CN101609821A - 一种大功率半导体多管高效定位夹具 - Google Patents
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Abstract
一种大功率半导体多管高效定位夹具，包括由弹性绝缘材料制成的夹具本体，夹具本体的夹具外层设有两个塑胶柱，位于夹具本体另一面两侧为圆弧状结构，每个圆弧面上分别设有一柱状卡扣，所述夹具本体的中心处设有带孔的螺母镶件；弹性绝缘夹具的引入使半导体管的侧向和法向方向同时定位并固定，弹性绝缘夹具的弹性变形特性使半导体管与散热片之间有效贴合并均匀紧密连接。本发明极大减少了定位时间和降低了故障率；此外还可以同时定位和固定多片大功率半导体管，有效地提高了生产率；产品的弹性变形特性保证了半导体管与散热片之间的有效贴合和均匀紧密的连接，有效地降低接触热阻。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体管安装夹具，具体地说是一种大功率半导体多管高效定位夹具。
背景技术
目前在电子行业领域里常用的大功率半导体管一般均为3个引脚，当PCB板使用多款此类大功率半导体管时，因引脚过多且定位困难，导致插件时操作难度大、定位不准，废品率较高。目前常用的措施和解决办法主要分为三个工艺步骤，首先是在生产中先插半导体管引脚，然后使用固定在散热片上的Z型或N型钣金零件压紧大功率半导体管，最后再经过锡炉，且一次最多仅可定位和压紧1片半导体管；以上现有技术存在着三种缺陷：第一，固定在散热片上的Z型或N型钣金零件无法精确定位多片大功率半导体管，大功率半导体管易沿法向窜动，因此导致产线生产效率低下，并且因Z型或N型钣金零件和散热片平面度误差，导致散热片与大功率半导体管及绝缘材料之间无法精确均匀压实，接触电阻过大、废品率增大；第二，如图5所示，在传统的大功率半导体管安装中，当PCB板与半导体管成90°角安装时，电子产品在满足同等散热效果的情况下，会因散热片的高度增大而使整体产品尺寸变厚；第三，当PCB板与半导体管平行固定安装于散热片上时，要在每个大功率半导体管对应的PCB板面开孔，从而加大PCB板的尺寸和制造成本，增加电路布线难度，同时也会带来PCB受应力过大变形、散热片异型加工困难、成本高的问题。
发明内容
针对以上缺陷，本发明的目的是提供一种造价低廉、可有效提高生产率、有效地降低接触热阻的大功率半导体多管高效定位夹具，以解决目前IP65防水等级的电子产品中，因大功率半导体管的传统安装固定方式而带来的生产线安装效率低、半导体管与绝缘材料及散热器之间接触热阻过大的问题。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种大功率半导体多管高效定位夹具，包括由弹性绝缘材料制成的夹具本体，夹具本体的夹具外层设有两个塑胶柱，位于夹具本体另一面两侧为圆弧状结构，每个圆弧面上分别设有一柱状卡扣，所述夹具本体的中心处设有带孔的螺母镶件；弹性绝缘夹具的引入使半导体管的侧向和法向方向同时定位并固定，弹性绝缘夹具的弹性变形特性使半导体管与散热片之间有效贴合并均匀紧密连接。
本发明所述的大功率半导体多管高效定位夹具的有益效果为：可实现大功率半导体管的侧向和法向方向的同时定位和固定，极大减少了定位时间和降低了故障率；此外还可以同时定位和固定多片大功率半导体管，有效地提高了生产率；产品的弹性变形特性保证了半导体管与散热片之间的有效贴合和均匀紧密的连接，有效地降低接触热阻；相对目前传统的通过Z型或N型钣金零件的压紧固定方式，温升会有5％以上的改善；间接解决了因散热器高度尺寸增大而带来的箱体尺寸加大、成本增加等问题。
附图说明
下面根据实施例和附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例所述大功率半导体多管高效定位夹具的结构示意图；
图2是本发明实施例所述大功率半导体多管高效定位夹具的组装示意图；
图3是本发明实施例所述大功率半导体多管高效定位夹具的应用状态图；
图4是散热腔与电气腔的物理隔离示意图；
图5是传统的大功率半导体管安装示意图。
图中：
1、塑胶柱；2、光孔；3、夹具外层；4、PCB板底层；5、卡扣；6、固定孔；7、圆弧面；8、半导体管外层；9、螺丝；10、光孔；11、螺母镶件；12、光孔；13、夹具本体；14、散热片；15、半导体管；16、PCB板；17、散热腔；18、电气腔。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明所述的大功率半导体多管高效定位夹具，包括由弹性绝缘材料制成的夹具本体13，所述夹具本体13的两侧分别连接PCB板16与若干半导体管15，夹具本体13的夹具外层3设有Φ1.9、拔模角为1°的两个塑胶柱1，位于夹具本体13另一面两侧为圆弧状结构，每个圆弧面7上分别设有一个外径Φ3.3、内部开槽1.0的柱状卡扣5，所述夹具本体13的中心处设有带孔的螺母镶件11。
如图2-3所示，本发明所述的大功率半导体多管高效定位夹具分别与半导体管15以及PCB板16匹配连接，包括所述塑胶柱1对应插入PCB板16上的两处Φ2.0的光孔2，通过塑胶柱1与光孔2来配合限制夹具本体13于XY方向上的自由位移，通过夹具外层3与PCB板底层4贴合来限制夹具本体13于X轴和Y轴方向上的自由旋转，上述两处配合可准确实现夹具在PCB板16的精确定位；所述卡扣5对应插入半导体管15上的固定孔6，通过卡扣5与半导体管15上的孔位配合来限制大功率半导体管15于XY方向上的自由位移，通过夹具本体13内侧的圆弧面7与半导体管外层8的贴合来限制与大功率半导体管Z方向上的自由度，这两处配合可准确实现大功率半导体管15在夹具上的精确定位；将M4*30三合一型螺丝9从PCB板16上的Φ4.5型光孔10插入，拧入夹具本体13中心处的螺母镶件11，螺丝9的端部穿过光孔12最后拧入散热片对应螺纹孔内，通过螺纹连接将PCB板16、夹具本体13、半导体管15、绝缘材料和散热片14连接为一体，整个安装过程定位准确、产线操作简单、只需一次螺丝拧紧。
如图3-4所示，本发明所述的大功率半导体多管高效定位夹具，使用时通过增大螺丝9的扭力来加大螺丝9拧入散热片14内部的深度，减小PCB板16到散热片14之间的距离，因半导体管15封装尺寸不变，而由弹性绝缘材料制成的夹具厚度变小，弹性绝缘夹具压缩量增大，其受压缩产生的反弹力即大功率半导体管15、绝缘材料和散热片14之间的压紧力增大；则可通过调节螺丝9扭力的大小来调节大功率半导体管15、绝缘材料和散热片14之间的压紧力；且这种压紧方式为弹性绝缘夹具弹性变形产生的压紧力，受力面积大且受力均匀，使半导体管15与绝缘材料之间充分接触，降低接触热阻，且维修拆卸方便，相对目前传统的通过Z型或N型钣金零件的压紧固定方式，温升会有5％以上的改善。此外，将大功率半导体管15通过使用弹性绝缘夹具与散热片14固定，可实现散热腔17与电气腔18的物理隔离。
以上显示和描述了本发明的主要特征以及所具有的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明主旨和范围的前提下本发明还会有一些变化与改进，例如安装半导体管数量、基本尺寸与类型等部分技术特征、这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (3)
1、一种大功率半导体多管高效定位夹具，其特征在于：包括由弹性绝缘材料制成的夹具本体(13)，所述夹具本体(13)的两侧分别连接PCB板(16)与若干半导体管(15)，夹具本体(13)的夹具外层(3)设有两个塑胶柱(1)，位于夹具本体(13)另一面两侧为圆弧状结构，每个圆弧面(7)上分别设有一内部开槽的柱状卡扣(5)，所述夹具本体(13)的中心处设有螺母镶件(11)。
2、根据权利要求1所述的大功率半导体多管高效定位夹具，其特征在于：所述塑胶柱(1)对应插入PCB板(16)上的两处光孔(2)，所述夹具外层(3)与PCB板底层(4)贴合。
3、根据权利要求1所述的大功率半导体多管高效定位夹具，其特征在于：所述卡扣(5)对应插入半导体管(15)上的固定孔(6)，所述夹具本体(13)内侧的圆弧面(7)与半导体管外层(8)贴合。
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