一種集成式半導(dǎo)體大功率組件及其壓裝治具的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種集成式半導(dǎo)體大功率組件，包括底板、頂板以及連接所述底板和頂板的多根雙頭螺桿，底板的上方依次設(shè)有第一下扣件和第二下扣件，頂板的下方依次設(shè)有第一上扣件和第二上扣件，第一上扣件和第二下扣件上均安裝有絕緣子，所述的兩個(gè)絕緣子之間安裝有多個(gè)水冷散熱器，相鄰的兩個(gè)水冷散熱器之間夾持有一個(gè)功率器件，相鄰的兩個(gè)功率器件之間串聯(lián)連接，具有結(jié)構(gòu)緊湊、雜散電感小、散熱能力強(qiáng)、易于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)；還公開(kāi)了一種集成式半導(dǎo)體大功率組件壓裝治具，可以壓裝各種常規(guī)尺寸的功率組件，壓裝出的功率組件精度高，廢品率較低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種集成式半導(dǎo)體大功率組件及其壓裝治具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體安裝【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種集成式半導(dǎo)體大功率組件及其壓裝治具。

【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體大功率器件在工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量熱量，一般需要加裝散熱器。
[0003]現(xiàn)有的大功率組件安裝時(shí)，多采用單組功率器件和散熱器壓裝，再利用母排連接，通過(guò)串、并聯(lián)的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣的分散布置，增加了電路的雜散電感，影響了功率器件功能的發(fā)揮，也增大了電路的體積，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于以后的維護(hù)。
[0004]將大功率組件和散熱器集成壓裝，可以解決這個(gè)問(wèn)題，但需要專(zhuān)門(mén)設(shè)備來(lái)定位和夾緊多組功率器件，而且要保證每組功率器件與水冷散熱器都充分貼合，無(wú)疑也增大了壓裝的難度。除了增加絕緣子、上下扣件和底板等壓裝元件，還要求各元件在裝配時(shí)達(dá)到較高的形狀位置公差，功率組件內(nèi)部還要保持特定的壓緊力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，目的之一是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于維護(hù)集成式半導(dǎo)體大功率組件。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種集成式半導(dǎo)體大功率組件，包括底板、頂板以及連接所述底板和頂板的多根雙頭螺桿，底板的上方依次設(shè)有第一下扣件和第二下扣件，頂板的下方依次設(shè)有第一上扣件和第二上扣件，第一上扣件和第二下扣件上均安裝有絕緣子，所述的兩個(gè)絕緣子之間安裝有多個(gè)水冷散熱器，相鄰的兩個(gè)水冷散熱器之間夾持有一個(gè)功率器件，相鄰的兩個(gè)功率器件之間串聯(lián)連接。
[0007]所述的一種集成式半導(dǎo)體大功率組件，其功率器件為集成門(mén)極換向晶閘管。
[0008]所述的一種集成式半導(dǎo)體大功率組件，其第一下扣件和第二下扣件為球面接觸。
[0009]所述的一種集成式半導(dǎo)體大功率組件，其第一上扣件和第二上扣件之間安裝有碟形彈簧。
[0010]所述的一種集成式半導(dǎo)體大功率組件，其絕緣子和水冷散熱器之間采用定位銷(xiāo)連接。
[0011]所述的一種集成式半導(dǎo)體大功率組件，其水冷散熱器和集成門(mén)極換向晶閘管之間采用定位銷(xiāo)連接。
[0012]本發(fā)明目的之二是提供一種集成式半導(dǎo)體大功率組件的壓裝治具，以解決大功率組件壓裝設(shè)備欠缺、難以滿足精度要求的缺陷。
[0013]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種集成式半導(dǎo)體大功率組件壓裝治具，包括夾具工作臺(tái)以及設(shè)于夾具工作臺(tái)上的十字形墊塊，墊塊的左右側(cè)分別設(shè)有固定立板，墊塊的前后側(cè)分別設(shè)有固定塊，所述固定塊兩端靠近墊塊一側(cè)設(shè)有定位塊，所述的固定立板頂部安裝有定位板。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:大功率組件結(jié)構(gòu)緊湊、雜散電感小、散熱能力強(qiáng)、易于維護(hù)；其壓裝治具可以壓裝各種常規(guī)尺寸的功率組件，壓裝出的功率組件精度高，廢品率較低。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例大功率組件的剖面圖；
圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例大功率組件的電路圖；
圖3是本發(fā)明壓裝治具的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明壓裝治具的俯視圖；
圖5是本發(fā)明壓裝治具工作時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]各附圖標(biāo)記為:1一頂板，2—第一上扣件,3—第二上扣件，4一碟形彈簧，5—絕緣子，6—水冷散熱器，7—功率器件，8—定位銷(xiāo)，9一第一下扣件，10—第二下扣件，11一底板，12—雙頭螺桿，31—功率組件，32一固定立板，33一夾具工作臺(tái)，34—固定塊,35一定位塊，36—定位板，37—墊塊。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]參照?qǐng)D1、圖2所示，本發(fā)明公開(kāi)了一種集成式半導(dǎo)體大功率組件，包括底板11、頂板I以及連接所述底板11和頂板I的四根雙頭螺桿12，底板11的上方依次設(shè)有第一下扣件9和第二下扣件10，頂板I的下方依次設(shè)有第一上扣件2和第二上扣件3，第一上扣件2和第二下扣件10上均安裝有絕緣子5，所述的兩個(gè)絕緣子5之間安裝有多個(gè)水冷散熱器6，相鄰的兩個(gè)水冷散熱器6之間夾持有一個(gè)功率器件7，所述的功率器件7為集成門(mén)極換向晶閘管(IGCT)，相鄰的兩個(gè)7之間串聯(lián)連接，第一下扣件9和第二下扣件10為球面接觸，這樣可以進(jìn)行微動(dòng)調(diào)節(jié)，壓裝時(shí)能保證每組功率器件7與水冷散熱器6充分貼合，所述的第一上扣件2和第二上扣件3之間安裝有碟形彈簧4，所述的絕緣子5和水冷散熱器6之間、以及水冷散熱器6和集成門(mén)極換向晶閘管7之間采用定位銷(xiāo)8連接，以保證功率組件的同軸度。
[0019]本發(fā)明大功率組件結(jié)構(gòu)緊湊、雜散電感小、散熱能力強(qiáng)、易于維護(hù)。
[0020]如圖3、圖4所示，一種集成式半導(dǎo)體大功率組件壓裝治具，包括夾具工作臺(tái)33以及設(shè)于夾具工作臺(tái)33上的十字形墊塊37，夾具工作臺(tái)33為可調(diào)式的臺(tái)架，墊塊37的左右側(cè)分別豎立固定立板32，墊塊37的前后側(cè)分別設(shè)有固定塊34，所述固定塊34兩端靠近墊塊37 —側(cè)設(shè)有定位塊35，所述的固定立板32頂部安裝有定位板36，這樣通過(guò)調(diào)節(jié)定位塊35和定位板36，配合固定立板32、固定塊34和墊塊37，可以在左右、前后方向上夾緊各種常規(guī)尺寸的功率組件31，然后整體放置在液壓機(jī)的臺(tái)面上，施加向下的壓裝力。
[0021]參照?qǐng)D5所示，本發(fā)明壓裝治具壓裝時(shí)先將功率組件31的底板11用固定立板32和定位塊35安裝在夾具工作臺(tái)33上，雙頭螺桿12用螺母、墊圈固定在底板11上，在雙頭螺桿12上套上高壓熱縮套管或環(huán)氧管，將夾具工作臺(tái)33用壓板固定在液壓機(jī)的臺(tái)面中心，按正確方向依次疊放第一下扣件9、第二下扣件10、絕緣子5、水冷散熱器6、集成門(mén)極換向晶閘管7、定位銷(xiāo)8，再仔細(xì)安裝好第一上扣件2、碟形彈簧4和第二上扣件3，最后套上頂板
1、墊圈和螺母。
[0022]組裝完成后，調(diào)整頂板1，使其與底板11基本平行，分別測(cè)量四邊的間距，使間距基本相等，待頂板I和底板11平行調(diào)整好后，向頂板I的兩對(duì)對(duì)角線上的螺母對(duì)稱(chēng)的加載預(yù)緊力，預(yù)緊力大小以方便頂板I的水平對(duì)齊為宜，可以用橡膠錘輕輕敲擊頂板I調(diào)整。
[0023]調(diào)整后，正式用液壓機(jī)加載壓裝力，加載完成后，先徒手將頂板I的四角螺母擰緊，然后用力矩扳手將兩對(duì)角線螺母同時(shí)擰緊，每轉(zhuǎn)半圈后，用相同的力矩交替擰緊另一對(duì)螺母，邊擰邊調(diào)整力矩扳手的力矩限值。
[0024]當(dāng)液壓機(jī)的讀數(shù)小于IkN(接近O)時(shí)，測(cè)量頂板I和底板11的四邊間距，確保四個(gè)螺母的力矩基本一致，并記下力矩扳手的限值，對(duì)同種功率組件的壓裝可參考此力矩?cái)Q緊。
[0025]上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，以及部分運(yùn)用的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種集成式半導(dǎo)體大功率組件，其特征在于:包括底板(U)、頂板(I)以及連接所述底板(11)和頂板(I)的多根雙頭螺桿(12)，底板(11)的上方依次設(shè)有第一下扣件(9)和第二下扣件(10)，頂板(I)的下方依次設(shè)有第一上扣件(2)和第二上扣件(3)，第一上扣件(2)和第二下扣件(10)上均安裝有絕緣子(5)，所述的兩個(gè)絕緣子(5)之間安裝有多個(gè)水冷散熱器(6)，相鄰的兩個(gè)水冷散熱器(6)之間夾持有一個(gè)功率器件(7)，相鄰的兩個(gè)功率器件(7)之間串聯(lián)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式半導(dǎo)體大功率組件，其特征在于，所述的功率器件(7)為集成門(mén)極換向晶閘管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種集成式半導(dǎo)體大功率組件，其特征在于，所述的第一下扣件(9)和第二下扣件(10)為球面接觸。
4.利用權(quán)利要求3所述的一種集成式半導(dǎo)體大功率組件，其特征在于，所述的第一上扣件(2)和第二上扣件(3)之間安裝有碟形彈簧(4)。
5.利用權(quán)利要求4所述的一種集成式半導(dǎo)體大功率組件，其特征在于，所述的絕緣子(5)和水冷散熱器(6)之間采用定位銷(xiāo)(8)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種集成式半導(dǎo)體大功率組件，其特征在于，所述的水冷散熱器(6 )和集成門(mén)極換向晶閘管(7 )之間采用定位銷(xiāo)(8 )連接。
7.一種用于權(quán)利要求1所述集成式半導(dǎo)體大功率組件的壓裝治具，其特征在于:包括夾具工作臺(tái)(33)以及設(shè)于夾具工作臺(tái)(33)上的十字形墊塊(37)，墊塊(37)的左右側(cè)分別設(shè)有固定立板(32)，墊塊(37)的前后側(cè)分別設(shè)有固定塊(34)，所述固定塊(34)兩端靠近墊塊(37) —側(cè)設(shè)有定位塊(35)，所述的固定立板(32)頂部安裝有定位板(36)。
【文檔編號(hào)】H01L25/07GK104392987SQ201410564026
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】李帆, 楊濤, 彭俊榮, 楊華, 李俊 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一二研究所