一种新型IGBT模块装配结构

技术领域

本发明涉及一种新型IGBT模块装配结构，属于功率半导体器件领域。

背景技术

IGBT（绝缘栅双极型晶体管）可以耐受高压并提供大电流，且控制方便，是电力电子装备的核心器件。在IGBT模块封装制程中，DBC与底板采用焊接实现连接，构成IGBT模块的散热通道，其焊接质量直接影响着IGBT模块的可靠性。在焊接过程中，需利用工装完成陶瓷覆铜板（DBC）、焊片、底板的装配，最终借助焊接设备完成焊接。

现有的技术方案对陶瓷覆铜板（DBC）、焊片、底板之间的位置匹配精度要求高，往往在装配之后需要手动调整陶瓷覆铜板（DBC）、焊片、底板、工装之间的位置，耗费时间与人员精力，同时稍有误差，还容易造成焊层不均匀、流焊、堆焊焊、工装粘连等问题，影响焊接质量。

发明内容

本发明为了避免IGBT模块中各部件匹配精度低导致的焊接质量低的问题，提供了一种新型IGBT模块装配结构，该结构通过合理涉及定位柱和定位孔的位置和尺寸，实现快速精确装配。

本发明所采取的技术方案为：一种IGBT模块装配结构，包括底板、焊片和陶瓷覆铜板，所述焊片置于所述底板和所述陶瓷覆铜板之间，在所述底板朝向焊片的一侧设置有若干定位柱，在所述陶瓷覆铜板上设置有若干定位孔，所述定位柱和定位孔位置相对应，所述定位柱一端延伸至所述定位孔内，所述定位柱的高度与所述定位孔的深度之差小于所述焊片的厚度，所述焊片用于焊接时连接所述底板和所述陶瓷覆铜板。

进一步的，所述底板为Cu或AlSiC。

进一步的，所述底板为长方向板，所述定位柱置于所述长方形板的边角位置。

进一步的，所述焊片为长方形板，所述焊片置于若干定位柱围成的内框内。

进一步的，所述焊片上设置有通孔，所述定位柱穿过所述通孔延伸至所述定位孔内。

进一步的，所述DBC朝向所述底板的一侧为铜层，所述定位孔置于所述铜层内。

进一步的，所述定位柱的直径为0.5-1mm。

进一步的，所述定位孔的直径为1-1.5mm。

进一步的，所述焊片为长方形焊片，所述焊片的四个角做45°切角。

本发明所产生的有益效果包括：本发明通过底板、焊片、陶瓷覆铜板（DBC）自身定位功能，能够快速实现精确装配，并且解决了焊片、陶瓷覆铜板（DBC）的滑动问题，装配人员无需再对陶瓷覆铜板（DBC）、焊片、底板的相对位置进行调整，同时省去了工装，降低了装配工艺的复杂程度，提高了装配效率。在焊接过程中，由于定位柱与定位孔的匹配、支撑关系，有效提高了整个焊层的厚度均匀性，解决了由于位置漂移带来的连焊、堆焊、工装粘连的现象。

附图说明

图1 本发明中IGBT模块的结构示意图；

图2（a） 本发明中底板的侧视图；

图2（b） 本发明中底板的俯视图；

图3 本发明中焊片结构图；

图4 本发明中DBC的结构图；

图中1、底板，2、焊片，3、陶瓷覆铜板，4、定位柱，5、定位孔，6、切角。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的解释说明，但应当理解为本发明的保护范围并不受具体实施例的限制。

如图1-4所示，本发明中的一种IGBT模块，包括底板1、焊片2和陶瓷覆铜板（DBC）3，所述焊片2置于所述底板1和所述陶瓷覆铜板（DBC）3之间，在所述底板1朝向焊片2的一侧设置有若干定位柱4，在所述陶瓷覆铜板（DBC）3上设置有若干定位孔5，所述定位柱4和定位孔5位置相对应，所述定位柱4一端延伸至所述定位孔5内，所述定位柱4的高度与所述定位孔5的深度之差小于所述焊片2的厚度，设定位柱4高度为h1，焊片2厚度为h2，定位孔5深度为h3，要求h1-h3＜h2，所述焊片2用于焊接时连接所述底板1和所述陶瓷覆铜板（DBC）3。

具体的，所述底板1为Cu或AlSiC，低压IGBT模块底板材质为Cu，高压IGBT模块底板材质为AlSiC。

具体的，所述底板1为长方形板，所述定位柱4置于所述长方形板的边角位置。所述焊片2置于若干定位柱4围成的内框内。在一些实施例中，还可在所述焊片2上设置有通孔，所述定位柱4穿过所述通孔延伸至所述定位孔5内。

具体的，所述陶瓷覆铜板（DBC）3朝向所述底板1的一侧为铜层，所述定位孔5置于所述铜层内。

具体的，所述定位柱4的直径为0.5-1mm。

具体的，所述定位孔5的直径为1-1.5mm,在实现与定位柱易于装配的同时确保IGBT模块散热性能。

具体的，所述焊片2为长方形焊片2，所述焊片2的四个角做45°切角6。

焊接时，实施过程：

首先将底板1放置好，再将焊片2放置于底板1上，通过焊片2的四个切角与底板1定位柱4的匹配实现定位，再将DBC3放置于焊片2上，通过陶瓷覆铜板（DBC）3下铜层的定位孔5与底板1定位柱4的匹配实现定位，在整个装配过程中，省去了传统技术方案的装配工装。通过底板1定位柱4与陶瓷覆铜板（DBC）3定位孔5的匹配，有效提高了整个焊层的厚度均匀性，解决了焊片2、陶瓷覆铜板（DBC）3的滑动问题以及由此带来连焊、堆焊、工装粘连等问题，提高了装配效率，提升了焊接质量。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

上述仅为本发明的优选实施例，本发明并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说，在本发明的技术方案范围内可以有各种变化和更改，所作的任何变化和更改，均在本发明保护范围之内。