一种用于IGBT模块压装的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于IGBT模块压装的装置，包括第一固定板、第二固定板、设置在第一固定板和第二固定板之间的齿轮传动机构，以及由齿轮传动机构驱动的并与IGBT模块的压装螺栓相匹配的多个拧紧元件，齿轮传动机构具有接受外部力矩的一个输入齿轮系和多个能对相应的拧紧元件输出拧紧力的输出齿轮系。此外，齿轮传动机构还具有设置在输入齿轮系和输出齿轮系之间用于将输入齿轮系的力矩传递到输出齿轮系的中间级齿轮系。此装置结构简单，容易操作，提高了压装效率和压装效果。本发明专利技术还提供了一种使用以上所述的装置来压装IGBT模块的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种用于IGBT模块压装的装置和方法
本专利技术涉及一种用于IGBT模块压装的装置，以及一种使用这种装置对IGBT模块进行压装的方法。
技术介绍
目前，大功率的IGBT模块在许多领域都得到大量应用，但在应用过程中，首先需要将IGBT模块压装在一个散热基板上(水冷或风冷)形成系统模块才能使用。现常用的IGBT模块外型分为P型、G型、D型、N型、E型等，不同的外型对应着压装过程中需要不同数量的压装螺栓，其中P型、G型需要四个压装螺栓，D型、N型需要六个压装螺栓，E型则需要八个压装螺栓。例如在图8中，显示了N型IGBT模块的结构示意图，N型IGBT模块总计有六个压装螺栓。在IGBT模块的使用过程中，压装的好坏将直接影响着模块内的应力分布以及模块的散热，如果压装螺栓施力不统一或者顺序混乱都将可能导致IGBT模块内的绝缘陶瓷基板和硅片上的应力过紧，引起器件的损坏或劣化以及IGBT模块与散热器的接触不良，散热达不到要求，从而致使模块过热损坏。对于图8所示的N型IGBT模块，一般的拧紧次序是：C-D-A-F-E-B，首先采用小的力矩值预紧每个压装螺栓，然后采用适宜的力矩来最终拧紧每个螺栓。现普遍采用的压装方法为：首先利用力矩扳手按照对角原则依次预紧IGBT模块的压装螺栓，然后再设定压紧力矩，依次拧紧压装螺栓，完成压装。现用的压装方法效率偏低。每个IGBT模块都存在多个压装螺栓，需要轮流预紧一次，然后轮流再拧紧一次，相当于每个模块施力次数为压装螺栓数×2。当螺栓数量少时，对效率的影响较低，但当螺栓数量较多时，就会极大地影响效率。同时，现用的压装方法为依次独立拧紧螺栓，当拧紧某个螺栓，再去拧与之对称的另一个螺栓或其它螺栓时，就有可能会对IGBT模块各个部分的应力产生影响，从而导致各个部分的变形存在差异，这样，就会引起IGBT模块基板与散热器的各点接触不一致，因此，各处散热就会存在差异，最终影响IGBT模块的使用。并且，现用的压装方法为定力矩压装，但由于每个螺栓的摩擦系数的差异性，每个螺栓上的压装力可能不一致，因此相对应地，IGBT模块基板的对称部分其变形量也可能存在差别，有可能进一步影响基板与散热器的接触。
技术实现思路
针对现有技术中所存在的上述问题，本专利技术提出了一种用于IGBT模块压装的装置，其结构简单、使用方便，能提高操作效率，同时保证压装效果。本专利技术还涉及使用这种装置压装IGBT模块的方法。根据本专利技术的一方面，提供了一种用于IGBT模块压装的装置，包括第一固定板、第二固定板、设置在所述第一固定板和所述第二固定板之间的齿轮传动机构，以及由所述齿轮传动机构驱动的并与IGBT模块的压装螺栓相匹配的多个拧紧元件，所述齿轮传动机构具有接受外部力矩的一个输入齿轮系和多个能向相应的所述拧紧元件输出拧紧力的输出齿轮系。优选地，所述齿轮传动机构还具有设置在所述输入齿轮系和所述输出齿轮系之间的中间级齿轮系。在一个实施例中，输出齿轮系设置为关于输入齿轮系的中心轴中心对称。在另一个实施例中，在所述输入齿轮系的第二径向方向上设置关于所述输入齿轮系的第一径向方向对称的所述中间级齿轮系，所述中间级齿轮系沿所述第一径向方向上设置有关于所述第二径向方向对称的所述输出齿轮系。还有一个实施例，在所述输入齿轮系的第一直径方向上设置关于所述输入齿轮系的第二径向方向对称的所述输出齿轮系。在实施例中，输入齿轮系、输出齿轮系和中间级齿轮系均包括齿轮轴、设置在齿轮轴上的齿轮和设置在齿轮轴两端的轴承，轴承分别与第一固定板和第二固定板固定连接。优选地，输出齿轮系和中间齿轮系的齿轮轴和齿轮由硬铝合金制成。优选地，拧紧元件构造为扭力起子或棘轮起子。至少一个由所述输入齿轮系驱动的输出齿轮系连接扭力起子，以及至少一个由关于所述输入齿轮系的第一径向方向对称的中间齿轮系所驱动的输出齿轮系连接扭力起子，其余输出齿轮系连接扭力起子或棘轮起子。根据本专利技术的另一方面，提供了一种压装IGBT模块的方法：将需要压装的所述IGBT模块基板涂导热硅脂后，放置于散热器上；将压装螺栓拧入到所述IGBT模块的安装孔中；装上根据上面所述的用于IGBT模块压装的装置，并使所述装置的各个拧紧元件对准相应的压装螺栓；通过拧紧元件对所述压装螺栓依次施加预紧力和紧固力；撤掉所述装置，压装完成。与现有技术相比，本专利技术的优点在于，装置结构简单，能实现同步用力，完成一次压装，使得压装效率显著增高，同时，对称压装螺栓同步施力，能有效消除各处变形时序的差异对模块基板的最终变形的影响，且能保证各对称压装螺栓处的压力基本一致，使得压装效果更好。附图说明下面将结合附图来对本专利技术的优选实施例进行详细地描述。在图中：图1显示了根据本专利技术的用于IGBT模块压装的装置；图2显示了来自图1的装置的齿轮传动机构；图3显示了根据图2的装置的齿轮传动机构中的中间级齿轮系；图4显示了来自图2的装置的齿轮传动机构示意图；图5显示了根据第二实施例的装置的齿轮传动机构示意图；图6显示了根据第三实施例的装置的齿轮传动机构示意图；图7显示了根据第四实施例的装置的齿轮传动机构示意图；图8显示了需要压装的N型IGBT模块的结构示意图。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术做进一步说明。图1显示了根据本专利技术的用于IGBT模块压装的装置100，包括第一固定板1、第二固定板2、设置在第一固定板1和第二固定板2之间的齿轮传动机构10，以及由齿轮传动机构10驱动的并与IGBT模块的压装螺栓相匹配的多个拧紧元件4。参照图2还可以看出，齿轮传动机构10具有接受外部力矩的一个输入齿轮系20和多个能向相应的拧紧元件4输出拧紧力的输出齿轮系40。使用装置100能同时拧紧多个压装螺栓，使得工作效率提高，同时使同步受力的对称螺栓(例如图8所示的压装螺栓C、D)受力均匀，压装效果更好。为了适用IGBT模块的不同类型，即IGBT模块上不同数量和位置的压装螺栓布置，如图2所示，齿轮传动机构10还具有设置在输入齿轮系20和输出齿轮系40之间用于将输入齿轮系20的力矩传递到输出齿轮系40的中间级齿轮系30。如图2、图4所示，在输入齿轮系20的第一直径方向Ⅰ上设置关于输入齿轮系20的第二径向方向Ⅱ对称的输出齿轮系50。使依靠输入齿轮系20带动输出齿轮系50转动。第一直径方向Ⅰ垂直于齿轮系20的轴向(也就是齿轮系20的轴24的方向)，第二径向方向Ⅱ垂直于齿轮系20的轴向，同时垂直于第一直径方向Ⅰ。在输入齿轮系20的第二径向方向Ⅱ上设置关于输入齿轮系20的第一径向方向Ⅰ对称的中间级齿轮系30，中间级齿轮系30的第一径向方向Ⅰ上设置关于第二径向方向Ⅱ对称的输出齿轮系40。使依靠输入齿轮系20带动中间齿轮系30转动，从而带动输出齿轮系40转动。在整个装置100中，以中间齿轮系30为例，其上零件基本分布如图3所示，齿轮轴34上设置从动齿轮32，用于接收来自输入齿轮系20的力矩，齿轮轴34上设置齿轮33，因此外部力矩使从动齿轮32转动，通过齿轮轴34带动齿轮33转动，从而将力矩传递给输出齿轮系40。在齿轮轴34的两端分布设置轴承31，用于与第一固定板1和第二固定板2固定连接。在中间齿轮系30中，一些用于固定各传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于IGBT模块压装的装置，其特征在于，包括第一固定板、第二固定板、设置在所述第一固定板和所述第二固定板之间的齿轮传动机构，以及由所述齿轮传动机构驱动的并与IGBT模块的压装螺栓相匹配的多个拧紧元件，所述齿轮传动机构具有接受外部力矩的一个输入齿轮系和多个能向相应的所述拧紧元件输出拧紧力的输出齿轮系。

【技术特征摘要】
1.一种用于IGBT模块压装的装置，其特征在于，包括第一固定板、第二固定板、设置在所述第一固定板和所述第二固定板之间的齿轮传动机构，以及由所述齿轮传动机构驱动的并与IGBT模块的压装螺栓相匹配的多个拧紧元件，所述齿轮传动机构具有接受外部力矩的一个输入齿轮系和多个能向相应的所述拧紧元件输出拧紧力的输出齿轮系，所述齿轮传动机构还具有设置在所述输入齿轮系和所述输出齿轮系之间的中间级齿轮系，至少一个由所述输入齿轮系驱动的输出齿轮系连接扭力起子，以及至少一个由关于所述输入齿轮系的第一径向方向对称的中间齿轮系所驱动的输出齿轮系连接扭力起子，其余输出齿轮系连接扭力起子或棘轮起子。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输出齿轮系设置为关于所述输入齿轮系的中心轴中心对称。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述输入齿轮系的第二径向方向上设置关于所述输入齿轮系的第一径向方向对称的所述中间级齿轮系，所述中间级齿轮系沿所述第一径向方向上设置有关于所述第二径...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾文彬，李世平，颜骥，陈彦，任亚东，李继鲁，潘学军，万超群，宋自珍，奉琴，
申请(专利权)人：株洲南车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：