一种大功率压接式IGBT封装模块压装测试夹具制造技术

本实用新型专利技术提供一种大功率压接式IGBT封装模块压装测试夹具，包括水平方向由下至上依次压接的第一固定板组套、第一导电板、第一水冷散热组套、第二导电板、第二水冷散热组套、第三导电板和第二固定板组套，以及竖直方向设置的水路主管和绝缘支撑杆；水路主管通过水路支管与第一、第二水冷散热组套相连，绝缘支撑杆设于第一固定板组套和第二固定板组套之间；第二固定板组套包括顶压柱和中部留有通孔的第二固定板，顶压住包括一体成型的底座和支柱，底座与第三导电板压接，支柱伸入通孔内；底座与第二固定板之间设有补偿调换垫片。这种夹具易于操作、便于维护、整体结构更加简单紧凑、布局合理、可靠性和稳定性更好、散热性能更好。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种夹具，具体讲涉及一种大功率压接式IGBT封装模块压装测试夹具。
技术介绍
现今国际上IGBT作为一种主流器件，已经发展到商业化第五代，IGBT封装方式也已经多样化，针对封装方式的多样化，压接式IGBT封装模块测试夹具组件的压装方式也是多种多样，其中目前比较成熟的压接式IGBT封装模块测试夹具组件结构从压装方式上分为缠绕带式和绝缘杆式两种。虽然两种方式选择的材料均为玻璃纤维环氧树脂，但是缠绕带式所用的材料远远超过绝缘杆式，并且缠绕带式由于尺寸的不可调会导致最终压装压接式IGBT时误差很大等缺点，不适合用来压装固定大功率IGBT封装模块测试夹具组件，缠绕带式受力方向不定等因素会导致压接式IGBT封装模块工作情况下压装力不均匀、整体夹具组件装配施力操作困难、装配精度较低、工作电流小容量小、可靠性低，当压装力低于大功率压接式IGBT封装模块正常工作所需的最低规定值时，可能引发大电流工况下元器件性能降级甚至破坏；而当压装力超过大功率压接式IGBT封装模块正常工作的最高规定值，则会使硅晶片上机械应力增加，在热循环频繁工作工况下，不仅会大大降低器件的使用寿命而且可能磨损阴极镀层从而呆滞阴极-门极短路故障。目前对压接式IGBT封装模块压装测试夹具组件压装要求越来越严格，特别是对于大尺寸及大功率高电压等级的压接式IGBT封装模块，压接式IGBT封装模块正常工作时必须在其两端施加一定的压装力，压装力的大小必须持续恒久地保持在一定范围内，以保证器件因功耗而产生的热量能被传走。因此鉴于上述背景，需要提供一种新的具有结构紧凑、体积小、性能稳定、安全可靠、易于装配拆卸、易于施加压装力等优点的测试夹具，以满足大功率压接式IGBT封装模块进行安全可靠的导通工作所需的压装力。
技术实现思路
为了解决现有技术所存在的上述问题，本技术提供一种易于操作、便于维护、整体结构更加简单紧凑、布局更加合理、可靠性和稳定性更好、散热性能更好的压接式IGBT封装模块压装测试夹具，使IGBT封装模块的压力分布均匀、有效保证IGBT压装力要求。本技术提供的技术方案是:一种大功率压接式IGBT封装模块压装测试夹具，包括水平方向由下至上依次压接的第一固定板组套、第一导电板、第一水冷散热组套、第二导电板、第二水冷散热组套、第三导电板和第二固定板组套，以及竖直方向设置的水路主管和绝缘支撑杆；所述水路主管通过水路支管与第一、第二水冷散热组套相连，所述绝缘支撑杆设于所述第一固定板组套和所述第二固定板组套之间；其改进之处在于:所述第二固定板组套包括顶压柱和中部留有通孔的第二固定板，所述顶压住包括一体成型的底座和支柱，所述底座与所述第三导电板压接，所述支柱伸入所述通孔内；所述底座与所述第二固定板之间设有补偿调换垫片。优选的，所述第一固定板组套包括定位块组件和中部留有安装孔的第一固定板，所述定位块组件的竖直纵断面为T形；所述安装孔的竖直纵断面为倒凸字形，其上部的内径大于其下部的内径；所述安装孔内同轴设置有横截面直径等于安装孔上部内径的圆柱形绝缘罩，所述绝缘罩内设有对放碟簧组件，所述对放碟簧组件由不同规格标准的碟簧片沿竖直方向同轴对放组成；所述定位块组件的顶部与第一导电板底部相贴合，其底部伸入所述对放碟簧组件中部的通孔内。优选的，所述第一、第二水冷散热组套各包括竖直方向相互平行的其间夹有压接式IGBT封装模块的水冷散热器；所述水冷散热器为上下表面分别设有凸台的长方体，所述IGBT封装模块的上下凸台分别与上下两个水冷散热器的凸台相贴合；所述水冷散热器的两侧分别设有阻尼电阻组件和电容组件；其另外两侧分别设有驱动板托架、以及进水口和出水口 ；所述电容组件通过导电铜片连接在两个阻尼电阻组件之间，所述阻尼电阻组件并联在所述IGBT封装模块的集电极和发射极之间。进一步，水路主管包括进水主管和出水主管；水路支管包括进水支管和出水支管；所述进水主管的侧壁上设有用于将所述进水主管与进水支管连通的连接管；所述出水主管的侧壁上设有用于将所述出水主管与所述出水支管连通的连接管；所述进水支管和所述出水支管的另一端分别与水冷散热器的进水口和出水口相连。进一步，第一固定板和第二固定板为矩形金属板，所述矩形金属板的四周分别留有向矩形金属板的中心方向凸起的圆弧形缺口，所述矩形金属板上还设有纵向贯穿的圆周等分布的吊装固定孔；所述第一固定板的四角处设有纵向贯穿的螺孔，所述第二固定板的四角处对应设有纵向贯穿的通孔。进一步，绝缘支撑杆共有四根，其两端分别带有外螺纹，四根绝缘支撑杆的一端分别与第一固定板的四角处以螺纹式连接固定，并与第一固定板底端平齐；四根绝缘支撑杆的另一端分别贯穿第二固定板四角处的通孔后通过顶端螺母与第二固定板连接固定。优选的，所述补偿调换垫片包括一体成型的U形主体垫片以及向U形主体垫片的开口反方向凸起的辅助垫片，所述顶压柱的上部贯穿所述U形主体垫片的U形开口并伸入所述第二固定板中部的通孔内。进一步，所述定位块组件包括球面顶压块和球面补偿块，所述球面顶压块包括同轴设置一体成型的圆柱形支撑柱和支撑柱顶端的支撑台，所述支撑台的顶部呈向上凸起的球面；所述球面补偿块为矩形块，所述球面补偿块的底部呈与所述支撑台顶部球面相适应的向上凹陷的球面；所述球面补偿块的底部与所述支撑台的顶部相贴合，其顶部与第一导电板的下表面相贴合；所述支撑柱伸入所述对放碟簧组件中部的通孔内。进一步，所述驱动板托架通过托架固定槽安装在水冷散热器侧部；所述驱动板托架和所述托架固定槽均为塑料材质；所述驱动板托架为U形托架，包括一体成型的连接板和垂直设于所述连接板两端的侧板；所述连接板和所述侧板为内侧留有夹口的双层板夹板结构，以使驱动板可从侧板端部沿U形托架开口反方向插入所述U形托架内；所述托架固定槽包括长方形底板和设于所述底板一面两侧的固定板，两侧固定板之间形成固定槽，所述连接板插接于所述固定槽内，所述底板的另一面与所述水冷散热器的侧面贴合。进一步，所述进水主管和所述出水主管的上、下两端分别通过固定块组件与第二固定板、第一固定板连接；所述固定块组件包括U形固定块和矩形辅助块；所述U形固定块由一体成型的连接块和垂直设于所述连接块两端的侧块组成；所述连接块与第一、第二固定板连接，所述侧块上设有水平方向贯穿的两个螺孔，两个螺孔之间的侧块内侧留有与进水主管和出水主管相适应的横截面为半圆形的凹槽；所述辅助块上设有横向贯穿的两个安装孔，所述两个安装孔之间的间距等于侧块上两个螺孔之间的间距，所述两个安装孔之间的辅助块上设有与进水主管和出水主管相适应的横截面为半圆形的凹槽；所述侧块的凹槽开口与所述辅助块的凹槽开口相对，以形成直径与所述进水主管和所述出水主管的管直径相适应的圆形通孔，所述进水主管和出水主管纵向贯穿所述通孔，并通过横向贯穿所述安装孔和所述螺孔的螺栓安装在连接块和辅助块之间。与最接近的技术方案相比，本技术具有如下显著进步:(I)水冷散热器尾部通过托架固定槽连接驱动板托架，驱动板托架采用直接插接方式与托架固定槽连接，可以使整个结构紧凑，易于拆卸；(2)顶压柱和补偿调换垫片的使用可以补偿现场操作受力范围大造成空隙，使整个组件的压力得到更好的保持；(3)补偿调换垫片包括一体成型的U形主体垫片以及向U本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率压接式IGBT封装模块压装测试夹具，包括水平方向由下至上依次压接的第一固定板组套、第一导电板、第一水冷散热组套、第二导电板、第二水冷散热组套、第三导电板和第二固定板组套，以及竖直方向设置的水路主管和绝缘支撑杆；所述水路主管通过水路支管与第一、第二水冷散热组套相连，所述绝缘支撑杆设于所述第一固定板组套和所述第二固定板组套之间；其特征在于：所述第二固定板组套包括顶压柱和中部留有通孔的第二固定板，所述顶压住包括一体成型的底座和支柱，所述底座与所述第三导电板压接，所述支柱伸入所述通孔内；所述底座与所述第二固定板之间设有补偿调换垫片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏莹莹，陈中圆，温家良，王志霞，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：北京;11