CN114867280B - 功率模块、散热组件及功率模块的装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了功率模块、散热组件及功率模块的装配方法，通过散热组件装配功率模块的装配过程包括如下步骤：通过第一工装，将功率器件组装到散热底座，功率器件的散热面靠近贴附面；用第二工装夹持弹性压片的竖向臂，并将弹性压片竖直定位在装配区上方，第一弯曲部与功率器件的配合面的距离L1大于等于零；第二工装垂直向下压送弹性压片，第二倾斜臂受引导面作用逐渐向内弯折变形，并紧抵在第一抵持面；撤除第二工装，弹性压片将功率器件朝第一安装壁夹持，第一弯曲部紧抵功率器件的配合面，功率器件的散热面紧抵贴附面，第二弯曲部紧抵第二抵持面，第二倾斜臂紧抵第一抵持面；撤除第一工装，完成功率器件与散热底座的装配。

Description

功率模块、散热组件及功率模块的装配方法

技术领域

本发明涉及一种电动汽车的电子器件装配的技术领域，尤其是涉及功率模块、散热组件及功率模块的装配方法。

背景技术

随着电动汽车行业的蓬勃发展，车载充电机、直流交换器、交流交换器以及相应的集成设备正朝着小型化、集成化的方向发展，相应的各器件被要求朝小型化、集成化的方向发展。这其中MOSFET、IGBT等功率器件集成在PCB板上，且随着更加集成化的发展需求，产品的功率密度也越来越高。然而MOSFET、IGBT等功率器件本身的功率损耗会带来严重的发热，功率密度越高，热集中现象越严重。因此功率器件需要和散热器件相贴合，将热量传导出去。

现有功率器件和散热器件的装配结构主要有以下几类：

第一、焊接固定，例如申请公布号为CN104409432A的名为一种功率器件和散热器件的连接结构及其制作方法的专利文件公开了：功率器件和散热器件之间通过锡类金属熔解固定。

第二、粘合固定，例如申请公布号为CN111696939A的名为一种用于功率器件的散热器及功率器件的专利文件公开了：功率器件的非金属安装面和散热器的功率器件安装面之间还设有粘贴元件，两者通过粘贴固定。

第三、紧固件固定，例如申请公布号为CN108281400A的名为功率器件的散热结构的专利文件公开了：散热器与功率器件表面相抵并用螺丝通过通孔固定。

第四、压片固定，例如申请公布号为CN108831864A的名为半导体功率器件散热底座及组装方法专利文件公开了：功率器件组装到散热底座后，“S”形压紧弹片固定在散热底座上，其尾部嵌入座台的嵌缝中，头部压紧功率器件表面，且头部和尾部的卡扣结构与散热底座的座背上的限位凸起配合，防止压紧弹片脱离。

上述这几种功率器件和散热器件的装配结构分别存在一些不足之处：

其中第一、二种装配方式，由于功率器件发热很容易导致锡类等焊剂融化或导致粘贴元件粘性失效，从而使得功率器件与散热器件脱离，不仅影响散热效果，更会因为功率器件脱落而导致设备故障。

第三种连装配方式，虽然连接稳定性上优于第一、第二种方式，但是依旧存在下述问题：首先，长期使用后，螺丝会因为振动而导致松动，进而导致功率器件压紧面压力下降热阻升高，影响散热效果；其次，散热器上需要较大的空间来加工螺纹孔和装配螺钉，影响整体的空间尺寸；另外，散热器上配合螺钉紧固，需要机加工大量的螺纹孔和安装平面，生产线需要配套锁螺丝的工位设备、零部件物料和装配时间，增加加工、装配成本，且因工序复杂难以实现自动化装配。

第四种装配方式，虽然解决了第三种螺钉紧固所带来的装配空间和成本困扰，也避免了第一、二种连接方式的连接失效的问题。但却产生了损害功率器件和紧固效果较差的新问题，并且依旧难以解决自动化装配的老问题。

问题一：由于“S”形压紧弹片仅尾部与散热底座竖向的嵌缝配合，使得下压过程中其对功率器件施加向内作用力，导致两者产生较大摩擦力，进而对敏感的功率器件造成损害。

问题二：由于“S”形压紧弹片与散热底座的配合仅有尾部一个支点，又因上述装配摩擦力的原因，两者不能够具有过大的压持力，因此其对功率器件的作用力有限，紧固效果不佳。

问题三：首先，由于“S”形压紧弹片头部设有弯曲的卡扣结构，并且头部基本紧贴功率器件，导致其上侧的夹装难以实现，安装难以实现自动化。其次，“S”形压紧弹片必须固定到散热底座的导引角中做好预装固定才能完成后续的下压，进一步增大了自动化装配的难度。

发明内容

本发明针对背景技术的三个问题，提供一种将功率器件固定在散热底座上的功率模块的装配方法，该方法可以实现自动化，不会损伤功率器件，紧固效果好，更有利于在现实生产中实现推广应用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：功率模块的装配方法，方法涉及装配对象和装配步骤：

其装配对象包括功率器件、散热底座和用于固定功率器件的弹性压片；

所述散热底座包括相互远离的第一安装壁和第二安装壁，且两者之间形成装配区；

所述第一安装壁包括竖向的贴附面，横向的支撑面，倾斜的引导面和位于引导面下侧的第一抵持面，所述贴附面和支撑面形成容纳功率器件的搁置位；

所述第二安装壁包括位于第一抵持面一侧的第二抵持面，所述第二抵持面的上端超过所述引导面；

所述弹性压片包括依次相连的竖向臂、过渡臂、第一倾斜臂和第二倾斜臂；

所述过渡臂与第一倾斜臂形成第一弯曲部，所述第一倾斜臂和第二倾斜臂形成与第一弯曲部反向的第二弯曲部；

其装配过程包括如下步骤：

步骤a：通过第一工装，将所述功率器件以引脚朝上的方向，自所述装配区上方组装到散热底座的搁置位中，所述功率器件的散热面靠近所述贴附面；

步骤b：用第二工装夹持所述弹性压片的竖向臂，并将所述弹性压片竖直定位在装配区上方，所述第一弯曲部与所述功率器件的配合面的距离L1大于等于零；

步骤c：所述第二工装垂直向下压送弹性压片，所述第二倾斜臂抵达引导面并受引导面作用逐渐向内弯折变形，并紧抵在第一抵持面；

步骤d：撤除所述第二工装，所述弹性压片将功率器件朝所述第一安装壁夹持，所述第一弯曲部紧抵所述功率器件的配合面，所述功率器件的散热面紧抵所述贴附面，所述第二弯曲部紧抵所述第二抵持面，所述第二倾斜臂紧抵所述第一抵持面；

步骤e：撤除所述第一工装，完成所述功率器件与散热底座的装配。

本发明解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述第二抵持面上设有卡槽，所述第二倾斜臂上设有弹性卡舌；步骤d中，所述弹性卡舌落入卡槽，以限制所述弹性压片脱离所述散热底座。

本发明解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述引导面与第一抵持面呈一角度相连以形成一凸起部，所述第二倾斜臂的末端弯曲形成与凸起部匹配的内凹部；步骤d中，所述内凹部紧扣凸起部，以限制所述弹性压片脱离所述散热底座。

本发明解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：在步骤a前还包括步骤f：通过第三工装将界面垫片压制到所述第一安装壁的贴附面上；步骤d中，所述界面垫片紧压在所述功率器件的散热面和第一安装壁的贴附面之间。

与现有技术相比，本发明采取上述技术方案的优点包括以下几点：

再不撤除第一工装的前提下，利用第二工装夹持弹性压片的竖向臂以一竖直方向插入弹性压片，弹性压片容易被夹持，工装的移动自由度单一，各组件装配过程不相互干扰因此能够实现自动化装配，提高加工效率，降低加工成本。

第一倾斜臂乃至其第一弯曲部因为上侧的工装作用和下侧双向作用力影响而不对功率器件产生作用，仅在工装释放竖向臂时，弹性压片得以释放，能够避免对敏感的功率器件造成损害。

装配完成后，至少三个作用点左右交差式的错落分布，形成基于杠杆平衡原理的多点抵持，使得整个结构的夹持力更强、更稳定。

弹性压片与散热底座之间是面面结合的关系，对于各个面的尺寸公差的管控精度要求较低。

本发明的另一个目的在于针对背景技术的第二个问题，提供一种功率器件更加稳定牢固地压持在散热底座上的功率模块。

本发明实现第二个目的所采用的技术方案为：功率模块，包括功率器件、散热底座和用于固定功率器件的弹性压片；

所述散热底座包括相互远离的第一安装壁和第二安装壁，且两者之间形成装配区；

所述第一安装壁包括竖向的贴附面，横向的支撑面和第一抵持面，所述贴附面和支撑面形成容纳功率器件的搁置位；

所述第二安装壁包括所述第一抵持面一侧的第二抵持面，第一抵持面与第二抵持面之间相互远离；

所述弹性压片包括依次相连的过渡臂、第一倾斜臂和第二倾斜臂；

所述过渡臂与第一倾斜臂形成第一弯曲部，所述第一倾斜臂和第二倾斜臂形成与第一弯曲部反向的第二弯曲部；

所述功率器件置于所述搁置位，所述第一弯曲部与功率器件的配合面紧抵，所述功率器件的散热面紧抵所述贴附面，所述第二弯曲部与第二抵持面紧抵，所述第二倾斜臂与第一抵持面紧抵。

本发明实现第二个目的所采用的优选的技术方案为：所述第二抵持面上设有卡槽，所述第二倾斜臂上设有弹性卡舌，所述弹性卡舌落入卡槽内。

本发明实现第二个目的所采用的优选的技术方案为：所述弹性压片的过渡臂上设有用于工装夹持的竖向臂，所述弹性压片从上往下装配至散热底座上；

所述支撑面和第一抵持面之间设有倾斜的引导面，装配过程中所述第二倾斜臂从上往下抵达引导面并受引导面作用逐渐向内弯折变形而至第一抵持面。

本发明实现第二个目的所采用的优选的技术方案为：所述引导面与第一抵持面呈一角度相连以形成一凸起部，所述第二倾斜臂的末端弯曲形成与凸起部匹配的内凹部，所述内凹部紧扣所述凸起部。

本发明实现第二个目的所采用的优选的技术方案为：所述第一安装壁、第二安装壁及功率器件的上端面齐平，或所述第二安装壁的上端面低于所述第一安装壁和功率器件的上端面。

与现有技术相比，本发明采取上述技术方案的优点为：在相同形变量的前提下，本发明的弹性压片对功率器件具有更强的压持紧固能力。这是因为弹性压片与功率器件及散热底座之间形成基于杠杆平衡原理的多点抵持，使得弹性压片的弹性形变被进一步增大，第一弯曲部对功率器件的作用力也进一步增大，因此其对功率器件的紧固效果更佳，散热效果更加稳定。

本发明的第三个目的在于针对背景技术的三个问题，提供用于装配功率器件的功率模块的散热组件。

本发明实现第二个目的所采用的技术方案为：功率模块的散热组件，包括散热底座和弹性压片；

所述散热底座包括相互远离的第一安装壁和第二安装壁，且两者之间形成装配区；

所述第一安装壁包括竖向的贴附面，横向的支撑面、引导面和第一抵持面，所述贴附面和支撑面形成容纳功率器件的搁置位；

所述第二安装壁包括位于第一抵持面一侧的第二抵持面,第一抵持面与第二抵持面之间相互远离，所述第二抵持面的上端超过所述引导面；

所述弹性压片包括依次相连的竖向臂、过渡臂、第一倾斜臂和第二倾斜臂；

所述竖向臂用于被工装夹持以从上往下装配弹性压片；

所述过渡臂与第一倾斜臂形成第一弯曲部，所述第一弯曲部用于与功率器件的配合面紧抵，而将功率器件挤压在所述贴附面上；

所述第一倾斜臂和第二倾斜臂形成与第一弯曲部反向的第二弯曲部；所述第二弯曲部用于与第二抵持面紧抵，所述第二倾斜臂用于与第一抵持面紧抵。

与现有技术相比，本发明采取上述技术方案的优点为：为实现自动化装配提供了结构支持，包括用于工装夹持的竖向臂和用于引导形变的引导面。并且装配完成后的紧固效果提供了结构支持，包括第一弯曲部，第二弯曲部，第二抵持面、第二倾斜臂的末端和第一抵持面。其优点更需要结合装配方法进行阐释，详见上述对功率模块的装配方法优点的陈述。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本发明进行进一步详细描述，但是本领域 技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本发明范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅示意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1为本发明实施例一中的功率模块示意图；

图2为本发明实施例一中的弹性压片示意图一；

图3为本发明实施例一中的弹性压片示意图二；

图4为本发明实施例一中的弹性压片示意图三；

图5为本发明实施例一中的散热底座示意图一；

图6为本发明实施例一中的散热底座示意图二；

图7为本发明实施例一中的步骤a起始示意图；

图8为本发明实施例一中的步骤b起始示意图；

图9为本发明实施例一中的步骤c起始示意图；

图10为本发明实施例一中的步骤c结束示意图；

图11为本发明实施例一中的步骤d结束示意图；

图12为本发明实施例一中的步骤e结束示意图；

图13为本发明实施例一中的步骤g过程示意图；

图14为本发明实施例二中的功率模块示意图；

图15为本发明实施例二中的弹性压片示意图一；

图16为本发明实施例二中的弹性压片示意图二；

图17为本发明实施例二中的散热底座示意图一；

图18为本发明实施例二中的散热底座示意图二；

图19为本发明实施例二中的功率器件安装示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本发明的保护范围。即以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“纵向”、“水平”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

应注意到：相似的标号在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可能不再对其进行进一步定义和解释。

在电动汽车行业内，电子系统向小型化、集成化方向发展，也对电子系统的安全性、稳定性提出了更高的要求。如MOSFET、IGBT等功率器件在通大电流的情况下，会产生大量的热量，而产品的功率密度也越来越高，热集中现象越严重。如果无法得到有效的散热，势必会造成系统温度的骤升，导致系统稳定性降低，也增加了安全隐患。以下基于这一需求，提供了两个优选实施例，其基于现有技术中将功率器件可靠稳定的压紧固定在散热底座上，通过功率器件的散热面与散热底座的表面紧贴以进行热传递，从而将热量外扩实现散热。在材质选择上，散热底座一般为导热率高、成型性能好的铝，可将热量快速散发。

实施例一：

参考本发明的说明书附图之图1至图13，依据本发明的第一个优选实施例将被阐明。

如图1所示，本实施例中提供了一种功率模块，包括功率器件100、散热底座200和弹性压片300。散热底座200和弹性压片300形成功率模块的散热组件，以实现功率器件100的散热需求。

如图1、7、12所示，应当说明的是，功率器件100具有两对的两面，其中与散热底座200贴合的一面称为散热面S，而另一面用于与弹性压片300配合称为配合面P。弹性压片300装配在散热底座200上，可以将功率器件100的散热面S紧紧压在散热底座200的一表面上构建成功率模块的散热结构，从而通过热传导将功率器件100的热量传递到散热底座200中，以进一步实现向外散热。

如图5-7所示，散热底座200具有一个凹陷的装配区F，这一装配区用于装配功率器件100及弹性压片300。具体地，散热底座200包括相互远离的第一安装壁10和第二安装壁20，且两者之间形成装配区，装配区的上侧呈敞开状以供功率器件100及弹性压片300进入。

具体地，如图5-6所示，第一安装壁10包括竖向的贴附面101，横向的支撑面102和第一抵持面104，贴附面101和支撑面102形成容纳功率器件100的搁置位L。第二安装壁20包括位于第一抵持面104一侧的第二抵持面201，第一抵持面104与第二抵持面201之间相互远离。

并且，如图2-4所示，弹性压片300包括依次相连的过渡臂302、第一倾斜臂303和第二倾斜臂304。过渡臂302与第一倾斜臂303形成第一弯曲部1，第一倾斜臂303和第二倾斜臂304形成与第一弯曲部1反向的第二弯曲部2。

过渡臂302可以呈水平或倾斜状，可以为平面也可以为曲面。其用以在于过渡形成第一弯曲部1。第一倾斜臂303和第二倾斜臂304的倾斜方向相反，也就使得第一弯曲部1和第二弯曲部2的弯曲方向相反，从而使得两个弯曲部的外弧面位于弹性压片300的两侧。

装配后，如图1、11-13所示，功率器件100置于散热底座200的搁置位L上，第一安装壁10的支撑面102向功率器件100提供下部支撑，贴附面101向功率器件100提供侧部依靠。弹性压片300将功率器件100紧固在搁置位L上，第一弯曲部1与功率器件100的配合面P紧抵，功率器件100的散热面S紧抵贴附面101，第二弯曲部2与第二抵持面201紧抵，第二倾斜臂304与第一抵持面104紧抵。

由上述结构可见，不增加其他零件的情况下，凭借弹性压片300和散热底座200自身的结构设计，将功率器件100压紧在散热底座200上进行散热。

而与申请公布号为CN108831864A的名为半导体功率器件100散热底座200及组装方法的专利文件（以下称为对比文件）公开的技术方案相比，本实施例中弹性压片300对于功率器件100在相同形变量的前提下具有更强的压持紧固能力。

应当被理解的是，对比文件中由于“S”形压紧弹片与散热底座的配合仅有尾部一个支点，“S”形压紧弹片对功率器件的压持力主要来自于其本身的弯曲结构与功率器件的过盈配合，散热底座没有增进“S”形压紧弹片的弹性形变，因此其对功率器件的作用力有限，紧固效果不佳。

而本实施例中，如图12所示，弹性压片300与功率器件100及散热底座200之间形成基于杠杆平衡原理的多点抵持，从而利用弹性压片300的弹性形变来提供一个稳定输出的压紧力。多点抵持分别为第一弯曲部1与功率器件100的紧抵构造、第二弯曲部2与第二抵持面201的紧抵构造以及第二倾斜臂304与第一抵持面104紧抵的紧抵构造。可见多点抵持使得弹性压片300的弹性形变被进一步增大，第一弯曲部1对功率器件100的作用力也进一步增大，作用力的稳定性也进一步增强。

基于装配的便利性，如图2-4所示，弹性压片300的过渡臂302上设有用于工装夹持的竖向臂301，在工装的夹持下弹性压片300从上往下装配至散热底座200上。并且为了后续焊接PCB板400的便利性，在本实施例中第一安装壁10、第二安装壁20及功率器件100的上端面齐平，从而形成一个用于稳定支撑PCB板400的承载面。

因此应当被理解的是，竖向臂301和第一安装壁10之间具有横向的间距以供工装进入。同时竖向臂301和第二安装壁20之间也具有横向的间距以供工装进入。因此竖向臂301处于弹性压片300的横向中间位置，使得竖向臂301和第一安装壁10和第二安装壁20均保持合理距离。

在本实施例中弹性压片300为钣金件，竖向臂301、过渡臂302、第一倾斜臂303和第二倾斜臂304为钣金件连续折弯形成。可见，在本实施例中，过渡臂302的横向长度大约为第一倾斜臂303横向长度的一半。

如图所示，如图5、6所示，进一步优选的，第一安装壁10还包括一倾斜的引导面103，引导面103位于第一抵持面104的上侧，贴附面101的下侧。引导面103位于搁置位L靠近第二安装壁20的一侧，从第一安装壁10侧朝第二安装壁20侧向下倾斜。

如图9-11所示，当第二倾斜臂304从上往下抵达引导面103时，其末端受到倾斜的引导面103斜向上作用而逐渐向内弯折变形，并在引导面103结束时继续顺着第一安装壁10的表面向下移动，最终紧抵在第一抵持面104上。

在此基础上，可见引导面103可以直接连接在支撑面102下方，可以与支撑面102通过其他的面间接连接，也可以高于支撑面102，使得支撑面102位于一内凹结构中。引导面103的具体设置并不受到本实施例的限制。

当然，本实施例中，第二抵持面201的上端超过引导面103。在工装夹持弹性压片300向下运动的过程中，当第二倾斜臂304的末端抵触引导面103时，第二弯曲部2与第二抵持面201接触，这样两者形成一个杠杆结构，使得整个弹性压片300受双侧作用力而保持平衡，以减少弹性压片300的第二倾斜臂304以上部分向功率器件100方向形变，避免弹性压片300在此过程中向功率器件100移动而对功率器件100造成挤压。

当然应当被理解的是，免除弹性压片300在上述过程中对功率器件100影响还应当归因于工装对竖向臂301的作用，使得弹性压片300的上段保持初始的状态。也就是说，在弹性压片300下移过程中，第一倾斜臂303乃至其第一弯曲部1因为上侧的工装作用和下侧双向作用力影响而不对功率器件100产生作用，仅在工装释放竖向臂301时，弹性压片300的应力得以释放，而使得弹性压片300的上段部向功率器件100方向移动。这一点也区别于对比文件中“S”形压紧弹片在下压过程中与功率器件100产生较大摩擦力的技术方案。可见本实施例能够避免对功率器件100造成损害。

并且，装配完成后，第一弯曲部1与功率器件100的作用点在最上方，第二弯曲部2与第二抵持面201的作用点在中间，且位于引导面103的上方；第二倾斜臂304的末端与第二抵持面201的作用点在最下方。三个作用点左右交差式的错落分布，使得整个结构横向的夹持力更强、更稳定。

此外，还需要说明的是，本实施例中弹性压片300与散热底座200之间是面面结合的关系，对于各个面的尺寸公差的管控精度要求较低。而对比文件中无论是嵌缝的尺寸还是导引角的角度均需要被严格控制，才能保证弹性压片300对功率器件100具有相对一致的紧固性能。

如图2-6、11-12所示，进一步优选地，第二抵持面201上设有卡槽K，第二倾斜臂304上设有弹性卡舌305，弹性卡舌305落入卡槽K内。卡槽K和弹性卡舌305配合不仅能够避免弹性压片300因振动等影响向上脱离于散热底座200，进而避免长期使用后其对功率器件100的压紧力的下降，导致的散热效果变差。

优选地，如图3所示，第二倾斜臂304冲压倒U型分离线J，并将倒U型分离线内的部件向外掰折，从而形成下端与第二倾斜臂304连接的弹性卡舌305。更进一步的，倒U型分离线J的上端延伸至第一倾斜臂303，从而使得分离出来的弹性卡舌305的上端呈与第二弯曲部2同样的弯曲状。

如图2、4、9-11所示，弹性卡舌305的上端的向内弯曲部G适应于从上往下装配的过程，可以避免外翘的弹性卡舌305剐蹭第二安装壁20的表面。在装配过程中，弹性卡舌305的弯曲状的上端接触第二抵持面201后，对弹性卡舌305施加向内作用力，弹性卡舌305遇阻向内变形。而当弹性卡舌305到达第二抵持面201的卡槽K处时，弹性卡舌305避空而顺势滑入卡槽K内实现卡接。

此处需要特别强调的是，在本实施例中，装配完成后，弹性卡舌305紧抵于卡槽K的槽底，两者的限位，不仅仅起到了防脱的作用，更进一步在上述左右交差式的三个作用点外又进一步提供了第四个作用点，加强了杠杆平衡，增强了弹性压片300对功率器件100的夹持作用。

如图2、4、9-11所示，第二倾斜臂304的末端向下向内弯曲形成圆弧面r。这是为了当其抵达引导面后，圆弧面r与引导面103的斜面作用，能够更加顺利地实现内折，而且可以避免剐蹭第一安装壁表面更加顺利地滑过引导面后到达第一抵持面104。

另外，如图5-6、11-13所示，优选的，第一安装壁10和第二安装壁20的底壁通过一横向壁30连为一体，进而装配区的下段在第一抵持面104和第二抵持面201之间形成一个凹槽结构。装配区的底壁即为该凹槽结构的槽底。在装配结束后，弹性压片300的第二倾斜臂304的末端与槽底的距离并不受到特殊的限制，也就是两者可以完全抵住，也可以相互远离。

本实施例中，第二倾斜臂304的末端与散热底座200的装配区的底部紧抵，而弹性卡舌305紧抵于卡槽K的上壁。这样一来使得弹性压片300与散热底座200之间具有左右、上下两个方向上的对向的对抗力，连接的连接稳定性更佳。

因为第二倾斜臂304的末端为弯曲结构，从而增强了其本身的强度，使得支撑能力更强，因此使得第二倾斜臂304的末端与散热底座200的装配区的底部的作用力更加稳定。

基于上述的技术构思，本实施例中可以沿前后方向扩展散热底座200，多个功率器件100并排置于搁置位L上，利用一个弹性压片300实现压持，即一压多的模式。这样对自动化装配来说是非常大的优势，只需要插入一次就可。

例如，如图2、3、12所示，在本实施例中功率器件100为两个，为了避免弹性压片300偏斜，能够对功率器件100的配合面P施加更加均匀的作用力，本实施例中弹性压片300的上段根据功率器件100的数量和距离分离形成瓣状构造V，纵向分离线M从竖向臂301延伸至第一倾斜臂303的上段。从而每个功率器件100对应多个瓣状构造V。优选地，每个功率器件100对应两个瓣状构造V。

在本实施例中，弹性压片300的第二倾斜臂304上对应功率器件100的数量设置有两个弹性卡舌305，相应地，散热底座200的第二安装壁20上设置有两个卡槽K，每个卡槽K的槽宽与弹性卡舌305的宽度相匹配，从而在起到上下限位的同时起到前后方向上的限位。当然弹性卡舌305的数量并不需要与功率器件100对应，甚至弹性卡舌305的数量也不需要与卡槽K数量对应，仅需要满足第一具有一个弹性卡舌305和卡槽K结构，弹性卡舌305能够在装配过程中落入卡槽K两个条件即可。甚至在弹性压片300的变形量足够大的情况下，不需要弹性卡舌305和卡槽K结构来起到防脱作用。

基于双侧平衡思想，一般而言，适宜在弹性压片300的两侧对称设置弹性卡舌305。位于中间的弹性结构可以不包含弹性卡舌305，相应的，位于中间的第二抵持面201可以不设卡槽K。

基于上述的散热组件以及功率模块结构，本实施例还提供了功率模块的装配方法。

其装配对象包括上述结构的功率器件100、散热底座200和用于固定功率器件100的弹性压片300。

如图7-13所示，其装配过程包括如下步骤：

如图7所示，步骤a：通过第一工装N1，将功率器件100以引脚H朝上的方向，自装配区F上方组装到散热底座200的搁置位L中，功率器件100的散热面S靠近贴附面101。

如图8所示，步骤b：用第二工装N2夹持弹性压片300的竖向臂301，并将弹性压片300竖直定位在装配区上方，第一弯曲部1与功率器件100的配合面P的距离L1大于等于零。

如图9、10所示，步骤c：第二工装N2垂直向下压送弹性压片300，第二倾斜臂304抵达引导面103并受引导面103作用逐渐向内弯折变形，并紧抵在第一抵持面104。

如图11所示，步骤d：撤除第二工装N2，弹性压片300将功率器件100朝第一安装壁10夹持，第一弯曲部1紧抵功率器件100的配合面P，功率器件100的散热面S紧抵贴附面101，第二弯曲部2紧抵第二抵持面201，第二倾斜臂304紧抵第一抵持面104。

如图12所示，步骤e：撤除第一工装N1，完成功率器件100与散热底座200的装配。

可见，基于上述装配步骤，工装的移动自由度单一，各组件装配过程不相互干扰因此能够实现自动化装配，进而适应于工业4.0时期的生产需求，提高加工效率，降低加工成本。

需要被强调的，在步骤b中，第一弯曲部1与功率器件100的配合面P的距离L1大于等于零即避免了弹性压片300在装配过程中对功率器件100的摩擦，保护了功率器件100。

当采用优选技术方案时，第二抵持面201上设有卡槽K，第二倾斜臂304上设有弹性卡舌305时，步骤c中，第二工装驱使弹性压片300向下过程中，当装配到位后有“嗒”的声音反馈，即表示装配到位，可以进入步骤d，也就是说弹性卡舌305已经落入卡槽K。当然在自动化安装过程中，并不是听声控制装配深度的，而是通过控制第二工装的位移量确定。

应当说明的是，第一工装是在完成弹性压片300的装配后才撤除，这就使得在装配过程中，功率器件100始终被第一工装定位，从而保证了其位置的确定性，也保证了弹性压片300的顺利装配。

对于方法的优选，步骤b中第二弯曲部2与第二抵持面201的距离L2大于等于零，也就是说在弹性压片300的末端抵达引导面103而发生形变之前弹性压片300与散热底座200之间是过渡配合或过松配合的，避免了弹性压片300在前续过程中剐蹭第二安装壁20，即保证装配的顺利性，避免磨损散热底座200，也避免产生多余摩擦热量。

另外，优选地，步骤a前还包括步骤f：通过第三工装将界面垫片压制到第一安装壁10的贴附面101上。在第一工装将功率器件100置于搁置位L上后，界面垫片O被夹在功率器件100的散热面S和第一安装壁10的贴附面101之间。

界面垫片采用热界面材料，优选采用具有一定弹性形变能力的导热硅胶，步骤d中因为界面垫片O紧压在功率器件100的散热面S和第一安装壁10的贴附面101之间，从而消除了散热面S和贴附面101的空气间隙，进一步改善两者的热传导，提高散热性能。在其他实施例中，界面垫片可以是采用相变材料等热界面材料。

本实施例中，如图1所示，功率模块的装配还包括装配PCB板400，如图13所示，步骤e后还包括步骤g：将PCB板400从上往下穿过功率器件100的引脚并完成焊接。此时功率器件100已经被紧固在散热底座200上，一方面使得焊接更加方便，另一方面焊接对功率器件100产生的热量也可以及时被散热底座200外散。

实施例二：

参考本发明的说明书附图之图14至图19，依据本发明的第二个优选实施例将被阐明。实施例二是在实施例一的基础上对散热底座和弹性压片的局部结构进行改进。但是发明构思依旧与实施例一一致，基于这点，两个实施例之间的部分结构可以被相互结合，并不受到实施例的限制。

以下对实施例二的散热底座和弹性压片的结构和相应安装方法进行描述，其中与实施例一中相同的部分不再累述。尤其是与实施例相同结构，或相同作用的替换结构的作用不进行扩展，本领域技术人员应当基于对整体方案的认知理解本实施例。

如图14、17-19所示，在实施例二中，散热底座200'包括相互远离的第一安装壁10'和第二安装壁20'，且两者之间形成内凹的装配区F'，装配区F'的上侧呈敞开状以供功率器件100'及弹性压片300'进入。

具体地，如图17-19所示，第一安装壁10'包括竖向的贴附面101'，横向的支撑面102'、倾斜的引导面103'和第一抵持面104'。贴附面101'和支撑面102'形成容纳功率器件100'的搁置位L。第二安装壁20'包括第一抵持面104'一侧的第二抵持面201'，第一抵持面104'与第二抵持面201'之间相互远离。第一抵持面104'与引导面103'反向倾斜，引导面103'与第一抵持面104'呈一角度相连以形成一凸起部T'。

如图15-16所示，弹性压片300'包括依次相连竖向臂301'，过渡臂302'、第一倾斜臂303'和第二倾斜臂304'。竖向臂301'的设置目的依旧是为了工装夹持需要，过渡臂302'与第一倾斜臂303'形成第一弯曲部1'，第一倾斜臂303'和第二倾斜臂304'形成与第一弯曲部1'反向的第二弯曲部2'。竖向臂301'，过渡臂302'、第一倾斜臂303'和第二倾斜臂304'为整体板件连续折弯形成。

与实施例所不同的是，第二倾斜臂304'的末端设有一个弯曲构造，这一弯曲构成与第二弯曲部2'同向，从而在远离第二弯曲部2'的外弧面的一侧形成一个内凹部Y'。该内凹部Y'与第一安装壁10'的凸起部T'相互匹配。

优选地，如图17-19所示，本实施例中，第二安装壁20'低于第一安装壁10'，第二安装壁20'的第二抵持面201'的上端高于引导面103'的上端。第二抵持面201'下端延伸至第一抵持面104'的旁侧。

值得一提的是，竖向臂301'和第一安装壁10'之间具有横向的间距以供工装进入。同时竖向臂301'和第二安装壁20'之间也具有空间以供工装进入。而本实施例中第二安装壁20'的上方区域提供了供夹持竖向臂301'的工装进入的空间，因此竖向臂301'可以更加偏向第二安装壁20'，因此本实施例中过渡臂302'的横向长度基本与第一倾斜臂303'的横向长度一致，竖向臂301'位于弹性压片300'的外侧位置。

基于上述结构，功率模块的装配方的装配过程包括如下步骤：

步骤a：通过第一工装，将功率器件100'以引脚朝上的方向，自装配区上方组装到散热底座200'的搁置位L中，功率器件100'的散热面S'靠近所述贴附面101'。

步骤b：用第二工装夹持弹性压片300'的竖向臂301'，并将弹性压片300'竖直定位在装配区上方，第一弯曲部1'与所述功率器件100'的配合面P'的距离L1大于等于零。

步骤c：第二工装垂直向下压送弹性压片300'，第二倾斜臂304'抵达引导面103'并受引导面103'作用逐渐向内弯折变形，并紧抵在第一抵持面104'；内凹部Y'紧扣凸起部T'，以限制所述弹性压片300'脱离散热底座200'。

步骤d：撤除第二工装，弹性压片300'将功率器件100'朝第一安装壁10'夹持，第一弯曲部1'紧抵功率器件100'的配合面P'，功率器件100'的散热面S'紧抵所述贴附面101'，第二弯曲部2'紧抵第二抵持面201'，第二倾斜臂304'的末端的内凹部Y'紧抵由第一抵持面104'和引导面103'形成的凸起部T'。

步骤e：撤除所述第一工装，完成功率器件100'与散热底座200'的装配。

同样在步骤b中优选第二弯曲部2'与第二抵持面201'的距离L2大于等于零。

同样装配过程还可以包括位于步骤a之前的步骤f：通过第三工装将界面垫片压制到第一安装壁10'的贴附面101'上。步骤e后的步骤g：将PCB板400'从上往下穿过所述功率器件100'的引脚H'并完成焊接，得到如图14所示的功率模块。

与实施例一相比，实施例二的弹性压片300'结构更加简单，但是增加了散热底座200'的加工难度，尤其是指对凸起部T'的加工要求。

以上对本发明所提供的功率模块、散热组件及功率模块的装配方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.功率模块的装配方法，其特征在于：

其装配对象包括功率器件、散热底座和用于固定功率器件的弹性压片；

所述散热底座包括相互远离的第一安装壁和第二安装壁，且两者之间形成装配区；

所述第一安装壁包括竖向的贴附面，横向的支撑面，倾斜的引导面和位于引导面下侧的第一抵持面，所述贴附面和支撑面形成容纳功率器件的搁置位；

所述第二安装壁包括位于第一抵持面一侧的第二抵持面，所述第二抵持面的上端高于所述引导面，所述第二抵持面上设有卡槽；

所述弹性压片包括依次相连的竖向臂、过渡臂、第一倾斜臂和第二倾斜臂；所述第二倾斜臂上设有弹性卡舌；

所述过渡臂与第一倾斜臂形成第一弯曲部，所述第一倾斜臂和第二倾斜臂形成与第一弯曲部反向的第二弯曲部；

其装配过程包括如下步骤：

步骤a：通过第一工装，将所述功率器件以引脚朝上的方向，自所述装配区上方组装到散热底座的搁置位中，所述功率器件的散热面靠近所述贴附面；

步骤b：用第二工装夹持所述弹性压片的竖向臂，并将所述弹性压片竖直定位在装配区上方，所述第一弯曲部与所述功率器件的配合面的距离L1大于等于零；

步骤c：所述第二工装垂直向下压送弹性压片，所述第二倾斜臂抵达引导面并受引导面作用逐渐向内弯折变形，并紧抵在第一抵持面；

步骤d：撤除所述第二工装，所述弹性压片将功率器件朝所述第一安装壁夹持，所述第一弯曲部紧抵所述功率器件的配合面，所述功率器件的散热面紧抵所述贴附面，所述第二弯曲部紧抵所述第二抵持面，所述第二倾斜臂紧抵所述第一抵持面，所述弹性卡舌落入卡槽，以限制所述弹性压片脱离所述散热底座；

步骤e：撤除所述第一工装，完成所述功率器件与散热底座的装配。

2.根据权利要求1所述功率模块的装配方法，其特征在于所述引导面与第一抵持面呈一角度相连以形成一凸起部，所述第二倾斜臂的末端弯曲形成与凸起部匹配的内凹部；步骤d中，所述内凹部紧扣凸起部，以限制所述弹性压片脱离所述散热底座。

3.根据权利要求1所述功率模块的装配方法，其特征在于在步骤a前还包括步骤f：通过第三工装将界面垫片压制到所述第一安装壁的贴附面上；步骤d中，所述界面垫片紧压在所述功率器件的散热面和第一安装壁的贴附面之间。

4.功率模块，其特征在于包括功率器件、散热底座和用于固定功率器件的弹性压片；

所述散热底座包括相互远离的第一安装壁和第二安装壁，且两者之间形成装配区；

所述第一安装壁包括竖向的贴附面，横向的支撑面和第一抵持面，所述贴附面和支撑面形成容纳功率器件的搁置位；

所述第二安装壁包括位于所述第一抵持面一侧的第二抵持面，第一抵持面与第二抵持面之间相互远离，所述第二抵持面上设有卡槽；

所述弹性压片包括依次相连的过渡臂、第一倾斜臂和第二倾斜臂，所述第二倾斜臂上设有弹性卡舌；

所述过渡臂与第一倾斜臂形成第一弯曲部，所述第一倾斜臂和第二倾斜臂形成与第一弯曲部反向的第二弯曲部；

所述功率器件置于所述搁置位，所述第一弯曲部与功率器件的配合面紧抵，所述功率器件的散热面紧抵所述贴附面，所述第二弯曲部与第二抵持面紧抵，所述第二倾斜臂与第一抵持面紧抵，所述弹性卡舌落入卡槽内。

5.根据权利要求4所述的功率模块，其特征在于所述弹性压片的过渡臂上设有用于工装夹持的竖向臂，所述弹性压片从上往下装配至散热底座上；

所述支撑面和第一抵持面之间设有倾斜的引导面，装配过程中所述第二倾斜臂从上往下抵达引导面并受引导面作用逐渐向内弯折变形而至第一抵持面。

6.根据权利要求5所述的功率模块，其特征在于所述引导面与第一抵持面呈一角度相连以形成一凸起部，所述第二倾斜臂的末端弯曲形成与凸起部匹配的内凹部，所述内凹部紧扣所述凸起部。

7.根据权利要求4所述的功率模块，其特征在于所述第一安装壁、第二安装壁及功率器件的上端面齐平，或所述第二安装壁的上端面低于所述第一安装壁和功率器件的上端面。

8.功率模块的散热组件，其特征在于包括散热底座和弹性压片；

所述散热底座包括相互远离的第一安装壁和第二安装壁，且两者之间形成装配区；

所述第一安装壁包括竖向的贴附面，横向的支撑面、引导面和第一抵持面，所述贴附面和支撑面形成容纳功率器件的搁置位；

所述第二安装壁包括位于第一抵持面一侧的第二抵持面，第一抵持面与第二抵持面之间相互远离，所述第二抵持面的上端超过所述引导面，所述第二抵持面上设有卡槽；

所述弹性压片包括依次相连的竖向臂、过渡臂、第一倾斜臂和第二倾斜臂，所述第二倾斜臂上设有弹性卡舌；

所述竖向臂用于被工装夹持以从上往下装配弹性压片；

所述过渡臂与第一倾斜臂形成第一弯曲部，所述第一弯曲部用于与功率器件的配合面紧抵，而将功率器件挤压在所述贴附面上；

所述第一倾斜臂和第二倾斜臂形成与第一弯曲部反向的第二弯曲部；所述第二弯曲部用于与第二抵持面紧抵，所述第二倾斜臂用于与第一抵持面紧抵，所述弹性卡舌落入卡槽内。

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