一種大功率壓接式igbt封裝模塊壓裝測試夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種夾具，具體講涉及一種大功率壓接式IGBT封裝模塊壓裝測試夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今國際上IGBT作為一種主流器件，已經(jīng)發(fā)展到商業(yè)化第五代，IGBT封裝方式也已經(jīng)多樣化，針對封裝方式的多樣化，壓接式IGBT封裝模塊測試夾具組件的壓裝方式也是多種多樣，其中目前比較成熟的壓接式IGBT封裝模塊測試夾具組件結(jié)構(gòu)從壓裝方式上分為纏繞帶式和絕緣桿式兩種。
[0003]雖然兩種方式選擇的材料均為玻璃纖維環(huán)氧樹脂，但是纏繞帶式所用的材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過絕緣桿式，并且纏繞帶式由于尺寸的不可調(diào)會導(dǎo)致最終壓裝壓接式IGBT時(shí)誤差很大等缺點(diǎn)，不適合用來壓裝固定大功率IGBT封裝模塊測試夾具組件，纏繞帶式受力方向不定等因素會導(dǎo)致壓接式IGBT封裝模塊工作情況下壓裝力不均勻、整體夾具組件裝配施力操作困難、裝配精度較低、工作電流小容量小、可靠性低，當(dāng)壓裝力低于大功率壓接式IGBT封裝模塊正常工作所需的最低規(guī)定值時(shí)，可能引發(fā)大電流工況下元器件性能降級甚至破壞；而當(dāng)壓裝力超過大功率壓接式IGBT封裝模塊正常工作的最高規(guī)定值，則會使硅晶片上機(jī)械應(yīng)力增加，在熱循環(huán)頻繁工作工況下，不僅會大大降低器件的使用壽命而且可能磨損陰極鍍層從而呆滯陰極-門極短路故障。
[0004]目前對壓接式IGBT封裝模塊壓裝測試夾具組件壓裝要求越來越嚴(yán)格，特別是對于大尺寸及大功率高電壓等級的壓接式IGBT封裝模塊，壓接式IGBT封裝模塊正常工作時(shí)必須在其兩端施加一定的壓裝力，壓裝力的大小必須持續(xù)恒久地保持在一定范圍內(nèi)，以保證器件因功耗而產(chǎn)生的熱量能被傳走。
[0005]因此鑒于上述背景，需要提供一種新的具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、性能穩(wěn)定、安全可靠、易于裝配拆卸、易于施加壓裝力等優(yōu)點(diǎn)的測試夾具，以滿足大功率壓接式IGBT封裝模塊進(jìn)行安全可靠的導(dǎo)通工作所需的壓裝力。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問題，本實(shí)用新型提供一種易于操作、便于維護(hù)、整體結(jié)構(gòu)更加簡單緊湊、布局更加合理、可靠性和穩(wěn)定性更好、散熱性能更好的壓接式IGBT封裝模塊壓裝測試夾具，使IGBT封裝模塊的壓力分布均勻、有效保證IGBT壓裝力要求。
[0007]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是:一種大功率壓接式IGBT封裝模塊壓裝測試夾具，包括水平方向由下至上依次壓接的第一固定板組套、第一導(dǎo)電板、第一水冷散熱組套、第二導(dǎo)電板、第二水冷散熱組套、第三導(dǎo)電板和第二固定板組套，以及豎直方向設(shè)置的水路主管和絕緣支撐桿；所述水路主管通過水路支管與第一、第二水冷散熱組套相連，所述絕緣支撐桿設(shè)于所述第一固定板組套和所述第二固定板組套之間；
[0008]其改進(jìn)之處在于:所述第二固定板組套包括頂壓柱和中部留有通孔的第二固定板，所述頂壓住包括一體成型的底座和支柱，所述底座與所述第三導(dǎo)電板壓接，所述支柱伸入所述通孔內(nèi)；所述底座與所述第二固定板之間設(shè)有補(bǔ)償調(diào)換墊片。
[0009]優(yōu)選的，所述第一固定板組套包括定位塊組件和中部留有安裝孔的第一固定板，所述定位塊組件的豎直縱斷面為T形；所述安裝孔的豎直縱斷面為倒凸字形，其上部的內(nèi)徑大于其下部的內(nèi)徑；所述安裝孔內(nèi)同軸設(shè)置有橫截面直徑等于安裝孔上部內(nèi)徑的圓柱形絕緣罩，所述絕緣罩內(nèi)設(shè)有對放碟簧組件，所述對放碟簧組件由不同規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的碟簧片沿豎直方向同軸對放組成；
[0010]所述定位塊組件的頂部與第一導(dǎo)電板底部相貼合，其底部伸入所述對放碟簧組件中部的通孔內(nèi)。
[0011]優(yōu)選的，所述第一、第二水冷散熱組套各包括豎直方向相互平行的其間夾有壓接式IGBT封裝模塊的水冷散熱器；所述水冷散熱器為上下表面分別設(shè)有凸臺的長方體，所述IGBT封裝模塊的上下凸臺分別與上下兩個(gè)水冷散熱器的凸臺相貼合；
[0012]所述水冷散熱器的兩側(cè)分別設(shè)有阻尼電阻組件和電容組件；其另外兩側(cè)分別設(shè)有驅(qū)動(dòng)板托架、以及進(jìn)水口和出水口 ；
[0013]所述電容組件通過導(dǎo)電銅片連接在兩個(gè)阻尼電阻組件之間，所述阻尼電阻組件并聯(lián)在所述IGBT封裝模塊的集電極和發(fā)射極之間。
[0014]進(jìn)一步，水路主管包括進(jìn)水主管和出水主管；水路支管包括進(jìn)水支管和出水支管；
[0015]所述進(jìn)水主管的側(cè)壁上設(shè)有用于將所述進(jìn)水主管與進(jìn)水支管連通的連接管；所述出水主管的側(cè)壁上設(shè)有用于將所述出水主管與所述出水支管連通的連接管；所述進(jìn)水支管和所述出水支管的另一端分別與水冷散熱器的進(jìn)水口和出水口相連。
[0016]進(jìn)一步，第一固定板和第二固定板為矩形金屬板，所述矩形金屬板的四周分別留有向矩形金屬板的中心方向凸起的圓弧形缺口，所述矩形金屬板上還設(shè)有縱向貫穿的圓周等分布的吊裝固定孔；所述第一固定板的四角處設(shè)有縱向貫穿的螺孔，所述第二固定板的四角處對應(yīng)設(shè)有縱向貫穿的通孔。
[0017]進(jìn)一步，絕緣支撐桿共有四根，其兩端分別帶有外螺紋，四根絕緣支撐桿的一端分別與第一固定板的四角處以螺紋式連接固定，并與第一固定板底端平齊；四根絕緣支撐桿的另一端分別貫穿第二固定板四角處的通孔后通過頂端螺母與第二固定板連接固定。
[0018]優(yōu)選的，所述補(bǔ)償調(diào)換墊片包括一體成型的U形主體墊片以及向U形主體墊片的開口反方向凸起的輔助墊片，所述頂壓柱的上部貫穿所述U形主體墊片的U形開口并伸入所述第二固定板中部的通孔內(nèi)。
[0019]進(jìn)一步，所述定位塊組件包括球面頂壓塊和球面補(bǔ)償塊，所述球面頂壓塊包括同軸設(shè)置一體成型的圓柱形支撐柱和支撐柱頂端的支撐臺，所述支撐臺的頂部呈向上凸起的球面；所述球面補(bǔ)償塊為矩形塊，所述球面補(bǔ)償塊的底部呈與所述支撐臺頂部球面相適應(yīng)的向上凹陷的球面；所述球面補(bǔ)償塊的底部與所述支撐臺的頂部相貼合，其頂部與第一導(dǎo)電板的下表面相貼合；所述支撐柱伸入所述對放碟簧組件中部的通孔內(nèi)。
[0020]進(jìn)一步，所述驅(qū)動(dòng)板托架通過托架固定槽安裝在水冷散熱器側(cè)部；所述驅(qū)動(dòng)板托架和所述托架固定槽均為塑料材質(zhì)；
[0021]所述驅(qū)動(dòng)板托架為U形托架，包括一體成型的連接板和垂直設(shè)于所述連接板兩端的側(cè)板；所述連接板和所述側(cè)板為內(nèi)側(cè)留有夾口的雙層板夾板結(jié)構(gòu)，以使驅(qū)動(dòng)板可從側(cè)板端部沿U形托架開口反方向插入所述U形托架內(nèi)；
[0022]所述托架固定槽包括長方形底板和設(shè)于所述底板一面兩側(cè)的固定板，兩側(cè)固定板之間形成固定槽，所述連接板插接于所述固定槽內(nèi)，所述底板的另一面與所述水冷散熱器的側(cè)面貼合。
[0023]進(jìn)一步，所述進(jìn)水主管和所述出水主管的上、下兩端分別通過固定塊組件與第二固定板、第一固定板連接；
[0024]所述固定塊組件包括U形固定塊和矩形輔助塊；所述U形固定塊由一體成型的連接塊和垂直設(shè)于所述連接塊兩端的側(cè)塊組成；所述連接塊與第一、第二固定板連接，所述側(cè)塊上設(shè)有水平方向貫穿的兩個(gè)螺孔，兩個(gè)螺孔之間的側(cè)塊內(nèi)側(cè)留有與進(jìn)水主管和出水主管相適應(yīng)的橫截面為半圓形的凹槽；
[0025]所述輔助塊上設(shè)有橫向貫穿的兩個(gè)安裝孔，所述兩個(gè)安裝孔之間的間距等于側(cè)塊上兩個(gè)螺孔之間的間距，所述兩個(gè)安裝孔之間的輔助塊上設(shè)有與進(jìn)水主管和出水主管相適應(yīng)的橫截面為半圓形的凹槽；
[0026]所述側(cè)塊的凹槽開口與所述輔助塊的凹槽開口相對，以形成直徑與所述進(jìn)水主管和所述出水主管的管直徑相適應(yīng)的圓形通孔，所述進(jìn)水主管和出水主管縱向貫穿所述通孔，并通過橫向貫穿所述安裝孔和所述螺孔的螺栓安裝在連接塊和輔助塊之間。
[0027]與最接近的技術(shù)方案相比，本實(shí)用新型具有如下顯著進(jìn)步:
[0028](I)水冷散熱器尾部通過托架固定槽連接驅(qū)動(dòng)板托架，驅(qū)動(dòng)板托架采用直接插接方式與托架固定槽連接，可以使整個(gè)結(jié)構(gòu)緊湊，易于拆卸；
[0029](2)頂壓柱和補(bǔ)償調(diào)換墊片的使用可以補(bǔ)償現(xiàn)場操作受力范圍大造成空隙，使整個(gè)組件的壓力得到更好的保持；
[0030](3)補(bǔ)償調(diào)換墊片包括一體成型的U形主體墊片以及向U形主體墊片的開口反方向凸起的輔助墊片，操作時(shí)可手持輔助墊片，將補(bǔ)償調(diào)換墊片塞進(jìn)補(bǔ)償頂壓柱與第二固定板之間的空隙內(nèi)，操作更加方便；
[0031](4)驅(qū)動(dòng)板托架為U形托架，包括一體成型的連接板和垂直設(shè)于所述連接板兩端的側(cè)板；所述連接板和所述側(cè)板為內(nèi)側(cè)留有夾口的雙層板夾板結(jié)構(gòu)，以使驅(qū)動(dòng)板可從側(cè)板端部沿U形托架開口反方向插入所述U形托架內(nèi)；這種類似抽屜的安裝形式使得驅(qū)動(dòng)板的安裝和拆卸更加方便，托架固定槽和驅(qū)動(dòng)板托架用高性能塑料材質(zhì)制作，絕緣性能好，更方便在高電壓下工作；
[0032](5)絕緣支撐桿底端直接與第一固定板螺紋連接，且絕緣支撐桿的底端與第一固定板的底端平齊，在實(shí)現(xiàn)安裝方便，節(jié)省連接器件的同時(shí)，可使整個(gè)組件下端結(jié)構(gòu)緊湊，組件裝配