一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具及方法技术

本发明专利技术公开的属于电力电子产品制造技术领域，具体为一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具及方法，包括IGBT多台架陶瓷管壳，IGBT多台架陶瓷管壳包括发射极圆盘以及分布于发射极圆盘顶端的分立式发射极台架，本发明专利技术通过锻压或浇筑替代耗时的机加电极加工，由锻压完成发射极圆上多个分立式发射极台架的形成，而机加只需要简单的切削完成尺寸的精度，同时机加替代研磨，精简工序，节约耗材，减少了研磨砂的使用，也就减少了固废的产生，工艺路线是采购铜棒

【技术实现步骤摘要】
一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具及方法


[0001]本专利技术涉及电力电子产品制造
，具体为一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具及方法。

技术介绍

[0002]作为新型功率半导体器件的主流器件，IGBT已广泛应用与工业、4C(通信、计算机、消费电子、汽车电子)、航空航天、国防军工等传统产业领域，以及轨道交通、新能源、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业领域。目前平板压接式IGBT经过几年的发展已经广泛应用到电压4500V电流3000A的高压领域，主要用于柔性高压直流输电，全球年需求量已经达到近10万件/年。行业内需要攻克方向已经从保证性能参数的
转换到主攻高效量产、节约成品。
[0003]现有的平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的量产能力瓶颈在于机加工，常规的工艺路线是采购铜棒
→
锯料
→
车加工
→
机加精雕台架(加工中心)
→
研磨
→
焊接
→
电镀
→
检验。业内一个可安装44个芯片的多台架电极(8mm深度)的加工时间是60分钟，而解决产能问题的唯一办法就是多购置加工中心设备，这肯定有悖于节能减排，提高效率的政策。
[0004]为此，我们专利技术一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具及方法。

技术实现思路

[0005]鉴于上述和/或现有一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具及方法中存在的问题，提出了本专利技术。/>[0006]因此，本专利技术的目的是提供一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具及方法，能够解决上述提出的现有问题。
[0007]为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：
[0008]一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具，其包括：IGBT多台架陶瓷管壳，IGBT多台架陶瓷管壳包括发射极圆盘以及分布于发射极圆盘顶端的分立式发射极台架，还包括用于制造发射极圆盘以及分布于发射极圆盘顶端的分立式发射极台架的制造模具；
[0009]制造模具包括：
[0010]支撑板，支撑板顶端固定连接有下模具；
[0011]顶板，顶板位于支撑杆的上方，顶板底端固定连接有上模具；
[0012]升降气缸，升降气缸的顶端与顶板底端固定连接，其底端与支撑板的顶端固定连接。
[0013]作为本专利技术所述的一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具的一种优选方案，其中：所述下模具的顶部中端开设有成型槽一，上模具的底部中端开设有与成型槽一相对应的成型槽二，成型槽二的顶端开设有用于对分立式发射极台架进行定型的成型槽三。
[0014]作为本专利技术所述的一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具的一种优选
方案，其中：所述上模具的成型槽一的内壁开设有安装槽，安装槽设为环形。
[0015]作为本专利技术所述的一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具的一种优选方案，其中：所述上模具的底端内侧开设有环形槽，并位于环形的安装槽的外侧。
[0016]作为本专利技术所述的一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具的一种优选方案，其中：环形的所述安装槽内壁安装有环形的导热板，环形的导热板的外侧固定连接有导热杆，导热杆远离导热板一端延伸至环形槽内固定连接有环形散热片，用于增大散热面积，提高冷却成型效率。
[0017]作为本专利技术所述的一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具的一种优选方案，其中：所述环形槽的两端均开设有传输通槽，两组传输通槽中一组为冷却水输入通道，另一组为冷却水输出通道，用于注入冷却水与环形散热片进行换热，提高冷却成型的速度。
[0018]作为本专利技术所述的一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具的一种优选方案，其中：所述下模具顶端开设的成型槽一内壁底端开设有连接通道，所述支撑板上开设有安装通道。
[0019]作为本专利技术所述的一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具的一种优选方案，其中：所述安装通道内壁滑动连接有传输管二，传输管二靠近连接通道一端顶部开设有与连接通道相对应的输出端。
[0020]作为本专利技术所述的一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具的一种优选方案，其中：所述连接通道内壁安装有传输管一，传输管一外壁与连接通道内壁螺纹连接，传输管一底部输入端与传输管二的输出端内壁螺纹连接并相通。
[0021]作为本专利技术所述的一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造方法的一种优选方案，其中：还包括如下制造步骤：
[0022]S1：制造发射极圆盘、分立式发射极台架，制造方法有A、B两种：
[0023]A1：加热的铜金属材料放置于下模具顶端的成型槽一内，同时将用于冷却水输入的传输通道与水泵连接，将水泵与制冷的冷却水箱输出端连接，将用于冷却水换热后导出的第二组传输通道与冷却水回收箱的输入端连接；
[0024]A2：控制3000t的液压升降气缸带动顶板以及顶板底端的上模具下降，对加热的铜材料进行锻压，可以通过成型槽三直接制造出机加最耗时的电极上的多个分立式发射极台架，提高加工效率；
[0025]A3：通过加热的铜材料的热量通过环形的导热板以及导热杆将热量传输至环形散热片，环形散热片的热量与环形槽内流通的冷却水换热，避免加热的铜材料受锻压黏在成型槽二、成型槽三内，提高后续的脱模效率，锻压结束后，将成型的发射极圆盘、分立式发射极台架取出：
[0026]B1：将传输管二外壁沿着安装通道内壁插入，并使得输出端与连接通道对应后，将传输管一通过连接通道插入，其底端输入端与传输管二的输出端内壁螺纹连接并相通；
[0027]B2：控制升降气缸带动顶板、上模具下降，使得上模具底端与下模具的底端贴合，使得成型槽一、成型槽二、成型槽三形成一个密闭的空间；
[0028]B3：将用于冷却水输入的传输通道与水泵连接，将水泵与制冷的冷却水箱输出端连接，将用于冷却水换热后导出的第二组传输通道与冷却水回收箱的输入端连接；
[0029]B4：将熔化的液态铜金属通过传输管二导入，再由传输管一传输至成型槽一、成型槽二、成型槽三形成的密闭空间内，热量通过环形的导热板以及导热杆将热量传输至环形散热片，环形散热片的热量与环形槽内流通的冷却水换热，提高液态铜金属凝固的成型的速度，待其成型后，控制升降气缸带动顶板、上模具上升，将成型后的发射极圆盘、分立式发射极台架取出。
[0030]S2：对取出的发射极圆盘、分立式发射极台架组成的台架进行退火，退火的目的是为了释放锻压产生的加工应力，是材料软化，而便于后续的机加工更容易实现平面度＜0.008mm的要求，对于TU1无氧铜材料只需要500℃的温度就可实现材料的软化，退火工艺参数：500℃氢氮混合保护气体下，保温20分钟；
[0031]S3：机加，机加需要2道工序，第一道机加完成定位孔面的直径和台架高度、定位孔、平面度等尺寸，第二道机加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳制造模具，包括IGBT多台架陶瓷管壳，IGBT多台架陶瓷管壳包括发射极圆盘(3)以及分布于发射极圆盘(3)顶端的分立式发射极台架(4)，其特征在于：还包括用于制造发射极圆盘(3)以及分布于发射极圆盘(3)顶端的分立式发射极台架(4)的制造模具；制造模具包括：支撑板(9)，支撑板(9)顶端固定连接有下模具(12)；顶板(10)，顶板(10)位于支撑杆(9)的上方，顶板(10)底端固定连接有上模具(11)；以及升降气缸(13)，升降气缸(13)的顶端与顶板(10)底端固定连接，其底端与支撑板(9)的顶端固定连接。2.根据权利要求1所述的一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具，其特征在于，所述下模具(12)的顶部中端开设有成型槽一(14)，上模具(11)的底部中端开设有与成型槽一(14)相对应的成型槽二(15)，成型槽二(15)的顶端开设有用于对分立式发射极台架(4)进行定型的成型槽三(16)。3.根据权利要求2所述的一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具，其特征在于，所述上模具(11)的成型槽一(14)的内壁开设有安装槽(17)，安装槽(17)设为环形。4.根据权利要求3所述的一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具，其特征在于，所述上模具(11)的底端内侧开设有环形槽(21)，并位于环形的安装槽(17)的外侧。5.根据权利要求3所述的一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具，其特征在于，环形的所述安装槽(17)内壁安装有环形的导热板(18)，环形的导热板(18)的外侧固定连接有导热杆(19)，导热杆(19)远离导热板(18)一端延伸至环形槽(21)内固定连接有环形散热片(20)，用于增大散热面积，提高冷却成型效率。6.根据权利要求5所述的一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具，其特征在于，所述环形槽(21)的两端均开设有传输通槽(22)，两组传输通槽(22)中一组为冷却水输入通道，另一组为冷却水输出通道，用于注入冷却水与环形散热片(20)进行换热，提高冷却成型的速度。7.根据权利要求2所述的一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具，其特征在于，所述下模具(12)顶端开设的成型槽一(14)内壁底端开设有连接通道(23)，所述支撑板(9)上开设有安装通道(24)。8.根据权利要求7所述的一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具，其特征在于，所述安装通道(24)内壁滑动连接有传输管二(26)，传输管二(26)靠近连接通道(23)一端顶部开设有与连接通道(23)相对应的输出端。9.根据权利要求8所述的一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造模具，其特征在于，所述连接通道(23)内壁安装有传输管一(25)，传输管一(25)外壁与连接通道(23)内壁螺纹连接，传输管一(25)底部输入端与传输管二(26)的输出端内壁螺纹连接并相通。10.一种平板压接式IGBT多台架陶瓷管壳的制造方法，其特征在于，还包括如下制造步骤：S1：制造发射极圆盘(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈强，徐宏伟，张琼，
申请(专利权)人：江阴市赛英电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：