[发明专利]IGBT模块封装设备、系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体封装技术，尤其涉及一种IGBT模块封装设备、系统及方法。

背景技术

随着中国经济的高速发展，高铁、地铁、城市轨道交通、风电、太阳能、清洁能源等领域均在不断发展，在这些领域中，绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，以下简称IGBT)模块被广泛的应用于这些领域的逆变装置中。随着科学技术的发展，高技术含量、结构复杂的变流装置专业化分工极强、更加趋于模块化。如此大规模的模块化部件生产，对IGBT模块在产品一致性及可靠性等方面要求极高。在IGBT模块封装生产中，已广泛采用硅凝胶等材料对IGBT模块内部元件进行整体灌封，强化电子器件的整体性，提高对外来冲击、震动的抵抗力，提高内部元件、线路间绝缘性能，有利于器件向小型化、轻量化发展，同时避免元件、线路等直接暴露于空气中，改善器件的防水、防潮性能，提升产品质量。

硅凝胶灌封的传统工艺是将液态硅凝胶复合物用手工或者机械方式灌入装有电子元件、线路的器件内，在常温或加热条件下固化成为性能优异的热固性高分子绝缘材料。液态硅凝胶复合物包括A组分和B组分，其中A组分为基料，B组分为催化剂。参见图1a和图1b，以某型号的IGBT模块为例，IGBT模块具有底板1，设置在底板1上的绝缘基板3，设置在绝缘基板3上的芯片4，扣设在该底板1上的外壳2。绝缘基板3和芯片4都位于外壳2和底板1围成的腔体内。另外，腔体内除绝缘基板3和芯片4之外的空腔都用于容置液态硅凝胶复合物20。外壳2上开设两个灌封口5，用于灌入液态硅凝胶复合物20。

现有硅凝胶灌封方法如下：首先，人工方式调制A组分和B组分的比例，制成液态硅凝胶复合物；其次，采用手工方式将液态硅凝胶复合物从灌封口灌入到IGBT模块内部。

现有硅凝胶灌封方法，在混合时基料和催化剂，基料和催化剂的比例很难准确控制，而比例失调会严重影响封装完成后IGBT模块的性能。

发明内容

本发明提供一种IGBT模块封装设备、系统及方法，用于优化现有IGBT模块的性能。

本发明提供了一种IGBT模块封装设备，其中，包括：

第一活塞，具有第一活塞杆和第一缸体，所述第一缸体上开设有第一进料口和第一出料口，所述第一缸体用于容置基料；

第二活塞，具有第二活塞杆和第二缸体，所述第二缸体上开设有第二进料口和第二出料口，所述第二缸体用于容置催化剂；

压块，与所述第一活塞杆和第二活塞杆固定，以在所述压块的带动下，使所述第一活塞杆和第二活塞杆同时上升或下降；

混胶管，具有相互贯通的入口和出口，所述入口与所述第一出料口和第二出料口连通，所述出口用于输出液态硅凝胶复合物，其中，液态硅凝胶复合物为混合好的基料和催化剂。

本发明还提供了一种IGBT模块封装系统，其种：

包括真空腔室，所述真空腔室内设置有载物台以及本发明任一所述的IGBT模块封装设备，所述载物台用于承载待封装的IGBT模块，所述IGBT模块封装设备用于向所述IGBT模块的空腔中注入液态硅凝胶复合物。

本发明又提供了一种IGBT模块封装方法，其中，包括：

在真空环境中，使用本发明任一所述的IGBT模块封装设备向IGBT模块的空腔中注入液态硅凝胶复合物，其中，液态硅凝胶复合物为混合好的基料和催化剂；

在IGBT模块的空腔中填满所述液态硅凝胶复合物后，将IGBT模块在真空环境中保持设定的时间。

本发明提供的IGBT模块封装设备、系统及方法，其中，使用IGBT模块封装设备进行封装可以精确控制基料和催化剂的体积比，且便于进行大批量、规范化和精细化生产，大批量产品性能指标一致、重复性好、质量可靠。

附图说明

图1a为IGBT模块结构示意图；

图1b为图1a的剖视图；

图2为本发明实施例一提供的IGBT模块封装设备结构示意图。

图3为本发明实施例三提供的IGBT模块封装方法流程图；

图4为本发明实施例四提供的IGBT模块封装方法流程图。

附图标记：

1-底板；        2-外壳；        3-绝缘基板；

4-芯片；        5-灌封口；      6-第一活塞；

7-第二活塞；    8-压块；        9-混胶管；

61-第一活塞杆； 62-第一缸体；   621-第一进料口；