CN103681523A - 整体散热密封电源产品功率管安装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种整体散热密封电源产品功率管安装结构，包括支撑柱、功率晶体管、高粘性导热绝缘膜、金属基板，所述支撑柱铆接在金属基板上，所述功率晶体管的引脚90o折弯后，以所述的高粘性导热绝缘膜粘接于金属基板上表面，形成一个整体模块组件，并固定功率晶体管引脚及本体位置，所述功率晶体管的引脚插入PCB焊孔中。本发明的有益效果：通过本发明的一种整体散热密封电源产品功率管安装结构，解决了传统卧式安装结构的引脚受应力损伤、影响PCB布局布线、占用空间大、组装效率低下等缺点。
Description
技术领域
本发明涉及功率管安装结构，具体涉及一种整体散热密封电源产品功率管安装结构。
背景技术
在各类电子电力产品（如AC-DC开关电源，UPS，太阳能光伏逆变器，变频器等）中，功率晶体管（MOSFET，IGBT等）是其核心的零部件，功率晶体管的安装结构及方式则是电力电子产品设计中重要的工作。安装结构设计不仅要适应产品的整体结构要求，同时要解决绝缘，散热，安装可靠性，加工效率等其它产品设计需求。按照功率晶体管散热器安装面与PCB的相对角度，功率晶体管的安装结构基本可分为两大类：立式安装结构，散热器安装面垂直于PCB，功率晶体管与散热器机械固定后立式插装与PCB焊接。该结构常用在风冷分布式散热设计的电力电子产品中，即空气以强迫对流或自然对流的方式吹过产品内部，对功率管和其它发热器件进行散热；卧式安装结构,散热器安装面平行于PCB，功率晶体管引脚折弯90o卧式插装与PCB焊接，功率晶体管本体与散热器安装面水平机械固定。该结构常用在整体式散热设计的或密封结构设计的电力电子产品中。这类产品有整体式的铝制机壳或大型平板散热器作为产品整体结构的一部分，通过功率管贴壳安装将功率管发热量传递到机壳的方式进行散热。采用此种设计的原因多因为该类产品有着不同程度的防尘、防水设计要求，产品结构上需进行密封/半密封设计。
但上述卧式结构在以下缺点：实际产品生产中，虽然可以通过各种复杂的定位夹具来保证功率晶体管焊接于PCB时的安装高度,但由于各个尺寸链累计公差的存在，以及实际生产中，PCB并非理想的完全平面，而是存在着各种形变，因此很难将两者的高度差控制在合理的水平；从制造流程中，一般是先焊接功率管与PCB，再将功率晶体管用各类机械紧固件固定于散热器上，因此需要将功率晶体管上方对应的PCB局部区域开孔，开槽以提供压条等紧固件的取放及安装空间，而开孔开槽使该区域PCB不能放置器件和布线，增加产品设计难度；因需要在压条中间用螺钉固定，这样功率管晶体管整个安装占用空间大，不利于产品的小型化。
发明内容
为克服上述缺点，本发明提供一种整体散热密封电源产品功率管安装结构，包括支撑柱、功率晶体管、高粘性导热绝缘膜、金属基板，所述支撑柱铆接在金属基板上，所述功率晶体管的引脚90o折弯后，以所述的高粘性导热绝缘膜粘接于金属基板上表面，形成一个整体模块组件，并固定功率晶体管引脚及本体位置，所述功率晶体管的引脚插入PCB焊孔中。
进一步的，所述高粘性导热绝缘膜的粘接方式为：压敏胶粘接、热固化粘接、UV固化粘接等；并具有导热绝缘功能。
进一步的，所述铆接支撑柱可根据实际需求选用内孔为光孔或为螺纹孔。
进一步的，所述金属基板底部涂有导热硅脂或其它导热介质，以减小微小间隙引起的热阻。
进一步的，所述支撑柱以机械紧固件从PCB顶面穿过PCB及中空支撑柱上的孔将PCB及所述功率晶体管粘接形成的模块一起紧固于底部散热器上。
进一步的，当所述支撑柱采用螺纹孔铆接时，上面一组螺丝从PCB顶面穿过PCB将PCB及所述功率晶体管粘接形成的模块由上部锁紧在一起；下面一组螺丝从底部散热器底面穿过将底部散热器及所述功率晶体管粘接形成的模块由底部锁紧，并使散热面紧贴。
进一步的，所述功率晶体管安装高度等于支撑柱高度安装高度减去粘接后高粘性导热绝缘膜厚度。
有益效果：
1.功率晶体管安装高度等于支撑柱高度安装高度减去粘接后高粘性导热绝缘膜厚度，并且功率晶体管安装高度是焊接后形成的，这样就完全消除功率晶体管引脚所受的应力，从而消除了由应力引起的功率晶体管损伤，提高了产品的可靠性。
2.PCB不需开孔开槽，并且功率晶体管可采用密集的方式布置，大幅提高了产品的设计功率密度，有利于产品小型化。本专利方式与传统压条方式可节省安装空间30-50%。
3.多个功率管先组装成一个或多个a示的模块组件，组件再组装于PCB上，相对传统的功率单个安装方式，大幅提升了加工效率和质量一致性。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图；
图2是本发明实施例一的横截面结构示意图；
图3是本发明实施例二的结构示意图；
图4是本发明实施例二（引脚朝向散热面90°折弯）的横截面结构示意图；
图5是本发明实施例二（引脚反向散热面90°折弯）的横截面结构示意图；
其中，1-功率晶体管，2-支撑柱，3-高粘性导热绝缘膜，4-金属基板，5-螺丝，6-散热器。
具体实施方式
参见附图，实施例一：一种整体散热密封电源产品功率管安装结构，包括支撑柱、功率晶体管、高粘性导热绝缘膜、金属基板，所述支撑柱铆接在金属基板上，所述功率晶体管的引脚90o折弯后，以所述的高粘性导热绝缘膜粘接于金属基板上表面，形成一个整体模块组件，并固定功率晶体管引脚及本体位置，所述功率晶体管的引脚插入PCB焊孔中，所述铆接支撑柱可根据实际需求选用内孔为光孔或为螺纹孔，所述金属基板底部涂有导热硅脂或其它导热介质，以减小微小间隙引起的热阻，所述支撑柱以机械紧固件从PCB顶面穿过PCB及中空支撑柱上的孔将PCB及所述功率晶体管粘接形成的模块一起紧固于底部散热器上，当所述支撑柱采用螺纹孔铆接时，上面一组螺丝从PCB顶面穿过PCB将PCB及所述功率晶体管粘接形成的模块由上部锁紧在一起；下面一组螺丝从底部散热器底面穿过将底部散热器及所述功率晶体管粘接形成的模块由底部锁紧，并使散热面紧贴，所述功率晶体管安装高度等于支撑柱高度安装高度减去粘接后高粘性导热绝缘膜厚度。
实施例二：实施例二与实施例一的差异在于支撑PCB的支撑柱不再铆接于金属基板上，而是连接底部整体散热器/安装底座上。功率晶体管引脚向功率管散热面方向折弯90o或反向功率管散热面方向折弯90o，而后以高粘性导热绝缘膜按照一定的位置要求粘接于金属基板上表面，形成一个整体模块，并以一定方式保证功率晶体管引脚及本体位置，以确保引脚可插入PCB焊孔中及晶体管间距离。高粘性导热绝缘膜提供牢固粘接，导热及绝缘功能。这种高粘接性的导热绝缘膜可以通过压敏胶粘接性的、热固化粘接性的、UV固化粘接性的等各类粘接方式实现。功率晶体管引脚插入PCB焊孔中并以夹具保证金属基板底面距PCB底面之距离与支撑柱高度相同，而后焊接功率晶体管引脚于PCB上。在金属基板底部涂以硅脂或其它导热膏，以减小微小间隙引起的热阻，而后以机械紧固件将金属基板固定并紧贴于底部散热器/安装底座上，机械紧固件可根据实际需求从底部整体散热器/安装底座上面安装，也可根据实际需求从底部整体散热器/安装底座底面安装。PCB以另外一组紧固件安装于PCB支撑柱上。示例中图示采用螺钉将侧面散热器及PCB固定并紧贴于底部散热器/安装底座和支撑柱上。
Claims (7)
1.一种整体散热密封电源产品功率管安装结构，包括支撑柱、功率晶体管、高粘性导热绝缘膜、金属基板，其特征在于，所述支撑柱铆接在金属基板上，所述功率晶体管的引脚90o折弯后，以所述的高粘性导热绝缘膜粘接于金属基板上表面，形成一个整体模块组件，并固定功率晶体管引脚及本体位置，所述功率晶体管的引脚插入PCB焊孔中。
2.根据权利要求1所述的一种整体散热密封电源产品功率管安装结构，其特征在于，所述高粘性导热绝缘膜的粘接方式为：压敏胶粘接、热固化粘接、UV固化粘接等；并具有导热绝缘功能。
3.根据权利要求1所述的一种整体散热密封电源产品功率管安装结构，其特征在于，所述铆接支撑柱可根据实际需求选用内孔为光孔或为螺纹孔。
4.根据权利要求1所述的一种整体散热密封电源产品功率管安装结构，其特征在于，所述金属基板底部涂有导热硅脂或其它导热介质，以减小微小间隙引起的热阻。
5.根据权利要求1所述的一种整体散热密封电源产品功率管安装结构，其特征在于，所述支撑柱以机械紧固件从PCB顶面穿过PCB及中空支撑柱上的孔将PCB及所述功率晶体管粘接形成的模块一起紧固于底部散热器上。
6.根据权利要求1所述的一种整体散热密封电源产品功率管安装结构，其特征在于，当所述支撑柱采用螺纹孔铆接时，上面一组螺丝从PCB顶面穿过PCB将PCB及所述功率晶体管粘接形成的模块由上部锁紧在一起；下面一组螺丝从底部散热器底面穿过将底部散热器及所述功率晶体管粘接形成的模块由底部锁紧，并使散热面紧贴。
7.根据权利要求1所述的一种整体散热密封电源产品功率管安装结构，其特征在于, 所述功率晶体管安装高度等于支撑柱高度安装高度减去粘接后高粘性导热绝缘膜厚度。
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