CN208889639U - 一种功率半导体器件保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种功率半导体器件保护装置，包括PCB板以及设置在PCB板上的功率半导体器件、散热器和温度传感器，温度传感器通过导热垫粘贴在功率半导体器件的下表面，直接采样功率半导体器件表面的温度，而且导热垫可以填充功率半导体器件和温度传感器之间的间隙，增大功率半导体器件和温度传感器之间的热传递界面，导热垫优良的热传导率提高了温度传感器对功率半导体器件温度上升的响应时间，使功率半导体器件的温度保护具有较好的保护效果，另一方面，散热器设置在功率半导体器件的上表面对功率半导体器件进行散热的同时，可以作为功率半导体器件的保护外壳，避免在运输、安装过程中功率半导体器件受到损伤。

Description

一种功率半导体器件保护装置

技术领域

本实用新型涉及控制器领域，特别是一种功率半导体器件保护装置。

背景技术

功率半导体器件由于损耗功率使其发热较多，不宜长期工作在较高温度下，因此要采取恰当的散热措施进行过热保护。目前散热一般采用散热器，而且检测散热器的温度，传输到MCU芯片实现功率半导体器件的温度保护，但是这种方案会由于散热片的良好散热性，使MCU芯片接收到的温度数据和功率半导体器件的温度具有较大的差异，使得保护效果不够好。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种功率半导体器件保护装置，一方面直接采样功率半导体器件非散热片面的温度，提高了对功率半导体器件温度上升的响应时间，达到较好的保护效果。

本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：

一种功率半导体器件保护装置，包括PCB板以及设置在PCB板上的功率半导体器件、散热器和温度传感器，所述温度传感器通过导热垫粘贴在所述功率半导体器件的下表面，所述散热器与所述功率半导体器件的上表面连接。通过导热垫将温度传感器粘贴在功率半导体器件的下表面，直接采样功率半导体器件表面的温度，而且导热垫可以填充功率半导体器件和温度传感器之间的间隙，增大功率半导体器件和温度传感器之间的热传递界面，导热垫优良的热传导率提高了温度传感器对功率半导体器件温度上升的响应时间，使功率半导体器件的温度保护具有较好的保护效果，另一方面，散热器设置在功率半导体器件的上表面对功率半导体器件进行散热的同时，可以作为功率半导体器件的保护外壳，避免在运输、安装过程中功率半导体器件受到损伤。

进一步，所述散热器包括光滑的导热面和带有散热鳍片的散热面，所述散热面朝上设置，所述导热面朝下设置并与所述功率半导体器件的上表面连接。功率半导体器件通过其上表面将热量传输到散热器的导热面，再由散热面上的散热鳍片扩散出去，散热鳍片大大增加了散热面积，使散热器具有较好的散热效果。

进一步，所述散热器通过支撑杆与所述PCB板连接，所述PCB板上设置有供所述支撑杆连接的安装孔。由于散热器一般较大较重，散热器采用支撑杆直接安装在PCB板的安装孔上，可以避免散热器的重量由功率半导体器件承受，同时，散热器覆盖在功率半导体器件的上方，为功率半导体器件散热的同时还可以起到保护外壳的作用，避免功率半导体器件受力或者受到碰撞损坏。

进一步，所述安装孔设置有四个。

进一步，所述温度传感器为热敏电阻或热电偶。

进一步，所述PCB板上设置有用于焊接所述功率半导体器件的第一电镀通孔，所述第一电镀通孔设置有两个或者三个。安装功率半导体器件时，将功率半导体器件的两个或者三个引脚插接在所述第一电镀通孔上并进行焊接即可。

进一步，所述PCB板上设置有用于焊接所述温度传感器的第二电镀通孔，所述第二电镀通孔设置有两个。安装温度传感器时，将温度传感器的两个引脚插接在所述第二电镀通孔上并进行焊接即可。另外，为了便于将温度传感器通过导热垫粘贴在所述功率半导体器件的下表面，需要将第一电镀通孔和第二电镀通孔设置在相邻的位置中。

进一步，所述PCB板上还设置有MCU芯片，所述温度传感器通过PCB板上的印刷电路连接至所述MCU芯片。温度传感器检测到功率半导体器件的实际温度数据，并通过PCB板上的印刷电路传输给MCU芯片，由MCU芯片对功率半导体器件进行温度保护。

进一步，所述PCB板上设置有用于焊接所述MCU芯片的第三电镀通孔。安装时，将MCU芯片的引脚插接在所述第三电镀通孔并进行焊接即可。

进一步，所述功率半导体器件为功率二极管、功率晶闸管、功率BJT、功率MOSFET或者功率IGBT。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用的一种功率半导体器件保护装置，通过导热垫将温度传感器粘贴在功率半导体器件的下表面，直接采样功率半导体器件表面的温度，而且导热垫可以填充功率半导体器件和温度传感器之间的间隙，增大功率半导体器件和温度传感器之间的热传递界面，导热垫优良的热传导率提高了温度传感器对功率半导体器件温度上升的响应时间，使功率半导体器件的温度保护具有较好的保护效果，另一方面，散热器设置在功率半导体器件的上表面对功率半导体器件进行散热的同时，可以作为功率半导体器件的保护外壳，避免在运输、安装过程中功率半导体器件受到损伤。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型一种功率半导体器件保护装置的主视图；

图2是本实用新型一种功率半导体器件保护装置不带散热器的俯视图；

图3是本实用新型一种功率半导体器件保护装置的俯视图。

具体实施方式

参照图1－图3，本实用新型的第一方面实施例提供一种功率半导体器件保护装置，包括PCB板1以及设置在PCB板1上的功率半导体器件2、散热器3和温度传感器4，所述温度传感器4通过导热垫5粘贴在所述功率半导体器件2的下表面，所述散热器3与所述功率半导体器件2的上表面连接。通过导热垫5将温度传感器4粘贴在功率半导体器件2的下表面，直接采样功率半导体器件2表面的温度，而且导热垫5可以填充功率半导体器件2和温度传感器4之间的间隙，增大功率半导体器件2和温度传感器4之间的热传递界面，导热垫5优良的热传导率提高了温度传感器4对功率半导体器件2温度上升的响应时间，使功率半导体器件2的温度保护具有较好的保护效果，另一方面，散热器3设置在功率半导体器件2的上表面对功率半导体器件2进行散热的同时，可以作为功率半导体器件2的保护外壳，避免在运输、安装过程中功率半导体器件2受到损伤。

其中，导热垫是高性能间隙填充导热材料，主要用于电子设备与散热片或产品外壳间的传递界面，具有良好的粘性、柔性、良好的压缩性能以及具有优良的热传导率，使其在使用中能完全使电子原件和散热片之间的空气排出，以达到接触充分，散热效果明显增加。导热垫具有良好的导热能力和高等级的耐压，是取代导热硅脂的替代产品，其材料本身具有一定的柔韧性，很好的贴合功率器件与散热铝片或机器外壳间的从而达到最好的导热及散热目的，符合21世纪电子行业对导热材料的要求，是替代导热硅脂导热膏加云母片的二元散热系统的最佳产品。在行业内，也可称之为导热硅胶片，导热矽胶垫，导热硅胶垫，绝缘导热片，软性散热垫等等。

参照图1，本实用新型的一个实施例中，所述散热器3包括光滑的导热面和带有散热鳍片的散热面，所述散热面朝上设置，所述导热面朝下设置并与所述功率半导体器件2的上表面连接。功率半导体器件2通过其上表面将热量传输到散热器3的导热面，再由散热面上的散热鳍片扩散出去，散热鳍片大大增加了散热面积，使散热器3具有较好的散热效果。本实施例中，所述散热器3通过支撑杆6与所述PCB板1连接，所述PCB板1上设置有供所述支撑杆6连接的安装孔14。由于散热器3一般较大较重，散热器3采用支撑杆6直接安装在PCB板1的安装孔14上，可以避免散热器3的重量由功率半导体器件2承受，同时，散热器3覆盖在功率半导体器件2的上方，为功率半导体器件2散热的同时还可以起到保护外壳的作用，避免功率半导体器件2受力或者受到碰撞损坏。具体地，所述安装孔14设置有四个；所述温度传感器4为热敏电阻或热电偶。

参照图2，本实用新型的一个实施例中，所述PCB板1上设置有用于焊接所述功率半导体器件2的第一电镀通孔11，所述第一电镀通孔11设置有两个或者三个，安装功率半导体器件2时，将功率半导体器件2的两个或者三个引脚插接在所述第一电镀通孔11上并进行焊接即可；所述PCB板1上设置有用于焊接所述温度传感器4的第二电镀通孔12，所述第二电镀通孔12设置有两个，安装温度传感器4时，将温度传感器4的两个引脚插接在所述第二电镀通孔12上并进行焊接即可。另外，为了便于将温度传感器4通过导热垫5粘贴在所述功率半导体器件2的下表面，需要将第一电镀通孔11和第二电镀通孔12设置在相邻的位置中。

参照图2，本实用新型的一个实施例中，所述PCB板1上还设置有MCU芯片7，所述温度传感器4通过PCB板1上的印刷电路连接至所述MCU芯片7。温度传感器4检测到功率半导体器件2的实际温度数据，并通过PCB板1上的印刷电路传输给MCU芯片7，由MCU芯片7对功率半导体器件2进行温度保护；进一步地，所述PCB板1上还设置有用于焊接所述MCU芯片7的第三电镀通孔13。安装时，将MCU芯片7的引脚插接在所述第三电镀通孔13并进行焊接即可。

具体地，所述功率半导体器件2为功率二极管、功率晶闸管、功率BJT、功率MOSFET或者功率IGBT。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种功率半导体器件保护装置，其特征在于，包括PCB板(1)以及设置在PCB板(1)上的功率半导体器件(2)、散热器(3)和温度传感器(4)，所述温度传感器(4)通过导热垫(5)粘贴在所述功率半导体器件(2)的下表面，所述散热器(3)与所述功率半导体器件(2)的上表面连接。

2.根据权利要求1所述的一种功率半导体器件保护装置，其特征在于，所述散热器(3)包括光滑的导热面和带有散热鳍片的散热面，所述散热面朝上设置，所述导热面朝下设置并与所述功率半导体器件(2)的上表面连接。

3.根据权利要求1所述的一种功率半导体器件保护装置，其特征在于，所述散热器(3)通过支撑杆(6)与所述PCB板(1)连接，所述PCB板(1)上设置有供所述支撑杆(6)连接的安装孔(14)。

4.根据权利要求3所述的一种功率半导体器件保护装置，其特征在于，所述安装孔(14)设置有四个。

5.根据权利要求1所述的一种功率半导体器件保护装置，其特征在于，所述温度传感器(4)为热敏电阻或热电偶。

6.根据权利要求1所述的一种功率半导体器件保护装置，其特征在于，所述PCB板(1)上设置有用于焊接所述功率半导体器件(2)的第一电镀通孔(11)，所述第一电镀通孔(11)设置有两个或者三个。

7.根据权利要求1所述的一种功率半导体器件保护装置，其特征在于，所述PCB板(1)上设置有用于焊接所述温度传感器(4)的第二电镀通孔(12)，所述第二电镀通孔(12)设置有两个。

8.根据权利要求1所述的一种功率半导体器件保护装置，其特征在于，所述PCB板(1)上还设置有MCU芯片(7)，所述温度传感器(4)通过PCB板(1)上的印刷电路连接至所述MCU芯片(7)。

9.根据权利要求8所述的一种功率半导体器件保护装置，其特征在于，所述PCB板(1)上设置有用于焊接所述MCU芯片(7)的第三电镀通孔(13)。

10.根据权利要求1－9任一所述的一种功率半导体器件保护装置，其特征在于，所述功率半导体器件(2)为功率二极管、功率晶闸管、功率BJT、功率MOSFET或者功率IGBT。