[发明专利]固定工装结构及电极焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及IGBT制作领域，具体地，是一种用于在IGBT辅助电极焊接时的固定工装结构。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR（电力晶体管）的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

目前，IGBT模块制造的重要过程之一是焊接工艺，焊接工艺包括一次焊接和二次焊接。一次焊接是将芯片焊接到DBC上；二次焊接是指DBC与底板间的焊接以及电极与DBC之间的焊接。在IGBT模块中，电极起到了非常重要的电气连接的作用，对于焊接式IGBT模块来说，主电极和辅助电极是通过焊料将电极焊接在DBC基板上。现在对于3300V及以上电压等级的大功率模块，辅助电极是焊接在门极印刷电路板上，通过现有的焊接门极印刷线路板工装进行焊接的。对于一些小电压（低于3300V）的单管IGBT模块，不需要门极印刷线路板，辅助电极需要直接焊接到DBC的铜层上，这个过程采用二次焊接实现。

请参见图1，图1是一般的辅助电极的结构三视图。如图所示，该辅助电极10通常包括与DBC基板焊接的焊接部11和用来作为电极引出的电极部12，两者之间呈L型。在辅助电极10被焊接到DBC基板之前，电极部12为竖直直片，但是当辅助电极10焊接完之后，通常还需要将该电极部12进行折弯，因此在焊接部12上还设有折弯口等结构。目前，对于该辅助电极的焊接工艺，没有有效的工装设备进行固定，焊接时往往容易产生脱落或者焊接点位出错的问题。

因此有必要提出一种用于该IGBT辅助电极焊接的固定工装，来固定辅助电极的位置。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种IGBT辅助电极的固定工装结构及使用该固定工装结构进行的电极焊接方法，该固定工装结构可以将辅助电极可靠的固定于所需焊接的位置。

根据本发明的目的提出的一种固定工装结构，用于IGBT辅助电极的焊接，包括固定工装、底部工装和顶部工装，所述固定工装包括柱状主体部和顶面，所述柱状主体部的内部中空，中空区域的空间用来置入辅助电极，所述顶面的顶部开设有用来置入辅助电极的定位孔，该定位孔的开口大小配合辅助电极的形状；所述底部工装包括底板和支撑件，所述底板设有容置槽，所述顶部工装包括顶板、设置于顶板中的若干定位口，以及设置于该顶板上且对应上述底部工装上的支撑杆的若干固定孔，所述定位口的形状和大小与固定工装的柱状主体部相匹配。

优选的，所述定位孔的形状为两个并连在一起、且大小不一的矩形槽口。

优选的，所述固定工装的长度小于所述辅助电极的长度。

优选的，所述固定工装的顶面面积大于所述柱状主体部的截面积。

优选的，所述支撑杆为4根，分布在所述底板的四个顶角处。

优选的，所述支撑杆的长度短于所述固定工装的长度。

同时，本发明还提出了一种电极焊接方法，使用如上所述的固定工装结构，包括步骤：

首先，取出底部工装，将IGBT模块置入容置槽中进行固定；

接着，将顶部工装通过支撑件安装到底部工装上方；

然后，在辅助电极的焊接部包好焊料，放入所述固定工装中；

将固定工装插入顶部工装的定位口之中，完成辅助电极的固定工作；

最后将整个固定工装结构放入焊炉内，加热到焊料的熔融温度，使得焊料能够将辅助电极的焊接部粘结到DBC基板上，完成焊接动作。

通过对本发明固定工装结构的应用，不仅可以提高辅助电极的焊接品质，且能够在焊接工艺中减少人力，使得焊接工艺的效率大大提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一般的辅助电极的结构三视图。

图2是本发明中固定工装的三视图。