一種標(biāo)準(zhǔn)化功率模塊單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及到功率模塊的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特指一種標(biāo)準(zhǔn)化功率模塊單元。
【背景技術(shù)】
[0002]IGBT功率模塊作為變流/變頻裝置的核心部件，承擔(dān)著將交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡驅(qū)⒅绷麟娔孀兂山涣麟姷闹卮笕蝿?wù)。目前，IGBT功率模塊正在朝著高集成度、快速便捷組裝、高可靠性方向發(fā)展。
[0003]在IGBT功率模塊設(shè)計(jì)過程中，不僅需要考慮其組裝的便捷性，同時(shí)需要滿足其集成驅(qū)動(dòng)電路板及襯板密封的要求。目前，IGBT功率模塊主要有兩種方式，分別是整體封裝方式和壓接方式。整體封裝方式是襯板直接焊接或燒結(jié)至DCB基板上，功率端子及控制信號(hào)采用焊接方式直接導(dǎo)出，其內(nèi)部澆灌硅膠。此種方式襯板采用完全密封封裝，可有效保證功率模塊可靠性，但其組裝成本較高，不利于多功率模塊并聯(lián)。壓接方式是襯板通過壓接力直接壓緊至散熱器或基板上，并通過標(biāo)準(zhǔn)化的組件實(shí)現(xiàn)功率模塊的快速組裝，但此種方式襯板部位填充硅膠較少，且襯板部位并未完全密封處理，對(duì)IGBT因外部環(huán)境對(duì)功率模塊失效率產(chǎn)生不利影響。
[0004]由上可知，目前IGBT功率模塊存在以下不足:
(1)采用整體封裝結(jié)構(gòu)的IGBT功率模塊，其不能滿足集成度、標(biāo)準(zhǔn)化功率組件設(shè)計(jì)要求；
(2)采用壓接式IGBT功率模塊，其不能滿足高防護(hù)等級(jí)要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種采用連接器對(duì)接方式、有效提高功率模塊可靠性、降低組裝成本的標(biāo)準(zhǔn)化功率模塊單元。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種標(biāo)準(zhǔn)化功率模塊單元，包括襯板固定盒、壓接組件、散熱器或基板以及襯板，所述襯板固定盒與襯板構(gòu)成了連接器公頭，所述壓接組件構(gòu)成了連接器母頭；所述襯板的背面貼裝于散熱器或基板上，所述襯板固定盒安裝于散熱器或基板上與襯板對(duì)應(yīng)的位置處，所述壓接組件通過緊固件壓接于襯板固定盒的上方以實(shí)現(xiàn)功率組件的緊固。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述襯板的背面通過涂覆導(dǎo)熱硅脂貼裝于散熱器或基板上。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述襯板芯片面的控制信號(hào)采用觸針焊接，高壓信號(hào)采用接觸方式連接。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述襯板固定盒上設(shè)置有定位銷釘和襯板固定盒緊固螺栓，所述襯板通過定位銷釘在散熱器或基板上的精確定位，并通過襯板固定盒緊固螺栓實(shí)現(xiàn)緊固。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述壓接組件包括襯板壓接排、芯片電極彈性接觸體和輔助端子轉(zhuǎn)接孔，所述壓接組件通過壓接組件緊固螺栓緊固。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述襯板固定盒與散熱器或基板之間設(shè)置第一密封圈，所述襯板固定盒與壓接組件之間設(shè)置第二密封圈，在壓接組件壓接力的作用下壓緊。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述襯板固定盒與壓接組件之間留有一個(gè)密封空腔，并通過注膠孔進(jìn)行絕緣灌膠。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)化功率模塊單元，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、制作方便，采用連接器對(duì)接方式，可以有效提高功率模塊可靠性，降低組裝成本；進(jìn)而能夠滿足快速組裝、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)需要滿足集成化要求，防護(hù)等級(jí)要求，易實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路板集成，并便于多組功率組件并聯(lián)。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明中襯板的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明中襯板固定時(shí)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0017]圖4是本發(fā)明中襯板固定盒的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0018]圖5是本發(fā)明中壓接組件一個(gè)視角的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0019]圖6是本發(fā)明中壓接組件另一個(gè)視角的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0020]圖7是利用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)并聯(lián)功率模塊的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0021]圖例說明:
101、襯板固定盒；102、壓接組件；103、散熱器或基板；104、壓接組件緊固螺栓；201、襯板；301、密封圈；302、襯板固定盒緊固螺栓；401、定位銷釘；501、襯板壓接排；502、芯片電極彈性接觸體；503、輔助端子轉(zhuǎn)接孔；504、壓接組件定位銷；506、高壓功率端子外接排；507、注膠孔；601、并聯(lián)散熱器或襯板；602、并聯(lián)組件。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0023]如圖1?圖6所示，本發(fā)明的一種標(biāo)準(zhǔn)化功率模塊單元，包括襯板固定盒101、壓接組件102、散熱器或基板103以及襯板201，襯板201的背面貼裝于散熱器或基板103上，襯板固定盒101安裝于散熱器或基板103上與襯板201對(duì)應(yīng)的位置處，壓接組件102通過緊固件壓接于襯板固定盒101的上方以實(shí)現(xiàn)功率組件的緊固。這樣，襯板固定盒101與襯板201構(gòu)成了連接器公頭，壓接組件102構(gòu)成了連接器母頭，最終實(shí)現(xiàn)了功率模塊單元快速組裝。
[0024]本實(shí)施例中，襯板201的背面(即與芯片面相反的面)通過涂覆導(dǎo)熱硅脂，貼裝于散熱器或基板103上，以實(shí)現(xiàn)芯片開關(guān)損耗產(chǎn)生的熱量快速傳遞。而襯板201芯片面的控制信號(hào)采用觸針焊接，高壓信號(hào)采用接觸方式連接。
[0025]本實(shí)施例中，襯板固定盒101的尺寸應(yīng)與襯板201相匹配，襯板固定盒101上設(shè)置有定位銷釘401和襯板固定盒緊固螺栓302，通過定位銷釘401實(shí)現(xiàn)襯板201在散熱器或基板103上的精確定位，并通過襯板固定盒緊固螺栓302實(shí)現(xiàn)緊固，保證襯板201在水平方向位置約束。
[0026]本實(shí)施例中，壓接組件102包括襯板壓接排501、芯片電極彈性接觸體502和輔助端子轉(zhuǎn)接孔503、壓接組件定位銷504、高壓功率端子外接排506，并通過整體注塑實(shí)現(xiàn)；壓接組件102通過壓接組件緊固螺栓104實(shí)現(xiàn)功率組件的緊固。通過襯板壓接排501傳遞壓力，實(shí)現(xiàn)襯板201垂直方向精確壓緊定位。
[0027]本實(shí)施例中，進(jìn)一步在襯板固定盒101與散熱器或基板103之間設(shè)置第一密封圈301，在襯板固定盒101與壓接組件102之間設(shè)置第二密封圈，在壓接組件102壓接力的作用下實(shí)現(xiàn)傳遞壓緊，保證功率模塊單元的防護(hù)等級(jí)，降低芯片失效率。同時(shí)，第二密封圈可緩沖襯板201壓接的硬連接，保證襯板201通過襯板壓接排501實(shí)現(xiàn)襯板201的緊密連接。
[0028]本實(shí)施例中，襯板固定盒101與壓接組件102之間留有一個(gè)密封空腔，并通過注膠孔507實(shí)現(xiàn)襯板201絕緣灌膠處理。
[0029]在其他實(shí)施例中，壓接組件102的上方還可以進(jìn)一步直接連接驅(qū)動(dòng)電路板，實(shí)現(xiàn)功率模塊集成化設(shè)計(jì)。參見圖7所示，通過本發(fā)明的設(shè)計(jì)，并聯(lián)組件602可以在并聯(lián)散熱器或襯板201上得以應(yīng)用，并聯(lián)組件602即可為本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)化功率模塊單元，這樣功率模塊單元就實(shí)現(xiàn)了功率模塊的并聯(lián)使用，以滿足大電流應(yīng)用要求。
[0030]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種標(biāo)準(zhǔn)化功率模塊單元，其特征在于，包括襯板固定盒(101)、壓接組件(102)、散熱器或基板(103)以及襯板(201)，所述襯板固定盒(101)與襯板(201)構(gòu)成了連接器公頭，所述壓接組件(102 )構(gòu)成了連接器母頭；所述襯板(201)的背面貼裝于散熱器或基板(103 )上，所述襯板固定盒(101)安裝于散熱器或基板(103)上與襯板(201)對(duì)應(yīng)的位置處，所述壓接組件(102)通過緊固件壓接于襯板固定盒(101)的上方以實(shí)現(xiàn)功率組件的緊固。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)化功率模塊單元，其特征在于，所述襯板(201)的背面通過涂覆導(dǎo)熱硅脂貼裝于散熱器或基板(103)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)化功率模塊單元，其特征在于，所述襯板(201)芯片面的控制信號(hào)采用觸針焊接，高壓信號(hào)采用接觸方式連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的標(biāo)準(zhǔn)化功率模塊單元，其特征在于，所述襯板固定盒(101)上設(shè)置有定位銷釘(401)和襯板固定盒緊固螺栓(302)，所述襯板(201)通過定位銷釘(401)在散熱器或基板(103)上的精確定位，并通過襯板固定盒緊固螺栓(302)實(shí)現(xiàn)緊固。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的標(biāo)準(zhǔn)化功率模塊單元，其特征在于，所述壓接組件(102)包括襯板壓接排(501)、芯片電極彈性接觸體(502)和輔助端子轉(zhuǎn)接孔(503)，所述壓接組件(102)通過壓接組件緊固螺栓(104)緊固。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的標(biāo)準(zhǔn)化功率模塊單元，其特征在于，所述襯板固定盒(101)與散熱器或基板(103)之間設(shè)置第一密封圈(301)，所述襯板固定盒(101)與壓接組件(102)之間設(shè)置第二密封圈，在壓接組件(102)壓接力的作用下壓緊。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的標(biāo)準(zhǔn)化功率模塊單元，其特征在于，所述襯板固定盒(101)與壓接組件(102)之間留有一個(gè)密封空腔，并通過注膠孔(507)進(jìn)行絕緣灌膠。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種標(biāo)準(zhǔn)化功率模塊單元，包括襯板固定盒、壓接組件、散熱器或基板以及襯板，所述襯板固定盒與襯板構(gòu)成了連接器公頭，所述壓接組件構(gòu)成了連接器母頭；所述襯板的背面貼裝于散熱器或基板上，所述襯板固定盒安裝于散熱器或基板上與襯板對(duì)應(yīng)的位置處，所述壓接組件通過緊固件壓接于襯板固定盒的上方以實(shí)現(xiàn)功率組件的緊固。本發(fā)明采用連接器對(duì)接方式、有效提高了功率模塊可靠性、降低了組裝成本。
【IPC分類】H02M7/00
【公開號(hào)】CN105450040
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410429684
【發(fā)明人】陳燕平, 黃南, 忻力, 蔣云富, 石廷昌, 劉敏安, 龔喆, 邵強(qiáng)
【申請(qǐng)人】株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2014年8月28日