如图4所示，焊接托盘1上开设有凹槽12，用于容纳基板，焊接托盘的两个短边开设有限位框定位槽11，用于对限位框定位。焊接托盘的两个长边外墙断开开设抓取凹槽，用于机械手等取放基板，焊接托盘材质为铝合金或石墨，厚度不能低于6mm。

限位工装组装好后，将整套限位工装与产品一起进行真空回流焊接；待焊接完成后，首先通过机械手或贴片机吸嘴取下限位框3，再通过机械手或吸嘴将产品IGBT模块基板从焊接托盘1中取出，完成二次焊接。

本实用新型提供的一种可实现自动化取放的高压IGBT模块焊接限位工装，限位框3和定位块6的摩擦系数尽可能的小，自动化装配取放简单，不会损坏衬板，易操作。

实施例二

与实施例一不同的是，本实施例中，所述子限位框数量为12个，衬板数量为12个，衬板为3行4列分布，定位块6的数量为6个，压块的数量为6个，凸块9有16个，隔离块13数量为4个，M1.6螺钉7数量为12个。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种可实现自动化取放的高压IGBT模块焊接限位工装，基板（2）上可拆卸固定安装若干个衬板（4），其特征在于，包括焊接托盘（1）和限位框（3），所述焊接托盘（1）上开设有容纳基板（2）的凹槽，所述限位框（3）将所述基板（2）可拆卸地固定安装于所述焊接托盘（1）上，所述限位框（3）上贯穿开设有用于限位衬板（4）的定位框。

2.根据权利要求1所述的一种可实现自动化取放的高压IGBT模块焊接限位工装，其特征在于，所述限位框（3）高度小于焊接托盘（1）高度，所述焊接托盘（1）顶面左端开设限位所述限位框（3）左侧的限位框左凹槽，所述焊接托盘（1）顶面右端开设限位所述限位框（3）右侧的限位框定位槽（11），所述限位框（3）卡合设置在限位框左凹槽和限位框定位槽（11）中。

3.根据权利要求1所述的一种可实现自动化取放的高压IGBT模块焊接限位工装，其特征在于，还包括若干个用于将衬板（4）分隔开的定位块（6），所述定位块（6）安置在若干个衬板（4）的交界连接处。

4.根据权利要求3所述的一种可实现自动化取放的高压IGBT模块焊接限位工装，其特征在于，还包括若干个压块（5）和若干个螺钉（7），所述限位框（3）上开设若干个用于限位衬板（4）的子定位框（10），若干个子定位框（10）的连接处开设若干个定位块安装槽（8），所述定位块（6）卡合设置在定位块安装槽（8）中，若干个螺钉（7）将压块（5）固定到限位框（3）上，压块（5）位于定位块（6）上方。

5.根据权利要求2所述的一种可实现自动化取放的高压IGBT模块焊接限位工装，其特征在于，所述限位框左凹槽和所述限位框定位槽（11）均为横截面为U形的凹槽。

6.根据权利要求3所述的一种可实现自动化取放的高压IGBT模块焊接限位工装，其特征在于，还包括若干个用于限位衬板（4）的凸台（9），所述定位框的长边上固定设置有若干个凸台（9）。

7.根据权利要求6所述的一种可实现自动化取放的高压IGBT模块焊接限位工装，其特征在于，定位块（6）的横截面为十字形，压块（5）为平面板材，凸台（9）为梯形体或圆柱体或半球体。

8.根据权利要求2所述的一种可实现自动化取放的高压IGBT模块焊接限位工装，其特征在于，焊接托盘（1）的两个长边中端开设便于取放基板（2）的抓取凹槽，限位框左凹槽的底面高度和限位框定位槽（11）的底面高度均高于抓取凹槽的底面高度，抓取凹槽的横截面为长方形或U形或十字形。

9.根据权利要求1所述的一种可实现自动化取放的高压IGBT模块焊接限位工装，其特征在于，包括若干个用于将衬板（4）限位隔开的隔离块（13），所述定位框的短边上固定设置若干个隔离块（13），隔离块（13）的横截面为一字型或T形或十字形，所述定位框的横截面为长方形。

10.根据权利要求4所述的一种可实现自动化取放的高压IGBT模块焊接限位工装，其特征在于，定位块（6）材质为聚四氟乙烯，通过压块（5）固定到限位框（3）上，通过定位块（6）将相邻的四块衬板（4）限位分开。

Images