一种IGBT功率模块封装结构及其封装方法与流程

一种igbt功率模块封装结构及其封装方法
技术领域
1.本发明涉及塑料封装设备技术领域，具体公开了一种igbt功率模块封装结构及其封装方法。


背景技术：

2.igbt功率模块是以绝缘栅双极型晶体管（igbt）构成的功率模块，igbt作为重要的电力电子的核心器件，其可靠性是决定整个装置安全运行的最重要因素。由于igbt采取了叠层封装技术，该技术不但提高了封装密度，同时也缩短了芯片之间导线的互连长度，从而提高了器件的运行速率。
3.现有技术中的igbt功率模块封装时，大多是通过热熔加热的方式实现封口的目的，但是在将塑料进行封口后，为提高用户使用舒适程度以及产品的美观度，通常需要将封口完成的塑料包装送至裁剪机器上对其进行裁剪，造成生产的一体化程度较低，费时费力，且将包装有igbt功率模块的塑料薄膜送至裁剪机器进行裁剪的过程中，存在有产品的包装塑料薄膜被刮破的风险。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种igbt功率模块封装结构及其封装方法，解决现有的封装设备对igbt功率模块进行封装后，需要将封装后的产品移送至裁剪机器上对其进行裁剪，而造成生产一体化程度低的技术问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种igbt功率模块封装结构，包括：壳体，所述壳体上部侧壁开设有操作室，所述壳体底部侧壁开设有脚踏室，凹槽，所述凹槽开设在所述操作室下表面上，所述凹槽内安装有喷头，所述喷头尾端连接进胶管，所述进胶管连通外部熔融装置，液压缸，所述液压缸固连在所述壳体顶部，所述液压缸的伸出轴位于所述脚踏室内部，一号压板，所述一号压板固连在所述液压缸伸出轴端部，所述一号压板与所述凹槽相匹配，裁剪机构，所述裁剪机构安装在所述操作室内，所述裁剪机构用于对完成封装后的igbt功率模块进行裁剪，升降机构，所述升降机构安装在所述脚踏室内部，所述升降机构用于控制裁剪机构在所述操作室内竖直运动，以实现对所述igbt功率模块的裁剪。
6.优选的，所述裁剪机构包括：裁剪组件，所述裁剪组件包括固定板，所述固定板安装在所述操作室内，所述固定板位于所述操作室开口一侧，滑槽，所述滑槽竖直开设在所述固定板内部，所述滑槽呈t字形，所述滑槽下端贯穿所述固定板下表面，
刀片，所述刀片滑动安装在所述滑槽内，所述刀片呈t字形，弹簧，所述弹簧一端固连在所述滑槽水平方向的底面上，另一端固连所述刀片水平部分的下表面，连接孔，所述连接孔开设在所述固定板上部中心，所述连接孔连通所述滑槽，第一连接杆，所述第一连接杆一端固连在所述刀片上表面中心，另一端穿过所述连接孔延伸至外部，所述第一连接杆上部具有第一旋转面，转杆，所述转杆转动连接在所述固定板上表面，所述转杆呈桶装，第二连接杆，所述第二连接杆固连在所述转杆内部顶壁，所述第二连接杆端部具有第二旋转面，所述第一旋转面与所述第二旋转面相匹配。
7.优选的，所述升降机构包括踏板，所述踏板通过转轴转动连接在所述脚踏室的两侧内壁上，所述转轴一端伸出所述壳体，凸轮，所述凸轮固连在所述转轴伸出所述壳体的一端，限位槽，所述限位槽开设在所述壳体侧壁上，所述限位槽连通所述操作室，传动杆，所述传动杆一端固连在所述固定板侧壁上，另一端经所述限位槽向壳体外部下方延伸，并与所述凸轮侧壁相接触。
8.优选的，所述裁剪机构还包括卡紧组件，所述卡紧组件安装在所述固定板下部，当所述刀片收回所述滑槽内部后，所述卡紧组件用于对所述刀片进行卡紧。
9.优选的，所述卡紧组件包括一号橡胶囊，所述一号橡胶囊固连在所述滑槽水平部分的顶壁上，所述一号橡胶囊下表面固连所述刀片上表面，滑动腔室，所述滑动腔室开设在所述固定板下部，所述滑动腔室有两个且对称分布在所述刀片两侧，二号橡胶嚢，所述二号橡胶嚢固连在所述滑动腔室底面上，所述一号橡胶嚢和所述二号橡胶嚢通过导管导通，二号压板，所述二号压板固连在所述刀片下部的两侧侧壁上，所述二号压板位于所述滑动腔室内。
10.优选的，所述二号橡胶嚢上表面固连有磁块，二号压板为磁性材料制成且与所述磁块相互排斥，所述磁块下表面固连有滑杆，所述滑杆下端贯穿所述固定板下表面，所述滑杆下端固连三号压板。
11.优选的，靠近所述液压缸一侧的所述磁块的磁性大于远离所述液压缸一侧的所述磁块的磁性。
12.优选的，所述操作室底面于凹槽边侧固连有挡板，所述挡板在所述操作室深处位于远离液压缸一侧。
13.优选的，所述一号橡胶囊和所述二号橡胶嚢内部均固连有多根金属丝，所述金属丝为弹性材料制成，所述转杆周圈表面均匀固连有多个把手。
14.一种igbt功率模块封装结构的封装方法，该封装方法包括以下步骤：s1、当需要对igbt功率模块进行封装时，首先将igbt功率模块放置在操作室的底面上，将igbt功率模块伸进操作室的一端放入凹槽内；s2、通过脚部向前踩踏踏板，踏板带动传动杆滑动，从而带动固定板移动，固定板在滑槽内下移以实现将待密封的igbt功率模块压紧；
s3、控制外部热塑性弹性体熔融装置通过进胶管向凹槽内部进胶，再控制液压缸工作，液压缸的伸出轴带动一号压板进入凹槽内部以将igbt功率模块的开口处进行封装，待热熔的热塑性弹性体冷却后即可实现对该igbt功率模块的封装。
15.本发明的有益效果：（1）本发明所述的一种igbt功率模块封装结构及其封装方法，通过设置靠近液压缸一侧的磁块磁性大于远离液压缸一侧磁块的磁性，使得靠近液压缸一侧的磁块上移的速度大于远离一侧磁块上移的速度，从而使得靠近液压缸一侧的三号压板不与igbt功率模块相接触时，远离液压缸一侧的三号压板与igbt功率模块相接触，此时工作人员可将igbt功率模块向外部拉出操作室，igbt功率模块与被切割的igbt功率模块边缘相分离，有效避免被切割的igbt功率模块边缘仍存留在igbt功率模块上的问题，提高本技术的使用效果。
16.（2）本发明所述的一种igbt功率模块封装结构及其封装方法，通过设置第一旋转面和第二旋转面相互耦合，从而在对igbt功率模块进行压紧封装时，仅需将第一连接杆和第二连接杆端部相抵，不在需要连续调整刀片位置，再控制固定板下移距离以使三号压板压紧而刀片下端不超过三号压板下端即可，操作简单，实用性高。
附图说明
17.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
18.图1为本发明的第一示意图；图2为本发明剖开后的第二示意图；图3为固定板的结构示意图；图4为固定板剖开后的第一示意图；图5为固定板剖开后的第二示意图；图6为第一连接杆和第二连接杆的连接关系示意图；图7为图6所示的第一旋转面和第二旋转面的位置关系分布示意图；图8为第一连接杆和第二连接杆分开距离最大连接示意图；图9为图8所示的第一旋转面和第二旋转面的另一面位置关系分布示意图。
19.图中：1、壳体；11、操作室；12、脚踏室；2、凹槽；3、液压缸；4、一号压板；5、裁剪机构；5a、裁剪组件；5b、卡紧组件；5a1、固定板；5a2、滑槽；5a3、刀片；5a4、弹簧；5a5、连接孔；5a6、第一连接杆；5a61、第一旋转面；5a7、转杆；5a8、第二连接杆；5a81、第二旋转面；6、升降机构；61、踏板；62、转轴；63、凸轮；64、限位槽；65、传动杆；5b1、一号橡胶囊；5b2、滑动腔室；5b3、二号橡胶嚢；5b4、二号压板；71、磁块；72、滑杆；73、三号压板；8、挡板；9、把手。
具体实施方式
20.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
21.如图1-图9所示，本发明所述的一种igbt功率模块封装结构，包括：壳体1，所述壳体1上部侧壁开设有操作室11，所述壳体1底部侧壁开设有脚踏室12，凹槽2，所述凹槽2开设在所述操作室11下表面上，所述凹槽2内安装有喷头，所述
喷头尾端连接进胶管，所述进胶管连通外部熔融装置，液压缸3，所述液压缸3固连在所述壳体1顶部，所述液压缸3的伸出轴位于所述脚踏室12内部，一号压板4，所述一号压板4固连在所述液压缸3伸出轴端部，所述一号压板4与所述凹槽2相匹配，裁剪机构5，所述裁剪机构5安装在所述操作室11内，所述裁剪机构5用于对完成封装后的igbt功率模块进行裁剪，升降机构6，所述升降机构6安装在所述脚踏室12内部，所述升降机构6用于控制裁剪机构5在所述操作室11内竖直运动，以实现对所述igbt功率模块的裁剪；所述裁剪机构5包括裁剪组件5a，所述裁剪组件5a包括：固定板5a1，所述固定板5a1安装在所述操作室11内，所述固定板5a1位于所述操作室11开口一侧，滑槽5a2，所述滑槽5a2竖直开设在所述固定板5a1内部，所述滑槽5a2呈t字形，所述滑槽5a2下端贯穿所述固定板5a1下表面，刀片5a3，所述刀片5a3滑动安装在所述滑槽5a2内，所述刀片5a3呈t字形，弹簧5a4，所述弹簧5a4一端固连在所述滑槽5a2水平方向的底面上，另一端固连所述刀片5a3水平部分的下表面，连接孔5a5，所述连接孔5a5开设在所述固定板5a1上部中心，所述连接孔5a5连通所述滑槽5a2，第一连接杆5a6，所述第一连接杆5a6一端固连在所述刀片5a3上表面中心，另一端穿过所述连接孔5a5延伸至外部，所述第一连接杆5a6上部具有第一旋转面5a61，转杆5a7，所述转杆5a7转动连接在所述固定板5a1上表面，所述转杆5a7呈桶装，第二连接杆5a8，所述第二连接杆5a8固连在所述转杆5a7内部顶壁，所述第二连接杆5a8端部具有第二旋转面5a81，所述第一旋转面5a61与所述第二旋转面5a81相匹配；所述升降机构6包括踏板61，所述踏板61通过转轴62转动连接在所述脚踏室12的两侧内壁上，所述转轴62一端伸出所述壳体1，凸轮63，所述凸轮63固连在所述转轴62伸出所述壳体1的一端，限位槽64，所述限位槽64开设在所述壳体1侧壁上，所述限位槽64连通所述操作室11，传动杆65，所述传动杆65一端固连在所述固定板5a1侧壁上，另一端经所述限位槽64向壳体1外部下方延伸，并与所述凸轮63侧壁相接触；工作时，初始状态下，第一旋转面5a61与第二旋转面5a81相互接触，且彼此相互耦合，刀片5a3伸进滑槽5a2内部，凸轮63旋转至最高处，即在传动杆65的作用下，固定板5a1在操作室11内部位于相对最高处。
22.当需要对igbt功率模块进行封装时，首先将igbt功率模块放置在操作室11的底面上，将igbt功率模块伸进操作室11的一端放入凹槽2内，之后通过脚部向前踩踏踏板61，即踏板61顺时针转动，转轴62逆时针转动，使得凸轮63随转轴62逆时针转动，随凸轮63转动向下转动，传动杆65与凸轮63的接触部位为异性磁性材料制作，传动杆65在滑槽5a2内部随之下移，固定板5a1在滑槽5a2内下移以实现将待密封的igbt功率模块压紧，之后控制外部热塑性弹性体熔融装置通过进胶管向凹槽2内部进胶，再控制液压缸3工作，液压缸3的伸出轴带动一号压板4进入凹槽2内部以将igbt功率模块的开口处进行封装，待热熔的热塑性弹性
体冷却后即可实现对该igbt功率模块的封装；因封装后的igbt功率模块需要对边角多余的部分进行裁剪，通常将其送至裁剪机器上并对其进行裁剪，以此造成生产的一体化程度较低，费时费力，且将包装有产品的塑料薄膜送至裁剪机器进行裁剪的过程中，存在有产品的包装塑料薄膜被刮破的风险，同时单独的裁剪机器较为昂贵，不适用于规模较小的工厂使用，且若是人工手动裁剪则易导致裁剪边缘不齐整，多份igbt功率模块边缘裁剪不均，影响产品美观度，本技术通过以下步骤以解决上述技术问题；本技术通过设置以下简单的裁剪机构5从而实现对igbt功率模块边角料的裁剪，当igbt功率模块封装完成后，通过脚部向后踩踏踏板61，踏板61逆时针转动，转轴62与凸轮63逆时针转动，从而使得传动杆65带动固定板5a1上移，igbt功率模块解除受压限制，之后将igbt功率模块需要裁剪的部分置于固定板5a1正下方，控制脚部向前踩踏踏板61以使固定板5a1压紧igbt功率模块于靠近液压缸3一端，再顺时针旋拧转杆5a7，使得随第一旋转面5a61与第二旋转面5a81相互远离，即第一连接杆5a6相对第二连接杆5a8下移，使得刀片5a3在滑槽5a2内部向下滑动，刀片5a3下端滑出滑槽5a2底部后以实现对igbt功率模块边角料的切割，之后逆时针旋拧转杆5a7以使刀片5a3重新进入滑槽5a2内；如若工作量较大时，可直接顺时针旋拧转杆5a7以使第一连接杆5a6和第二连接杆5a8的顶部相接触，弹簧5a4处于压缩状态，此时即可连续对igbt功率模块的边角进行切割作业，而无需重复旋拧转杆5a7使刀片5a3在滑槽5a2内部往复，具备一定使用效果及实用性，且本装置造价较低，适用于较小型加工工厂，具备一定市场前景。
23.作为本发明的一种实施方式，所述裁剪机构5还包括卡紧组件5b，所述卡紧组件5b安装在所述固定板5a1下部，当所述刀片5a3收回所述滑槽5a2内部后，所述卡紧组件5b用于对所述刀片5a3进行卡紧；所述卡紧组件5b包括一号橡胶囊5b1，所述一号橡胶囊5b1固连在所述滑槽5a2水平部分的顶壁上，所述一号橡胶囊5b1下表面固连所述刀片5a3上表面，滑动腔室5b2，所述滑动腔室5b2开设在所述固定板5a1下部，所述滑动腔室5b2有两个且对称分布在所述刀片5a3两侧，二号橡胶嚢5b3，所述二号橡胶嚢5b3固连在所述滑动腔室5b2底面上，所述一号橡胶嚢5b1和所述二号橡胶嚢5b3通过导管导通，二号压板5b4，所述二号压板5b4固连在所述刀片5a3下部的两侧侧壁上，所述二号压板5b4位于所述滑动腔室5b2内；本技术的裁剪机构5还包括：卡紧组件5b，卡紧组件5b安装在固定板5a1上以及固定板5a1下部，在刀片5a3逐渐进入滑槽5a2内部时，卡紧组件5b用于对刀片5a3进行卡紧，从而避免人员误碰转杆5a7而导致刀片5a3漏出滑槽5a2，避免刀片5a3划伤人体，提高本技术使用的安全性；卡紧组件5b包括滑动腔室5b2，滑动腔室5b2开设在固定板5a1下部，滑动腔室5b2有两个且对称分布在刀片5a3的两侧，滑槽5a2水平部分的顶壁上固连有一号橡胶囊5b1，一号橡胶囊5b1下表面固连在刀片5a3上表面，滑动腔室5b2内底部固连有二号橡胶嚢5b3，一号橡胶囊5b1和二号橡胶嚢5b3通过导管导通设置（附图未示出导管），刀片5a3两侧侧壁上水平固连有二号压板5b4，二号压板5b4位于滑动腔室5b2内且在二号橡胶嚢5b3上部；当逆时针转动转杆5a7以使第一旋转面5a61和第二旋转面5a81相互耦合时，在弹簧5a4的作用下，刀片5a3下端逐渐进入滑槽5a2内部，同时刀片5a3上端不断挤压一号橡胶囊5b1，一号橡胶嚢5b1内部气体通过导管进入二号橡胶嚢5b3，二号橡胶嚢5b3膨胀，二号橡
胶嚢5b3朝向刀片5a3一侧表面接触挤压刀片5a3两侧侧壁，以实现当第一旋转面5a61和第二旋转面5a81完全耦合后，在二号橡胶嚢5b3的作用下实现将刀片5a3卡紧，从而避免工作人员误碰转杆5a7以使刀片5a3下端突出滑槽5a2，继而减小工作人员被刀片5a3割伤的风险，保护工作人员的身体安全，同时避免刀片5a3下端突出滑槽5a2，待下次固定板5a1下移接触压紧需要封装的igbt功率模块表面时，刀片5a3破坏待封装的igbt功率模块表面，造成不必要的财产损失，具备一定实用性，进一步的，二号橡胶囊5b3与刀片5a3接触面的表面设有凸起，通过凸起将刀片5a3表面多余的残胶挡在下面，方便下一次进行裁切；当顺时针旋转转杆5a7以使第一旋转面5a61和第二旋转面5a81相互远离时，刀片5a3在滑槽5a2内部逐渐下移，从而使得一号橡胶囊5b1受到刀片5a3的作用力而被拉伸，一号橡胶囊5b1内部形成负压，使得二号橡胶嚢5b3内部气体进入一号橡胶囊5b1内部，使得二号橡胶嚢5b3逐渐远离刀片5a3侧壁，继而使得刀片5a3可顺利下移，具备一定使用效果和实用性能。
24.作为本发明的一种实施方式，所述二号橡胶嚢5b3上表面固连有磁块71，二号压板5b4为磁性材料制成且与所述磁块71相互排斥，所述磁块71下表面固连有滑杆72，所述滑杆72下端贯穿所述固定板5a1下表面，所述滑杆72下端固连三号压板73；工作时，在第一连接杆5a6与第二连接杆5a8相互耦合到第一连接杆5a6和第二连接杆5a8的端部相抵的过程中，即刀片5a3始终伸出滑槽5a2时，二号压板5b4和磁块71相互排斥，从而使得在二号压板5b4在滑动腔室5b2内随刀片5a3下移时，二号压板5b4具有一定的弹性，磁块71挤压二号橡胶嚢5b3，二号橡胶嚢5b3收缩，磁块71通过滑杆72带动三号压板73下移以实现刀片5a3下端完全漏出滑槽5a2时，三号压板73位于刀片5a3下部；通过设置三号压板73始终位于刀片5a3下部可实现：对igbt功率模块进行压紧封装时，不在需要连续调整刀片5a3位置，仅需控制固定板5a1下移距离以使三号压板73压紧防止刀片5a3下端超出三号压板73过多而卷曲的情况发生，操作简单，实用性高；本实施例中，传动杆65与凸轮63之间还可采用转动连接的方式进行连接，此时，传动杆65与固定板5a1之间为转动连接，采用此种连接方式能够为固定板5a1的移动提供更强的动力，此时，对封装完毕的igbt功率模块进行裁剪边料时，仅需将igbt功率模块需要裁剪的边缘放置在刀片5a3正下方，顺时针踩踏踩踏板61以使压板下移，此时三号压板73预先接触igbt功率模块，之后三号压板73停止下移，刀片5a3在滑槽5a2内部继续下移，当刀片5a3下端伸出三号压板73下端后，即可完成对igbt功率模块边缘的裁剪，上述操作无需多次拧动转杆5a7，方便工作人员作业，且结构简单，有效降低生产成本，具备一定实用性和使用效果。
25.作为本发明的一种实施方式，靠近所述液压缸3一侧的所述磁块71的磁性大于远离所述液压缸3一侧的所述磁块71的磁性；工作时，通过设置靠近液压缸3一侧的磁块71磁性大于远离液压缸3一侧磁块71的磁性，使得对igbt功率模块边缘裁剪完成后，固定板5a1上移时，靠近液压缸3一侧的磁块71上移的速度大于远离一侧磁块71上移的速度，从而使得靠近液压缸3一侧的三号压板73不与igbt功率模块相接触时，远离液压缸3一侧的三号压板73仍与igbt功率模块相接触，此时工作人员可将igbt功率模块向外部拉出操作室11，使得igbt功率模块与被切割的igbt功率模块边缘相分离，有效避免被切割的igbt功率模块边缘仍存留在igbt功率模块上的问题，
提高本技术的使用效果。
26.作为本发明的一种实施方式，所述操作室11底面于凹槽2边侧固连有挡板8，所述挡板8在所述操作室11深处位于远离液压缸3一侧；工作时，通过在操作室11内部深处底面上于远离液压缸3一侧固连挡板8，挡板8位于凹槽2边侧上，使得人们在将igbt功率模块放置在操作室11内封装时，能够有效的将igbt功率模块端部对准放入凹槽2内，避免熔融的热塑性弹性体对其密封不均的现象；同时也可在操作室11内底部于固定块两侧安装挡板8，在对封装完成的igbt功率模块进行边缘裁剪时，可快速的将其进行对准，避免裁剪长度不一的问题，具备一定使用效果。
27.作为本发明的一种实施方式，所述一号橡胶囊5b1和所述二号橡胶嚢5b3内部均固连有多根金属丝，所述金属丝为弹性材料制成；工作时，通过在一号橡胶囊5b1和二号橡胶嚢5b3内部均匀固连多个弹性材料制成的金属丝，可有效防止一号橡胶囊5b1和二号橡胶嚢5b3经多次使用后出现老化或弹性形变程度较差而导致其难以复位的问题，具备一定的使用效果。
28.作为本发明的一种实施方式，所述转杆5a7周圈表面均匀固连有多个把手9；工作时，通过在转杆5a7周圈表面均匀固连有多个把手9，可便于工作人员通过操控把手9以实现转杆5a7转动，避免出现二号橡胶嚢5b3将刀片5a3卡紧后，仅通过转动转杆5a7外表面而难以转动转杆5a7的现象，具备一定使用效果。
29.该封装方法流程如下：当需要对igbt功率模块进行封装时，首先将igbt功率模块放置在操作室11的底面上，将igbt功率模块伸进操作室11的一端放入凹槽2内，之后通过脚部向前踩踏踏板61，即踏板61顺时针转动，转轴62逆时针转动，使得凸轮63随转轴62逆时针转动，随凸轮63转动向下转动，传动杆65在滑槽5a2内部随之下移，固定板5a1在滑槽5a2内下移以实现将待密封的igbt功率模块压紧，之后控制外部热塑性弹性体熔融装置通过进胶管向凹槽2内部进胶，再控制液压缸3工作，液压缸3的伸出轴带动一号压板4进入凹槽2内部以将igbt功率模块的开口处进行封装，待热熔的热塑性弹性体冷却后即可实现对该igbt功率模块的封装；当igbt功率模块封装完成后，通过脚部向后踩踏踏板61，踏板61逆时针转动，转轴62与凸轮63逆时针转动，从而使得传动杆65带动固定板5a1上移，igbt功率模块解除受压限制，之后将igbt功率模块需要裁剪的部分置于固定板5a1正下方，控制脚部向前踩踏踏板61以使固定板5a1压紧igbt功率模块于靠近液压缸3一端，再顺时针旋拧转杆5a7，使得随第一旋转面5a61与第二旋转面5a81相互远离，即第一连接杆5a6相对第二连接杆5a8下移，使得刀片5a3在滑槽5a2内部向下滑动，刀片5a3下端滑出滑槽5a2底部后以实现对igbt功率模块边角料的切割，之后逆时针旋拧转杆5a7以使刀片5a3重新进入滑槽5a2内；如若工作量较大时，可直接顺时针旋拧转杆5a7以使第一连接杆5a6和第二连接杆5a8的顶部相接触，弹簧5a4处于压缩状态，此时即可连续对igbt功率模块的边角进行切割作业。
30.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。