[发明专利]一种半桥模块三次焊接固定工装

说明书

技术领域

本发明属于电子制造领域，特别涉及一种用以对半桥模块三次焊接时进行定位的工装。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(Bipolar Junction Transistor，双极结型晶体管)和MOS(metal oxide semiconductor，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（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管）的高输入阻抗和GTR（Giant Transistor，巨型晶体管）的低导通压降两方面的优点。在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用，在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。

现有IGBT模块序列范围很广，电压从6500V到600V，电流范围从3600A到15A不等。IGBT模块封装形式也多种多样，包括单管、半桥、双管、三相桥等。生产厂家以国际知名厂家为主，如英飞凌、ABB、三菱、西门康、IR等。

目前，IGBT模块制造过程关键是焊接工艺，焊接工艺包括了芯片与DBC之间的焊接，DBC(Direct Bonding Copper，覆铜陶瓷基板)与底板间的焊接以及电极与DBC之间的焊接。将芯片与DBC的焊接称为一次焊接，DBC与底板间的焊接称为二次焊接，电极与DBC的焊接称为三次焊接。半桥模块中辅助电极焊脚面积小，与DBC的接触面积小，因此增加了焊接难度。

现有三次焊接工装只是主电极的焊接工装。

（1）IGBT芯片为MOSFET结构，芯片栅极通过一层氧化膜与发射极实现电隔离。由于此氧化膜很薄，其击穿电压一般达到20-30V,使用时要求不超过20V，因此静电也会导致IGBT栅极击穿，从而损坏IGBT。所以静电而导致栅极击穿是IGBT失效的常见原因之一。半桥模块键合后辅助电极会引出栅极G、发射极E控制信号，为防止栅极静电击穿，三次焊时需使栅极G、发射极E短接。而现有三次焊工装只是主电极的焊接工装，没有专门的G、E短接工装。

（2）在一次焊接温度下将辅助电极与DBC焊接在一起，所用的焊料熔点高，三次焊接温度低于该焊料熔点，理论上辅助电极焊料不会融化，辅助电极不会倾斜。但实际情况中为了使主电极焊接牢固，三次焊接温度只比辅助电极焊接焊料熔点低10℃～20℃，而且辅助电极焊料是堆在电极焊脚处，在三次焊温度下焊料虽不会完全融化,但是焊料在焊接过程中会软化，辅助电极会倾斜，导致模块报废。

发明内容

IGBT半桥模块的半桥模块键合后辅助电极会引出栅极G、发射极E控制信号，为防止栅极静电击穿以及辅助电极的倾斜，本发明设立专门的半桥模块三次焊接固定工装。

一种半桥模块三次焊接固定工装，包括焊接工装本体，所述焊接工装本体开设有3个长方形的主电极定位孔，位于所述焊接工装本体上的尾端，设置有辅助电极固定工装，所述辅助电极固定工装其主体上开设有若干辅助电极定位孔，所述主电极定位孔和辅助电极定位孔的位置与所述半桥模块上的主电极和辅助电极的位置一一对应。

优选地，所述半桥模块三次焊接固定工装的制作材料为金属。

优选地，所述辅助电极定位孔的数量为4个。

与现有技术相比，本发明的有益效果：该工装的设计可将半桥模块栅极G、发射极E短接，防止栅极静电击穿。同时防止三次焊后辅助电极倾斜，固定辅助电极，降低模块失效率。该工装操作简单，使用方便，可有效提高生产效率。

附图说明

为了更清晰地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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为现有技术中半桥模块三次焊接固定工装的结构示意图；

图2为本发明半桥模块三次焊接固定工装的结构示意图；

图3为辅助电极的结构示意图。

其中：

1’、现有半桥模块三次焊接固定工装的工装本体；

2’、现有半桥模块三次焊接固定工装的主电极定位孔；

1、本发明半桥模块三次焊接固定工装的工装本体；

2、本发明半桥模块三次焊接固定工装的主电极定位孔；

3、本发明半桥模块三次焊接固定工装的辅助电极定位工装；