CN108831864A - 半导体功率器件散热底座及组装方法 - Google Patents
半导体功率器件散热底座及组装方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108831864A CN108831864A CN201811025392.1A CN201811025392A CN108831864A CN 108831864 A CN108831864 A CN 108831864A CN 201811025392 A CN201811025392 A CN 201811025392A CN 108831864 A CN108831864 A CN 108831864A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat dissipation
- dissipation base
- semiconductor power
- power device
- elastic slice
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 title claims abstract description 81
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 10
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 8
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 8
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004519 grease Substances 0.000 claims description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000010422 painting Methods 0.000 claims description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000686 essence Substances 0.000 description 2
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/52—Mounting semiconductor bodies in containers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/32—Holders for supporting the complete device in operation, i.e. detachable fixtures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
一种半导体功率器件散热底座该散热底座由组合后呈现为“L”形的座台和座背组成,散热底座的座台上具有嵌缝,用于嵌入压紧弹片的尾部。所述散热底座具有多个结构相同的单元,每个单元用于安装一个半导体功率器件,每个单元的结构均呈现为“L”,单元与单元之间有筋板用于隔离,所述散热底座如同单个单元排列后组合而成。所述半导体功率器件被管脚朝上后倒置插入所述散热底座的单元内,并且,半导体功率器件的散热面与散热底座的座背面之间贴有绝缘垫。
Description
技术领域
本发明属于电力驱动技术领域,特别涉及一种半导体功率器件散热底座、组装方法。
背景技术
目前新能源汽车、轨道交通、工业控制等领域,如车载充电机、直流交换器、交流交换器,以及前述系统的二合一系统集成及三合一系统集成等,都会使用MOSFET、IGBT半导体功率电子器件集合到PCB板上,从而实现电路的开关控制。由于MOSFET,IGBT电子器件在实现电路的开关控制中可靠,精确,寿命长,工作频率高等优点,因而得到广泛的使用。然而MOSFET、IGBT电子器件本身的功率损耗会带来严重的发热,如何解决器件温升,保证电路正常工作,成为了在电路系统设计中必须解决的问题。
MOSFET、IGBT功率电子器件集合到PCB板上时,现有的解决散热问题的方法大多采用将功率器件用螺钉与散热部件贴合固定,这样在结构设计上就需要留有用来锁紧螺钉的扳手工具的作业空间。该设计限制了机箱结构的有效利用,导致机箱体积变大,重量增加,以致于材料和组装成本都会增加。
发明内容
本发明提供一种半导体功率器件散热底座、组装方法,以解决现有功率电子器件散热不佳的问题。
本发明实施例之一,一种半导体功率器件散热底座,该散热底座由组合后呈现为“L”形的座台和座背组成,散热底座的座台上具有嵌缝,用于嵌入压紧弹片的尾部。所述散热底座具有多个结构相同的单元,每个单元用于安装一个半导体功率器件,每个单元的结构均呈现为“L”,单元与单元之间有筋板用于隔离,所述散热底座如同单个单元排列后组合而成。
本发明实施例之一,一种半导体功率器件散热底座组装方法,所述的散热底座组装方法包括以下步骤:
S101,在半导体功率器件的散热面涂抹上导热硅脂,将高分子绝缘垫片与半导体功率器件组装;
S102,将半导体功率器件倒置后,从上往下组装到散热底座中;
S103,然后将压紧弹片从上往下固定到散热底座导引角中做好预装固定;
S104,然后用工装治具将压紧弹片从上往下压紧,知道听到“啪”的一声响后,表示压紧弹片与散热底座组装完成,其中,
压紧弹片与散热底座在组装后,压紧弹片头部和尾部的卡扣用于压紧弹片限位,防止压紧弹片松脱;
S105,然后将电路板从上往下穿过所述半导体功率器件的焊接脚后完成焊接操作。
本发明所采用的技术方案,功能上实质是一种半导体功率电子器件散热压紧结构,包括散热底座、高分子绝缘垫片、压紧弹片及其需要散热处理的MOSFET或IGBT等电子器件。
散热底座结构采用铝合金材质,成本低,制造生产工艺成熟,且散热性高。高分子绝缘垫片结构,其材料采用高分子聚合物材料,具有成本低,通用性高,绝缘性高。所述压紧弹片结构,其材料为不锈钢材质,弹性好,强度高,抗腐蚀性好,MOSFET或IGBT等电子器件集合到PCB板上作为功率器件使用。
在本发明中,散热底座可以为压铸件,采用压铸模具生产,具有生产工艺成熟,适合大批量生产,生产效率高,精度高,成本低,便于后续加工等优点。
高分子绝缘垫片为模切件,采用大批量卷装,然后使用冲压模具裁切而成,具有生产效率高,产量大,产量高,成本低,通用性好以便于标准化使用等优点。
压紧弹片为钣金件,采用冲压模具,便于大批量生产,具有生产效率高,精度高,良品高,成本低等优点。
本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:
1、节约购买螺钉成本,同时可以简化后续组装制造工艺中的螺钉组装人力及设备成本,从而同时减少螺钉数量,降低了螺钉松动后引起的压紧固定不牢靠而影响MOSFET或者IGBT等电子器件的散热效果,影响器件的使用寿命及产品的功率和工作频率等。
2、由于不使用螺钉固定,因而不需要考虑螺钉组装时候需要的扳手或者自动螺钉设备的操作空间,从而简化了结构设计,优化了结构空间使用效率,缩小了体积,降低了重量和成本。
3、散热底座可以和产品的整个机箱壳体集成为一个整体结构,从散热方式(热传导,热辐射,热对流)中的热传导来考虑,由于集成为一个整体结构设计,从而散热效率更高,散热效果更好。在机箱的壳体上设置水道可以进一步提高冷却效果。
4、结构组装简单可靠,不需要投入大的工装设备,在结构上采用两处限位固定,从而在结构上双保险的方式保证结构的牢靠性。
5、本发明结构设计兼容性好,压紧弹片可以根据实际需要进行优化设计,同时也可以采用与结构胶水辅助的方式,从而增加本结构设计的牢靠性。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述,本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中,以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式,其中:
图1本发明实施例中半导体功率器件散热底座的正视图。
图2本发明实施例中半导体功率器件散热底座的分解示意图。
图3本发明实施例中半导体功率器件散热底座侧面剖视图。
图4本发明实施例中半导体功率器件散热底座的装配示意图。
图5本发明实施例中半导体功率器件散热底座的立体结构示意图。
图6本发明实施例中半导体功率器件散热底座的压紧弹片的示意图。
图7本发明实施例中机箱内部结构的立体示意图。
图8本发明实施例中机箱底板外部的立体示意图。
其中,1——电路板,2——压紧弹片,3——散热底座,4——高分子绝缘垫,5——半导体功率器件(MOSFET或IGBT),
101——第一限位,102——第二限位,
20——机箱,201——散热底座,202——机箱底板。
具体实施方式
如图1所示为一种本发明的半导体功率器件散热底座在组装后的结构示意图。如图2所示为半导体功率器件散热底座的分离状态的结构示意图。其中,半导体功率器件散热底座包括PCB电路板,压紧弹片,散热底座,高分子绝缘垫以及安装在其中的功率电子器件MOSFET或IGBT元件。
根据一个或多个实施例,如图3和图5所示。半导体功率器件散热底座,该散热底座由组合后呈现为“L”形的座台和座背组成,散热底座的座台上具有嵌缝,用于嵌入压紧弹片的尾部。所述散热底座具有多个结构相同的单元,每个单元用于安装一个半导体功率器件,每个单元的结构均呈现为“L”,单元与单元之间有筋板用于隔离,所述散热底座如同单个单元排列后组合而成。
半导体功率器件被管脚朝上后倒置插入所述散热底座的单元内,并且,半导体功率器件的散热面与散热底座的座背面之间贴有绝缘垫。
根据一个或多个实施例,绝缘垫是高分子绝缘垫片。
根据一个或多个实施例,如图6所示。压紧弹片呈现为“S”形,在“S”形的压紧弹片头部和尾部设有卡扣,该压紧弹片的头部紧抵所述半导体功率器件的封装面,压紧弹片的尾部嵌入散热底座的座台上的嵌缝内。半导体功率器件的管脚穿过电路板的过孔,并且与电路板焊接固定。散热底座的座台呈现为凹字形。
对于各种电源机箱或者工业控制机箱,散热底座的底面可以与机箱底板紧密贴合,或者为了获得更好的散热效果,散热底座与机箱壳体一体成型。当散热底座与机箱壳体一体成型时,散热底座与机箱底板一体成型。如图7和图8所示。
根据一个或多个实施例,一种半导体功率器件散热底座组装方法,如图4所示。在对应MOSFET或IGBT元件的位置轻轻涂抹上一次0.10-0.20mm后的导热硅脂,然后将高分子绝缘垫片与MOSFET或IGBT元件贴合组装。
组装后,将高分子绝缘垫片与MOSFET或IGBT元件的组件从上往下组装到散热底座中,然后将压紧弹片从上往下固定到散热底座导引角中做好预装固定。
然后用工装治具将压紧弹片从上往下压紧,在听到“啪”的一声响后,表示压紧弹片与散热底座组装完成,其中压紧弹片与散热底座在组装后会有两处卡扣做限位,避免在冲击测试或振动测试等可靠性测试后压紧弹片松脱和滑落的风险,进而影响电子器件MOSFET或IGBT元件的散热。
然后将PCB板从上往下组装穿过MOSFET或IGBT元件的焊接脚后完成焊接操作。这种电子器件散热压紧结构由于结构简单,提高了产品体积使用效率,从而降低了产品的重量和成本。
值得说明的是,虽然前述内容已经参考若干具体实施方式描述了本发明创造的精神和原理,但是应该理解,本发明并不限于所公开的具体实施方式,对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合,这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。
Claims (8)
1.一种半导体功率器件散热底座,其特征在于,该散热底座由组合后呈现为“L”形的座台和座背组成,
散热底座的座台上具有嵌缝,用于嵌入压紧弹片的尾部。
2.根据权利要求1所述的半导体功率器件散热底座,其特征在于,所述散热底座具有多个结构相同的单元,每个单元用于安装一个半导体功率器件,每个单元的结构均呈现为“L”,单元与单元之间有筋板用于隔离,所述散热底座如同单个单元排列后组合而成。
3.根据权利要求2所述的半导体功率器件散热底座,其特征在于,所述半导体功率器件被管脚朝上后倒置插入所述散热底座的单元内,并且,
半导体功率器件的散热面与散热底座的座背面之间贴有绝缘垫。
4.根据权利要求3所述的半导体功率器件散热底座,其特征在于,所述的绝缘垫是高分子绝缘垫片。
5.根据权利要求4所述的半导体功率器件散热底座,其特征在于,所述压紧弹片呈现为“S”形,在“S”形的压紧弹片头部和尾部设有卡扣,该压紧弹片的头部紧抵所述半导体功率器件的封装面,压紧弹片的尾部嵌入散热底座的座台上的嵌缝内。
6.根据权利要求5所述的半导体功率器件散热底座,其特征在于,所述半导体功率器件的管脚穿过电路板的过孔,并且与电路板焊接固定。
7.根据权利要求2所述的半导体功率器件散热底座,其特征在于,散热底座的座台呈现为凹字形。
8.一种半导体功率器件散热底座组装方法,其特征在于,所述的散热底座如权利要求6所述,所述的散热底座组装方法包括以下步骤:
S101,在半导体功率器件的散热面涂抹上导热硅脂,将高分子绝缘垫片与半导体功率器件组装;
S102,将半导体功率器件倒置后,从上往下组装到散热底座中;
S103,然后将压紧弹片从上往下固定到散热底座导引角中做好预装固定;
S104,然后用工装治具将压紧弹片从上往下压紧,知道听到“啪”的一声响后,表示压紧弹片与散热底座组装完成,其中,
压紧弹片与散热底座在组装后,压紧弹片头部和尾部的卡扣用于压紧弹片限位,防止压紧弹片松脱;
S105,然后将电路板从上往下穿过所述半导体功率器件的焊接脚后完成焊接操作。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811025392.1A CN108831864B (zh) | 2018-09-04 | 2018-09-04 | 半导体功率器件散热底座及组装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811025392.1A CN108831864B (zh) | 2018-09-04 | 2018-09-04 | 半导体功率器件散热底座及组装方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108831864A true CN108831864A (zh) | 2018-11-16 |
CN108831864B CN108831864B (zh) | 2024-02-20 |
Family
ID=64151050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811025392.1A Active CN108831864B (zh) | 2018-09-04 | 2018-09-04 | 半导体功率器件散热底座及组装方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108831864B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109801886A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-05-24 | 常州索维尔电子科技有限公司 | 一种压紧弹片以及散热结构 |
CN110621133A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-12-27 | 深圳威迈斯新能源股份有限公司 | 车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构和方法 |
CN117650093A (zh) * | 2024-01-30 | 2024-03-05 | 宁波均胜新能源研究院有限公司 | 装配功率器件的定位总成及功率器件的定位装配方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09232487A (ja) * | 1996-02-21 | 1997-09-05 | Meidensha Corp | 回路素子の固定構造 |
CN203242611U (zh) * | 2013-05-03 | 2013-10-16 | 杭州阔博科技有限公司 | 一种晶体管固定组件 |
CN103545274A (zh) * | 2013-06-28 | 2014-01-29 | 青岛美奂电子科技有限公司 | 散热卡子固定结构以及用于拆装该散热卡子的工具 |
CN208738222U (zh) * | 2018-09-04 | 2019-04-12 | 常州索维尔电子科技有限公司 | 半导体功率器件散热底座 |
-
2018
- 2018-09-04 CN CN201811025392.1A patent/CN108831864B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09232487A (ja) * | 1996-02-21 | 1997-09-05 | Meidensha Corp | 回路素子の固定構造 |
CN203242611U (zh) * | 2013-05-03 | 2013-10-16 | 杭州阔博科技有限公司 | 一种晶体管固定组件 |
CN103545274A (zh) * | 2013-06-28 | 2014-01-29 | 青岛美奂电子科技有限公司 | 散热卡子固定结构以及用于拆装该散热卡子的工具 |
CN208738222U (zh) * | 2018-09-04 | 2019-04-12 | 常州索维尔电子科技有限公司 | 半导体功率器件散热底座 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109801886A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-05-24 | 常州索维尔电子科技有限公司 | 一种压紧弹片以及散热结构 |
CN110621133A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-12-27 | 深圳威迈斯新能源股份有限公司 | 车载充电机半导体晶体管的先装后焊结构和方法 |
CN117650093A (zh) * | 2024-01-30 | 2024-03-05 | 宁波均胜新能源研究院有限公司 | 装配功率器件的定位总成及功率器件的定位装配方法 |
CN117650093B (zh) * | 2024-01-30 | 2024-04-16 | 宁波均胜新能源研究院有限公司 | 装配功率器件的定位总成及功率器件的定位装配方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108831864B (zh) | 2024-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108831864A (zh) | 半导体功率器件散热底座及组装方法 | |
CN109219315A (zh) | 具有半导体功率器件散热底座的机箱及组装方法 | |
CN208738222U (zh) | 半导体功率器件散热底座 | |
CN203504943U (zh) | 一种电动车控制器的绝缘散热结构 | |
CN207282486U (zh) | 一种控制器mos管的固定结构、控制器以及电动车 | |
CN208954029U (zh) | 外置式计算机静音散热器 | |
CN209089331U (zh) | 具有半导体功率器件散热底座的机箱 | |
CN109801886A (zh) | 一种压紧弹片以及散热结构 | |
CN209947831U (zh) | 一种压紧弹片以及散热结构 | |
CN206293431U (zh) | 一种可控硅散热器的快速安装结构 | |
CN215180763U (zh) | Led灯电源板检测装置 | |
CN210092063U (zh) | 一种大功率场效应管压紧散热装置 | |
CN204836891U (zh) | 电动车控制器压紧式散热外壳 | |
EP3709776A1 (en) | Circuit board heat dissipation assembly | |
CN208836465U (zh) | 一种大功率低压逆变器结构 | |
CN109002141B (zh) | 一种计算机主机箱散热设备 | |
CN216982371U (zh) | 一种导热硅胶垫的保护装置及其散热器 | |
CN220208185U (zh) | 一种改进的机箱散热模块及结构 | |
CN109545756A (zh) | 一体式电力电子器件散热结构及其组装方法 | |
TWI289428B (en) | Heat dissipation assembly | |
CN209608536U (zh) | 功率变换器 | |
CN216087405U (zh) | 一种具有快速导热功能的快装插件模块 | |
CN219555477U (zh) | 一种芯片测试用的冷却机构 | |
CN207284024U (zh) | 一种控制器散热固定结构以及控制器 | |
CN221381262U (zh) | 一种便捷安装dcdc主板散热结构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Country or region after: China Address after: 213376 Building 19, No. 618, West Pier Street, Kunlun Street, Liyang City, Changzhou City, Jiangsu Province Applicant after: Changzhou Shiwei Electronics Co.,Ltd. Address before: 213000 Room 305, building 1, No. 618, wharf West Street, Kunlun Street, Liyang City, Changzhou City, Jiangsu Province Applicant before: CHANGZHOU SOARWHALE ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
CB02 | Change of applicant information | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |