TWI295096B - Subassembly - Google Patents

Description

.1295096 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係一種用以冷卻大功率半導體模組之組合， 此種組合是由一個具有散熱接觸面的大功率半導體模 組二一個冷卻元件、以及一個將散熱接觸面壓緊在冷卻 凡件上的壓緊裝置所構成。 【先前技術】 、、一種源自專利DE 199 42 915 A1的此類組合具有一 ，以適當材料(例如陶瓷材料)製成的無底板式絕緣導熱 載體(基材）。在此基材的正面(也就是所謂的安裝面或裝 酉己面)上裝有多個排成一列的大功率半導體，這些大功^ 半導體與形成於(有鍍膜―例如鍍銅的)基材正面上 刷線路結構形成導電連接。 ^作為散熱接觸面的基材底面和正面一樣也有一層鑛 膜(例如鍍銅)。一個壓緊裝置會將此作為散熱接觸面^ £ 材底面壓緊在組合的一個冷卻器上，以便能夠將組合在 運轉日才以熱能為形式產生的損耗功率經由冷卻器排出。 原則上壓緊裝置可以作用在一個將安裝在基材上的 構件包住的保護外殼上。但是專利DE 199 42 915 A1並 未就此部分的具體狀況作進一步的說明。 w 、為了達到有效的散熱作用（也就是降低傳熱阻力）， 以確保組合能夠穩定的運轉，即使在變化不定的運轉 件及經過多次溫度變化循環後，冷卻器都必須能夠g 密、無間隙的貼緊在基材底面上。 、σ μ 因此這種已知組合(專利DE 199 42 915 Α1提出的 1295096 1由多個單—的可導電加壓板所構 端面與一個其上安裝有其他電子元: 【發明内容】 功袁ί的是提出—種如前面說明關以冷卻大 ϊίί 組合’而且此種結構阻件必須i備i ，奋易,、成本低廉、固定牢靠、而且在大 鞞 、、且及冷卻元件之間形成良好的散熱作料優點。—、 合及特徵的組 及/或具有本發4項之特徵的方法 =到本心專S以 ϊΐ=ί利項目_容則為本發的尨 緊之=一= i:個可 组帛—健點是朗以在大轉半導體模 相對運動的固定方式，以便使接下來的安 6 1295096 i行,例如冷卻元件)之_校準和定位更容易 -個‘=3驟使111定夾及Α功率半導體模組形成 開的單元’這對於接下來的安裝步驟 單的贱可赌崎關定夾以很簡 形成ίίΓ^ί三健點是似—個單—_定夾即可 力率半導體及冷卻讀之間的連接，因此只需用 、間早且成本低廉的方式即可完成此—連接。/、 五人=^1=組合的—瓣處是可轉照―種合乎 力，體上背對散熱接觸 刖 得很困難 ”易，如果沒有預先⑥·::， 復t去的印稱路極將會使冷卻元件的安裝工作Σ 在本發明的組合的一種有利的 在本發明的一種同時具有構造上的 優點的組合的實施方式中，錨定部分梃上的 卻元件的拱座内。 以將麵疋部分固定在冷 本發明的組合的另外一種有利的會 元件的一個開口構成其拱座。 貝鈿方式疋由冷卻 本發明_容還包括-_额—辦刷電路極連 1295096 半的導熱 熱接觸面與冷卻元件接觸體模組的散 =在2::i邮經由設置在印刷電路 與冷=接的的工：= 高易尤㈣;:來 也jt::4人:求2特定步驟來進行組合的安裝工5: ίΐ-；；.τ^ϊ：?Ρ^：ϊΐϊ：---

==定：=電路極錢-個小孔即可S 率半導體模組連接的連接部分。 〃 【實施方式】 圖式1中箭號旁的數字1、2、3分別代表本發明之

1/2¾ 3 S 女裝步驟。這些安裝步驟將再後面逐一詳細說明。 ηη、ί」個安裝步驟是將一個固定夾(10)的連接部分 (l〇a)固疋在大功率半導體的外殼(14)的正面(12)上。 1295096 從圖式2的放大圖可赠出，固定邮Q)的連 为（10a)可以是由狀夾⑽的—個具有彈性的終^ 成。這個具有彈性的終端在與@式丨所示之外正斤冓 ，時會對外酬的正面(12)施加一個崎 式2所不’固定夾(1〇)的另外一個具有 為 錫定，⑽)，其形狀為u形。在u形:定部 内侧邊上有一個倒鉤。 刀的 被外殼(14)包覆住的構件為在圖式中 t ?些f牛特別是指設置在陶錄功ί^ 2在圖式中繪出的印刷線路形成電接通 ^ 接整觸個面 梦狀怠卜殼ϋ)=，(12)上有—個閉鎖鉤(12a)。在預安

t SI 事步iim所，f固定是指為了使接下來的安 =^接這：本與^^ 極 刷電路極(3。)内有一個鐵孔或開成 =接通。印 在稍後加以說明。固定夹⑽的形狀及i寸 广曰刀開的方式連接在一起。但是這 個部分可以進行後續的校準步驟 移動的鬆散的連接方式▲ n毅相對運動及 1295096 峨繼出於散熱 安裝步驟之前，散熱接舖而#樣可以確保在進行下一個 的方式被自動印上或塗要情況下以很簡單 元的散熱接觸面的'’將這個共同的單 對應的接觸面(40a)壓緊。^個^人0)^1的一個與其相 個經擠壓形成的冷卻ί所才 =冷^^牛=)可 為冷卻元件。在的情況下亦可用一片薄鋼板作 ‘_ t卜i上的rf況。此時錯定部分(1〇b)已位於鑽孔 變形二ΐ向二偏;夾(1軸定部娜 式3/^半部分顯示本發狀_冷卻大功率半 2 褒完成後的情況。印刷電路極⑽内ί 、二La取好作成圓柱狀。以—個在圖式中繪出的 公例如一根帶有一道能夠與固定夾的厚度相 ί槽的探針)通經由開口 (施)對固定夾⑽的錯定 =二（i〇b)施以一個作用力(F)，使錨定部分(10b)因產生 ^形而擠入穿過開口 (40b)。如此這個開口 (40b)就構成

If囷式2所示之錨定部分(1〇b)及/或倒鉤(1〇c)的拱座 PU) 〇 這樣就可以防止錨定部分(1〇b)因為倒鉤(1〇c)在開 口下方邊緣的閉鎖(止動)而從開口(40b)滑出。在此狀態 下’散熱接觸面(22)就會因為由連接部分(1〇a)作用於大 功率半導體模組(15)的正面(12)的壓力(F1，見圖式2)被 1295096 在冷部70件⑽的正面上，並提供—個可靠的導熱作 利的方式是，僅需偵用一u 一種特別有 固定/遠接。二:使3個早一個固定夾即可完成此種 和握Λ可在要的情況下，可錢將大功率半導 ϊίίί:ί、?刷電路極連接，然後在不會導致 合的铸雜組之組 ，組以可靠的方半導體

及大元狀前最好先將固定夾 形成預/裝的方式先安裝好(使二者 元。，、同的早凡），然後再一起處理這個共同的單 【圖式簡單說明】 合的安圖ί^、ί㈣之l大功料_組之組 圖式2 ··固定夾的放大圖。 步驟H31示意方式顯示如圖式1中的第3個安裂 【主要元件符號說明】 2第2個安裝步驟 10 固定夾 l〇b錨定部分 12 正面 1第1個安裝步驟 3 第3個安裝步驟 l〇a 連接部分 l〇c 倒鉤 1295096 14 外殼 15 大功率半導體模組 16 焊接端 20 底面 22 散熱接觸面 30 印刷電路極 30a 開口 40 冷卻元件 40a 接觸面 40b 鑽孔 50 拱座 F 作用力 FI 壓力

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Claims (1)

1295096 十、申請專利範圍： 種㈣冷卻大功料導雜組之纟轉，其具有以下構 -·-個具有散熱接觸面(22)的大功率半導體模组， ---個冷卻元件(40)， 個將散熱接觸面(22)壓緊在冷卻元件(4〇)上的壓緊

這種組合的特徵為：

-壓緊裝置為-種彈性固定夾⑽，其特徵為： -具有—個可以錨定於冷卻元件 的錨定部分(10b)，以及 —具有一個可以使其與大功率半導體模組(15)連接的連 接部分， ^ 其中’大功率半導體模組(15)經由焊接端(16)與一個印刷電路 極(30)連接，而且這個印刷電路極(3〇)具有一個可通達錯定部 分(10b)的開口 (3〇a)。

2·如申明專利範圍第1項的組合，其特徵為··錯定部分(1此) 的形狀為U形，而且在其兩個邊中的至少一個邊上具有一個 止動裝置(10c)，這個止動裝置〇〇〇可以將錨定部分〇〇b)固定 在冷卻元件(40)的拱座(50)内。 3·如申請專利範圍第1或2項的組合，其特徵為··拱座(50)係 由冷卻元件(40)的一個鑽孔(4〇b)所構成。 4· 一種使連接一個印刷電路極(3〇)之大功率半導體(15)的散 熱接觸面㈤與冷卻元件(4〇)之間形縣熱連接的方法， 徵為： 13 1295096 -使一個彈性固定夾(10)的連接部分(1()a)與大功 體模組(15)連接， -將大功率半導體模組(15)與印刷電路極(3〇)連接， -將大功率半導體模組(15)的散熱接觸面(22)盘冷卻元 件(40)接觸， ^

-將彈性固定夾(1〇)的錨定部分(1〇b)錯定在冷卻元件(4〇) 的拱座(50)内，以維持散熱接觸面(22)與冷卻元件(40)的接 觸，這個錨定作用是經由設置在印刷電路極(3〇)内的開口 (3〇a) 作用在錨定部分(l〇b)上。 5· 一種用於如申請專利範圍第4項之方法的固定夾，其特徵 為·具有一個可以錯定於冷卻元件(4〇)的拱座(5〇)内的錨定部 分(i〇b)及一個可以使固定夾(10)與大功率半導體模組(15)連 接的連接部分(l〇a)。

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