一种高耐温度的IGBT功率模块的制作方法

一种高耐温度的igbt功率模块
技术领域
1.本发明涉及半导体器件技术领域，具体为一种高耐温度的igbt功率模块。


背景技术：

2.igbt功率模块是以绝缘栅双极型晶体管构成的功率模块，igbt功率模块一般以铜底板或功率基板作为底板，其中功率芯片通过连接材料连接至功率基板，而实现功率芯片的机械支撑，且通过功率基板进行散热，为了对igbt功率模块内部的电子元件进行长期有效的保护，因此利用硅胶凝和环氧树脂对igbt功率内部进行灌封，从而起到稳定的介电绝缘性作用，同时防止外界的环境起到有效的屏障。
3.然而在对igbt功率模块使用过程中存在以下难题:1、当igbt功率模块内部的电子器件出现问题需要进行拆卸时，而现有的外壳是通过硅凝胶与底板粘贴固定的，但是硅凝胶硬化之后形成弹性材料，一般情况下硅胶凝与igbt功率模块内部电气元件形成一体，因此在对其进行拆卸过程中，硅凝胶在外壳和基板之间的拆卸压力下产生一种拉拔力，这些拉拔力容易导致igbt功率模块内部连接电子元件从基板上脱离，从而导致igbt功率模块内部损坏；2、现有的igbt功率模块将安装在经常产生震动的机器上，然后通过螺栓和机器进行固定连接，因此其之间缺少对震动的缓冲，虽然igbt功率模块内部的硅胶凝起到抗震作用，但是igbt功率模块内部的芯片和基板焊接固定的，因此基板在机器上的震动压力下发生震动的现象，导致芯片和连接材料产生不稳定，从而不利于igbt功率模块的电气安全性。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高耐温度的igbt功率模块，有效地解决对igbt功率模块拆卸时导致硅凝胶对电子元件的拉拔力，造成其电子元件的损坏以及igbt功率模块缺少对震动的缓冲的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高耐温度的igbt功率模块，包括：基板，所述基板的顶端面焊接有电子元件；外壳，设于所述基板的外壳，所述外壳的前后两端设置有限位传动组件，用于驱动外壳上下限位移动；防护组件，所述防护组件设置在所述基板的顶端面上，用于防止硅胶凝受到拉拔力时对所述电子元件从基板上脱离，所述防护组件包括安装在基板顶端面的方形框架，所述方形框架内侧壁设置有多个呈网状的防护弹件；限位组件，所述限位组件设置在基板的外侧壁，用于对基板进行限位夹紧；减震组件，所述减震组件设置在基板的底部上，用于对基板起到缓冲作用。
6.优选地，所述方形框架的顶部拐角处安装有呈矩形阵列的固定块，所述位于左右两端的固定块之间均安装有水平滑杆，所述位于前后两端的固定块均安装有垂直滑杆，所
述水平滑杆和垂直滑杆的外侧均滑动设置有呈线性阵列的弧形座，且弧形座的一端所对应防护弹件的一侧为固定连接。
7.优选地，所述基板的顶端面且位于方形框架的外侧安装有浇筑板，所述浇筑板的内侧壁且位于方形框架的顶部安装有平齐板，所述方形框架的内侧壁开设有呈矩形阵列垂直槽。
8.优选地，所述弧形座为弹性材料制作，所述弧形座的上下两端安装有控制块。
9.优选地，所述平齐板的顶部且位于控制块的正下方开设有呈矩形阵列的多个第一凹槽，且第一凹槽呈向上倾斜式设置，所述方形框架的顶端面且位于控制块正下方开设有呈矩形阵列的多个第二凹槽，且第二凹槽呈向下倾斜式设置。
10.优选地，所述限位组件包括焊接在基板底端面的限位底板，所述基板的左右两端均安装有两个限位方形杆，所述基板的左右两端设置有与两个限位方形杆相滑动连接的t型板，所述限位底板的左右两端开设有用于t型板限位移动的贯穿孔，所述t型板的垂直端在贯穿孔内侧，所述限位底板的中部螺纹连接有横向设置的双头螺杆，且双头螺杆的左右两端穿过贯穿孔后并与t型板的垂直端螺纹连接，所述双头螺杆的左端转动穿过限位底板的左侧后并安装有扭转帽，所述t型板的相对侧安装有两个第一楔块，所述基板的前后两端安装有与第一楔块相挤压的第二楔块。
11.优选地，所述减震组件包括减震板，所述限位底板的底端面开设有传动槽，所述限位底板的底部且位于传动槽内设置有呈线性阵列的第一转板，所述第一转板的前后两端通过铰链连接方式分别与限位底板和减震板连接，所述第一转板的中部传动连接有第二转板，所述第二转板远离第一转板的一端转动连接有移动座，所述移动座靠近限位底板的一侧转动连接有滚珠，所述限位底板的底端面对应滚珠的一侧开设有限位移动槽，且限位移动槽内铺设有玻璃棉，所述限位底板的底端面且位于移动座的左侧安装有弹簧伸缩杆，所述弹簧伸缩杆的移动端在移动座的左侧上固定连接，所述减震板的底端面安装有呈矩形阵列的多个橡胶垫。
12.优选地，所述限位传动组件包括呈矩形阵列安装在基板顶端面的固定丝杆，所述外壳的前后两端侧壁开设有两个移动槽，每组所述移动槽的内侧安装有两个移动箱，所述固定丝杆的顶端转动穿过移动箱的底部并转动连接有螺帽，且固定丝杆的顶端滑动穿过移动箱的顶部，所述移动箱的内腔底壁转动连接有与螺帽固定连接的第一锥齿轮，两个所述移动箱相对侧内腔侧壁通过轴承转动连接有与第一锥齿轮相啮合的第二锥齿轮，两个所述移动箱之间转动连接有与第二锥齿轮固定连接的传动杆，所述传动杆的中部固定连接有驱动齿轮，所述外壳位于驱动齿轮的一侧面开设有避让槽。
13.优选地，所述基板的顶端面安装有两个横向设置的紧固板，所述外壳的内侧开设有第一板槽，所述外壳的内侧且位于第一板槽底部开设有第二板槽，所述外壳的前后两端开设有与紧固板相适配的第三板槽，所述外壳的前后两端面所对应第三板槽的一侧螺纹连接有螺栓，所述螺栓的一端依次螺纹穿设有外壳和紧固板之间。
14.优选地，所述第二板槽、第三板槽和外壳的底端面均铺设有橡胶材料。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明通过防护组件将每组的弧形座沿着垂直滑杆或弧形座上滑动，使得防护弹件之间形成呈方格形状设置，便于在硅凝胶和呈方格形状的防护弹件形成一体时，因此
在对外壳和基板之间进行强力拆卸而产生的拉拔力不会使得硅凝胶对电子元件造成损坏，而且本发明还可以通过控制块将弧形座快速安装或拆卸，同时便于对每组弧形座进行移动，防止呈方格的防护弹件对电子元件的通道造成阻碍,而且方形框架内侧设置垂直槽，有利于硅凝胶通过垂直槽内侧凝固，进而增大硅凝胶和方形框架之间的摩擦力，以便于后期对外壳和基板进行拆卸时，起到了稳固作用，减少硅凝胶对电子元件的大幅度损坏；2、本发明设置限位组件将驱动双头螺杆，从而带动t型板和第一楔块相对运动，使得基板在t型板的水平端和第一楔块的压制作用下，实现对基板全方位夹紧目的，然后配合减震组件的第一转板、第二转板、移动座、滚珠、弹簧伸缩杆和玻璃棉相互配合下，将机器上的震动充分冲缓，进而将震动力大大降低，从而减少对igbt功率模块产生震动力；本发明通过设置限位传动组件将驱动驱动齿轮旋转运动，使得每组的移动箱沿着固定丝杆上升降运动，以便在对外壳进行拆卸过程中，可以使得外壳缓慢升降运动，避免外壳拆卸时左右晃动，进而影响硅凝胶在电子元件上产生横向拉拔力。
附图说明
16.图1为本发明的整体结构示视图；图2为图1中a的局部放大图；图3为本发明的无外壳示视图；图4为图2中b的局部放大图；图5为本发明的防护组件示视图；图6为图5中c的局部放大图；图7为本发明的垂直滑杆、弧形座和控制块纵截面图；图8为本发明的限位传动组件剖面图；图9为本发明的外壳内侧示视图；图10为本发明的减震组件剖面图。
17.图中：1、基板；101、浇筑板；102、平齐板；103、第一凹槽；2、外壳；21、紧固板；22、第一板槽；23、第二板槽；24、第三板槽；25、螺栓；3、电子元件；4、防护组件；41、方形框架；42、垂直槽；43、固定块；44、水平滑杆；45、垂直滑杆；46、弧形座；47、控制块；48、第二凹槽；49、防护弹件；5、限位组件；51、限位底板；52、限位方形杆；53、t型板；54、贯穿孔；55、双头螺杆；56、第一楔块；57、第二楔块；6、减震组件；61、减震板；62、第一转板；63、第二转板；64、移动座；65、滚珠；66、弹簧伸缩杆；67、橡胶垫；7、限位传动组件；71、固定丝杆；72、螺帽；73、移动箱；74、第一锥齿轮；75、第二锥齿轮；76、传动杆；77、驱动齿轮；78、避让槽。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.实施例一：如图1、图2、图5、图6、图8和图10所示，一种高耐温度的igbt功率模块，包括基板1、外壳2、防护组件4、限位组件5和减震组件6，基板1的顶端面焊接有电子元件3，所述基板1上安装有外壳2，防护组件4设置在基板1的顶端面上，用于防止硅胶凝受到拉拔力时对电子元件3从基板1上脱离，防护组件4包括安装在基板1顶端面的方形框架41，方形框架41内侧壁设置有多个呈网状的防护弹件49，方形框架41的顶部拐角处安装有呈矩形阵列的固定块43，位于左右两端的固定块43之间均安装有水平滑杆44，位于前后两端的固定块43均安装有垂直滑杆45，水平滑杆44和垂直滑杆45的外侧均滑动设置有呈线性阵列的弧形座46，且弧形座46的一端所对应防护弹件49的一侧为固定连接，弧形座46为弹性材料制作，弧形座46的上下两端安装有控制块47。
20.安装igbt功率模块之前，将方形框架41安装在浇筑板101内侧，然后利用弧形座46上的防护弹件49将电子元件3上摆设呈多个方格形状，有利于后期对电子元件3放入硅凝胶时与多个方格形状的防护弹件49凝固成一体，从而便于后期对外壳2进行拆卸时，方格形状的防护弹件49将硅凝胶挤压在电子元件3上，因此在对外壳2和基板1之间进行强力拆卸而产生的拉拔力不会使得硅凝胶对电子元件3造成损坏，而且可以利用控制块47驱动弧形座46沿着水平滑杆44或垂直滑杆45进行移动，以防防护弹件49对电子元件3造成通道阻碍，从而便于调节防护弹件49之间的间距。
21.值得注意的是，本发明设置的控制块47之间呈八字型形状，有利于通过八字型状的控制块47沿着水平滑杆44或垂直滑杆45上挤压，这时弧形座46的形状发生弹性变化，进而使得弧形座46完全进入水平滑杆44或垂直滑杆45的外侧壁，而且也可以通过两边的控制块47舒张，将弧形座46脱离水平滑杆44或垂直滑杆45，有利于后期对防护弹件49进行安装或拆卸。
22.实施例二：与实施例一技术方案基本相同，区别在于，如图3、图5和图7所示，基板1的顶端面且位于方形框架41的外侧安装有浇筑板101，浇筑板101的内侧壁且位于方形框架41的顶部安装有平齐板102，方形框架41的内侧壁开设有呈矩形阵列垂直槽42，平齐板102的顶部且位于控制块47的正下方开设有呈矩形阵列的多个第一凹槽103，且第一凹槽103呈向上倾斜式设置，方形框架41的顶端面且位于控制块47正下方开设有呈矩形阵列的多个第二凹槽48，且第二凹槽48呈向下倾斜式设置。
23.工作时，当防护弹件49之间设置在不影响电子元件3的通道时，然后将控制块47限位在第一凹槽103和第二凹槽48之间，以防igbt功率模块在震动的情况下导致弧形座46沿着水平滑杆44或垂直滑杆45左右滑动，从而起到对弧形座46限位作用，而且当需要对防护弹件49移动时，位于上部的控制块47可以沿着第一凹槽103顶部转动，同时位于下部的控制块47可以沿着第二凹槽48向上转动，有利于弧形座46和控制块47限位滑动。
24.值得注意时，方形框架41内侧设置垂直槽42，有利于硅凝胶通过垂直槽42内侧凝固，进而增大硅凝胶和方形框架41之间的摩擦力，以便于后期对外壳2和基板1进行拆卸时，
起到了稳固作用，有利于硅凝胶继续保持在方形框架41内侧，减少硅凝胶对电子元件3的大幅度损坏。
25.值得注意的是，本发明设置的平齐板102以便于操作者根据平齐板102的高度和硅凝胶相平齐，防止硅胶凝过渡偏少或偏多，以便于防护组件4起到更好的防护效果。
26.实施例三：与实施例一技术方案基本相同，区别在于，如图3所示，限位组件5设置在基板1的外侧壁，用于对基板1进行限位夹紧，限位组件5包括焊接在基板1底端面的限位底板51，基板1的左右两端均安装有两个限位方形杆52，基板1的左右两端设置有与两个限位方形杆52相滑动连接的t型板53，限位底板51的左右两端开设有用于t型板53限位移动的贯穿孔54，t型板53的垂直端在贯穿孔54内侧，限位底板51的中部螺纹连接有横向设置的双头螺杆55，且双头螺杆55的左右两端穿过贯穿孔54后并与t型板53的垂直端螺纹连接，双头螺杆55的左端转动穿过限位底板51的左侧后并安装有扭转帽，t型板53的相对侧安装有两个第一楔块56，基板1的前后两端安装有与第一楔块56相挤压的第二楔块57。
27.工作时，当对基板1进行限位时，将基板1放置在限位底板51中间上，然后驱动扭转帽驱动双头螺杆55旋转运动，这时t型板53的垂直端就会做相对运动，直至t型板53的水平端沿着限位方形杆52压制基板1的外侧壁，同时t型板53驱动第一楔块56沿着基板1上的第二楔块57滑动，直至第一楔块56和第二楔块57完全结合为止，从而实现对基板1的快速限位目的，使得基板1全方位进行夹紧。
28.值得注意的是，第一楔块56和第二楔块57的接触面设置有防滑垫，以便增大基板1的夹紧稳定性，同时不影响基板1的散热效果。
29.实施例四：与实施例一技术方案基本相同，区别在于，如图1和图10所示，减震组件6设置在基板1的底部上，用于对基板1起到缓冲作用，减震组件6包括减震板61，限位底板51的底端面开设有传动槽，限位底板51的底部且位于传动槽内设置有呈线性阵列的第一转板62，第一转板62的前后两端通过铰链连接方式分别与限位底板51和减震板61连接，第一转板62的中部传动连接有第二转板63，第二转板63远离第一转板62的一端转动连接有移动座64，移动座64靠近限位底板51的一侧转动连接有滚珠65，限位底板51的底端面对应滚珠65的一侧开设有限位移动槽，且限位移动槽内铺设有玻璃棉，限位底板51的底端面且位于移动座64的左侧安装有弹簧伸缩杆66，弹簧伸缩杆66的移动端在移动座64的左侧上固定连接，减震板61的底端面安装有呈矩形阵列的多个橡胶垫67。
30.工作时，当igbt功率模块安装在经常产生振动的机器上，将减震板61贴合在机器上，当机器产生的震动力传递在减震板61上，然后减震板61沿着限位底板51靠近移动，这时第一转板62和第二转板63发生转动，从而使得移动座64驱动滚珠65沿着限位移动槽内滑动，随后弹簧伸缩杆66从自然状态进入压缩状态，然后再进入碰撞状态，这时将震动力冲缓在弹簧伸缩杆66内，而且一部分震动力通过滚珠65传递在玻璃棉上，进而将震动力大大降低，从而减少对igbt功率模块产生震动力。
31.实施例五：与实施例一技术方案基本相同，区别在于，如图8和图9所示，外壳2的前后两端设置有限位传动组件7，用于驱动外壳2上下限位移动，限位传动组件7包括呈矩形阵列安装在
基板1顶端面的固定丝杆71，外壳2的前后两端侧壁开设有两个移动槽，每组移动槽的内侧安装有两个移动箱73，固定丝杆71的顶端转动穿过移动箱73的底部并转动连接有螺帽72，且固定丝杆71的顶端滑动穿过移动箱73的顶部，移动箱73的内腔底壁转动连接有与螺帽72固定连接的第一锥齿轮74，两个移动箱73相对侧内腔侧壁通过轴承转动连接有与第一锥齿轮74相啮合的第二锥齿轮75，两个移动箱73之间转动连接有与第二锥齿轮75固定连接的传动杆76，传动杆76的中部固定连接有驱动齿轮77，外壳2位于驱动齿轮77的一侧面开设有避让槽78。
32.工作时，从外壳2前后两侧同步扭动驱动齿轮77旋转运动，带动其连接的传动杆76驱动第二锥齿轮75和第一锥齿轮74旋转运动，从而使得第一锥齿轮74沿着固定丝杆71上升降运动，以便在对外壳2进行拆卸过程中，可以使得外壳2缓慢升降运动，避免外壳2拆卸时左右晃动，进而影响硅凝胶在电子元件3上产生横向拉拔力，外壳2在往上缓慢移动过程中，这时硅凝胶被方形状的防护弹件49束缚，从而使得硅胶凝轻松在外壳2的内壁脱离，防止外壳2的拆卸使得硅胶垫对电子元件3的拖拉导致电子元件3的损坏，进而提高对电子元件3的防护性，而且拆卸简便快捷，值得注意的是，本发明位于左右两侧的固定丝杆71内部的螺纹孔相反的，以便两边的第一锥齿轮74在固定丝杆71上同步升降运动。
33.实施例六：与实施例一技术方案基本相同，区别在于，如图3、图4和图9所示，基板1的顶端面安装有两个横向设置的紧固板21，外壳2的内侧开设有第一板槽22，外壳2的内侧且位于第一板槽22底部开设有第二板槽23，外壳2的前后两端开设有与紧固板21相适配的第三板槽24，外壳2的前后两端面所对应第三板槽24的一侧螺纹连接有螺栓25，螺栓25的一端依次螺纹穿设有外壳2和紧固板21之间，第二板槽23、第三板槽24和外壳2的底端面均铺设有橡胶材料。
34.安装外壳2和基板1时，平齐板102沿着第一板槽22内侧滑动，浇筑板101沿着第二板槽23内侧滑动，基板1上的紧固板21沿着第三板槽24内侧滑动，通过第一板槽22、第二板槽23和第三板槽24之间呈阶梯形状设置，以便于提高基板1和外壳2之间的密封性，以便于后期对其进行灌封操作，而且本发明通过紧固板21和螺栓25进行锁紧，方便后期对其进行拆卸和安装，值得注意的是本发明设置的第二板槽23、第三板槽24和外壳2的底端面均铺设有橡胶材料，从而增大基板1和外壳2之间的摩擦力，增强其之间的稳固性。
35.工作原理：该用于高耐温度的igbt功率模块，使用时：第一：安装igbt功率模块之前，将方形框架41安装在浇筑板101内侧，然后利用弧形座46上的防护弹件49将电子元件3上摆设呈多个方格形状，有利于后期对电子元件3放入硅凝胶时与多个方格形状的防护弹件49凝固成一体，从而便于后期对外壳2进行拆卸时，方格形状的防护弹件49将硅凝胶挤压在电子元件3上，因此在对外壳2和基板1之间进行强力拆卸而产生的拉拔力不会使得硅凝胶对电子元件3造成损坏，而且可以利用控制块47驱动弧形座46沿着水平滑杆44或垂直滑杆45进行移动，以防防护弹件49对电子元件3造成通道阻碍，从而便于调节防护弹件49之间的间距。
36.第二：当防护弹件49之间设置在不影响电子元件3的通道时，然后将控制块47限位在第一凹槽103和第二凹槽48之间，以防igbt功率模块在震动的情况下导致弧形座46沿着
水平滑杆44或垂直滑杆45左右滑动，从而起到对弧形座46限位作用，而且当需要对防护弹件49移动时，位于上部的控制块47可以沿着第一凹槽103顶部转动，同时位于下部的控制块47可以沿着第二凹槽48向上转动，从而使得弧形座46限位滑动即可。
37.第三：当对基板1进行限位时，将基板1放置在限位底板51中间上，然后驱动扭转帽驱动双头螺杆55旋转运动，这时t型板53的垂直端就会做相对运动，直至t型板53的水平端沿着限位方形杆52压制基板1的外侧壁，同时t型板53驱动第一楔块56沿着基板1上的第二楔块57滑动，直至第一楔块56和第二楔块57完全结合为止，从而实现对基板1的快速限位目的，使得基板1全方位进行夹紧。
38.第四：当igbt功率模块安装在经常产生振动的机器上，将减震板61贴合在机器上，当机器产生的震动力传递在减震板61上，然后减震板61沿着限位底板51靠近移动，这时第一转板62和第二转板63发生转动，从而使得移动座64驱动滚珠65沿着限位移动槽内滑动，随后弹簧伸缩杆66从自然状态进入压缩状态，然后再进入碰撞状态，这时将震动力冲缓在弹簧伸缩杆66内，而且一部分震动力通过滚珠65传递在玻璃棉上，进而将震动力大大降低，从而减少对igbt功率模块产生震动力。
39.第五：从外壳2前后两侧同步扭动驱动齿轮77旋转运动，带动其连接的传动杆76驱动第二锥齿轮75和第一锥齿轮74旋转运动，从而使得第一锥齿轮74沿着固定丝杆71上升降运动，以便在对外壳2进行拆卸过程中，可以使得外壳2缓慢升降运动，避免外壳2拆卸时左右晃动，进而影响硅凝胶在电子元件3上产生横向拉拔力，外壳2在往上缓慢移动过程中，这时硅凝胶被方形状的防护弹件49束缚，从而使得硅胶凝轻松在外壳2的内壁脱离，防止外壳2的拆卸使得硅胶垫对电子元件3的拖拉导致电子元件3的损坏，进而提高对电子元件3的防护性，而且拆卸简便快捷，值得注意的是，本发明位于左右两侧的固定丝杆71内部的螺纹孔相反的，以便两边的第一锥齿轮74在固定丝杆71上同步升降运动。
40.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。