專利名稱：功率半導體器件散熱裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于工業電源領域，具體涉及一種功率半導體器件散熱裝置。
背景技術：
從上世紀六七十年代至八十年代初，功率半導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，以及制造將電網的380V或220V交流電變為各種各樣直流電的中大型電源和控制電動機運行 的電機調速裝置等，這些設備幾乎都是與電網相關的強電裝置。20世紀80年代以后，功率半導體行業發生了翻天覆地的變化。功率半導體器件變為以功率金屬氧化物半導體場效應晶體管(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能、節材，能大幅減少設備體積和重量。尤其是集成度很高的單片上功率系統(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，使其具有按照負載要求精密調節輸出和按照過熱、過壓、過流等情況自我進行保護的智能功能。在電源電路中，功率半導體器件通常包括初級功率半導體器件和次級功率半導體器件，為保證功率半導體器件穩定可靠工作，電路板上均需設計安裝散熱裝置對功率半導體器件進行散熱，散熱裝置包括散熱片和固定功率半導體器件的結構。為增強散熱效率，初、次級功率半導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接，以加快產品內部和環境之間的熱交換。因散熱片的導體作用，導致初、次級功率半導體器件之間的安全距離達不到安全規范的要求，必須通過在初級功率半導體器件與散熱片之間加墊絕緣墊片來解決。如此，初級功率半導體器件無法通過傳統的螺釘鎖緊方式固定于散熱片之上。業界一般采用螺釘鎖緊方式固定次級功率半導體器件，次級功率半導體器件上設置有孔，螺釘穿過該孔與散熱片上的螺紋孔連接；對于初級功率半導體器件則采用金屬壓板來固定，但為達到初、次級功率半導體器件間的安全規范要求，則必須在金屬壓板和初級功率半導體器件之間再加墊絕緣墊片。因此，現有技術方法即是采用金屬壓板依次將絕緣墊片、初級功率半導體器件，然后再是絕緣墊片壓緊在散熱片上，由此導致該功率半導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體器件的散熱裝置。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種可節約生產成本的半導體器件散熱
>J-U裝直。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是功率半導體器件散熱裝置，包括散熱片和絕緣墊片，所述絕緣墊片承載初級功率半導體器件并緊靠散熱片；還包括將初級功率半導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置有穿孔。進一步的，所述鎖緊件為螺釘。進一步的，散熱片上設置有螺紋孔，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體器件固定在散熱片上的鎖緊件。進一步的，所述鎖緊件為螺釘。進一步的，散熱片上遠離絕緣墊片的位置設置有螺紋孔，螺釘穿過次級功率半導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有散熱裝置的基礎上還減少了初級功率半導體器件一側的絕緣墊片，只需要在初級功率半導體器件與散熱片之間設置絕緣墊片即可，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量上大幅減少了生產成本，具有很好的應用前景。
圖I為現有功率半導體器件散熱裝置的結構示意圖；圖2為本實用新型功率半導體器件散熱裝置的結構示意圖；圖3為本實用新型耐高溫塑料壓板和鎖緊件結構示意圖；圖4為另一種實施方式的耐高溫塑料壓板和鎖緊件結構示意圖。圖中標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、初級功率半導體器件4、散熱片5、次級功率半導體器件6、鎖緊件7、金屬壓板8。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進一步說明。如圖I所示現有技術中的功率半導體器件的散熱裝置，由于其采用的是金屬壓板8，因此，在初級功率半導體器件4的兩側都要加墊絕緣墊片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承載初級功率半導體器件4并緊靠散熱片5 ;還包括將初級功率半導體器件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有散熱裝置的基礎上還減少了初級功率半導體器件4 一側的絕緣墊片3，只需要在初級功率半導體器件4與散熱片5之間設置絕緣墊片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量上大幅減少了生產成本。所述耐高溫塑料壓板I的材質只要能夠承受初級功率半導體器件4的發熱產生的溫度即可，如PA46。PA46 (聚己二酰丁二胺)是一種具有高熔點和高結晶度的新型聚酰胺樹脂。優選的，為了能夠節約生產成本，所述絕緣墊片3的數量為一片即可。 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體器件4與絕緣墊片3壓緊在散熱片5上。本領域技術人員可以理解的是，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處設置有穿孔的基礎上，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，本實用新型優選所述鎖緊件2為螺釘。進一步的，散熱片5上設置有螺紋孔，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體器件散熱裝置，還包括將次級功率半導體器件6固定在散熱片5上的鎖緊件7。鎖緊件7可以為任何固定結構，只要能夠將次級功率半導體器件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構等。進一步的，所述鎖緊件7為螺釘。現有的次級功率半導體器件6上設置有穿孔，采用螺釘的方式能夠更加方便的將次級功率半導體器件6固定在散熱片5上。進一步的，在鎖緊件7采用螺釘的基礎上，在散熱片5上遠離絕緣墊片3的位置設置有螺紋孔，螺釘穿過次級功率半導體器件6能夠方便的與螺紋孔連接。優選的，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體器件4，另一條用來固定次級功率半導體器件6。本實用新型雖然和現有技術一樣同樣采用金屬的散熱片5，但是，通過改變壓板的材質，在初、次級功率半導體器件之間的安全距離達到安全規范要求的基礎上，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成本，具有很好的應用前景。
權利要求1.功率半導體器件散熱裝置，包括散熱片(5)和絕緣墊片(3)，其特征在干所述絕緣墊片(3)承載初級功率半導體器件(4)并緊靠散熱片(5);還包括將初級功率半導體器件(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.根據權利要求I所述的功率半導體器件散熱裝置，其特征在干所述絕緣墊片(3)的數量為一片。
3.根據權利要求I或2所述的功率半導體器件散熱裝置，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)處設置有穿孔。
4.根據權利要求3所述的功率半導體器件散熱裝置，其特征在干所述鎖緊件(2)為螺釘。
5.根據權利要求4所述的功率半導體器件散熱裝置，其特征在干散熱片(5)上設置有螺紋孔，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.根據權利要求I或2所述的功率半導體器件散熱裝置，其特征在于還包括將次級功率半導體器件(6)固定在散熱片(5)上的鎖緊件(7)。
7.根據權利要求6所述的功率半導體器件散熱裝置，其特征在干所述鎖緊件(7)為螺釘。
8.根據權利要求7所述的功率半導體器件散熱裝置，其特征在干散熱片(5)上遠離絕緣墊片(3)的位置設置有螺紋孔，螺釘穿過次級功率半導體器件￠)與螺紋孔連接。
9.根據權利要求I或2所述的功率半導體器件散熱裝置，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體器件散熱裝置，屬于工業電源領域。本實用新型所要解決的技術問題是提供一種可節約生產成本的半導體器件散熱裝置，該裝置包括散熱片(5)和絕緣墊片(3)，所述絕緣墊片(3)承載初級功率半導體器件(4)并緊靠散熱片(5)；還包括將初級功率半導體器件(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并且減少了初級功率半導體器件(4)一側的絕緣墊片(3)，只在初級功率半導體器件(4)與散熱片之間設置了絕緣墊片(3)，因此減少了散熱裝置總的生產成本。
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 優先權日2011年12月16日
發明者哈建文, 張亮, 戴德軍 申請人:四川長虹欣銳科技有限公司