专利名称：焊接工装件的制作方法
技术领域：
本发明涉及绝缘栅双极晶体管封装技术，尤其涉及一种焊接工装件。
背景技术：
绝缘栅双极晶体管(InsulatedGate Bipolar Transistor,以下简称 IGBT),具有高频率、高电压和大电流的特点，且容易开通和关断，是国际上公认的电力电子技术第三次革命的最具代表性的产品。目前，IGBT已广泛应用于铁路、城市轨道交通、风电、太阳能、清洁能源领域等逆变装置中铁路、城市轨道交通、风电、太阳能、清洁能源和工业控制领域等逆变装置中。“十五”期间电子电力器件的年平均增长速度20%，而其中IGBT电力电子器件份额达到10%，年平均增长率更是超过30%。“十五”期间电子电力器件的年平均增长速度20%，到2011年市场销售额将超过1500亿元。而其中IGBT电力电子器件份额达到10%，年平均增长率更是超过30%。IGBT模块封装 制造是指，将IGBT子单元与底板通过焊料焊接固定。焊接前各部分之间的相互位置关系参见图la，加热板I上放置有底板2，底板2上放置DBC基板3，DBC基板3上放置IGBT芯片4 ;其中，底板2与DBC基板3之间以及IGBT芯片4与DBC基板3之间分别夹设有第一焊料5和第二焊料6。在开始封装之前，先将DBC基板3和IGBT芯片4之间已经通过第二焊料6焊接固定，焊接后的DBC基板3和IGBT芯片4称为IGBT子单元，其中，第二焊料6的熔点高于第一焊料5。IGBT子单元和底板2之间的焊接过程如下，对加热板I进行加热，加热板I将热量传递给顺次传递给底板2、第一焊料5和IGBT子单元。第一焊料5融化，即使得IGBT子单元与底板2焊接固定，意即完成封装。参见图la，DBC基板3在底板2上的位置是通过设置焊接工装件7来确定的。为清楚起见，图1a中焊接工装件用虚线示意。现有焊接工装件的示意图参见图lb，焊接工装件为一平板7，该平板7上开设有数个通孔71。需封装时，将焊接工装件放置在底板2上，然后在焊接工装件的每个通孔71内顺序放置第一焊料5、IGBT子单元。放置时，保证IGBT子单元的侧面距离通孔71的内壁之间留有适当的装配裕量，使IGBT子单元实现定位，且在封装完成后，焊接工装件能够取下。在使用现有焊接工装件的过程中，申请人发现存在以下问题:焊料熔化后，DBC基板会在焊料表面张力作用下出现位置不定向漂移，焊接完成后，由于漂移常常使DBC基板和通孔的内壁紧紧接触在一起，且接触面积大，使得拆卸焊接工装件很难被拆卸下来；若稍用力拆卸，很容易造成DBC基板边缘破损，降低了 DBC基板的绝缘能力，影响模块的绝缘性能，降低产品合格率。
发明内容
本发明提供一种焊接工装件，用于优化现有的焊接工装件结构，使得焊接工装件容易被拆卸。本发明提供了一种焊接工装件，优选的是，包括平板，以及设置在所述平板上的阶梯孔，所述阶梯孔中各梯级孔的孔径顺次变大，所述阶梯孔中至少一个梯级孔为容置孔，用于容置DBC基板，且两者高度相匹配。如上所述的焊接工装件，优选的是，所述容置孔的孔径最小。如上所述的焊接工装件，优选的是，所述阶梯孔的梯级孔为两个，为连通的第一光孔和第二光孔，所述第一光孔的尺寸小于所述第二光孔的尺寸，所述第一光孔为所述容置孔。如上所述的焊接工装件，优选的是，所述第二光孔的高度为0.
如上所述的焊接工装件，优选的是，所述平板上对称设置有数个所述阶梯孔。本发明提供的焊接工装件，容置孔用于定位以及限制DBC基板的位移，比容置孔内径大的阶梯孔作为扩展孔，以为焊料提供足够的扩展空间。扩展孔的高度根据实际需要设定的，一般在0.之间。使用本发明提供的焊接工装件进行焊接时，焊料熔化后也不会在DBC基板周围和焊接工装件的阶梯孔内壁之间的间隙内形成堆积，即使DBC基板发生漂移，DBC基板与容置孔内壁之间的接触面积也大大减小，降低了拆卸工装时对DBC基板的损伤，保证了焊接完成后IGBT |旲块的绝缘能力以及广品的合格率。
图1a为现有技术中IGBT I旲块封装不意图；图1b为现有技术中焊接工装件的结构示意·
图2a为本发明实施例提供的焊接工装件的结构示意图；图2b为使用图2a的焊接工装件进行IGBT模块封装示意图。附图标记1-加热板； 2_底板；3-DBC基板；4-1GBT芯片； 5-第一焊料； 6_第二焊料；7-平板；71-通孔；8-平板；9-阶梯孔； 91-第一光孔；92-第二光孔。
具体实施例方式图2a为本发明实施例提供的焊接工装件的结构示意图，图2b为使用图2a的焊接工装件进行IGBT模块封装示意图。本发明实施例提供一种焊接工装件，其包括平板8，以及设置在平板8上的阶梯孔9，阶梯孔9中各梯级孔的孔径顺次变大，阶梯孔9中至少一个梯级孔为容置孔，用于容置DBC基板3，且两者尺寸相匹配。图2a和图2b中与图1a和图1b中相同的附图标记示意为相同的部件。阶梯孔中比容置孔内径大的阶梯孔作为扩展孔，扩展孔用于容置融化后的焊料。尺寸相匹配是指，容置孔的孔径取决于待焊接的DBC基板的尺寸，为了使DBC基板在焊接过程中不漂浮，两者尺寸应尽量接近。在安装时，阶梯孔的大径端设置在下方，容置孔内容置有DBC基板，焊接时，焊料融化后会沿着扩展孔扩散，而不至于随着容置孔内壁与DBC基板之间的缝隙向上蔓延，由于扩展孔的孔径较大，焊料有足够的扩展空间，从而避免了焊料在DBC基板与容置孔的内壁配合处堆积，从而避免了焊料将DBC基板和焊接工装件连接在一起，使焊接工装件容易被拆卸，又不损伤DBC基板的绝缘性能，这不仅提升了生产效率，同时也可保证产品的合格率。可选的是，容置孔的孔径最小，这样可以扩展孔的孔径较大，可为焊料提供足够的空间。具体地，阶梯孔9的梯级孔为两个，为连通的第一光孔91和第二光孔92，第一光孔91的尺寸小于第二光孔92的尺寸，第一光孔91为容置孔。上述实现方式的阶梯孔已经能够为焊料的扩展提供足够的空间。进一步地，第二光孔92的高度为0.2mm-1mmο第二光孔92的作用是为焊料提供足够的扩展空间，上述尺寸已可以满足实际需求。此处，以都为圆孔为例，第二光孔比第一光孔内径大的尺寸约为lmm-5mm，此范围只是示意而非限定。实际应用中，第二光孔比第一光孔内径大的尺寸可以结合实际使用焊料的多少和焊料向四周扩展的实际距离来确定。进一步地，平板8上对称设置有数个阶梯孔9。此处以四个示意，每个阶梯孔9内容置一个DBC基板3，一个焊接工装件一次能够封装四个DBC基板3，工作效率高。本发明实施例提供的焊接工装件，通过设置阶梯孔的方式来为焊料提供足够的扩展空间，以避免焊料融化后在DBC基板周围和焊接工装件的阶梯孔内壁之间的缝隙内出现堆积，并减小了因DBC基板漂移后与阶梯孔内壁之间的接触面积，降低了拆除工装时DBC基板的损坏几率，保证了焊接完成后IGBT模块的绝缘能力。最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各 实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
权利要求
1.一种焊接工装件，其特征在于，包括平板，以及设置在所述平板上的阶梯孔，所述阶梯孔中各梯级孔的孔径顺次变大，所述阶梯孔中至少一个梯级孔为容置孔，用于容置DBC基板，且两者尺寸相匹配。
2.根据权利要求1所述的焊接工装件，其特征在于:所述容置孔的孔径最小。
3.根据权利要求2所述的焊接工装件，其特征在于，所述阶梯孔的梯级孔为两个，为连通的第一光孔和第二光孔，所述第一光孔的尺寸小于所述第二光孔的尺寸，所述第一光孔为所述容置孔。
4.根据权利要求3所述的焊接工装件，其特征在于，所述第二光孔的高度为
5.根据权利要求1所述的焊接工装件，其特征在于，所述平板上对称设置有数个所述阶梯孔。
全文摘要
本发明提供一种焊接工装件，其包括平板，以及设置在所述平板上的阶梯孔，所述阶梯孔中各梯级孔的孔径顺次变大，所述阶梯孔中至少一个梯级孔为容置孔，用于容置DBC基板，且两者尺寸相匹配。本发明提供的焊接工装件，通过设置阶梯孔的方式来为焊料提供足够的扩展空间，以避免焊料融化后在DBC基板周围和焊接工装件的阶梯孔内壁之间的缝隙内出现堆积，并减小了因DBC基板漂移后与阶梯孔内壁之间的接触面积，降低了拆除工装时DBC基板的损坏几率，保证了焊接完成后IGBT模块的绝缘能力。
文档编号B23K3/08GK103240481SQ20121002774
公开日2013年8月14日 申请日期2012年2月8日 优先权日2012年2月8日
发明者王豹子, 王富珍, 张红卫 申请人:西安永电电气有限责任公司