CN101715284B - 固定结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种固定结构，包括一散热单元、一固定构件、电子元件以及弹性元件。该固定构件固定于该散热单元。弹性元件夹设于该电子元件以及该固定构件之间，其中，该固定构件以及该弹性元件对该电子元件施压，以使得该电子元件紧贴于该散热单元。

Description

固定结构
技术领域
本发明涉及一种固定结构，特别是涉及一种用于将电子装置固定于散热单元的固定结构。
背景技术
图1是显示现有的半导体元件固定结构1，其包括一半导体元件(绝缘栅双极晶体管(IGBT)芯片)10。该半导体元件10包括一本体11、一晶粒12以及多个接脚13。该晶粒12埋设于该本体11之中。该多个接脚13从该本体11延伸出来，并电连接于一印刷电路板(未图示)。该半导体元件10通过一螺丝30固定于该散热单元20的一安装表面21之上。该散热单元20包括一散热器23以及一界面材料22。该散热器(鳍片)23由高导热系数材料所制造，例如铜或铝。该界面材料22，例如导热胶或是导热板材，夹设于该半导体元件10以及该散热器23之间。
在现有技术中，该半导体元件10通过螺丝30固定于该散热单元20。该散热单元的散热效果因此受到散热单元20的材料、散热单元20的安装表面21的平坦度或螺丝30的扭矩等因素的影响。绝缘栅双极晶体管(IGBT)芯片在高低温交替的环境下运作，绝缘栅双极晶体管(IGBT)芯片的塑胶绝缘层常因此而老化或脆化，而使得绝缘栅双极晶体管(IGBT)芯片无法充分接触该散热单元，散热单元对于绝缘栅双极晶体管(IGBT)芯片的散热效果因此降低，并造成绝缘栅双极晶体管(IGBT)芯片的损坏。此外，绝缘栅双极晶体管(IGBT)芯片通常通过螺丝固定，螺丝贯穿绝缘栅双极晶体管(IGBT)芯片，组装的失误将导致电路在高电压的环境中短路。因此难以得到稳定的散热效果。
图2是显示现有的另一种形式的半导体元件固定结构2。多个半导体元件10被一金属条30紧压在一散热单元20之上。该金属条30通过螺丝31固定于该散热单元20之上。该半导体元件10夹设于该金属条30以及该散热单元20之间。然而，由于半导体元件10的厚度彼此有些微差异，使该金属条30无法充分的紧压全部的半导体元件10，因而造成散热效果降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固定结构，以解决上述问题。
为了欲解决现有技术的问题，本发明提供一种固定结构，用以将电子元件固定于一散热单元之上。该固定结构包括一固定构件以及至少一弹性元件。该固定构件固定于该散热单元。弹性元件夹设于该电子元件以及该固定构件之间，其中，该固定构件以及该弹性元件对该电子元件施压，以使得该电子元件紧贴于该散热单元。
在本发明的实施例中也提供一种固定结构，包括一散热单元、一固定构件、至少一电子元件以及至少一弹性元件。散热单元包括一安装表面。固定构件包括至少一收纳部，相对于该安装表面，该固定构件固定于该散热单元。每一电子元件对应设于该收纳部之中。弹性元件夹设于该电子元件以及该固定构件之间，其中，该固定构件以及该弹性元件对该电子元件施压，以使得该电子元件紧贴于该散热单元。
应用本发明的实施例，不同高度的电子元件紧贴于散热元件之上，因此可改善散热效果。
附图说明
图1是显示现有的半导体元件固定结构；
图2是显示另一种现有的半导体元件固定结构；
图3是显示固定结构的分解图；
图4是显示固定结构的组合图；以及
图5是显示图4中的I-I方向截面图。
主要元件符号说明
1～固定结构
10～半导体元件
11～本体
12～晶粒
13～接脚
14～接触表面
20～散热单元
21～安装表面
22～界面材料
23～散热器
30～金属条
30’～螺丝
31～螺丝
100～固定结构
101～固定件
102～印刷电路板
110～固定构件
111～收纳部
112～定位凸块
113～通孔
114～表面
120～弹性元件
具体实施方式
图3以及图4是显示本发明实施例的固定结构100，其用于将电子元件10固定于一散热单元20之上。图3是显示固定结构100的分解图。图4是显示固定结构100的组合图。电子元件10为半导体元件，例如，绝缘栅双极晶体管(IGBT)芯片。
参照图3以及图4，固定结构100包括一散热单元20、一固定构件110、弹性元件120以及电子元件10。固定构件110固定于散热单元20之上。弹性元件120可以为波形弹簧，夹设于电子元件10与固定构件110之间。固定构件110以及弹性元件120对电子元件10施压，以使电子元件10紧贴散热单元20。其中，固定构件110是由绝缘材料所制造。
图5是显示图4中的I-I方向截面图。参照图5，电子元件10于一接触表面14接触散热单元20。散热单元20包括一散热器23以及一界面材料22。散热器(鳍片)23由高导热系数材料所制造，例如铜或铝。界面材料22，例如导热胶或是导热板材，夹设于半导体元件10以及散热器23之间。
固定构件110通过固定件101固定于散热单元20之上。固定件101为螺丝。
搭配参照图3、图4以及图5，固定构件110由绝缘材料所制造，其包括多个收纳部111，收纳部111以矩阵的型式排列。电子元件10对应设于收纳部111之中。弹性元件120则夹设于电子元件10与固定构件110之间。实际组设时，将电子元件10以及弹性元件120设于固定构件110之中后，固定构件110通过固定件101固定于散热单元20之上。
收纳部111限制电子元件10的自由度。每一收纳部111具有一凹陷部、多个定位凸块112以及多个通孔113。定位凸块112为三角柱，形成于收纳部111的内壁之上，且定位凸块112环绕电子元件10以限制其自由度。电子元件10具有多个接脚13，其中，接脚13从收纳部111延伸穿过通孔113，并突出于固定构件110的表面114。接脚13电连接于一印刷电路板102(图5)。
弹性元件120在本较佳实施例是为波形弹簧。弹性元件120抵接电子元件10以及收纳部111的内壁。弹性元件120施加多重弹力于电子元件10的环状区域用以确保电子元件10紧贴于散热单元20。因此，可增进散热单元的散热效果。特别是，对应于具有不同高度的电子元件也可被施压以紧贴散热单元。因此，相较于现有技术，本发明实施例的散热单元的散热效果获得改善，且因为螺丝并未直接锁固于半导体元件的本体上，因此塑胶绝缘层较不易受螺丝锁固的压制因此而老化或脆化。电子元件10的寿命也获得延长。本发明的实施例通过具有多个收纳部111的固定构件110，将电子元件10设于印刷电路板102之上，各部件的定位相对的较为容易，组装过程也获得简化。
虽然结合以上具体的较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (9)

1.一种固定结构，包括：
散热单元，包括安装表面；
固定构件，包括至少一收纳部，相对于该安装表面，该固定构件固定于该散热单元的所述安装表面上；
至少一电子元件，每一电子元件设于该对应收纳部之中；以及
至少一弹性元件，夹设于该电子元件以及该固定构件之间，其中，该固定构件以及该弹性元件对该电子元件施压，以使得该电子元件紧贴于该散热单元。
2.如权利要求1所述的固定结构，其中，该固定构件通过固定件固定于该散热单元之上。
3.如权利要求2所述的固定结构，其中，该固定件为螺丝。
4.如权利要求1所述的固定结构，其中，该弹性元件为弹片。
5.如权利要求1所述的固定结构，其中，该弹性元件为波形弹簧。
6.如权利要求1所述的固定结构，其中，该收纳部为凹陷部。
7.如权利要求1所述的固定结构，其中，该收纳部具有多个通孔，该电子元件具有多个接脚，该多个接脚从该收纳部中，延伸穿过该多个通孔，并突出于该固定构件的一表面。
8.如权利要求1所述的固定结构，其中，该收纳部具有多个定位凸块，该多个定位凸块环绕该电子元件以限制该电子元件的自由度。
9.如权利要求8所述的固定结构，其中，该多个定位凸块呈三角柱。
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