專利名稱：功率半導(dǎo)體器件散熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于工業(yè)電源領(lǐng)域，具體涉及一種功率半導(dǎo)體器件散熱裝置。
背景技術(shù)：
從上世紀(jì)六七十年代至八十年代初，功率半導(dǎo)體器件主要是可控硅整流器(SCR)、巨型晶體管(GTR)和其后的柵關(guān)斷晶閘管(GTO)等。它們的主要用途是用于高壓輸電，以及制造將電網(wǎng)的380V或220V交流電變?yōu)楦鞣N各樣直流電的中大型電源和控制電動機運行 的電機調(diào)速裝置等，這些設(shè)備幾乎都是與電網(wǎng)相關(guān)的強電裝置。20世紀(jì)80年代以后，功率半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化。功率半導(dǎo)體器件變?yōu)橐怨β式饘傺趸锇雽?dǎo)體場效應(yīng)晶體管(功率M0SFET，常簡寫為功率M0S)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)以及功率集成電路(power 1C，常簡寫為PIC)為主。這一轉(zhuǎn)變的主要原因是，這些器件或集成電路能在比以前高10倍以上的頻率下工作,而電路在高頻工作時能更節(jié)能、節(jié)材，能大幅減少設(shè)備體積和重量。尤其是集成度很高的單片上功率系統(tǒng)(power system on a chip,簡寫PSOC),它能把傳感器件與電路、信號處理電路、接口電路、功率器件和電路等集成在一個硅芯片上，使其具有按照負(fù)載要求精密調(diào)節(jié)輸出和按照過熱、過壓、過流等情況自我進(jìn)行保護的智能功能。在電源電路中，功率半導(dǎo)體器件通常包括初級功率半導(dǎo)體器件和次級功率半導(dǎo)體器件，為保證功率半導(dǎo)體器件穩(wěn)定可靠工作，電路板上均需設(shè)計安裝散熱裝置對功率半導(dǎo)體器件進(jìn)行散熱，散熱裝置包括散熱片和固定功率半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。為增強散熱效率，初、次級功率半導(dǎo)體器件之間通常共用同一散熱片，并常將散熱片與電源外殼相聯(lián)接，以加快產(chǎn)品內(nèi)部和環(huán)境之間的熱交換。因散熱片的導(dǎo)體作用，導(dǎo)致初、次級功率半導(dǎo)體器件之間的安全距離達(dá)不到安全規(guī)范的要求，必須通過在初級功率半導(dǎo)體器件與散熱片之間加墊絕緣墊片來解決。如此，初級功率半導(dǎo)體器件無法通過傳統(tǒng)的螺釘鎖緊方式固定于散熱片之上。業(yè)界一般采用螺釘鎖緊方式固定次級功率半導(dǎo)體器件，次級功率半導(dǎo)體器件上設(shè)置有孔，螺釘穿過該孔與散熱片上的螺紋孔連接；對于初級功率半導(dǎo)體器件則采用金屬壓板來固定，但為達(dá)到初、次級功率半導(dǎo)體器件間的安全規(guī)范要求，則必須在金屬壓板和初級功率半導(dǎo)體器件之間再加墊絕緣墊片。因此，現(xiàn)有技術(shù)方法即是采用金屬壓板依次將絕緣墊片、初級功率半導(dǎo)體器件，然后再是絕緣墊片壓緊在散熱片上，由此導(dǎo)致該功率半導(dǎo)體器件的散熱裝置制造成本及物料成本均明顯升高。為解決上述問題，本實用新型提出了一種新的功率半導(dǎo)體器件的散熱裝置。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可節(jié)約生產(chǎn)成本的半導(dǎo)體器件散熱
>J-U裝直。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是功率半導(dǎo)體器件散熱裝置，包括散熱片和絕緣墊片，所述絕緣墊片承載初級功率半導(dǎo)體器件并緊靠散熱片；還包括將初級功率半導(dǎo)體器件和絕緣墊片壓緊在散熱片上的耐高溫塑料壓板，耐高溫塑料壓板通過鎖緊件與散熱片形成整體。其中，上述裝置中所述絕緣墊片的數(shù)量為一片。其中，上述裝置中耐高溫塑料壓板為L型，包括支撐部和壓緊部，壓緊部上靠近支撐部處設(shè)置有穿孔。進(jìn)一步的，所述鎖緊件為螺釘。進(jìn)一步的，散熱片上設(shè)置有螺紋孔，螺釘穿過耐高溫塑料壓板上的穿孔與散熱片 上的螺紋孔連接。其中，上述裝置還包括將次級功率半導(dǎo)體器件固定在散熱片上的鎖緊件。進(jìn)一步的，所述鎖緊件為螺釘。進(jìn)一步的，散熱片上遠(yuǎn)離絕緣墊片的位置設(shè)置有螺紋孔，螺釘穿過次級功率半導(dǎo)體器件與螺紋孔連接。其中，上述裝置中所述散熱片為L型。本實用新型的有益效果是本實用新型首先將現(xiàn)有的金屬壓板替換成耐高溫塑料壓板，在滿足壓板能夠承受一定溫度的情況下，節(jié)約了原料成本以及壓板的制造加工成本。由于塑料壓板具有絕緣性，所以本實用新型在現(xiàn)有散熱裝置的基礎(chǔ)上還減少了初級功率半導(dǎo)體器件一側(cè)的絕緣墊片，只需要在初級功率半導(dǎo)體器件與散熱片之間設(shè)置絕緣墊片即可，減少了散熱裝置中絕緣墊片的成本。本實用新型功率半導(dǎo)體器件散熱裝置從配件的原料、配件的制造加工以及配件的數(shù)量上大幅減少了生產(chǎn)成本，具有很好的應(yīng)用前景。

圖I為現(xiàn)有功率半導(dǎo)體器件散熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型功率半導(dǎo)體器件散熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型耐高溫塑料壓板和鎖緊件結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為另一種實施方式的耐高溫塑料壓板和鎖緊件結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記為耐高溫塑料壓板I、支撐部11、壓緊部12、鎖緊件2、絕緣墊片3、初級功率半導(dǎo)體器件4、散熱片5、次級功率半導(dǎo)體器件6、鎖緊件7、金屬壓板8。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)一步說明。如圖I所示現(xiàn)有技術(shù)中的功率半導(dǎo)體器件的散熱裝置，由于其采用的是金屬壓板8，因此，在初級功率半導(dǎo)體器件4的兩側(cè)都要加墊絕緣墊片3，不但金屬壓板8的原料成本高、加工成本高，而且也增加了絕緣墊片3的用量。如圖2至4所示，本實用新型功率半導(dǎo)體器件散熱裝置，包括散熱片5和絕緣墊片3，所述絕緣墊片3承載初級功率半導(dǎo)體器件4并緊靠散熱片5 ;還包括將初級功率半導(dǎo)體器件4和絕緣墊片3壓緊在散熱片5上的耐高溫塑料壓板1，耐高溫塑料壓板I通過鎖緊件2與散熱片5形成整體。通過將金屬壓板8替換成耐高溫塑料壓板I，在滿足壓板能夠承受一定溫度的情況下，節(jié)約了原料成本以及壓板的制造加工成本。由于耐高溫塑料壓板I具有絕緣性，所以本實用新型在現(xiàn)有散熱裝置的基礎(chǔ)上還減少了初級功率半導(dǎo)體器件4 一側(cè)的絕緣墊片3，只需要在初級功率半導(dǎo)體器件4與散熱片5之間設(shè)置絕緣墊片3即可，減少了散熱裝置中絕緣墊片3的成本。本實用新型功率半導(dǎo)體器件散熱裝置從配件的原料、配件的制造加工以及配件的數(shù)量上大幅減少了生產(chǎn)成本。所述耐高溫塑料壓板I的材質(zhì)只要能夠承受初級功率半導(dǎo)體器件4的發(fā)熱產(chǎn)生的溫度即可，如PA46。PA46 (聚己二酰丁二胺)是一種具有高熔點和高結(jié)晶度的新型聚酰胺樹脂。優(yōu)選的，為了能夠節(jié)約生產(chǎn)成本，所述絕緣墊片3的數(shù)量為一片即可。 上述裝置中，耐高溫塑料壓板I可以為如圖4所述的U型，U行的兩側(cè)用鎖緊件2將耐高溫塑料壓板I固定在散熱片5上，U型耐高溫塑料壓板I的中部可以將初級功率半導(dǎo)體器件4與絕緣墊片3壓緊在散熱片5上。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，也可以采用其他形狀的耐高溫塑料壓板1，本實用新型提供一種優(yōu)選的實施方式，即耐高溫塑料壓板I為L型，包括支撐部11和壓緊部12，壓緊部12上靠近支撐部11處設(shè)置有穿孔。在耐高溫塑料壓板I為L型，壓緊部12上靠近支撐部11處設(shè)置有穿孔的基礎(chǔ)上，鎖緊件2可以采用小型的螺栓與散熱片5連接，也可以采用螺釘或其他方式連接，本實用新型優(yōu)選所述鎖緊件2為螺釘。進(jìn)一步的，散熱片5上設(shè)置有螺紋孔，螺釘穿過耐高溫塑料壓板I上的穿孔與散熱片5上的螺紋孔連接。本實用新型功率半導(dǎo)體器件散熱裝置，還包括將次級功率半導(dǎo)體器件6固定在散熱片5上的鎖緊件7。鎖緊件7可以為任何固定結(jié)構(gòu)，只要能夠?qū)⒋渭壒β拾雽?dǎo)體器件6固定在散熱片5上即可，如采用螺釘、螺栓甚至是其他的卡接結(jié)構(gòu)等。進(jìn)一步的，所述鎖緊件7為螺釘?，F(xiàn)有的次級功率半導(dǎo)體器件6上設(shè)置有穿孔，采用螺釘?shù)姆绞侥軌蚋臃奖愕膶⒋渭壒β拾雽?dǎo)體器件6固定在散熱片5上。進(jìn)一步的，在鎖緊件7采用螺釘?shù)幕A(chǔ)上，在散熱片5上遠(yuǎn)離絕緣墊片3的位置設(shè)置有螺紋孔，螺釘穿過次級功率半導(dǎo)體器件6能夠方便的與螺紋孔連接。優(yōu)選的，本實用新型裝置中所述散熱片5為L型。L型散熱片5包括兩條長方形的部件，其中一條用來固定初級功率半導(dǎo)體器件4，另一條用來固定次級功率半導(dǎo)體器件6。本實用新型雖然和現(xiàn)有技術(shù)一樣同樣采用金屬的散熱片5，但是，通過改變壓板的材質(zhì)，在初、次級功率半導(dǎo)體器件之間的安全距離達(dá)到安全規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，減少了壓板的原料成本、壓板的制造加工成本以及減少了絕緣墊片3的數(shù)量、從而也減少了絕緣墊片3的成本，因此，本實用新型裝置大幅減少了總的生產(chǎn)成本，具有很好的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求1.功率半導(dǎo)體器件散熱裝置，包括散熱片(5)和絕緣墊片(3)，其特征在干所述絕緣墊片(3)承載初級功率半導(dǎo)體器件(4)并緊靠散熱片(5);還包括將初級功率半導(dǎo)體器件(4)和絕緣墊片(3)壓緊在散熱片(5)上的耐高溫塑料壓板(I)，耐高溫塑料壓板(I)通過鎖緊件(2)與散熱片(5)形成整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率半導(dǎo)體器件散熱裝置，其特征在干所述絕緣墊片(3)的數(shù)量為一片。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的功率半導(dǎo)體器件散熱裝置，其特征在于耐高溫塑料壓板(I)為L型，包括支撐部(11)和壓緊部(12)，壓緊部(12)上靠近支撐部(11)處設(shè)置有穿孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率半導(dǎo)體器件散熱裝置，其特征在干所述鎖緊件(2)為螺釘。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率半導(dǎo)體器件散熱裝置，其特征在干散熱片(5)上設(shè)置有螺紋孔，螺釘穿過耐高溫塑料壓板(I)上的穿孔與散熱片(5)上的螺紋孔連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的功率半導(dǎo)體器件散熱裝置，其特征在于還包括將次級功率半導(dǎo)體器件(6)固定在散熱片(5)上的鎖緊件(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率半導(dǎo)體器件散熱裝置，其特征在干所述鎖緊件(7)為螺釘。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率半導(dǎo)體器件散熱裝置，其特征在干散熱片(5)上遠(yuǎn)離絕緣墊片(3)的位置設(shè)置有螺紋孔，螺釘穿過次級功率半導(dǎo)體器件￠)與螺紋孔連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的功率半導(dǎo)體器件散熱裝置，其特征在干所述散熱片(5)為L型。
專利摘要本實用新型公開了一種功率半導(dǎo)體器件散熱裝置，屬于工業(yè)電源領(lǐng)域。本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可節(jié)約生產(chǎn)成本的半導(dǎo)體器件散熱裝置，該裝置包括散熱片(5)和絕緣墊片(3)，所述絕緣墊片(3)承載初級功率半導(dǎo)體器件(4)并緊靠散熱片(5)；還包括將初級功率半導(dǎo)體器件(4)和絕緣墊片(3)壓緊在散熱片(5)上的耐高溫塑料壓板(1)，耐高溫塑料壓板(1)通過鎖緊件(2)與散熱片(5)形成整體。本實用新型不但改變了壓板的材質(zhì)并且減少了初級功率半導(dǎo)體器件(4)一側(cè)的絕緣墊片(3)，只在初級功率半導(dǎo)體器件(4)與散熱片之間設(shè)置了絕緣墊片(3)，因此減少了散熱裝置總的生產(chǎn)成本。
文檔編號H01L23/40GK202373575SQ201120530328
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者哈建文, 張亮, 戴德軍 申請人:四川長虹欣銳科技有限公司