一种固定结构及包含其的分立式IGBT模块的制作方法

一种固定结构及包含其的分立式igbt模块
技术领域
1.本发明涉及电子元件技术领域，尤其是涉及一种固定结构及包含其的分立式igbt模块。


背景技术：

2.随着材料科学、电子信息技术以及封装技术等基础科学的发展，分立式igbt逐渐取代igbt模块，在开关电源及光伏逆变器等领域取得应用广泛。但是在实际应用中，igbt的安装固定影响着igbt的性能和可靠性，进而影响到产品的质量。对于一些较大功率的场合，igbt本身的自然散热和辐射散热已经不能满足igbt的散热需求，往往需要给igbt安装散热器以增大模块的散热面积进行辅助散热。对于igbt与散热器之间安装固定，传统方式常常直接利用igbt模块自身的螺钉孔直接固定。但这种传统安装方式存在如下缺陷：1、使用螺钉直接固定，在生产过程中存在因人为操作导致固定力矩过大损坏igbt器件的风险；2、对于部分本身未开设螺钉孔的igbt器件，此方法无法固定；3、多个igbt模块与散热器直接连接时，igbt直接配合精度较高，因此对散热器加工精度和装配精度要求也较高；4、控制器生产时，还需要单独设计垫高工装对igbt进行辅助定位。
3.针对上述传统igbt安装装置在安装固定igbt中存在的问题，本专利提出一种新型的igbt固定电木结构，旨在改善igbt器件的固定效果，具有结构简单、操作方便、成本低等优点。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种固定结构及包含其的分立式igbt模块，以解决现有技术中存在的igbt直接通过螺钉与散热器固定，存在因人为操作不当，导致施加安装力距过大而损坏igbt器件的风险的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
6.本发明提供的一种固定结构，包括固定体，所述固定体放置在层叠设置的两个待固定件一侧，螺钉穿过所述固定体后与最下层的待固定件连接，以实现对中间待固定件的间接连接。
7.作为本发明的进一步改进，所述固定体采用绝缘材料制成。
8.作为本发明的进一步改进，所述固定体为电木。
9.作为本发明的进一步改进，所述固定体上设置有供螺钉穿过的安装孔。
10.作为本发明的进一步改进，所述固定体上对应于中间待固定件一侧设置有第一定位结构。
11.作为本发明的进一步改进，所述第一定位结构为与中间待固定件上凹槽相适配的条形凸台。
12.作为本发明的进一步改进，所述固定体上远离中间待固定件一侧还设置有第二定位结构。
13.作为本发明的进一步改进，所述第二定位结构为与顶层待固定件上的定位孔规格相适配的方形凸台。
14.本发明提供的一种分立式igbt模块，包括层叠设置的igbt和散热器，还包括设置在所述igbt顶部的所述固定结构，螺钉穿过所述固定体后与所述散热器连接。
15.作为本发明的进一步改进，所述分立式igbt模块还包括设置在所述固定结构顶部的pcb板，螺钉穿过所述pcb板、所述固定体后与所述散热器连接。
16.作为本发明的进一步改进，所述固定体与所述pcb板之间采用粘结方式固定在一起。
17.本发明提供的固定结构，螺钉通过固定体也就是电木间接固定在igbt模块上，避免了螺钉直接固定igbt器件时因人为施加固定力距过大而导致igbt模块损坏的问题；螺钉通过电木上的安装孔间接固定igbt器件，取消了对igbt器件本身螺纹孔的需求，增大了器件的散热面积；本发明的进一步改进方案中，通过在电木上增加条形凸台与igbt上的凹槽相适配，不仅实现了电木与igbt之间的定位，还通过凹槽与凸台的卡接，避免了因电木变形导致的igbt受力不均，从而影响igbt散热效果的问题；使用时，电木在igbt固定前已经粘贴在pcb板上，因此可取消igbt固定时辅助焊接工装；电木另一侧新增方形凸台，便于电木在pcb板上定位。
附图说明
18.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。
19.图1是本发明分立式igbt模块安装固定时的剖面图；
20.图2是本发明固定结构的俯视图；
21.图3是本发明固定结构的仰视图。
22.图中1、igbt；2、散热器；3、电木；4、安装孔；5、条形凸台；6、pcb板；7、方形凸台；100、螺钉。
具体实施方式
23.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
24.如图1所示，本发明提供了一种固定结构，包括固定体，固定体放置在层叠设置的两个待固定件一侧，螺钉100穿过固定体后与最下层的待固定件连接，以实现对中间待固定件的间接连接。
25.在此需要说明的是，在本实施例中，两个待固定件分别为igbt1和散热器2，igbt1位于散热器2顶部，固定体安装在igbt1顶部，安装时，螺钉100穿过固定体，然后不穿过igbt1与散热器2连接，也就是将igbt1夹在中间，从而实现了igbt1和散热器2的连接。由于，
螺钉100无需穿过igbt1，也就不存在由于施加固定力矩过大而导致igbt模块损坏的问题。
26.作为本发明的一种可选实施方式，固定体采用绝缘材料制成。
27.更进一步的，固定体为电木3。
28.进一步的，固定体上设置有供螺钉100穿过的安装孔4。安装孔4为光孔。
29.作为本发明的一种可选实施方式，固定体上对应于中间待固定件一侧设置有第一定位结构。具体的，也就是说在电木3对应于igbt1一侧设置有第一定位结构。通过该第一定位结构便于电木3与igbt1之间的定位。
30.具体的，第一定位结构为与中间待固定件上凹槽相适配的条形凸台5。
31.如图3所示，电木3上设置有两根条形凸台5，每根条形凸台5均为贯穿设置，且每根条形凸台5对应一个igbt1的凹槽，由此每个电木3底下可安装两个igbt1，而且安装孔4设置在两根条形凸台5之间，由此，螺钉100穿过安装孔4与散热器2连接时无需穿过igbt1。
32.进一步的，还包括层叠设置在电木3顶部的pcb板6，pcb板6与电木3连接，更进一步的，固定体上远离中间待固定件一侧还设置有第二定位结构。
33.也就是说，电木3另一侧也就是远离igbt1一侧还设置有与pcb板6定位的第二定位结构。
34.如图2所示，具体的，第二定位结构为与顶层待固定件上的定位孔规格相适配的方形凸台7。此处需要说明的是，顶层待固定件为pcb板6。
35.通过该方形凸台7与pcb板6上的定位孔卡接，从而方便二者的定位。
36.本发明提供的固定结构，是一种新型igbt固定电木结构，该电木一侧存在两细条形凸台5，另一侧存在一方形凸台7，中间存在圆形安装孔，螺钉通过圆形安装孔可以实现对分立式igbt模块进行固定，具有结构简单、操作方便、成本低的优点。
37.本发明还提供了一种分立式igbt模块，包括层叠设置的igbt1和散热器2，还包括设置在igbt1顶部的固定结构，螺钉100穿过固定体后与散热器2连接。
38.具体的，分立式igbt模块还包括设置在固定结构顶部的pcb板6，螺钉100穿过pcb板6、固定体后与散热器2连接。
39.更进一步的，固定体与pcb板6之间采用粘结方式固定在一起。
40.使用时，igbt1器件固定在pcb板6底部，并且igbt1的固定面与pcb板6底面平行，散热器2与igbt1固定面贴合，用散热器2增大igbt的散热面积，为igbt进行辅助散热。电木3上的方形凸台7与pcb板6上的方形孔对应，确保电木3能准确安装正确位置，电木3与pcb板6之间通过三防胶连接。条形凸台5与igbt中间位置的凹槽接触，螺钉穿过安装孔后固定在散热器2上，此方案可确保igbt受力点始终处于中间部位，可有效降低igbt因受力不均而导致的散热效果不佳的风险。本发明的分立式igbt模块的安装顺序为：首先将电木3粘贴在pcb板6上，其次将igbt1放置在电木3上；通过电木3本身的厚度对igbt进行垫高，igbt焊接在电木上后，随控制器整体放置在散热器2上，igbt底面与散热器接触；螺钉通过pcb板上的通孔和电木上的安装孔与散热器2上的螺钉孔连接，通过锁紧螺钉可间接压紧igbt模块。
41.本发明提供的固定结构，螺钉通过固定体也就是电木间接固定在igbt模块上，避免了螺钉直接固定igbt器件时因人为施加固定力距过大而导致igbt模块损坏的问题；螺钉通过电木上的安装孔间接固定igbt器件，取消了对igbt器件本身螺纹孔的需求，增大了器件的散热面积；本发明的进一步改进方案中，通过在电木上增加条形凸台与igbt上的凹槽
相适配，不仅实现了电木与igbt之间的定位，还通过凹槽与凸台的卡接，避免了因电木变形导致的igbt受力不均，从而影响igbt散热效果的问题；使用时，电木在igbt固定前已经粘贴在pcb板上，因此可取消igbt固定时辅助焊接工装；电木另一侧新增方形凸台，便于电木在pcb板上定位。
42.这里首先需要说明的是，“向内”是朝向容置空间中央的方向，“向外”是远离容置空间中央的方向。
43.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
44.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
47.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
48.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。