本發(fā)明屬于電子元件制造領(lǐng)域，具體涉及一種防腐防爆智能IPM變頻模塊。

背景技術(shù)：

IPM模塊作為變頻器的核心部件，其內(nèi)部集成了功率開(kāi)關(guān)器件和驅(qū)動(dòng)電路，并配置有相應(yīng)的故障檢測(cè)電路，其性能好壞一定程度上決定了變頻器的可靠性和可維護(hù)性?，F(xiàn)有變頻模塊PCB采用直插元件配合人工焊接的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)和安裝工序多，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低。由于元件采用直插的安裝方式和不合理的封裝形式，這類變頻模塊在出現(xiàn)故障后故障查找和維修過(guò)程復(fù)雜，造成維修成本增加?，F(xiàn)有IPM變頻模塊并沒(méi)有配備過(guò)流硬件保護(hù)功能，在故障發(fā)生電流過(guò)大時(shí)保護(hù)不及時(shí)，往往造成IPM變頻模塊整個(gè)高壓回路故障，降低了產(chǎn)品的可靠性。除此之外，IPM變頻模塊內(nèi)部元器件安排較為松散，仍有繼續(xù)優(yōu)化的空間，進(jìn)一步縮小模塊體積。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有IPM變頻模塊的不足，提出一種防腐防爆智能IPM變頻模塊結(jié)構(gòu)。

一種防腐防爆智能IPM變頻模塊，包括PCB、八單元IGBT模塊、前蓋板、IPM塑膠外框和后蓋板；

所述八單元IGBT功率模塊，包括底部散熱板、陶瓷銅基板、若干功率芯片、IGBT塑膠外框、塑膠封蓋、限位柱。

陶瓷銅基板由下表面銅板層、中間陶瓷板層、上表面區(qū)域布線銅板層三部分組成；底部散熱板上表面與陶瓷銅基板的下表面銅板層貼合；陶瓷銅基板的中間陶瓷層為絕緣層，陶瓷銅基板的上表面區(qū)域布線銅板層是功率芯片的表面貼裝層，各芯片之間的電路連接通過(guò)鋁線進(jìn)行連接；IGBT塑膠外框由上往下將整個(gè)陶瓷銅基板的外邊以及區(qū)域布線銅板層上的功率芯片包圍在IGBT塑膠外框的內(nèi)部，并同時(shí)將底部散熱銅板的外周邊包住部分深度；在陶瓷銅基板與功率芯片之上，塑膠外殼之內(nèi)的空間填注專用電子封裝膠，填注高度不超過(guò)塑膠封蓋的安裝高度，最后用塑膠封蓋將功率芯片完全封在IGBT塑膠外框內(nèi)部；所述的底部散熱板的兩端開(kāi)有兩個(gè)安裝孔，安裝孔內(nèi)設(shè)有限位柱，限位柱與底部散熱板的兩個(gè)安裝孔過(guò)盈配合；IGBT塑膠外框的兩端也分別開(kāi)有一個(gè)限位孔，限位孔與限位柱直徑一致，限位柱套在IGBT塑膠外框的兩端限位孔內(nèi)。所述的IGBT塑膠外框上端開(kāi)有四個(gè)安裝槽，所述的塑膠封蓋的四角分別留有凸出結(jié)構(gòu)，與IGBT塑膠外框的凹槽相配合。

安裝可控硅作為相比于傳統(tǒng)七單元功率模塊額外增加的第八個(gè)單元，用于實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)智能模塊外圍電路中的繼電器功能，提升了模塊集成度；

在陶瓷銅基板上表面的布線銅板層設(shè)置有感溫元件，該感溫元件用來(lái)檢測(cè)封裝內(nèi)部溫度，使當(dāng)內(nèi)部溫度達(dá)到一定溫度后通過(guò)程序控制停止模塊的繼續(xù)使用，防止整個(gè)模塊發(fā)生爆炸，達(dá)到安全生產(chǎn)的目的，并提升了模塊集成度；

所述的IGBT塑膠外框沿長(zhǎng)度方向上的兩個(gè)邊內(nèi)都含有引腳，其中一個(gè)邊含有7個(gè)引腳，另一個(gè)含有18個(gè)引腳，引腳都成Z字型結(jié)構(gòu)，引腳的上邊緣高出外框上邊緣0.1mm，下邊緣低于外框下方安裝面邊緣0.1mm，引腳的材料為銅，銅的外表面鍍錫。

所述PCB上通過(guò)印刷電路和元器件焊接，實(shí)現(xiàn)IPM變頻模塊的電路原理；PCB上焊接的元器件，八單元IGBT模塊焊接一側(cè)，定義這一側(cè)為反面，其他元件焊接在另外一側(cè)，定義這一側(cè)為正面；在PCB反面?zhèn)确搅粲?個(gè)焊盤，反面下方留有10個(gè)焊盤，這12個(gè)焊盤均與IPM塑膠外框相連接；在PCB上打兩個(gè)通孔，通孔內(nèi)徑等于限位柱的外徑，用于安裝IGBT模塊的定位；在PCB反面為八單元IGBT模塊留有相應(yīng)的焊盤，使用定位柱作為安裝基準(zhǔn)，按照IGBT模塊尺寸分成兩排，分別有7個(gè)和18個(gè)焊盤，用于八單元IGBT模塊的焊接；IPM塑膠外框?qū)?yīng)于PCB背面留有的焊盤位置，預(yù)埋了相應(yīng)數(shù)量(側(cè)面2個(gè)，下方10個(gè))的銅柱焊盤，朝內(nèi)一端用于與PCB進(jìn)行貼片式焊接，朝外一端用于與整個(gè)模塊外電路進(jìn)行連接；IPM塑膠外框正面與反面均設(shè)計(jì)有臺(tái)階作為安裝面，用于前蓋板和后蓋板的安裝，正面留有四個(gè)安裝直插卡口用于前蓋板的固定；IPM塑膠外框下方左右兩側(cè)各留有一個(gè)安裝孔，用于整個(gè)模塊的安裝固定；前蓋板為PCB正面上焊接的高度較高的元器件留有相應(yīng)形狀的通孔，為八單元IGBT模塊的限位柱留有兩個(gè)通孔；前蓋板左下方為石英陶瓷防爆保險(xiǎn)絲設(shè)置了長(zhǎng)方體凸起；后蓋板整體為矩形薄板結(jié)構(gòu)，按照八單元IGBT模塊的外輪廓留有通孔，后蓋板安裝在IPM塑膠外框上，八單元IGBT模塊的陶瓷銅基板外緣與后蓋板平齊，在整個(gè)IPM變頻模塊安裝時(shí)，模塊反面與外部鋁板貼合，用螺絲通過(guò)兩個(gè)限位柱進(jìn)行緊固，使銅基板與外部鋁板緊密貼合，提升散熱效果。

IPM塑膠外框?qū)CB板和八單元IGBT模塊包圍在IPM塑膠外框的內(nèi)部；在PCB的正面，IPM塑膠外框之內(nèi)的空間填注專用電子封裝膠，填注高度不超過(guò)前蓋板的安裝面；在PCB的反面，塑膠外殼之內(nèi)的空間填注專用電子封裝膠，填注高度不超過(guò)后蓋板的安裝面；防腐防爆智能IPM變頻模塊整體留有四個(gè)安裝孔，分別是IPM塑膠外框下方的兩個(gè)安裝孔和限位柱的兩個(gè)安裝孔；防腐防爆智能IPM變頻模塊的安裝面為后蓋板的外側(cè)面，安裝時(shí)應(yīng)保證八單元IGBT模塊的銅基板與外部鋁板緊密貼合以便散熱；

PCB正反面焊接的元件均使用貼片方式焊接；

正面上方的變壓器也使用特殊設(shè)計(jì)的貼片式變壓器元件；

PCB正面左下角安裝有石英陶瓷防爆保險(xiǎn)絲，在流過(guò)整個(gè)模塊的電流過(guò)大時(shí)保險(xiǎn)絲熔斷，起到保護(hù)電路的作用。并可以避免產(chǎn)生明火，防止在外環(huán)境存在可燃性氣體情況下引發(fā)爆炸。

將八單元IGBT功率模塊安裝在PCB反面，在不影響功率模塊散熱的前提下，縮小了模塊的整體體積；

IPM塑膠外框的下方和左側(cè)均含有引腳，其中下邊緣含有10個(gè)引腳，引腳整體成Z字型結(jié)構(gòu)，并在一端打孔；左邊緣含有兩個(gè)引腳，引腳整體為平面，在IPM塑膠外框外部的矩形部分打孔。12個(gè)引腳朝內(nèi)的一端均需要與PCB上的焊盤進(jìn)行貼片式焊接，因此這些引腳的焊接端面均需比PCB的安裝端面高出0.1mm，引腳的材料為銅，銅的外表面鍍錫。

IGBT塑膠外框的加工流程如下：1)取適當(dāng)大小和厚度的銅片，按照引腳尺寸切割為兩片，其中一片上有7個(gè)引腳，另一片上有18個(gè)引腳，引腳兩端均有銅片連接；2)在銅片的適當(dāng)位置進(jìn)行彎折，使引腳成Z字型結(jié)構(gòu)；3)將完整的兩片銅片作為整體加入注塑機(jī)中進(jìn)行注塑加工；4)注塑加工完成后，對(duì)所有引腳進(jìn)行表面鍍錫，并將連接引腳的銅片切斷，便于后續(xù)封裝焊接。該加工工藝在引腳的彎折和注塑的過(guò)程中，始終保持引腳之間的連接，這樣的方式可以保證注塑加工過(guò)程中引腳位置的穩(wěn)定和形狀的一致性，在注塑加工完成之后再切斷連接銅片，解除引腳之間的連接；

IPM塑膠外框的加工流程如下：1)取適當(dāng)大小和厚度的銅片，按照引腳尺寸切割為兩片，其中一片上有2個(gè)引腳，另一片上有10個(gè)引腳，引腳兩端均有銅片連接；2)分別在兩片銅片上相應(yīng)的位置上打孔；3)在10個(gè)引腳的銅片適當(dāng)位置進(jìn)行彎折，使引腳成Z字型結(jié)構(gòu)；4)將完整的兩片銅片作為整體加入注塑機(jī)中進(jìn)行注塑加工；5)注塑加工完成后，對(duì)所有引腳進(jìn)行表面鍍錫，并將連接引腳的銅片切斷。該加工工藝在引腳的彎折和注塑的過(guò)程中，始終保持引腳之間的連接，這樣的方式可以保證注塑加工過(guò)程中引腳位置的穩(wěn)定和形狀的一致性，在注塑加工完成之后再切斷連接銅片，解除引腳之間的連接。

本發(fā)明有益效果如下：

本發(fā)明專利相比于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：本IPM變頻模塊PCB上所有元件均采用貼片方式焊接，PCB與IPM塑膠外框之間的安裝也采用貼片焊接的方式，設(shè)計(jì)這樣的結(jié)構(gòu)和安裝方式可以簡(jiǎn)化加工工藝，生產(chǎn)流程可以通過(guò)自動(dòng)化生產(chǎn)線完成，大幅度提升生產(chǎn)效率；本IPM變頻模塊中的功率模塊采用八單元IGBT模塊，該結(jié)構(gòu)的功率模塊完全采用貼片工藝，使生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單化、提高生產(chǎn)效率，使功率模塊的體積變得更小、更輕更??；所述功率模塊進(jìn)行了功能區(qū)域劃分，上下橋臂布局充分考慮電磁兼容性能，使功率模塊的引腳布置更加合理化；所述功率模塊在一整塊陶瓷銅基板上同時(shí)集成了驅(qū)動(dòng)模塊、IGBT功能模塊和感溫元件等，特別集成了可控硅作為第八個(gè)單元，將繼電器功能集成在功率模塊中，使其集成度更高；所述功率模塊的內(nèi)部設(shè)置有感溫元件，可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)功率模塊內(nèi)部溫度變化，可以在內(nèi)部溫度升至過(guò)高時(shí)停止功率器件的工作，防止功率模塊因過(guò)溫而爆炸，提高產(chǎn)品安全性能；所述功率模塊因所有元器件完成采用貼片工藝，且采用專用電子封裝膠進(jìn)行封裝，方便在產(chǎn)品因部分元件壞后的維修工作，降低了使用成本，提高了使用率；創(chuàng)新設(shè)計(jì)塑膠外框結(jié)構(gòu)，外框與銅基板之間采用平面焊接方式，進(jìn)一步提升產(chǎn)品可靠性。通過(guò)合理的空間布局，將八單元IGBT模塊安裝在PCB反面，在保證電路原理和充分散熱的前提下，大幅度縮小了IPM變頻模塊體積；由于所有PCB上所有元件均采用貼片工藝進(jìn)行安裝，且焊接之后在PCB正反面均使用專用電子封裝膠進(jìn)行封裝，提高了模塊的防腐蝕性能的同時(shí)，也方便故障后的維修，從而降低了維修成本，提高使用率；為模塊設(shè)計(jì)石英陶瓷防爆保險(xiǎn)裝置，起到防止爆炸作用。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明整體安裝的側(cè)上方視圖；

圖2為本發(fā)明整體的側(cè)上方爆炸視圖；

圖3-1為IPM塑膠外框的主視圖；

圖3-2為IPM塑膠外框的左側(cè)剖面視圖；

圖4-1為本發(fā)明整體安裝的側(cè)上方視圖；

圖4-2為本發(fā)明整體的側(cè)上方爆炸視圖；

圖4-3為底部散熱銅板的側(cè)上方視圖；

圖4-4為定位柱的側(cè)上方視圖；

圖4-5為定位柱與底部散熱銅板的安裝視圖；

圖4-6為陶瓷銅基板的側(cè)上方視圖；

圖4-7為陶瓷銅基板的側(cè)視圖；

圖4-8為功率芯片安裝在陶瓷銅基板上的俯視圖；

圖4-9為IGBT塑膠外框側(cè)上方視圖；

圖4-10為IGBT塑膠外框側(cè)面剖視圖；

圖4-11為塑膠封蓋的側(cè)上方視圖；

圖5-1為PCB的正面主視圖；

圖5-2為PCB的反面主視圖；

圖6-1為前蓋板的主視圖；

圖6-2為前蓋板的左視圖；

圖7為后蓋板的主視圖；

圖8-1為IGBT塑膠外框引腳加工示意圖；

圖8-2為IGBT塑膠外框加工過(guò)程的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1所示為防腐防爆智能IPM變頻模塊整體視圖，留有四個(gè)安裝孔，用于模塊的安裝，模塊底部留有10個(gè)安裝引腳，左側(cè)留有2個(gè)安裝引腳；

圖2所示為防腐防爆智能IPM變頻模塊的爆炸視圖，用于說(shuō)明各個(gè)部件的相對(duì)位置，從后至前分別是后蓋板2-1、IGBT模塊2-2、IPM塑膠外框2-3、PCB 2-4和前蓋板2-5，具體的安裝方式在下文詳述。

圖3-1為IPM塑膠外框的主視圖。IPM塑膠外框?yàn)樗苣z和經(jīng)過(guò)預(yù)處理的銅片復(fù)合而成。外框整體為矩形框結(jié)構(gòu)，下方左右兩邊各留有一個(gè)安裝孔3-1，安裝孔用于整個(gè)IPM變頻模塊的安裝固定。IPM塑膠外框左側(cè)內(nèi)嵌2個(gè)銅制引腳3-2，用于外接主回路濾波電容逆變正負(fù)極。IPM塑膠外框下方內(nèi)嵌10個(gè)銅制引腳3-3，10個(gè)引腳分別外接電源進(jìn)線、負(fù)極、制動(dòng)輸出、變頻輸出和接地，每個(gè)引腳均經(jīng)過(guò)兩次彎折，彎折角度均為90°，彎折后效果如圖3-2左視圖中3-5所示的Z字型結(jié)構(gòu)。引腳靠?jī)?nèi)一端需要與PCB上的焊盤相連接，因此引腳的寬度和間隔配合PCB下方的焊盤位置而確定。引腳焊接端的邊緣高出所處的IPM塑膠外框邊緣0.1mm，該設(shè)計(jì)為了保證引腳在焊接時(shí)與焊盤充分貼合。引腳靠外一端需要進(jìn)行鉆孔處理，銅制引腳需要貫穿，并再向下繼續(xù)在塑膠材料中攻絲，作為IPM變頻模塊對(duì)外的緊固連接接口。IPM塑膠外框與前蓋板的安裝面上，開(kāi)有4個(gè)安裝直插卡口3-4，用于配合前蓋板的安裝。

圖4-1所示為八單元IGBT功率模塊整體視圖，該模塊整體為扁平矩形結(jié)構(gòu)，留有兩個(gè)安裝孔，用于模塊的安裝與焊接，模塊兩側(cè)共留有25個(gè)引腳,用于與PCB上的電路進(jìn)行連接。

圖4-2所示為IGBT功率模塊的爆炸視圖，用于說(shuō)明各個(gè)部件的相對(duì)位置，具體的安裝方式在下文詳述。

圖4-3為底部散熱銅板的側(cè)上方視圖，底部散熱銅板為厚度均勻的銅制薄板，兩端對(duì)稱的開(kāi)兩個(gè)圓孔4-7，用于安裝定位柱。圖4-4為定位柱的側(cè)上方視圖，定位柱為中空的銅制圓柱體，圓柱體下部分外徑與底部散熱銅板留孔的內(nèi)徑相等，兩者采用過(guò)盈配合進(jìn)行安裝，安裝視圖如圖4-5所示。

圖4-6所示為陶瓷銅基板的側(cè)上方視圖，圖4-7所示為側(cè)視圖，由銅板層4-10、中間陶瓷板層4-9、上表面區(qū)域布線銅板層4-8壓合而成。在區(qū)域涂銅區(qū)的相應(yīng)部分，分別采用貼片方式焊接各個(gè)功率芯片，功率芯片之間使用金屬連接線進(jìn)行連接，各個(gè)功率芯片的安裝位置和各個(gè)功率芯片之間的連接方式如圖4-8所示，黑色連線為鋁絲。

圖4-9為IGBT塑膠外框側(cè)上方視圖，IGBT塑膠外框?yàn)樗苣z和經(jīng)過(guò)彎折的銅片復(fù)合而成。外框整體為中空的矩形結(jié)構(gòu)，兩端各留有一個(gè)安裝孔4-11，安裝孔的內(nèi)徑與定位柱上部分的外徑相等。IGBT塑膠外框中內(nèi)嵌25個(gè)銅片4-13作為模塊引腳，各個(gè)銅片均經(jīng)過(guò)兩次彎折，彎折角度均為90°，整體成Z字型如圖4-11中陰影部分所示。銅片的寬度和間距配合陶瓷銅基板上各個(gè)芯片的位置而確定。銅片上邊緣高出外框上邊緣0.1mm，銅片下邊緣低于外框下方安裝面邊緣0.1mm，該設(shè)計(jì)為了保證引腳在焊接時(shí)與焊盤充分貼合。IGBT塑膠外框上端開(kāi)有四個(gè)安裝槽4-12，用于配合塑膠封蓋的安裝。

圖4-11所示為塑膠封蓋結(jié)構(gòu)，塑膠封蓋整體上為均勻厚度的矩形結(jié)構(gòu)，四角分別留有凸出結(jié)構(gòu)4-14，與IGBT塑膠外框的凹槽4-12相配合。

八單元IGBT功率模塊，包括底部散熱銅板4-6、陶瓷銅基板、功率芯片4-3、外殼和定位柱4-5。所述陶瓷銅基板由上層布線銅板層、中間層陶瓷層和下層銅板層組成，所述功率芯片包括可控硅、快恢復(fù)二極管、IGBT芯片、感溫元件和驅(qū)動(dòng)元件，所述外殼包括IGBT塑膠外框4-2和塑膠封蓋4-1。

陶瓷銅基板由下表面銅板層、中間陶瓷板層、上表面區(qū)域布線銅板層三部分組成。底部散熱板上表面與陶瓷銅基板的下表面銅板層貼合。陶瓷銅基板的中間陶瓷層為絕緣層，陶瓷銅基板的上表面區(qū)域布線銅板層是功率芯片的表面貼裝層，各個(gè)芯片均采用貼片方式進(jìn)行焊接安裝。各芯片之間的電路連接通過(guò)鋁絲進(jìn)行連接。將IGBT塑膠外框從上往下套住陶瓷銅基板及其上的功率芯片，且嵌入IGBT塑膠外框的外接引腳與陶瓷銅基板的上表面的布線銅板層相應(yīng)區(qū)域涂銅對(duì)接并進(jìn)行焊接，方便功率模塊的外部連接，在IGBT塑膠外框內(nèi)部注入封裝樹(shù)脂，最后在封裝樹(shù)脂上表面蓋上塑膠封蓋。

上述功率模塊的陶瓷銅基板上的功率芯片集成有可控硅、快恢復(fù)二極管、IGBT芯片、感溫元件和驅(qū)動(dòng)元件等。其中可控硅為相比于傳統(tǒng)七單元功率模塊額外增加的第八個(gè)單元，用于實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)智能模塊外圍電路中的繼電器功能。各功率芯片及元件之間通過(guò)區(qū)域涂銅之間的鋁絲進(jìn)行連接。

上述陶瓷銅基板上表面的布線銅板層進(jìn)行了區(qū)域劃分，將強(qiáng)弱電元件進(jìn)行了合理布局，提升了功率模塊的可靠性。

上述功率模塊增加了感溫元件，感溫元件布置在整個(gè)區(qū)域布線銅板層中大功率芯片附近，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功率模塊內(nèi)部溫度，能有效的避免功率模塊因?yàn)闇囟冗^(guò)高而造成爆炸的生產(chǎn)安全問(wèn)題。

圖5-1為PCB的正面主視圖，該面按照變頻器原理設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行元件布局和布線，除了IGBT模塊之外其他所有的元器件均以貼片的形式焊接在PCB的正面，其中5-1位置安裝貼片式變壓器，5-2位置安裝石英陶瓷防爆保險(xiǎn)絲。PCB中部靠下位置有兩個(gè)通孔5-3，通孔內(nèi)徑與限位柱的外徑相等，IGBT模塊的限位柱插入該通孔以確定安裝位置。圖5-2為PCB的反面主視圖，在兩個(gè)通孔之間的區(qū)域，配合IGBT模塊引腳的位置，配置有25個(gè)焊盤5-4用于焊接。PCB下方有10個(gè)焊盤5-5，對(duì)應(yīng)于IPM塑膠外框的10個(gè)銅制引腳3-3。PCB右側(cè)有2個(gè)焊盤5-6，對(duì)應(yīng)于IPM塑膠外框側(cè)面的2個(gè)銅制引腳3-2。

圖6-1為前蓋板的主視圖，圖6-2為前蓋板的左視圖，前蓋板整體上為開(kāi)有多個(gè)孔的矩形結(jié)構(gòu)，各個(gè)孔對(duì)應(yīng)于PCB正面焊接的高度較高的元器件，并為八單元IGBT模塊的限位柱留有兩個(gè)通孔6-1。左下方設(shè)置有長(zhǎng)方體凸起6-2，前蓋板安裝后該裝置內(nèi)部為PCB的石英陶瓷防爆保險(xiǎn)絲。前蓋板四角配置有4個(gè)用于安裝的直插插頭6-3，配合IPM塑膠外框的四個(gè)直插卡口3-4，用于前蓋板的安裝與緊固。

圖7為后蓋板的主視圖，后蓋板整體為矩形薄板結(jié)構(gòu)，留有八單元IGBT模塊銅基板形狀的通孔7-1。后蓋板安裝在IPM塑膠外框上后，銅基板外緣與后蓋板平齊，以便于功率模塊的散熱。

上述智能IPM變頻模塊全部元件均采用貼片的方式進(jìn)行焊接，相比于傳統(tǒng)的IPM變頻模塊將IGBT模塊放置在PCB正面，本發(fā)明將IGBT模塊配置在PCB背面，并設(shè)計(jì)后蓋板中空結(jié)構(gòu)7-1，在保證散熱的前提下縮小了PCB的大小，進(jìn)而縮小了IPM變頻模塊的體積。

上述智能IPM變頻模塊的正反面PCB在完成貼片元件焊接之后，前后蓋板安裝之前，需要在IPM塑膠外框之內(nèi)，蓋板安裝面之內(nèi)填充專用電子封裝膠，可以提高模塊的耐腐蝕性能。

上述智能IPM變頻模塊配置了石英陶瓷防爆保險(xiǎn)裝置5-2，在流過(guò)整個(gè)模塊的電流過(guò)大時(shí)保險(xiǎn)絲熔斷，起到保護(hù)電路的作用，進(jìn)一步提升模塊的安全性。

本發(fā)明部分核心部件加工流程如下：

1.IGBT塑膠外框的加工流程

1)取適當(dāng)大小和厚度的銅片，按照引腳尺寸切割為兩片，其中一片上有7個(gè)引腳，另一片上有18個(gè)引腳，引腳兩端均有銅片連接；

2)在銅片的適當(dāng)位置進(jìn)行彎折，使引腳成Z字型結(jié)構(gòu)，如圖8-1所示；

3)將完整的兩片銅片作為整體加入注塑機(jī)中進(jìn)行注塑加工，加工過(guò)程中為圖8-2所示；

4)注塑加工完成后，對(duì)所有引腳進(jìn)行表面鍍錫，并將連接引腳的銅片8-1、8-2切斷，便于后續(xù)封裝焊接，由此完成IGBT塑膠外框的加工。

2.IPM塑膠外框的加工流程

1)1)取適當(dāng)大小和厚度的銅片，按照引腳尺寸切割為兩片，其中一片上有2個(gè)引腳，另一片上有10個(gè)引腳，引腳兩端均有銅片連接；

2)分別在兩片銅片上相應(yīng)的位置上打孔；

3)在10個(gè)引腳的銅片適當(dāng)位置進(jìn)行彎折，使引腳成Z字型結(jié)構(gòu)；

4)將完整的兩片銅片作為整體加入注塑機(jī)中進(jìn)行注塑加工；

5)注塑加工完成后，對(duì)所有引腳進(jìn)行表面鍍錫，并將連接引腳的銅片切斷。

上述加工工藝在引腳的彎折和注塑的過(guò)程中，始終保持引腳之間的連接，這樣的方式可以保證注塑加工過(guò)程中引腳位置的穩(wěn)定和形狀的一致性，在注塑加工完成之后再切斷連接銅片，解除引腳之間的連接。

八單元IGBT功率模塊制造及安裝流程如下：

1)分別完成底部散熱銅板、定位柱、陶瓷銅基板、IGBT塑膠外框、塑膠封蓋的制作，陶瓷銅基板和IGBT塑膠外框的加工流程如上文所述；

2)將定位柱安裝入底部銅基板的安裝孔中，兩者之間采用過(guò)盈配合；

3)在底部散熱銅板上涂一層焊劑，于相應(yīng)位置放置陶瓷銅基板，將兩者進(jìn)行氣體保護(hù)高溫焊接，由此陶瓷銅基板的下表面與底部散熱銅板的上表面緊密貼合，以保證散熱充分；

4)對(duì)焊接后的陶瓷銅基板進(jìn)行清洗；

5)采用鋼網(wǎng)錫漿印刷工藝在陶瓷銅基板的上表面涂一層焊劑，相應(yīng)位置放置各個(gè)功率元件，并以定位柱為定位標(biāo)準(zhǔn)安裝IGBT塑膠外框，此時(shí)IGBT塑膠外框上各個(gè)引腳與陶瓷銅基板上的焊盤一一對(duì)應(yīng)，整體進(jìn)行氣體保護(hù)回流焊接；

6)在功率器件和陶瓷銅基板的相應(yīng)位置焊接鋁絲，由此完成模塊內(nèi)部電路部分的焊接；

7)在陶瓷銅基板與功率芯片之上，塑膠外殼之內(nèi)的空間填注專用電子封裝膠，填注高度不超過(guò)塑膠封蓋的安裝高度；

8)將塑膠封蓋安裝在塑膠外殼的相應(yīng)安裝位置；

9)對(duì)功率模塊進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試；

10)測(cè)試通過(guò)后，將測(cè)試數(shù)據(jù)和產(chǎn)品型號(hào)打印在產(chǎn)品外殼上，其中產(chǎn)品的測(cè)試數(shù)據(jù)以二維碼方式進(jìn)行表達(dá)，完成功率模塊的封裝。

本發(fā)明制造及安裝流程如下：

1)分別完成IPM塑膠外框、PCB、IGBT功率模塊、前蓋板和后蓋板的加工制作；

2)使用鋼網(wǎng)印刷工藝在PCB正面刷錫漿，使用貼片機(jī)完成PCB正面貼片元件的貼片，之后進(jìn)行回流焊；

3)使用鋼網(wǎng)印刷工藝在PCB反面焊盤上刷錫漿，將完成上一步焊接的PCB嵌入IPM塑膠外框，PCB反面焊盤與IPM塑膠外框引腳貼合，將IGBT功率模塊的限位柱插入PCB的通孔，IGBT功率模塊的引腳與PCB反面焊盤相貼合，使用專用風(fēng)槍在260℃～280℃下進(jìn)行焊接，由此完成電路部分焊接；

4)對(duì)電路部分進(jìn)行測(cè)試，合格后進(jìn)行下一步；

5)在PCB與貼片元件之上、IPM塑膠外框之內(nèi)的空間填注專用電子封裝膠，填注高度不超過(guò)前后蓋板的安裝高度；

6)安裝前蓋板，將四個(gè)安裝直插卡頭插入IPM塑膠外框相應(yīng)的安裝直插卡口中；

7)安裝后蓋板，保證IGBT模塊的銅基板外緣與后蓋板外緣平齊，使用膠水對(duì)后蓋板四周進(jìn)行固定；

8)使用激光打印在IPM塑膠外框上打印產(chǎn)品型號(hào)，由此完成整個(gè)IPM變頻模塊的封裝。