专利名称：一种电路板整平装置及进行整平焊接的方法
技术领域：
本发明涉及工装设备，具体涉及一种电路板整平装置及进行整平 焊接的方法。
背景技术：
最近几十年来，功率模块及其封装技术的迅猛发展，导致了电力 电子技术领域的巨大变化。当今的市场要求电力电子装置要具有宽广 的应用范围、量体裁衣的解决方案、集成化、智能化、更小的体积和 重量、效率更高的芯片、更加优质价廉、更长的寿命和更短的产品开 发周期。在过去的数年中已有众多的研发成果不断提供新的、经济安 全的解决方案，从而将功率模块大量地引入到 一系列的工业和消费领 域中。一般说的功率模块就是将一个或者几个电子电力器件组合再封装成的模块。 一般是包含1 6个电力电子器件，比如IBGT器件、升 压二极管、整流桥或者IPM模块等。但是由于各个器件的大小型号不 同，使功率模块电路板内的各个功率器件并不是处于同一水平面，功 率器件内很多器件为功耗器件，在安装到其他设备时为加强散热，会 与散热片接触，而由于各个功率器件不处于同一水平面，使各个功率 器件的散热性能不能达到最好，如果功耗大的功率器件没有接触到散 热片，存储在与散热片之间的热量会升高功率模块电路板的温度，存 在电路安全隐患。发明内容本发明的目的是提供一种电路板整平装置及进行整平焊接的方 法，该电路板是功率模块电路板时，利用该装置和方法可以对功率模 块电路板上各个器件的整平焊接，使各个器件处于同一平面内，保证功率模块与散热片接触时能很好的散热性能，降低电路板温度，提高 安全性。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种电路板整平装置，该装置包括安装有转轴的支架；具有挖空部分的下整平板，其一侧与所述转轴连接，所述挖空部分的周边设 有向内凹陷的台阶，所述台阶的上边缘与电路板的外轮廓相吻合，所 述台阶的下边缘设置有向挖空部分延伸的固定台，所述固定台上设置有柱体，所述柱体的位置与电路板上固定孔的位置相对应；上整平板，通过合页在靠近所述转轴的一侧与所述下整平板连接，所述上整平板与所述电路板接触的一面设置有凸块;当所述上整平板通过合页向所 述下整平板贴合时，所述凸块支撑在所述下整平板上，使所述上整平 板与所述下整平板平行。其中，所述支架包括底板、侧板和支撑板，所述侧板位于底板的 两侧并与所述底板垂直，所述转轴的两端分别安装在所述侧板上，所 述支撑板位于底板的另外两侧并与所述底板垂直，分别用于支撑下整 平板和上整平板。其中，该装置还包括位于上整平板上的若干个支撑柱，所述支撑 柱分布在上整平板上的边缘，在所述上整平板通过合页向所述下整平 板贴合时，与所述下整平板的挖空部分边缘相对，用于在所述下整平 板上放置电路板时，支撑在在所述电路板的边缘上。其中，所述支撑柱为四个，分别位于所述上整平板的四角区域。其中，该装置还包括位于所述上整平板上的卡锁和位于所述下整 平板上的卡槽，在所述上整平板通过合页向所述下整平板贴合时，所 述卡锁进入所述卡槽。其中，所述卡锁、卡槽为两对，分别通过螺栓固定在所述上整平 板和下整平板上远离所述转轴一侧的两端。其中，所述凸块为两个，分别位于所述上整平板上垂直于合页连接轴线的两侧的中间部分。其中，该装置还包括位于下整平板上的凹槽，所述凹槽低于或平 行于所述台阶，并与所述台阶衔接。其中，所述凹槽为两个，分别位于所述下整平板上平行于转轴的 两侧的中间部分。本发明还提供了 一种使用上述装置进行整平焊接的方法，该方法 包括以下步骤将下整平板围绕转轴转动，转动到所述下整平板处于 水平状态；将未插入功率器件的电路板置于所述下整平板挖空部分的台阶上，使固定台上的柱体穿过电路板的固定孔；在所述电路板上插入功率器件；将上整平板向所述下整平板贴合，按压所述功率器件，直到所述上整平板上的凸块被支撑在所述下整平板上；将按压后的上 整平板和下整平板进行翻转，使所述下整平板的背面朝上；焊接所述 电路板上的功率器件；焊接完，将所述上整平板打开，取出所述电路 板。利用本发明提供的整平装置及进行整平焊接的方法，具有以下有 益效果电路板为功率模块电路板时，使功率模块电路板在整个制备 过程中，各个器件保持在同一水平面，整平效果好，使功率模块电路 板在与散热片接触后能充分散热，大大降低了功率模块电路板的温 度，安全性能高。
图l为本发明电路板整平装置未装电路板的俯视图； 图2为本发明电路板整平装置固定电路板后的俯视图； 图3为本发明上整平板向下整平板贴合后的俯视图； 图4为本发明向左侧转动后下整平板背面的俯视图。 图5为本发明实施例进行整平焊接的方法流程图。 图中101、底板；102、侧板；103、左侧支撑板；103，右侧支 撑板；2、下整平板；201、台阶；202、挖空部分；203、固定台；204、螺栓；205、卡槽；206、凹槽；3、上整平板；301、凸块；302、卡 锁；303、支撑柱；4、合页；5、转轴；6、功率模块电路板。
具体实施例方式
本发明提出的功率模块整平装置及进行整平焊接的方法，结合附 图和实施例详细说明如下。
本实施例中的电路板为功率模块电路板6。
如图1、3所示为本发明功率模块整平装置的俯视图，该装置包括: 安装有转轴5的支架；具有挖空部分202的下整平板2，下整平板2—侧 与转轴5连接并围绕所述转轴5转动，挖空部分202的周边设有向内凹 陷的台阶201,台阶201的上边缘与功率模块电路板6的外轮廓相吻合， 台阶201的下边缘设置有向挖空部分202延伸的固定台203，固定台203 上设置有柱体，本实施例中柱体为螺栓204，螺栓204的位置与功率模 块电路板6上固定孔的位置相对应；上整平板3，通过合页4在靠近转 轴5的一侧与下整平板2连接，上整平板3与电路板接触的一面具有凸 块301，凸块301用于在上整平板3通过合页4向下整平板2贴合时，支 撑在下整平板2上，使上整平板3与下整平板4平行。
图5所示为本发明功率模块整平方法的流程图，该方法包括步骤
s501，将下整平板2围绕转轴5转动，转动到下整平板2由支架 支撑处于水平状态；s502，将未插入功率器件的功率模块电路板6置 于下整平板挖空部分202周边的台阶201上，使固定台203上的螺栓 204穿过功率模块电路板6的固定孔；s503,在功率模块电路板6上 插入功率器件；s504,通过合页4转动上整平板3向下整平板2贴合， 按压功率器件，直到上整平板上3的凸块301被支撑在下整平板2上; s505,将按压后的上整平板3和下整平板2进行翻转，使下整平板2 的背面朝上；s506,焊接功率器件电路板6上的功率器件；s507，焊 接完后通过合页4将上整平板3打开，取出功率模块电路板6。
下面详述本发明功率模块整平装置的结构和整平焊接的过程。如图3、图4所示，本实施例中的支架包括底板101、侧板102、 左侧支撑板103和右侧支撑板103，，侧板102位于底板101的两侧并 与底板101垂直，转轴5的两端分别安装在侧板102的中间部位，便 于使下整平板2带动上整平3板围绕转轴5转动，两个支撑板位于底 板101的另外两侧并与底板101垂直，根据图中所示，在下整平板2 转向右侧时，右侧支撑板103，支撑下整平板2使其处于水平，在上整 平板3转向左侧时，左侧支撑板103起支撑作用使其处于水平，右侧 支撑板103，可以是连通两侧板102的贯通板，也可以只在两侧板102 的每一端设置凸起块而起同样的支撑作用。
如图1所示的功率模块整平装置未装电路板的俯视图，下整平板 2上与转轴5连接并可以围绕转轴5转动，通过合页4连接上整平板 3,上整平板3可以向下整平板2方向贴合，下整平板2也可以向上 整平板3方向贴合，在下整平板2的带动下两者可以一起围绕转轴5 转动，下整平板2上设置有挖空部分202,挖空部分202的周边设有 向内凹陷的台阶201，台阶201的上边缘与功率模块电路板6的外轮 廓相吻合，这样将功率模块电路板6可以搁置在台阶201上，台阶 201的下边缘设置有向挖空部分202延伸的固定台203，固定台203 上设置有螺栓204，螺栓204的位置与功率模块电路板6上固定孔的 位置相对应，这样将功率模块电路板6放置在台阶201上，通过固定 台203上的螺栓204将功率模块电路板6固定，可以防止功率模块电 路板在随着下整平板2转动时发生移动，根据图l所示的，本实施例 中设置有4个固定台203,固定台203上设置有5个螺栓204，本发 明的固定台203的位置与功率模块电路板6上固定孔的位置有关，不 限于本实施例中的设置方式，下整平板2上还设置有两对卡槽205和 凹槽206，凹槽206低于或平行于台阶201并与台阶201衔接，凹槽 206为两个，分别位于下整平板2上平行于转轴5的两侧的中间部分， 便于将功率模块电路板6在整平完毕后取出，卡槽205与上整平板3上卡锁302的位置相对应，分别通过螺栓固定在下整平板2上远离所
述转轴一侧的两端。
本实施例中的上整平板3，通过合页4在靠近转轴5的 一侧与下整 平板2连接，上整平板3与功率模块电路板6接触的一面具有凸块301, 凸块301用于在上整平板3通过合页4向下整平板2贴合时，支撑在下整 平板2上，使上整平板3与下整平板2保持平行，本实施例中凸块301 为两个，分别位于上整平板3上垂直于合页连接轴线的两侧的中间部 分；上整平板3上设置有两个卡锁302，分别通过螺栓固定在上整平板 6上远离转轴5—侧的两端，在上整平板3通过合页4向下整平板2贴合 时，卡锁302进入下整平板2上的卡槽205内；上整平板3上还设置四个 支撑柱303,分别位于上整平板3的四角区域，在上整平板3通过合页4 向下整平板2贴合时，与下整平板2的挖空部分202边缘相对，用于在 挖空部分202置于功率模块电路板6时，支撑在功率模块电路板6的边 缘，防止功率模块电路板6发生倾斜。
本实施例中上整平板3为透明玻璃，可以清楚看到内部的功率模 块电路板结构。
本实施例中功率模块整平装置进行整平焊接的方法过程如下 如图l所示，将下整平板2向右侧打开，使其被支撑在右侧支撑 板103，上处于水平的平整状态，将上整平板3向左侧打开，使其被支 撑在左侧支撑板103上；
将未插入功率器件的功率模块电路板6置于下整平板2上的挖空 部分202的台阶201上，功率模块电路板6被挖空部分202边缘向内 凹陷的台阶201及与台阶201衔接的固定台203所支撑，功率模块电 路板6的固定孔穿过固定台201上的螺栓204,整个电路板处于水平 状态，其中穿过固定孔的螺栓204顶面低于功率器件电路板表面，功
率器件本身有管脚穿过电路板；
如图2所示，处于水平状态的功率模块电路板6上被插入功率器件，这时的功率器件高度不是处于同一水平面内，其高度高于上整平
板3上凸块301的高度；
图3所示，通过合页4将上整平板3向下整平板2方向贴合，按 压上整平板3上功率模块电路板6的功率器件，直到凸块301支撑在 下整平板2上，同时上整平板3上的卡锁302滑入下整平板2上的卡 槽205内被卡住，上整平板3上支撑柱303按压在电路板的四周，这 时功率模块电路板6上各功率器件已被整平在同一水平面内；
图4所示，将贴合后的上整平板3与下整平板2通过转轴5向左 侧转动，直到上整平板3被支撑在左侧支撑板103上，使下整平板2 背面朝上，透过挖空部分202可以焊接各功率器件；
焊接完毕后，再将贴合后的上整平板3与下整平板2通过转轴5 向右侧转动，直到下整平板2被支撑在右侧支撑板103上，稍加力矩 即可将透明上整平面3的卡锁302脱离卡槽205,将上整平板3打开， 通过下整平板2上凹槽206将功率模块电路板6取出，完成整个过程。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关 技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下， 还可以做出各种变化，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范 畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
1、一种电路板整平装置，其特征在于，该装置包括安装有转轴的支架；具有挖空部分的下整平板，其一侧与所述转轴连接，所述挖空部分的周边设有向内凹陷的台阶，所述台阶的上边缘与电路板的外轮廓相吻合，所述台阶的下边缘设置有向挖空部分延伸的固定台，所述固定台上设置有柱体，所述柱体的位置与电路板上固定孔的位置相对应；上整平板，通过合页在靠近所述转轴的一侧与所述下整平板连接，所述上整平板与所述电路板接触的一面设置有凸块；当所述上整平板通过合页向所述下整平板贴合时，所述凸块支撑在所述下整平板上，使所述上整平板与所述下整平板平行。
2、 如权利要求l所述的电路板整平装置，其特征在于，所述支 架包括底板、侧板和支撑板，所述侧板位于底板的两恻并与所述底板 垂直，所述转轴的两端分别安装在所述侧板上，所述支撑板位于底板 的另外两侧并与所述底板垂直，分别用于支撑下整平板和上整平板。
3、 如权利要求l所述的电路板整平装置，其特征在于，该装置 还包括位于上整平板上的若干个支撑柱，所述支撑柱分布在上整平板 上的边缘，在所述上整平板通过合页向所述下整平板贴合时，与所述 下整平板的挖空部分边缘相对，用于在所述下整平板上放置电路板 时，支撑在在所述电路板的边缘上。
4、 如权利要求3所述的电路板整平装置，其特征在于，所述支 撑柱为四个，分别位于所述上整平板的四角区域。
5、 如权利要求1所述的电路板整平装置，其特征在于，该装置 还包括位于所述上整平板上的卡锁和位于所述下整平板上的卡槽，在 所述上整平板通过合页向所述下整平板贴合时，所述卡锁进入所述卡
6、 如权利要求5所述的电路板整平装置，其特征在于，所述卡 锁、卡槽为两对，分别通过螺栓固定在所述上整平板和下整平板上远 离所述转轴一侧的两端。
7、 如权利要求1所述的电路板整平装置，其特征在于，所述凸块为两个，分别位于所述上整平板上垂直于合页连接轴线的两侧的中 间部分。
8、 如权利要求l所述的电路板整平装置，其特征在于，该装置还包括位于下整平板上的凹槽，所述凹槽低于或平行于所述台阶，并 与所述台阶衔接。
9、 如权利要求8所述的电路板整平装置，其特征在于，所述凹 槽为两个，分别位于所述下整平板上平行于转轴的两恻的中间部分。
10、 一种使用权利要求1的装置进行整平焊接的方法，其特征在 于，该方法包括以下步骤将下整平板围绕转轴转动，转动到所述下整平板处于水平状态； 将未插入功率器件的电路板置于所述下整平板挖空部分的台阶 上，使固定台上的柱体穿过电路板的固定孔；在所述电路板上插入功率器件；将上整平板向所述下整平板贴合，按压所述功率器件，直到所述上整平板上的凸块被支撑在所述下整平板上；将按压后的上整平板和下整平板进行翻转，使所述下整平板的背 面朝上；焊接所述电路板上的功率器件；焊接完，将所述上整平板打开，取出所述电路板。
全文摘要
本发明涉及一种电路板整平装置及进行整平焊接的方法，该装置包括安装有转轴的支架；具有挖空部分的下整平板，其一侧与转轴连接，挖空部分的周边设有向内凹陷的台阶，台阶的上边缘与电路板的外轮廓相吻合，台阶的下边缘设置有向挖空部分延伸的固定台，固定台上设有柱体，柱体的位置与电路板上固定孔的位置相对应；上整平板，通过合页与下整平板连接，与电路板接触的一面具有凸块，凸块用于在上整平板通过合页向下整平板贴合时，支撑在下整平板上，使上整平板与下整平板保持平行，该方法通过上整平板向下整平板贴合时的按压各功率器件。利用本发明可以使功率模块处于同一平面，与散热片接触时散热性好，安全度高。
文档编号H05K3/00GK101616545SQ20081011570
公开日2009年12月30日 申请日期2008年6月26日 优先权日2008年6月26日
发明者吴丽琴, 张守信, 王友宁, 耿宝寒 申请人:海尔集团公司;青岛海尔空调器有限总公司