一種大功率半導(dǎo)體器件壓裝裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力電子裝置，特別涉及一種大功率半導(dǎo)體器件壓裝裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]國內(nèi)現(xiàn)有的大功率整流裝置基本都采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，即多數(shù)都是把一個半導(dǎo)體器件和兩個散熱器通過帶有絕緣要求的螺栓夾緊組成一個小模塊。
[0003]由于大功率半導(dǎo)體器件通態(tài)電流大，其導(dǎo)電接觸面必然要與之匹配，因此比小功率半導(dǎo)體器件導(dǎo)電接觸面要大得多。半導(dǎo)體器件用散熱器夾裝時，必須在兩個散熱器的兩端分別施加預(yù)緊力以保證半導(dǎo)體器件與散熱器緊密貼合。小功率器件通常用力矩扳手夾緊，在達到預(yù)緊力規(guī)定值后直接緊固，而大功率半導(dǎo)體器件和散熱器的夾裝通常需用壓力機來保證預(yù)緊力。
[0004]此種情況下，對壓力機的施力方向、相關(guān)工裝和散熱器加工位置精度都有著較高的要求。若最終施加到半導(dǎo)體器件上的預(yù)緊力方向與半導(dǎo)體的導(dǎo)電接觸面不垂直時，會導(dǎo)致半導(dǎo)體器件受力不均勻、接觸熱阻增大、散熱不良、最終導(dǎo)致器件結(jié)溫過高而損壞的問題。同時，由于大功率半導(dǎo)體器件的成本遠高于一般器件，因此為保證大功率器件能可靠工作，開發(fā)一種適用于大功率半導(dǎo)體器件壓裝結(jié)構(gòu)就顯得十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是針對現(xiàn)在大功率半導(dǎo)體器件壓裝結(jié)構(gòu)存在的的問題，提出了一種大功率半導(dǎo)體器件壓裝裝置，克服現(xiàn)有結(jié)構(gòu)由于壓裝偏差而造成的半導(dǎo)體器件接觸熱阻增大、導(dǎo)致結(jié)溫過高而損壞的問題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種大功率半導(dǎo)體器件壓裝裝置，兩塊散熱器上下夾著一個半導(dǎo)體器件，固定在兩塊絕緣板內(nèi)，散熱器和半導(dǎo)體器件間涂有導(dǎo)電脂，散熱器和半導(dǎo)體器件之間通過定位銷定位，兩塊散熱器與半導(dǎo)體器件非接觸端面的正中間開有一個圓柱槽，散熱器的圓柱槽內(nèi)裝有導(dǎo)向件和碟簧座，導(dǎo)向件套碟簧后套裝在碟簧座上；上述部件用四根有絕緣要求的螺桿穿過絕緣板和兩塊散熱器后用螺母和墊圈在絕緣板處鎖住固定。
[0007]所述上裝的散熱器碟簧座包括下碟簧座和上碟簧座，導(dǎo)向件套碟簧后套裝在上碟簧座上，下碟簧座和上碟簧座對合中間形成的球形槽，在球形槽中裝有鋼球，鋼球始終保證壓裝力的施加方向與半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電接觸面相互垂直。
[0008]所述鋼球材料選用高碳鉻軸承鋼。
[0009]所述碟簧數(shù)量根據(jù)安裝預(yù)緊力的大小調(diào)整。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明大功率半導(dǎo)體器件壓裝裝置，通過在散熱器的圓柱槽內(nèi)裝導(dǎo)向件和碟簧，便于有效地調(diào)節(jié)壓裝力的大小、補償在使用過程中螺桿等結(jié)構(gòu)件的緩慢變形，保證半導(dǎo)體器件的安裝預(yù)緊力;通過在上、下碟簧座間安裝高碳鉻軸承鋼，來彌補外部壓裝偏差和各個部件累計加工公差造成的平面度、平整度偏差，便于有效的調(diào)節(jié)壓裝方向和角度，使半導(dǎo)體器件受力均勻，提高半導(dǎo)體器件的散熱效率和使用壽命，有較高的經(jīng)濟效益。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明大功率半導(dǎo)體器件壓裝裝置剖視圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示大功率半導(dǎo)體器件壓裝裝置剖視圖，兩塊散熱器4上下夾著一個半導(dǎo)體器件5，固定在兩塊絕緣板1內(nèi)。散熱器4和半導(dǎo)體器件5間涂有導(dǎo)電脂，散熱器4和半導(dǎo)體器件5之間通過定位銷12保證準確定位。定位銷12—半安裝在半導(dǎo)體器件5的安裝沉孔內(nèi)，另一半安裝在散熱器4的安裝沉孔內(nèi)。
[0013]散熱器4與半導(dǎo)體器件5非接觸端面的正中間開有一個圓柱槽。下裝的散熱器4的圓柱槽內(nèi)裝有導(dǎo)向件2和碟簧座3，導(dǎo)向件2套碟簧后套裝在碟簧座3上;上裝的散熱器4圓柱槽內(nèi)裝有導(dǎo)向件、高碳鉻軸承鋼球7、下碟簧座6和上碟簧座8;導(dǎo)向件套碟簧9后套裝在上碟簧座8上，高碳鉻軸承鋼7位于下碟簧座6和上碟簧座8對合中間形成的球形槽中。高碳鉻軸承鋼7可始終保證壓裝力的施加方向與半導(dǎo)體器件5的導(dǎo)電接觸面相互垂直。
[0014]上述部件用四根有絕緣要求的螺桿13穿過絕緣板1和兩塊散熱器4后用螺母10和墊圈11在絕緣板1處鎖住固定。此時，碟簧9被壓緊，可保證半導(dǎo)體器件5的安裝預(yù)緊力。
[0015]碟簧壓緊后可防止螺桿和散熱器等結(jié)構(gòu)件在使用過程中的緩慢變形、保證半導(dǎo)體器件的安裝預(yù)緊力。
[0016]上、下碟簧座間的球形槽中安裝有球狀的高碳鉻軸承鋼，這種特殊結(jié)構(gòu)可以彌補各個零部件累計加工公差造成的平面度、平整度偏差和外部壓裝偏差，便于有效地自動調(diào)節(jié)壓裝方向和角度，使半導(dǎo)體器件的受力方向與其導(dǎo)電接觸面垂直，并使半導(dǎo)體器件受力均勻、與散熱器接觸熱阻達到規(guī)定值。
[0017]大功率半導(dǎo)體器件壓裝裝置可根據(jù)安裝預(yù)緊力的大小調(diào)整碟簧數(shù)量?？芍辉谝欢税惭b碟簧?？筛鶕?jù)強度要求用不同的材料代替球狀高碳鉻軸承鋼。
【主權(quán)項】
1.一種大功率半導(dǎo)體器件壓裝裝置，兩塊散熱器上下夾著一個半導(dǎo)體器件，固定在兩塊絕緣板內(nèi)，散熱器和半導(dǎo)體器件間涂有導(dǎo)電脂，散熱器和半導(dǎo)體器件之間通過定位銷定位，其特征在于，兩塊散熱器與半導(dǎo)體器件非接觸端面的正中間開有一個圓柱槽，散熱器的圓柱槽內(nèi)裝有導(dǎo)向件和碟簧座，導(dǎo)向件套碟簧后套裝在碟簧座上；上述部件用四根有絕緣要求的螺桿穿過絕緣板和兩塊散熱器后用螺母和墊圈在絕緣板處鎖住固定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述大功率半導(dǎo)體器件壓裝裝置，其特征在于，所述上裝的散熱器碟簧座包括下碟簧座和上碟簧座，導(dǎo)向件套碟簧后套裝在上碟簧座上，下碟簧座和上碟簧座對合中間形成的球形槽，在球形槽中裝有鋼球，鋼球始終保證壓裝力的施加方向與半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電接觸面相互垂直。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述大功率半導(dǎo)體器件壓裝裝置，其特征在于，所述鋼球材料選用高碳鉻軸承鋼。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述任一功率半導(dǎo)體器件壓裝裝置，其特征在于，所述 碟簧數(shù)量根據(jù)安裝預(yù)緊力的大小調(diào)整。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大功率半導(dǎo)體器件壓裝裝置，兩塊散熱器上下夾著一個半導(dǎo)體器件，固定在兩塊絕緣板內(nèi)，散熱器和半導(dǎo)體器件之間通過定位銷定位，兩塊散熱器與半導(dǎo)體器件非接觸端面的正中間開有一個圓柱槽，散熱器的圓柱槽內(nèi)裝有導(dǎo)向件和碟簧座，導(dǎo)向件套碟簧后套裝在碟簧座上；上述部件用四根有絕緣要求的螺桿穿過鎖住固定。在散熱器的圓柱槽內(nèi)裝導(dǎo)向件和碟簧，可有效地調(diào)節(jié)壓裝力的大小、補償在使用過程中螺桿等結(jié)構(gòu)件的緩慢變形，保證半導(dǎo)體器件的安裝預(yù)緊力；在上、下碟簧座間安裝高碳鉻軸承鋼球，可彌補外部壓裝偏差和各個部件累計加工公差造成的平面度、平整度偏差，有效的調(diào)節(jié)壓裝方向和角度，使半導(dǎo)體器件受力均勻、提高散熱效率和使用壽命。
【IPC分類】H01L23/40, H01L23/32
【公開號】CN105489570
【申請?zhí)枴緾N201610033140
【發(fā)明人】張洋, 顧洪儉, 李婉, 陳磊, 丁妍, 于濤, 李東升
【申請人】中國船舶重工集團公司第七0四研究所
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2016年1月19日