IGBT组装工艺流程
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中矿传动技术交流
工艺规范
2021年第32期
2021年12月06日发布
IGBT组装工艺流程
工业设计部 单艳梅
导读：IGBT是大功率变频器核心元器件，其性能好坏直接决定整个产品的质量，因此，其组装过程要求标准、专业、规范的生产工艺。我司工业设计部单艳梅根据实际生产经验和工艺流程总结出了一套完备的IGBT组装工艺，今天刊登出来，与大家一起分享、学习。
目前IGBT等高精密器件的组装生产是采用一人操作多项工作的方式，这容易造成装配动作不规范、装配的产品达不到专业水平，从而影响产品装配质量的问题。
实操过程中对散热器以及IGBT对表面平整度都有很严格的要求，因此当装配作业时就需要专业的工作平台，同时采用合适的运输工具及采取相应的保护措施来避免元器件表面受损。另外，如果操作过程中工人徒手搬运散热器或IGBT，一旦发生意外失手情况，造成元器件损坏，就会产生不小的经济损失。
为了克服上述缺陷，提高了装配产品的质量和效率，特设计了本IGBT的组装工艺流程，其具体如下。
工艺流程步骤
本次采用的工艺流程方案是在IGBT的组装过程中，设置若干个工位点，并在每个对应的工位点划定工位器具区域，配备组装使用工具，同时设立若干检验员，对整个工艺过程进行检验。具体工艺步骤如下：
（1）设置工位1，抹绝缘硅脂；
① 将IGBT反扣在专用固定工装支架上；
② 涂抹绝缘硅脂前用干净的棉布或者用干净的棉布蘸取酒精擦拭清理IGBT；
③ 涂抹导热硅脂时，用专用的钢质刮刀把绝缘硅脂均匀涂抹在每个丝网的网孔内；
④ 把涂抹好绝缘硅脂的IGBT轻置放在散热器上指定的安装位置，放置时应对孔一次性放置到位；
（2）设置工位2，预紧IGBT和散热器；
在对IGBT固定安装时，用扭力扳手分别对不同规格的IGBT用0.4NM-0.6NM的均力按端子顺序预紧螺栓。
一般情况下IGBT有以下三种不同端子顺序，其中：
六个端口的顺序为：2-5-3-6-1-4，
八个端口的顺序为：2-6-3-7-4-8-1-5,
十四个端口的顺序为：4-11-3-10-5-12-2-9-6-13-1-8-7-14；
（3）设置工位3，紧固散热器；
按照上述步骤（2）中②同样顺序用扭力扳手采用4NM-6NM的均力进行紧固螺栓；
图1 预紧螺栓顺序
图2 预紧螺栓顺序
图3预紧螺栓顺序
（4）设置工位4，按照位置装配加热电阻；
（5）设置工位5，固定驱动电路板；
按照图示位置把驱动电路板固定在IGBT相应位置；
（6）设置工位6，进行模块内部接线；
以上步骤按照顺序操作，完成之后送入半成品放置区域，形成一条由流水线始端走向末端并转入半成品放置区域的IGBT的组装工艺流程。
图4 IGBT装配组件结构示意图
工艺流程特点
采用此工艺流程后，具有以下特点：
1、采用这种流程作业方式可以让工人各司其职，每个人只专长自己所在工位的装配内容，有利于标准作业化的执行，加强工人装配的熟练程度，提高产品质量。
2、把装配所需的工具、材料等放在最合适和方便拿取的位置，这样节约了工人在操作时寻找材料和工具的时间，会很大程度上提高工作效率。
3、整个流程采用定人、定工位、定标准作业三定原则，使每个装配出来的产品都是标准化的，方便追溯质量责任人，有利于质量控制，提高现场管理水平。
图5 散热器模块内部接线图
具体实施案例
为加深对IGBT的组装的理解，下面将结合实施例和附图对组装工艺进一步详述，该实施例。
如图1至5示出了IGBT的组装工艺流程的具体实施方式：IGBT的组装工艺流程，在其组装过程中设置6个工位点，在每个相对应的工位点处分别设置工位器具区域，并设立1名检验员，包括以下工艺步骤：
（1）抹绝缘硅脂；
① 将IGBT反扣在专用固定工装支架上，并注意防止碰撞、摩擦等；
② 涂抹绝缘硅脂前用干净的棉布或者用干净的棉布蘸取酒精擦拭清理IGBT，要保证IGBT和散热器接触面清洁；
③ 涂抹导热硅脂时，用专用的钢质刮刀把绝缘硅脂均匀涂抹在每个丝网的网孔内，不得有漏、冒和或多或少现象，导热硅脂的涂抹应保证均匀、无气泡、无杂物，单管厚度为 100μm，双管厚度为75μm，IGBT模块安装紧固后能看到周围渗出一点点边缘，说明涂抹数量已足，涂抹不均匀、过厚都会影响IGBT的散热效果；
④ 把涂抹好绝缘硅脂的IGBT轻置放在散热器上指定的安装位置，放置时应对孔一次性放置到位 ，避免二次挪动影响导热硅脂的涂抹效果；
（2）预紧IGBT和散热器；
在对IGBT固定安装时，用扭力扳手分别对四个端口：2-5-3-6-1-4，六个端口：2-6-3-7-4-8-1-5,十四个端口：4-11-3-10-5-12-2-9-6-13-1-8-7-14三种不同规格的IGBT用0.5NM的均力按端子顺序预紧螺栓；
（3）紧固散热器；
按照上述步骤（2）中②同样顺序用扭力扳手采用5NM的均力进行紧固螺栓；
（4）装配加热电阻。
用半圆头十字机螺栓固定，并利用十字螺丝刀拧紧和固定；
（5）固定驱动电路板；
按照图示位置把驱动电路板固定在IGBT相应位置，用不锈钢内六角螺栓固定，扭力扳手拧紧，特别注意尽量不用手等带静电的物品触摸IGBT驱动板相关的触点，以免静电电压导致IGBT整体损坏；
（6）模块内部接线；
以上步骤按照顺序操作，完成之后送入半成品放置区域，形成一条由流水线始端走向末端并转入半成品放置区域的IGBT的组装工艺流程。
图6 IGBT工艺组装流程图
这种流程作业方式可以让工人各司其职，每个人只专长自己所在工位的装配内容，有利于标准作业化的执行，加强工人装配的熟练程度，提高产品质量，把装配所需的工具、材料等放在最合适和方便拿取的位置，这样节约了工人在操作时寻找材料和工具的时间，会很大程度上提高工作效率，整个流程采用定人、定工位、定标准作业三定原则，使每个装配出来的产品都是标准化的，方便追溯质量责任人，有利于质量控制，提高现场管理水平。
（本稿件由中矿传动市场部整理编辑，经中矿传动技术支持团队审核授权发布！）
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