本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體閥串壓裝集成用導(dǎo)軌裝置。

背景技術(shù)：

目前，我國已建成南澳三端±160kV、舟山五端±200kV柔性直流輸電工程，但由于缺乏核心裝備——直流斷路器，其工程的優(yōu)勢并未發(fā)揮出來。直流斷路器是柔性直流輸電工程中的核心設(shè)備，主要由壓接式IGBT封裝模塊構(gòu)成。

目前IGBT等大型半導(dǎo)體器件在進(jìn)行模塊化集成時(shí)，主要采用人工堆積、豎直壓裝的方式，授權(quán)公告號為CN204832258U，授權(quán)公告日為2015.12.02的中國實(shí)用新型專利公開了一種大功率壓接式IGBT封裝模塊壓裝測試夾具，包括由下至上依次壓接的第一固定板組套、第一導(dǎo)電板、第一水冷散熱組套、第二導(dǎo)電板、第二水冷散熱組套、第三導(dǎo)電板和第二固定板組套，該夾具是將待壓接封裝的IGBT、導(dǎo)電板以及散熱器等器件按照一定的順序堆疊放置在第一固定板和第二固定板之間，其中頂部的第二固定板上設(shè)置有頂壓柱，底部的第一固定板作為支撐板要求其底面必須具有一定的平面度。使用時(shí)，利用液壓泵對頂壓柱施加向下的壓力，該壓力傳遞到導(dǎo)電板、散熱器以及IGBT等器件上，并利用墊片塞進(jìn)打壓時(shí)產(chǎn)生的間隙中，使得壓力能夠保持住，從而實(shí)現(xiàn)模塊的壓接封裝。

由于壓接式IGBT封裝模塊在封裝時(shí)對裝配精度的要求極高，而上述封裝方式在操作時(shí)是將器件自下而上依次放置在底部的第一固定板上，眾所周知，壓接式IGBT封裝模塊中待壓接的IGBT及散熱器的數(shù)量是比較多的，尤其是大功率的壓接式IGBT封裝模塊，其數(shù)量更多。這時(shí)如果采用這種人工豎直堆積的方法，上部的器件以下部的器件為基準(zhǔn)進(jìn)行放置，隨著器件增多，將會形成公差累積，各器件的裝配中心不在同一豎直線上，裝配精度難以保證，從而造成同一型號的IGBT封裝模塊之間差別較大，集成模塊的標(biāo)準(zhǔn)化程度較低。同時(shí)，由于器件的數(shù)量較多，隨著模塊高度的增加，必然會增加運(yùn)輸路徑，從而造成勞動強(qiáng)度較大且裝配效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體閥串壓裝集成用導(dǎo)軌裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中人工豎直堆積器件時(shí)造成的裝配精度低且勞動強(qiáng)度大的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種半導(dǎo)體閥串壓裝集成用導(dǎo)軌裝置，包括水平設(shè)置的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上導(dǎo)向移動裝配有半導(dǎo)體支撐座和散熱器支撐座，所述半導(dǎo)體支撐座和散熱器支撐座的個數(shù)和順序均與待壓裝的半導(dǎo)體閥串中相應(yīng)器件的個數(shù)和順序一致。

所述導(dǎo)軌上還導(dǎo)向移動裝配有絕緣盤支撐座和壓力自適應(yīng)組件支撐座。

所述半導(dǎo)體支撐座、散熱器支撐座、絕緣盤支撐座以及壓力自適應(yīng)組件支撐座與導(dǎo)軌上設(shè)置有用于防止各支撐座脫出導(dǎo)軌的防脫結(jié)構(gòu)。

所述導(dǎo)軌的截面呈矩形，半導(dǎo)體支撐座、散熱器支撐座、絕緣盤支撐座以及壓力自適應(yīng)組件支撐座上均設(shè)置有與導(dǎo)軌導(dǎo)向滑動配合的滑槽，所述防脫結(jié)構(gòu)包括穿設(shè)在各支撐座中的防脫件以及設(shè)置在導(dǎo)軌側(cè)面的與所述防脫件配合的防脫槽。

所述防脫件包括與各相應(yīng)支撐座螺紋連接的螺桿，螺桿的螺紋段端部連接有彈簧，彈簧的另一端連接有球，所述球與滑槽滑動配合以防止各相應(yīng)支撐座脫出導(dǎo)軌。

所述散熱器支撐座上開設(shè)有供散熱器上的接線端子穿過的穿孔。

本發(fā)明的有益效果在于：水平導(dǎo)軌上導(dǎo)向移動裝配有半導(dǎo)體支撐座和散熱器支撐座，半導(dǎo)體支撐座和散熱器支撐座的個數(shù)和順序均與待壓裝的半導(dǎo)體閥串中相應(yīng)器件的個數(shù)和順序一致，這樣閥串中的半導(dǎo)體和散熱器就可以按照順序依次水平放置，相比豎直堆積的放置方法，這種放置方法減少了運(yùn)輸路徑，因此勞動強(qiáng)度低，同時(shí)裝配效率高。另外，半導(dǎo)體和散熱器均依靠各自的支撐座來保證閥串的裝配精度，相比豎直堆積時(shí)上部的器件以下部的器件為基準(zhǔn)進(jìn)行放置而言，本發(fā)明不會形成公差累積，提高了裝配精度，使同一型號的半導(dǎo)體閥串差別小，集成模塊的標(biāo)準(zhǔn)化程度高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中半導(dǎo)體閥串壓裝集成用導(dǎo)軌裝置的示意圖；

圖2為半導(dǎo)體閥串的立體圖；

圖3為圖2的剖切示意圖；

圖4為半導(dǎo)體閥串中第一散熱器與導(dǎo)軌裝置的配合示意圖；

圖5為圖4中的局部放大圖；

圖6為半導(dǎo)體閥串中第二散熱器與導(dǎo)軌裝置的配合示意圖；

圖7為半導(dǎo)體閥串壓裝集成用導(dǎo)軌裝置中半導(dǎo)體支撐座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為半導(dǎo)體閥串壓裝集成用導(dǎo)軌裝置中絕緣盤支撐座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為半導(dǎo)體閥串壓裝集成用導(dǎo)軌裝置中壓力自適應(yīng)組件支撐座的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.水平工作臺；2.支腿；3.壓力自適應(yīng)組件支撐座；4.絕緣盤支撐座；5.散熱器支撐座；6.半導(dǎo)體支撐座；7.導(dǎo)軌；8.橫梁；9.靜端固定板；10.碟簧；11.絕緣盤；12.絕緣拉桿；13.動端固定板；14.動端適配器；15.墊片；16.應(yīng)力錐；17.第二散熱器；18.IGBT；19.第一散熱器；191.接線端子；20.壓力自適應(yīng)錐窩；21.壓力自適應(yīng)錐頭；22.固定螺母；23.防脫件；231.螺桿；232.彈簧；233.鋼球；24.固定螺釘。

具體實(shí)施方式

半導(dǎo)體閥串壓裝集成用導(dǎo)軌裝置的一個實(shí)施例如圖1~圖9所示，包括設(shè)置在機(jī)架2上的水平工作臺1，水平工作臺1上設(shè)置有導(dǎo)軌7，導(dǎo)軌7上導(dǎo)向滑動裝配有用于定位和支撐半導(dǎo)體閥串中相應(yīng)半導(dǎo)體的半導(dǎo)體支撐座6，在該實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體為IGBT18，所述半導(dǎo)體閥串即為IGBT閥串，半導(dǎo)體支撐座6上具有與IGBT18的底部形狀相吻合的半導(dǎo)體支撐面。導(dǎo)軌7上還導(dǎo)向滑動裝配有用于支撐半導(dǎo)體閥串中相應(yīng)散熱器的散熱器支撐座5，所述散熱器包括第一散熱器19和第二散熱器17，由于第一散熱器19和第二散熱器17的被支撐的底部外形和大小均相同，所以兩種散熱器的支撐座是相同的，均為散熱器支撐座5，散熱器支撐座5上具有與第一散熱器19和第二散熱器17的底部形狀相吻合的散熱器支撐面。

另外，由于第一散熱器19的底部具有接線端子191，為了方便散熱器支撐座5對于第一散熱器19的支撐，在散熱器支撐座5上還設(shè)置有用于接線端子191穿過的穿孔，由于所述接線端子191較長且散熱器支撐座5的高度較小，接線端子191穿過所述穿孔后仍然有部分凸出于散熱器支撐座5的底部，因此在導(dǎo)軌7和水平工作臺1上也開設(shè)有對應(yīng)的接線端子穿孔，以方便第一散熱器19能夠隨散熱器支撐座5沿導(dǎo)軌7滑動。第二散熱器17在放置時(shí)其接線端子不會穿過散熱器支撐座5，由于具有穿孔的散熱器支撐座5并不影響對第二散熱器17的支撐，因此兩種散熱器采用相同的支撐座即可。

由于半導(dǎo)體閥串中IGBT18位于相鄰的第一散熱器19和第二散熱器17之間，所以相應(yīng)的，半導(dǎo)體支撐座6位于相鄰的兩個散熱器支撐座5之間。一般情況下，待壓裝的半導(dǎo)體閥串中器件的數(shù)量是比較多的，半導(dǎo)體支撐座6和散熱器支撐座5的個數(shù)和順序均與待壓裝的半導(dǎo)體閥串中相應(yīng)器件的個數(shù)和順序一致，即半導(dǎo)體支撐座6和散熱器支撐座5按照對應(yīng)的數(shù)量和位置關(guān)系設(shè)置在導(dǎo)軌7上，兩端最外側(cè)均為散熱器支撐座5。

根據(jù)半導(dǎo)體閥串的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)軌7上于一側(cè)端部的散熱器支撐座5的外側(cè)還導(dǎo)向滑動裝配有用于支撐絕緣盤11的絕緣盤支撐座4、導(dǎo)軌7上于另一側(cè)端部的散熱器支撐座5的外側(cè)還導(dǎo)向滑動裝配有用于支撐壓力自適應(yīng)組件的壓力自適應(yīng)組件支撐座3，絕緣盤支撐座4上具有與絕緣盤11的底部形狀相吻合的絕緣盤支撐面，壓力自適應(yīng)組件支撐座3上具有與壓力自適應(yīng)組件的底部形狀相吻合的壓力自適應(yīng)組件支撐面。所述壓力自適應(yīng)組件包括壓力自適應(yīng)錐窩20和壓力自適應(yīng)錐頭21，壓力自適應(yīng)錐頭21上設(shè)置有錐形凸面，壓力自適應(yīng)錐窩20上設(shè)置有與所述錐形凸面凹凸配合的錐形凹面，由于壓力自適應(yīng)錐窩20和壓力自適應(yīng)錐頭21的被支撐的底部外形和大小均相同，所以兩者的支撐座是相同的，均為壓力自適應(yīng)組件支撐座3，相應(yīng)的，壓力自適應(yīng)組件支撐座3有兩個。

所述半導(dǎo)體支撐座6、散熱器支撐座5、絕緣盤支撐座4、壓力自適應(yīng)組件支撐座3與導(dǎo)軌7上設(shè)置有用于防止各支撐座脫出導(dǎo)軌7的防脫結(jié)構(gòu)。導(dǎo)軌7的截面呈矩形，半導(dǎo)體支撐座6、散熱器支撐座5、絕緣盤支撐座4、壓力自適應(yīng)組件支撐座3上均設(shè)置有與導(dǎo)軌7導(dǎo)向滑動配合的滑槽，所述防脫結(jié)構(gòu)包括穿設(shè)在各相應(yīng)支撐座中的防脫件23以及設(shè)置在導(dǎo)軌7側(cè)面的與所述防脫件23配合以防止各支撐座脫出導(dǎo)軌7的防脫槽。如圖5所示，在該實(shí)施例中，所述防脫件23包括與各相應(yīng)支撐座螺紋配合的螺桿231，螺桿231的螺紋段端部連接有彈簧232，彈簧232的另一端連接有鋼球233，所述滑槽為V形滑槽，鋼球233與V形滑槽滑動配合以防止各相應(yīng)支撐座脫出導(dǎo)軌7。另外，導(dǎo)軌7是通過固定螺釘24固定在水平工作臺1上的，也就是說，可以根據(jù)半導(dǎo)體閥串的長度，選擇合適長度的導(dǎo)軌7，導(dǎo)軌7可拆卸更換，這樣就使得導(dǎo)軌裝置的適用范圍更加廣泛。

防脫件23的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不但可以實(shí)現(xiàn)防脫作用，同時(shí)由于彈簧232和鋼球233的存在，在安裝支撐座時(shí)，可以從上往下使鋼球233先與導(dǎo)軌7接觸，繼續(xù)往下施力時(shí)，彈簧232被壓縮，鋼球233縮回，當(dāng)支撐座安裝到導(dǎo)軌7后，鋼球233又被彈出，防止支撐座脫出導(dǎo)軌，這樣就實(shí)現(xiàn)了支撐座的快速安裝和拆卸，從而提高整個壓裝操作的效率。

各支撐座與導(dǎo)軌7依靠各自的加工精度保證導(dǎo)向滑動配合的精度，半導(dǎo)體支撐面、散熱器支撐面、絕緣盤支撐面以及壓力自適應(yīng)組件支撐面也均靠加工精度來保證與相應(yīng)的被支撐器件的底部形狀相吻合，半導(dǎo)體支撐面、散熱器支撐面、絕緣盤支撐面以及壓力自適應(yīng)組件支撐面的高度滿足在IGBT18、第一散熱器19、第二散熱器17、絕緣盤11以及壓力自適應(yīng)組件放置在相應(yīng)支撐座上后，它們的裝配中心位于同一水平線上，從而保證了裝配精度，提高壓裝集成后模塊的標(biāo)準(zhǔn)化程度。

根據(jù)待壓裝的半導(dǎo)體閥串中被支撐器件的大小，在該實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體支撐座6、散熱器支撐座5、絕緣盤支撐座4以及壓力自適應(yīng)組件支撐座3的厚度分別為26mm、28mm、35mm、23mm，當(dāng)然，各支撐座的形狀和規(guī)格并不局限于本實(shí)施例中的參數(shù)，因?yàn)椴煌陌雽?dǎo)體閥串中待壓接器件的種類、形狀和大小是不同的，因此可以根據(jù)實(shí)際需要，事先將相匹配的支撐座制作好，并準(zhǔn)備足夠的數(shù)量，這樣在使用時(shí)，就可以根據(jù)實(shí)際情況，直接選擇匹配的支撐座，利用彈簧和鋼球的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)支撐座的快速裝配。

半導(dǎo)體閥串壓裝集成用導(dǎo)軌裝置的工作原理是：首先應(yīng)按照待壓裝的半導(dǎo)體閥串中各器件的圖紙順序?qū)⑾鄳?yīng)的支撐座裝配在導(dǎo)軌7上，兩端的支撐座分別為壓力自適應(yīng)組件支撐座3和絕緣盤支撐座4，然后將各器件放置在相應(yīng)的支撐座上。由于各器件是在水平方向上依次放置，相比豎直堆積的放置方法，這種放置方法減少了運(yùn)輸路徑，因此勞動強(qiáng)度低，同時(shí)裝配效率高。另外，每一個器件均依靠與之相匹配的支撐座來保證裝配精度，并最終保證半導(dǎo)體閥串的裝配精度，相比豎直堆積時(shí)上部的器件以下部的器件為基準(zhǔn)進(jìn)行放置而言，本發(fā)明不會形成公差累積，有效保證了裝配精度，同一型號的半導(dǎo)體閥串差別小，集成模塊的標(biāo)準(zhǔn)化程度高。

各器件放置完成后將碟簧10套設(shè)在壓力自適應(yīng)錐頭21的圓柱段上，將應(yīng)力錐16裝配在絕緣盤11內(nèi)，在應(yīng)力錐16的圓柱段上套設(shè)動端適配器14。然后將靜端固定板9和動端固定板13按照圖紙規(guī)定的距離固定在水平工作臺1上，并使壓力自適應(yīng)錐頭21的圓柱段穿過靜端固定板9，使動端適配器14的小徑段穿過動端固定板13、大徑段與動端固定板13擋止配合。絕緣拉桿12穿過靜端固定板9和動端固定板13，并用固定螺母22固定，從而使靜端固定板9和動端固定板13之間的距離保持不變。

壓裝時(shí)，對應(yīng)力錐16施加水平的外力，各器件隨相應(yīng)的支撐座向另一側(cè)滑動，各器件之間的間隙被填滿，碟簧10被壓縮，應(yīng)力錐16與動端適配器14之間出現(xiàn)間隙，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，將合適的墊片15塞進(jìn)應(yīng)力錐16和動端適配器14之間的間隙中，當(dāng)外部壓力撤銷后即可保持該壓力，最后將橫梁8固定在靜端固定板9和動端固定板13之間，至此就完成了IGBT閥串的壓裝集成。

在半導(dǎo)體閥串壓裝集成用導(dǎo)軌裝置的其他實(shí)施例中：所述半導(dǎo)體也可以是晶閘管，此時(shí)半導(dǎo)體閥串即為晶閘管閥串；導(dǎo)軌與各支撐座也可以是導(dǎo)向滾動配合；導(dǎo)軌和水平工作臺上可以不設(shè)置供第一散熱器的接線端子穿過的接線端子穿孔，可以只在散熱器支撐座上設(shè)置穿孔，此時(shí)需要將散熱器支撐座的高度適當(dāng)增加，使接線端子不穿出散熱器支撐座；防脫件可以只是一個螺桿，螺桿的端部直接與滑槽配合以防止相應(yīng)支撐座脫出導(dǎo)軌；防脫結(jié)構(gòu)也可以是設(shè)置在導(dǎo)軌上的燕尾塊結(jié)構(gòu)以及設(shè)置在各支撐座上的燕尾槽；根據(jù)半導(dǎo)體閥串的實(shí)際結(jié)構(gòu)，絕緣盤支撐座和壓力自適應(yīng)組件支撐座也可以是用于支撐其他相應(yīng)器件的支撐座，或者半導(dǎo)體閥串壓裝集成用導(dǎo)軌裝置根本不包括絕緣盤支撐座和壓力自適應(yīng)組件支撐座。