TWI733348B - 電晶體散熱模組及其組裝方法 - Google Patents

Abstract

一種電晶體散熱模組，適用於至少一電晶體。電晶體散熱模組包括一散熱件及一彈性件。散熱件包括相對的一第一壁及一第二壁及連接第一壁及第二壁的一第一連接件，一容置空間形成於第一壁及第二壁之間。電晶體設置於容置空間。彈性件配置於容置空間內且位於此至少一電晶體與第一壁之間，以將此至少一電晶體推抵至第二壁。本發明更提供一種電晶體散熱模組的組裝方法。

Description

電晶體散熱模組及其組裝方法

本發明是有關於一種散熱模組及其組裝方法，且特別是有關於一種電晶體散熱模組及其組裝方法。

由於電晶體在運作時會產生高熱，為了避免過熱而失效，製造者會配置散熱件來散熱。然而，由於電晶體的形狀不一，製造者不但需要設計形狀對應的散熱件，這些散熱件還需要有對應的組裝治具，連帶地會有各自的組裝方式及工序，相當耗費成本。

本發明提供一種電晶體散熱模組，其可通用於不同的電晶體。

本發明提供一種電晶體散熱模組的組裝方法，其可組裝上述的電晶體散熱模組。

本發明的一種電晶體散熱模組，適用於至少一電晶體，電晶體散熱模組包括一散熱件及一彈性件。散熱件包括相對的一第一壁及一第二壁及連接第一壁及第二壁的一第一連接件，一容置空間形成於第一壁及第二壁之間。電晶體設置於容置空間。彈性件配置於容置空間內且位於此至少一電晶體與第一壁之間，以將此至少一電晶體推抵至第二壁。

在本發明的一實施例中，上述的散熱件還包括一第二連接件，連接第一壁及第二壁且相對於第一連接件，第一壁、第二壁、第一連接件及第二連接件共同圍繞出容置空間。

在本發明的一實施例中，上述的第一連接件具有一內壁面，內壁面接觸此至少一電晶體，第一連接件具有靠近第二壁且凹陷於內壁面的一凹陷部，以隔開於此至少一電晶體。

在本發明的一實施例中，上述的散熱件還包括一底部定位柱，適於插設至一電路板的一定位孔內。

在本發明的一實施例中，上述的電晶體散熱模組更包括一絕緣層，配置於第二壁上且朝向此至少一電晶體，此至少一電晶體接觸絕緣層。

在本發明的一實施例中，上述的第二壁絕緣，此至少一電晶體接觸第二壁。

在本發明的一實施例中，上述的第一壁具有至少一穿孔，對應於此至少一電晶體。

在本發明的一實施例中，上述的彈性件包括底部相連的一第一板體及一第二板體，而使彈性件呈V型或U型，且彈性件的底部具有一缺口。

在本發明的一實施例中，上述的彈性件還包括連接於第一板體的一第一止擋部及連接於第二板體的一第二止擋部，第一止擋部接觸第一壁的頂部，第二止擋部接觸此至少一電晶體的頂部。

在本發明的一實施例中，上述的至少一電晶體包括兩電晶體，第二板體朝向兩電晶體，且包括伸入於兩電晶體之間的一凸出部。

本發明的一種電晶體散熱模組的組裝方法，包括定位一電晶體；定位一散熱件，以至少部分地圍繞電晶體，其中散熱件包括相對的一第一壁及一第二壁及連接第一壁及第二壁的一第一連接件，一容置空間形成於第一壁及第二壁之間，且電晶體位於散熱件的容置空間內；以及配置一彈性件，配置於容置空間內且位於電晶體與第一壁之間，以將電晶體抵靠至第二壁。

在本發明的一實施例中，上述的電晶體散熱模組的組裝方法更包括提供一組裝治具，其中組裝治具包括一第一定位孔及一第二定位孔，電晶體定位於第一定位孔，散熱件定位於第二定位孔。

在本發明的一實施例中，上述的第一壁具有對應於電晶體的一穿孔，組裝治具包括對位於穿孔的一伸縮桿，在電晶體及散熱件定位之後，伸縮桿伸入穿孔而將電晶體推向第二壁，以讓出電晶體與第一壁之間的空間，在配置彈性件的步驟中，伸縮桿縮回而離開穿孔。

在本發明的一實施例中，上述的彈性件包括一第一止擋部及一第二止擋部，在配置彈性件的步驟中，彈性件被插入容置空間內直到第一止擋部接觸第一壁的頂部，且第二止擋部接觸電晶體的頂部。

基於上述，本發明的電晶體散熱模組藉由散熱件的容置空間可容置電晶體與彈性件，彈性件可將電晶體推抵至散熱件的第二壁，而使得電晶體所發出的熱能夠傳導至散熱件。由於彈性件可撓，即便電晶體的尺寸不同，也可透過彈性件的推抵來接觸散熱件而達到散熱的效果。因此，本發明的電晶體散熱模組可應用於不同尺寸的電晶體上。此外，由於不同的電晶體可適用此電晶體散熱模組，相較於習知需要有多種散熱件，而有不同的組裝程序，本實施例的電晶體散熱模組與不同的電晶體可適用單一種組裝方式，相當節省成本，也降低因人為失誤而發生的不良率。

圖1是依照本發明的一實施例的一種電晶體散熱模組與電晶體的示意圖。圖2是圖1的爆炸示意圖。圖3是圖2的另一視角示意圖。圖4是圖1的電晶體散熱模組的散熱件的俯視示意圖。請參閱圖1至圖4，本實施例的電晶體散熱模組100適用於至少一電晶體10。在本實施例中，電晶體10的數量例如是2個，但不以此為限制。電晶體散熱模組100包括一散熱件110及一彈性件130。

如圖4所示，在本實施例中，散熱件110包括相對的一第一壁115a及一第二壁115b及連接第一壁115a及第二壁115b的一第一連接件115c，一容置空間111形成於第一壁115a及第二壁115b之間。此外，在本實施例中，散熱件110還包括一第二連接件115d，連接第一壁115a及第二壁115b且相對於第一連接件115c。也就是說，在本實施例中，第一壁115a、第二壁115b、第一連接件115c及第二連接件115d共同圍繞出容置空間111。

第一連接件115c與第二連接件115d例如是與第一壁115a與第二壁115b一體成型的兩牆壁結構，換句話說，散熱件110可以是由一體成型的四個壁所構成，而增加散熱面積，但散熱件110不以此為限制。

此外，散熱件110的材料可以是金屬，例如是鋁擠材，但不以此為限制，只要具有高導熱性即可，換言之，第一壁115a、第二壁115b、第一連接件115c及第二連接件115d可為導電又導熱的金屬材質或其他高導熱性材質。在其他實施例中，第一連接件115c與第二連接件115d也可以僅為用來固定第一壁115a與第二壁115b之間的相對位置的結構。此外，在其他實施例中，第二連接件115d也可被省略。

在本實施例中，電晶體10設置於容置空間111內。為了讓電晶體10所發出的熱能夠順利地傳導至散熱件110，彈性件130配置於容置空間111內且位於電晶體10與第一壁115a之間。在本實施例中，彈性件130包括底部相連的一第一板體132及一第二板體134，而使彈性件130呈V型或U型。第一板體132的上半部與第二板體134的上半部可相對移動且恢復。

在本實施例中，彈性件130的底部具有一缺口136，以調節彈性係數，或是說，調節使彈性件130變形所需要的力量。舉例來說，若需要高彈性係數的彈性件130，缺口136的尺寸可被縮減，甚至是不需要缺口136。在此狀況下，需要花費較大的力量來使第一板體132的上半部與第二板體134的上半部相對靠近或遠離。

相反地，若需要低彈性係數的彈性件130，設計者可設計較大的缺口136尺寸。當然，在其他實施例中，設計者也可透過彈性件130的厚度或是材質來調整彈性係數，不以上述為限制。此外，彈性件130的形式不以此為限制，在其他實施例中，彈性件130也可以是彈簧，不以上述為限制。

由於彈性件130可撓，彈性件130在被塞入電晶體10與第一壁115a之間時，會先被擠壓，之後恢復而推抵電晶體10與第一壁115a，進而將電晶體10推抵至第二壁115b。如此一來，電晶體10所發出的熱便能夠傳導至第二壁115b，以達到良好的散熱效果。

另一方面，由於彈性件130可撓，即便電晶體10的厚度尺寸不同，也可透過彈性件130的推抵來接觸散熱件110而達到散熱的效果。因此，電晶體散熱模組100可應用於不同尺寸的電晶體10上。由於不同的電晶體10可適用本電晶體散熱模組100，只需要對應於電晶體散熱模組100的組裝治具20(圖5)便可組裝電晶體10與電晶體散熱模組100。

相較於習知，對應於不同的電晶體會有不同的散熱材，而需要有不同的組裝治具，本電晶體散熱模組100可節省很多成本，也降低因未熟練多種組裝治具該如何操作而導致人為失誤所發生的不良率。

此外，相較於習知，需要用螺絲、螺帽或是膠體固定電晶體與散熱件，本電晶體散熱模組100僅需將彈性件130塞入電晶體10與第一壁115a之間，便可將電晶體10固定，相當簡單與方便。

在本實施例中，彈性件130還包括連接於第一板體132的一第一止擋部133及連接於第二板體134的一第二止擋部135，第一止擋部133接觸第一壁115a的頂部，第二止擋部135接觸電晶體10的頂部12。也就是說，第一止擋部133與第二止擋部135用來控制彈性件130插入散熱件110內的深度。此外，由於電晶體10的頂部12被第二止擋部135抵壓，電晶體10被第二止擋部135限制而無法往上，相對位置可被固定。

再者，由圖3可見，在本實施例中，由於電晶體10的數量為兩個，為了使兩個電晶體10之間的相對位置固定，彈性件130的第二板體134包括伸入於兩電晶體10之間的一凸出部137。當彈性體組裝至散熱件110內時，凸出部137伸入兩電晶體10之間，而避免兩電晶體10過於靠近而短路。

值得一提的是，在本實施例中，電晶體10例如是非絕緣封裝的TO262，TO262背部為鋁製散熱材，此部分為導電。因散熱件110例如是金屬件且會接地，電晶體10的背部不得直接接觸散熱件110，以免短路。由圖2與圖3可見，電晶體散熱模組100更包括一絕緣層120，配置於第二壁115b上且朝向電晶體10，電晶體10接觸絕緣層120。

在本實施例中，絕緣層120例如是絕緣但可導熱的薄膜或是塗層，絕緣層120的材質例如是導熱膠層或是石墨等，但不以此為限制。由於電晶體10在朝向第二壁115b的一側可能會是金屬，第二壁115b上設置絕緣層120可有效避免短路。

當然，在其他實施例中，第二壁115b也可被設計為具有絕緣且導熱的效果，在此實施例中，電晶體10可直接接觸第二壁115b，而不需額外設置絕緣層120。

另外，在本實施例中，第一連接件115c與第二連接件115d分別具有兩內壁面117，兩內壁面117接觸兩電晶體10的側面16，而限位兩電晶體10。第一連接件115c與第二連接件115d還分別具有靠近第二壁115b且凹陷於兩內壁面117的兩凹陷部113。兩凹陷部113內縮而可隔開於兩電晶體10在靠近第二壁115b的部位(此部位可能會是金屬)。因此，第一連接件115c與第二連接件115d在靠近第二壁115b的部位不會直接接觸到兩電晶體10，以避免短路。

由於電晶體10的針腳14需對應電路板(未繪示)上的孔位，為了使電晶體10能夠在電路板上有良好定位。散熱件110包括至少一底部定位柱114，對應於電路板的定位孔(未繪示)。在本實施例中，第二壁115b的兩側延伸出兩延伸部112，兩底部定位柱114向下凸出於兩延伸部112。電晶體10包括向下凸出的多個針腳14，針腳14與底部定位柱114適於插設至電路板的孔位及定位孔內，以固定至電路板。如此，電晶體散熱模組100與配置於其內的電晶體10以一個整體(as a whole)的形式固定至電路板。

下面將介紹電晶體散熱模組100的組裝方法。圖5是依照本發明的一實施例的組裝治具的示意圖。圖6A至圖6E是圖1的電晶體散熱模組組裝至電晶體的流程示意圖。

請先參閱圖5與圖6A，在本實施例中，電晶體散熱模組100與電晶體10可透過組裝治具20來組裝，但不以此為限制。在本實施例中，組裝治具20包括凹槽22、位於凹槽22內的第一定位孔24及第二定位孔26。

首先，製造者可如圖6B所示，定位電晶體10。具體地說，電晶體10可被設置於凹槽22內，電晶體10的針腳14定位於第一定位孔24，而完成定位。

接著，可如圖6C所示，定位散熱件110。例如是將散熱件110設置於凹槽22內，且散熱件110的底部定位柱114定位於第二定位孔26。散熱件110至少部分地圍繞電晶體10。電晶體10與散熱件110可透過機械手臂自動化組裝或是人工組裝，組裝的方式不限。

在本實施例中，由於散熱件110具有呈現出環狀的第一壁115a、第二壁115b、第一連接件115c及第二連接件115d，因此，散熱件110會完整圍繞電晶體10的四周。在其他實施例中，散熱件110也可僅位於電晶體10的兩側，不以圖式為限制。

再來，由圖6C至圖6D所示，散熱件110的第一壁115a具有對應於電晶體10的穿孔116，組裝治具20包括固定座30及可自固定座30伸縮且對位於穿孔116的伸縮桿32。在電晶體10及散熱件110定位之後，伸縮桿32伸入穿孔116而將電晶體10推向第二壁115b，以讓出電晶體10與第一壁115a之間的空間。

最後，如圖6E所示，配置一彈性件130於散熱件110的容置空間111內且位於電晶體10與第一壁115a之間，以將電晶體10抵靠至第二壁115b。同樣地，彈性件130可透過機械手臂以磁吸的方式組裝或是人工組裝，組裝的方式不限。

在配置彈性件130的步驟中，伸縮桿32縮回而離開穿孔116，以使彈性件130可以進入容置空間111內。此外，在此步驟中，彈性件130被插入容置空間111內直到第一止擋部133接觸第一壁115a的頂部，且第二止擋部135接觸電晶體10的頂部12。

由於本實施例的電晶體散熱模組100可應用於多種尺寸的電晶體10，因此，此電晶體散熱模組100所對應的組裝制具20可用來將不同的電晶體10與電晶體散熱模組100組裝在一起。相較傳統上，各種電晶體會有自己對應的散熱件，各散熱件又需要有對應的組裝治具，而需要採購多種組裝治具，並訓練作業員熟悉多種組裝治具而相當耗費成本。在本實施例中，電晶體散熱模組100僅需利用此組裝治具20即可完成組裝，大幅降低成本。

圖7是依照本發明的另一實施例的一種電晶體散熱模組與電晶體的示意圖。請參閱圖7，圖7的電晶體散熱模組100a與圖1的電晶體散熱模組100的主要差異在於，在本實施例中，電晶體散熱模組100a主要是針對單一個電晶體10，散熱件110a的尺寸對應地較小，同樣地，彈性件130a的尺寸也對應地縮減。

綜上所述，本發明的電晶體散熱模組藉由散熱件的容置空間可容置電晶體與彈性件，彈性件可將電晶體推抵至散熱件的第二壁，而使得電晶體所發出的熱能夠傳導至散熱件。由於彈性件可撓，即便電晶體的尺寸不同，也可透過彈性件的推抵來接觸散熱件而達到散熱的效果。因此，本發明的電晶體散熱模組可應用於不同尺寸的電晶體上。此外，由於不同的電晶體可適用此電晶體散熱模組，相較於習知需要有多種散熱件，而有不同的組裝程序，本實施例的電晶體散熱模組與不同的電晶體可適用單一種組裝方式，相當節省成本，也降低因人為失誤而發生的不良率。

10:電晶體 12:頂部 14:針腳 16:側面 20:組裝治具 22:凹槽 24:第一定位孔 26:第二定位孔 30:固定座 32:伸縮桿 100、100a:電晶體散熱模組 110、110a:散熱件 111:容置空間 112:延伸部 113:凹陷部 114:底部定位柱 115a:第一壁 115b:第二壁 115c:第一連接件 115d:第二連接件 116:穿孔 117:內壁面 120:絕緣層 130、130a:彈性件 132:第一板體 133:第一止擋部 134:第二板體 135:第二止擋部 136:缺口 137:凸出部

圖1是依照本發明的一實施例的一種電晶體散熱模組與電晶體的示意圖。 圖2是圖1的爆炸示意圖。 圖3是圖2的另一視角示意圖。 圖4是圖1的電晶體散熱模組的散熱件的俯視示意圖。 圖5是依照本發明的一實施例的組裝治具的示意圖。 圖6A至圖6E是圖1的電晶體散熱模組組裝至電晶體的流程示意圖。 圖7是依照本發明的另一實施例的一種電晶體散熱模組與電晶體的示意圖。

10:電晶體

12:頂部

14:針腳

16:側面

100:電晶體散熱模組

110:散熱件

111:容置空間

112:延伸部

113:凹陷部

114:底部定位柱

115a:第一壁

115c:第一連接件

116:穿孔

117:內壁面

120:絕緣層

130:彈性件

132:第一板體

133:第一止擋部

134:第二板體

135:第二止擋部

136:缺口

Claims (12)

1. 一種電晶體散熱模組，適用於至少一電晶體，該電晶體散熱模組包括：一散熱件，包括相對的一第一壁及一第二壁及連接該第一壁及該第二壁的一第一連接件，一容置空間形成於該第一壁及該第二壁之間，該至少一電晶體適於設置於該容置空間；一彈性件，配置於該容置空間內且位於該至少一電晶體與該第一壁之間，以將該至少一電晶體推抵至該第二壁；以及一絕緣層，配置於該第二壁上且朝向該至少一電晶體，該至少一電晶體接觸該絕緣層。
2. 如請求項1所述的電晶體散熱模組，其中該散熱件還包括一第二連接件，連接該第一壁及該第二壁且相對於該第一連接件，該第一壁、該第二壁、該第一連接件及該第二連接件共同圍繞出該容置空間。
3. 如請求項1所述的電晶體散熱模組，其中該第一連接件具有一內壁面，該內壁面接觸該至少一電晶體，該第一連接件具有靠近該第二壁且凹陷於該內壁面的一凹陷部，以隔開於該至少一電晶體。
4. 如請求項1所述的電晶體散熱模組，其中該散熱件還包括一底部定位柱，適於插設至一電路板的一定位孔內。
5. 如請求項1所述的電晶體散熱模組，其中該第二壁絕緣，該至少一電晶體接觸該第二壁。
6. 如請求項1所述的電晶體散熱模組，其中該第一壁具有至少一穿孔，對應於該至少一電晶體。
7. 如請求項1所述的電晶體散熱模組，其中該彈性件包括底部相連的一第一板體及一第二板體，而使該彈性件呈V型或U型，且該彈性件的該底部具有一缺口。
8. 如請求項7所述的電晶體散熱模組，其中該彈性件還包括連接於該第一板體的一第一止擋部及連接於該第二板體的一第二止擋部，該第一止擋部接觸該第一壁的頂部，該第二止擋部接觸該至少一電晶體的頂部。
9. 如請求項7所述的電晶體散熱模組，其中該至少一電晶體包括兩電晶體，該第二板體朝向該兩電晶體，且包括伸入於該兩電晶體之間的一凸出部。
10. 一種電晶體散熱模組的組裝方法，包括：提供一組裝治具，其中該組裝治具包括一第一定位孔及一第二定位孔；定位一電晶體，其中該電晶體定位於該第一定位孔；定位一散熱件，以至少部分地圍繞該電晶體，其中該散熱件包括相對的一第一壁及一第二壁及連接該第一壁及該第二壁的一第一連接件，一容置空間形成於該第一壁及該第二壁之間，且該電晶體位於該散熱件的該容置空間內，該散熱件定位於該第二定位孔；以及配置一彈性件，配置於該容置空間內且位於該電晶體與該第 一壁之間，以將該電晶體抵靠至該第二壁。
11. 如請求項10所述的電晶體散熱模組的組裝方法，其中該第一壁具有對應於該電晶體的一穿孔，該組裝治具包括對位於該穿孔的一伸縮桿，在該電晶體及該散熱件定位之後，該伸縮桿伸入該穿孔而將該電晶體推向該第二壁，以讓出該電晶體與該第一壁之間的空間，在配置該彈性件的步驟中，該伸縮桿縮回而離開該穿孔。
12. 如請求項11所述的電晶體散熱模組的組裝方法，其中該彈性件包括一第一止擋部及一第二止擋部，在配置該彈性件的步驟中，該彈性件被插入該容置空間內直到該第一止擋部接觸該第一壁的頂部，且該第二止擋部接觸該電晶體的頂部。

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