一種igbt模塊輔助電極結構及該結構的固定方法
2023-09-23 12:01:55
一種igbt模塊輔助電極結構及該結構的固定方法
【專利摘要】本發明公開了一種IGBT模塊輔助電極結構及該結構的固定方法，將輔助電極設計成壓簧式結構電極，通過驅動PCB板施加的作用力將輔助電極壓緊固定於DBC基板上，該壓力的作用使得壓簧產生反作用力以抵抗，穩穩地定位於驅動PCB板與DBC基板間，採用壓緊方式固定不會存在焊接固定時因堆焊、流焊導致的短路、絕緣局部放電不合格等事故，保證IGBT模塊的質量及使用壽命，同時輔助電極一端伸出銅針與DBC基板相接觸，有效降低了接觸面積，減少了DBC基板的設計面積，使DBC基板的結構更加緊湊，降低生產成本。
【專利說明】一種IGBT模塊輔助電極結構及該結構的固定方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於IGBT模塊的製造領域，具體涉及一種IGBT模塊輔助電極結構及該結構的固定方法。
【背景技術】
[0002]IGBT(絕緣柵雙極電晶體)是一種高端的電力電子器件，在IGBT模塊中電極起到了非常重要的電氣連接的作用，對於焊接式IGBT模塊來說主電極和輔助電極是通過焊料將電極焊接在DBC基板上的。但是，焊接式IGBT模塊的主電極和輔助電極需要相對較大的接觸面積來進行焊接，這樣就對DBC基板的設計帶來了不便，需要給電極預留出很大的位置，這個位置甚至超過了 IGBT晶片的位置。
[0003]目前，在IGBT模塊中所廣泛應用的是將輔助電極焊接在DBC基板上的工藝，也就是將輔助電極通過焊片在高溫環境下焊接在DBC基板上，該工藝存在的問題如下:
[0004](I)焊接式IGBT模塊所採用的電極的底部需要焊接，因此底部的接觸面積較大，佔用DBC基板上的面積也較大，因此DBC基板的設計面積較大，設計複雜程度和成本相應的增加。
[0005](2)將普通的電極焊接在DBC基板上需要非常複雜的工藝，需要在高溫、真空環境中將焊料融化後，再經過冷卻的方法，並且在這個過程中還要保證儘可能低的空洞率。
[0006](3)焊接過程中有可能焊料過多而形成堆焊和流焊，會在應用過程中形成短路從而損壞IGBT晶片或者影響驅動保護電路。
[0007]因此，有必要提出一種輔助電極結構，可有效減少DBC基板的設計面積，節省生產成本，避免或減少因堆焊、流焊導致的短路、絕緣局部放電不合格等事故。
【發明內容】
[0008]有鑑於此，本發明提供了一種能夠有效減少DBC基板的設計面積，降低生產成本，同時無需將輔助電極與DBC基板焊接，避免出現因堆焊、流焊導致的短路、絕緣局部放電不合格等事故，保證IGBT模塊的質量及使用壽命。
[0009]根據本發明的目的提出的一種IGBT模塊輔助電極結構，設置於DBC基板上，所述DBC基板上還焊接有主電極，所述輔助電極為壓簧式結構電極，所述輔助電極底端的銅針壓緊在所述DBC基板上，所述輔助電極的上端設置有驅動PCB板，通過驅動PCB板的壓力作用將所述輔助電極壓緊於所述DBC基 板上，使得DBC基板、輔助電極與驅動PCB板依次有效接觸，保證電流的流通。
[0010]優選的，所述銅針的底端為圓錐形結構。
[0011 ] 優選的,所述輔助電極向所述DBC基板表面施加向下的壓力，在所述DBC基板表面形成一個凹槽，以增加所述DBC基板與所述輔助電極的接觸面積。
[0012]優選的，所述輔助電極的上端伸出一根銅絲並彎曲成U型結構，用於與所述驅動PCB板緊密接觸。[0013]一種IGBT模塊輔助電極結構的固定方法，具體步驟如下:
[0014]一、將所述輔助電極放置於所述DBC基板上，所述輔助電極的底端與所述DBC基板相接觸；
[0015]二、在所述輔助電極上方設置驅動PCB板，通過驅動PCB板向下施加的作用力將所述輔助電極壓緊於所述DBC基板上；
[0016]三、通過所述驅動PCB板的壓力作用使得輔助電極底端的圓錐形結構下壓DBC基板形成所述的凹槽，使得所述輔助電極與所述DBC基板緊密接觸。
[0017]與現有技術相比，本發明公開的一種IGBT模塊輔助電極結構及該結構的固定方法的優點是:通過將輔助電極設計成壓簧式結構電極，驅動PCB板施加的作用力將輔助電極壓緊固定於DBC基板上，通過該壓力的作用使得壓簧產生反作用力以抵抗，穩穩地定位於驅動PCB板與DBC基板間，通過採用壓緊方式固定不會存在焊接固定時因堆焊、流焊導致的短路、絕緣局部放電不合格等事故，保證IGBT模塊的質量及使用壽命，同時輔助電極下端的銅針與DBC基板相接觸，有效降低了接觸面積，減少了 DBC基板的設計面積，使DBC基板的結構更加緊湊，降低生產成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於 本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為現有技術中的輔助電極的結構示意圖。
[0020]圖2為本發明公開的一種IGBT模塊輔助電極結構實施例1的結構示意圖。
[0021]圖3為本發明公開的一種IGBT模塊輔助電極結構實施例2的結構示意圖。
[0022]圖4為本發明公開的一種IGBT模塊輔助電極結構固定時的結構示意圖。
[0023]圖中的數字或字母所代表的相應部件的名稱:
[0024]1、DBC基板2、驅動PCB板3、輔助電極4、凹槽
【具體實施方式】
[0025]傳統的焊接式IGBT模塊的主電極和輔助電極是通過焊料將電極底部焊接在DBC基板上的，因此底部的接觸面積較大，佔用DBC基板上的面積也較大，導致DBC基板的設計面積增大，生產成本較高；且將電極焊接在DBC基板上工藝非常複雜；並且焊接過程中有可能焊料過多而形成堆焊和流焊，可能會在應用過程中形成短路從而損壞IGBT晶片或者影響驅動保護電路等諸多問題與不足。
[0026]本發明針對現有技術中的不足，提供了一種IGBT模塊輔助電極結構及該結構的固定方法，能夠有效減少DBC基板的設計面積，降低生產成本，同時無需將輔助電極與DBC基板焊接，避免出現因堆焊、流焊導致的短路、絕緣局部放電不合格等事故，保證IGBT模塊的質量及使用壽命。
[0027]下面將通過【具體實施方式】對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0028]實施例1
[0029]請參見圖2，圖2為本發明公開的一種IGBT模塊輔助電極結構的結構示意圖。如圖所示，一種IGBT模塊輔助電極結構，設置於DBC基板I上，DBC基板I上還焊接有主電極(未示出)，輔助電極3為壓簧式結構電極，輔助電極3為開式壓簧，輔助電極下部的銅針壓緊於DBC基板I上，輔助電極3的上端設置有驅動PCB板2，通過驅動PCB板2的壓力作用將輔助電極3壓緊於DBC基板I上，使得DBC基板1、輔助電極3與驅動PCB板2依次有效接觸，保證電流的流通。
[0030]通過採用壓簧式結構電極作為輔助電極，實現了輔助電極、驅動PCB板及DBC基板間的良好的接觸，還能節省DBC基板上輔助電極所用的面積，從而保證了產品的緊湊性、可靠性與穩定性，且降低了生產成本。
[0031]另外，通過壓力的作用使得壓簧產生反作用力以抵抗，穩穩地定位於驅動PCB板與DBC基板間，通過採用壓緊方式固定不會存在焊接固定時因堆焊、流焊導致的短路、絕緣局部放電不合格等事故，保證IGBT模塊的質量及使用壽命。[0032]一種IGBT模塊輔助電極結構的固定方法，具體步驟如下:
[0033]S1、將輔助電極3放置於所述DBC基板I上，輔助電極3的底端與DBC基板I相接觸；
[0034]S2、在輔助電極3上方設置驅動PCB板2，通過驅動PCB板2向下施加的作用力將輔助電極3壓緊於DBC基板I上，使得輔助電極與DBC基板緊密接觸。
[0035]該方式中，輔助電極的底端的銅針為平面結構，保證輔助電極與DBC基板間的有效接觸面積，且通過採用該固定方法，可通過壓力與壓簧的抵抗力的作用，實現DBC基板1、輔助電極3與驅動PCB板2依次間有效接觸並固定穩定，保證電流的流通。
[0036]實施例2
[0037]如圖3、4所示，其餘與實施例1相同，不同之處在於，銅針的底端為圓錐形結構。通過輔助電極底端的銅針的壓力在DBC基板I的表面形成一個凹槽4，以增加DBC基板I與輔助電極3的接觸面積。其固定方法如下:
[0038]S1、將輔助電極3放置於所述DBC基板I上，輔助電極3的底端與DBC基板I相接觸；
[0039]S2、在輔助電極3上方設置驅動PCB板2，通過驅動PCB板2向下施加的作用力將輔助電極3壓緊於DBC基板I上；
[0040]S3、通過驅動PCB板2的壓力作用使得輔助電極3底端的圓錐形結構下壓DBC基板I形成所述的凹槽4，使得輔助電極3與DBC基板I緊密接觸。
[0041]其中，輔助電極3的上端伸出一根銅絲並彎曲成U型結構，用於與驅動PCB板2相接觸，實現輔助電極與驅動PCB板的有效壓緊。
[0042]此外，輔助電極的底端除為圓錐形結構外，還可為錐柱形結構或是其它非平面結構，以能夠通過壓力作用在DBC基板上壓出凹槽為準，具體形狀不做限制。
[0043]本發明公開了一種IGBT模塊輔助電極結構及該結構的固定方法通過將輔助電極設計成壓簧式結構電極，通過驅動PCB板施加的作用力將輔助電極壓緊固定於DBC基板上，通過該壓力的作用使得壓簧產生反作用力以抵抗，穩穩地定位於驅動PCB板與DBC基板間，通過採用壓緊方式固定不會存在焊接固定時因堆焊、流焊導致的短路、絕緣局部放電不合格等事故，保證IGBT模塊的質量及使用壽命，同時輔助電極一端伸出銅針與DBC基板相接觸，有效降低了接觸面積，減少了 DBC基板的設計面積，使DBC基板的結構更加緊湊，降低生產成本。
[0044]且通過將銅針的底端設置成為圓錐形結構，DBC基板上由於銅針的壓力使DBC基板表面形成一個凹槽，以增加DBC基板與輔助電極的接觸面積，實現結構的有效固定。
[0045]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範 圍。
【權利要求】
1.一種IGBT模塊輔助電極結構，設置於DBC基板上，所述DBC基板上還焊接有主電極，其特徵在於，所述輔助電極為壓簧式結構電極，所述輔助電極底端的銅針壓緊在所述DBC基板上，所述輔助電極的上端設置有驅動PCB板，通過驅動PCB板的壓力作用將所述輔助電極壓緊於所述DBC基板上，使得DBC基板、輔助電極與驅動PCB板依次有效接觸，保證電流的流通。
2.如權利要求1所述的IGBT模塊輔助電極結構，其特徵在於，所述銅針的底端為圓錐形結構。
3.如權利要求2所述的IGBT模塊輔助電極結構，其特徵在於，所述輔助電極向所述DBC基板表面施加向下的壓力，在所述DBC基板表面形成一個凹槽，以增加所述DBC基板與所述輔助電極的接觸面積。
4.如權利要求1所述的IGBT模塊輔助電極結構，其特徵在於，所述輔助電極的上端伸出一根銅絲並彎曲成U型結構，用於與所述驅動PCB板緊密接觸。
5.一種IGBT模塊輔助電極結構的固定方法，其特徵在於，具體步驟如下: 一、將所述輔助電極放置於所述DBC基板上，所述輔助電極的底端與所述DBC基板相接觸； 二、在所述輔助電極上方設置驅動PCB板，通過驅動PCB板向下施加的作用力將所述輔助電極壓緊於所述DBC基板上； 三、通過所述驅動PCB板的壓力作用使得輔助電極底端的圓錐形結構下壓DBC基板形成所述的凹槽，使得所述輔助電極與所述DBC基板緊密接觸。
【文檔編號】H01L23/49GK103904049SQ201210571523
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月25日 優先權日:2012年12月25日
【發明者】吳磊 申請人:西安永電電氣有限責任公司