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英飞凌EconoPACK IGBT模块安装说明及应用笔记(2)


3 压入过程
PressFIT模块通过压入,插入到印刷电路板中。既可以采用简单的曲柄压机,也可以采用专门的机器,执行压入。建议采用可记录力度值和移动距离的压入工具,因为这能确保恒定的质量。这样做可以确保质量始终如一。依照IEC 60352-5标准,压入速度应在25毫米/分钟到50毫米/分钟之间。
请注意,在压入过程中,印刷电路板的放置区与压板的压力区必须相互平行。压板应当固定就位并通过等速运动,将模块压入印刷电路板中。
压入过程中,模块引脚应当插入印刷电路板,直至模块外壳的承力面接触到PCB电路板。
为了在压入过程结束时限制力度,可以在压入工具的上半部加装弹簧。可以根据引脚数量和相应的最小压入力度,调节压入工具的弹簧加载力度。有时候可能不需要弹簧,特别是当压入力度受到控制和限制时。
下面的演示图所示为在英飞凌科技股份公司的实验室中执行的将EconoPACK™ 4模块压入电路板的过程。
对齐压机,以确保该工具的上下两个部分相互垂直
步骤1:对齐压机,以确保该工具的上下两个部分相互垂直。
将PCB电路板和模块放入工具。可利用工具导板进行定位

步骤2:将PCB电路板和模块放入工具。可利用工具导板进行定位。
通过将工具的上半部向下移动,将 模块的PressFIT引脚压入PCB电路板中

步骤3:通过将工具的上半部向下移动,将 模块的PressFIT引脚压入PCB电路板中。
图2 EconoPACK™ 4模块压入过程示例
3.1 压入工具
英飞凌专为EconoPACK™4和EconoBRIDGE™4模块开发了一个示范压入工具。图3所示即为该压入工具。可通过英飞凌的正常渠道,索取该工具的图纸。用户必须测试并检验该工具是否适用于特定安装过程和应用。
针对特定PCB电路板调节该工具或开发新工具时,必须考虑到位置接近工具承力面的PCB电路板元件,以防压入过程损坏这些元件。
适用于EconoPACK™ 4和EconoBRIDGE™ 4 模块的压入工具示例
图3 适用于EconoPACK™ 4和EconoBRIDGE™ 4 模块的压入工具示例
3.2 压入力度
要将模块压入印刷电路板,必须对模块的每个引脚施以约70N到90N之间的力。压入力度取决于PCB板孔直径。由于EconoPACK™4模块具备15个PressFIT引脚,因此,典型的最小压入力度为1.2kN左右。
典型压入力度
表 2 典型压入力度
3.3 额外加固印刷电路板
压入过程结束后,建议采用机械方法加固模块与印刷电路板之间的接触区。可以利用自攻螺丝或类似的紧固方法,通过模块上的4 个PCB 电路板安装支脚(请参见图4),将PCB 电路板安装到模块上,以加固接触区。除用手拧紧螺丝,将PCB 电路板安装到安装孔中之外,最好使用有扭矩限制的电子控制螺丝刀,或至少缓慢旋转的电动螺丝刀(U  300U/分钟)来执行这个操作。由于不精确,我们不建议使用气动螺丝刀。
EconoPACK™ 4 模块上的PCB 电路板安装支脚(红色圈出)

图 4 EconoPACK™ 4 模块上的PCB 电路板安装支脚(红色圈出)
取决于所安装的具体PCB 电路板的厚度和重量,拧入PCB 电路板安装支脚内的有效螺纹长度应当至少为 lmin  4 毫米,且最长不超过lmax  10 毫米。
正确地将螺丝拧入PCB 电路板安装支脚

图5 A. 正确地将螺丝拧入PCB 电路板安装支脚
B. 将螺丝拧入PCB 电路板安装支脚的位置错误
安装支脚上半部的1.5 毫米仅用作引导,不能受力。螺丝拧入的过程中,塑料内壁上将自动形成螺纹。
推荐的自攻螺丝为,例如:
- Ejot PT WN 1451 K25x10 A2K : Mmax = 0.65Nm ± 10%
- Ejot DELTA PT WN 5451 K25x10 : Mmax = 0.65Nm ± 10%
为避免安装支脚损坏或破裂,必须在安装过程中将螺丝垂直插入安装支脚(图5)。
推荐的螺丝和扭矩基于实验室试验。取决于所使用的螺丝和工具,有必要相应地调整安装过程。
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