一种用于半导体散热器装配的装置的制作方法

本实用新型涉及半导体散热器领域，尤其是涉及一种用于半导体散热器装配的装置。

背景技术：

随着电子行业快速发展，热源的发热量、发热密度越来越高，散热器和热源之间的装配必须保证可靠的“热界面接触”，来保证散热通路顺畅。异形弹簧通过简单折弯工艺，装配后产生可靠夹紧力，制造工艺简单、成本合理。但是，异形弹簧加工形状精度、尺寸精度比散热器挤型精度、钣金冲压精度低很多，也比机械手（机器人）的在精密装配PCB的SMT设备精度低很多，为了保证PCB精密装配合格率，异形弹簧应当直接装配固定在散热器内部，简化减少尺寸链。

以下是现有技术中几种常见的装配方式：

美国专利US4509839 提出了垂直安装两类装配方案：弹簧折弯从挤型散热器顶部，穿过焊脚孔往下，前后方向夹住热源装配固定，弹簧的两端超过散热器底部，直接焊接到PCB（高度方向固定），满足弹簧的自由度=0的装配固定目标；但是弹簧材料硬度比热源的焊脚高很多，PCB焊接后修剪弹簧需要特别工艺、机械设备，例如激光切割平整，导致客户成本太高；如果弹簧两端不作为焊脚，只是插入挤型散热器的焊脚孔往下，那么弹簧容易在震动、冲击后脱落失效（自由度=1）；而且挤型散热器的焊脚孔尺寸精度比较高，容易与弹簧干涉造成装配困难。或者：弹簧折弯后，高度方向被卡在冲压成型散热器对称分布的U形槽，向内冲压成型的对称分布的多个小耳朵，同时前后方向夹住半导体装配固定（弹簧的自由度=0）；但是，因为散热特性好的铝材，延展性通常非常好，铝板的厚度小（通常铝板最小可达0.5毫米），负载时间长后，固定弹簧的小耳朵容易蠕变老化失效。

美国专利申请US2011/0013374A1 提出了两类装配方案：水平安装，弹簧折弯后穿过挤型散热器顶部，穿过焊脚孔往下，前后方向夹住半导体装配固定，弹簧的两端超过散热器底部，然后水平放置直接焊接到PCB，满足弹簧的自由度=0的装配固定目标；但是弹簧材料硬度大、尺寸一致性相对低，客户预装配热源到散热器总成后，需要整形定型才能保证尺寸一致性，方便自动化焊接PCB工艺质量可靠、一致。而且挤型散热器的焊脚孔尺寸精度比较高，容易与弹簧干涉造成装配困难。另外一种选择：垂直安装，弹簧折弯后，高度方向被卡在冲压成型散热器底面顶部卡口（高度方向、左右方向固定弹簧），前后方向夹紧半导体固定（弹簧的自由度=0）；但是弹簧两尾端被要求焊接到PCB，避免弹簧往内回弹松脱。因为弹簧材料硬度大（才能产生需要的压力），焊接后修剪需要特别工艺、机械设备，例如激光切割，导致客户成本太大。以上两种装配方案（水平安装、垂直安装），要求弹簧必须作为焊接脚固定到PCB，尺寸链复杂，就要求弹簧制造精度非常高、包装运输不允许任何轻微变形，客户就必须承担高成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种用于半导体散热器装配的装置,该装置不仅能够简化和优化尺寸链，具有良好的通用性，同时能够使得半导体散热器装配得更加稳固、可靠和方便。

为了实现上述发明目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种用于半导体散热器装配的装置，该装置包括弹簧，所述弹簧包括左端部、左折弯部、中间部、右折弯部、右端部和限位结构，所述左端部、左折弯部、中间部、右折弯部和右端部依次连接。

在本实用新型一种用于半导体散热器装配的装置中，所述中间部的结构包括水平状结构、圆弧状结构和V形结构。

在本实用新型一种用于半导体散热器装配的装置中，所述弹簧的左折弯部和右折弯部均为R形结构，所述左折弯部和右折弯部所处平面均与中间部所处平面相垂直，所述左折弯部包括前段、上段和后段，所述前段、上段和后段依次连接，所述右折弯部包括前部、上部和后部，所述前部、上部和后部依次连接，在所述左折弯部与中间部连接处、中间部与右折弯部连接处均设有限位结构。

在本实用新型一种用于半导体散热器装配的装置中，该半导体散热器包括散热翅片和散热器板，所述散热器板包括前底面和后底面，该半导体散热器的成型方式为挤压成型，在所述后底面上设有若干个散热翅片，在所述散热翅片之间设有若干个横切槽和至少两个U形槽，所述弹簧的左端部和右端部均向内弯折；在装配状态时，热源的其中一个板面与前底面相接触，与之相对的另一个板面与中间部相接触，所述前部和前段位于前底面的前侧，所述后部和后段分别位于后底面的两个U形槽内并与后底面接触，所述左端部和右端部分别卡设在两个横切槽内，所述限位结构分别位于热源的左右两侧。

在本实用新型一种用于半导体散热器装配的装置中，该半导体散热器包括散热翅片和散热器板，所述散热器板包括前底面和后底面，该半导体散热器的成型方式为钣金冲压成型，在所述前底面两端均设有若干个散热翅片，在所述后底面上设有至少两个冲压限位，所述冲压限位包括通孔、栅格孔和过桥孔；在装配状态时，热源的其中一个板面与前底面相接触，与之相对的另一个板面与中间部相接触，所述前部和前段位于前底面的前侧，所述后部和后段分别与后底面相接触，所述左端部和右端部分别卡设在两个冲压限位内，所述限位结构分别位于热源的左右两侧。

在本实用新型一种用于半导体散热器装配的装置中，所述弹簧的整体形状为M形，在所述左端部与左折弯部连接处、右端部与右折弯部连接处均设有限位结构，所述左端部和右端部均向内弯折。

在本实用新型一种用于半导体散热器装配的装置中，该半导体散热器包括散热翅片和散热器板，所述散热器板包括前底面和后底面，该半导体散热器的成型方式为挤压成型，在所述后底面上设有若干个散热翅片，在所述散热翅片之间设有若干个横切槽和至少两个U形槽，所述左端部和右端部均向内侧弯折；在装配状态时，热源的其中一个板面与前底面相接触，与之相对的另一个板面与中间部相接触，所述限位结构分别位于散热器的左右两侧，所述左端部和右端部分别卡设在横切槽内。

在本实用新型一种用于半导体散热器装配的装置中，该半导体散热器包括散热翅片和散热器板，所述散热器板包括前底面和后底面，该半导体散热器的成型方式为钣金冲压成型，在所述前底面两端均设有若干个散热翅片，在所述后底面上设有至少两个冲压限位，所述冲压限位包括通孔、栅格孔和过桥孔，所述左端部和右端部均向内侧弯折；在装配状态时，热源的其中一个板面与前底面相接触，与之相对的另一个板面与中间部相接触，所述限位结构分别卡设在两个冲压限位内，所述左端部和右端部均与后底面相接触。

在本实用新型一种用于半导体散热器装配的装置中，所述弹簧为塑料弹簧，其成型方式包括模塑成型和3D打印成型。

在本实用新型一种用于半导体散热器装配的装置中，所述弹簧的主材料为弹性金属，弹性金属外包覆有塑料保护层，其成型方式为冲压成型。

根据上述技术方案，相比于现有技术本实用新型具有以下优点：

一、本实用新型装配装置通过独特的机械结构设计，优化设计了弹簧端部扣紧结构，弹簧直接固定到散热器内部，不需要焊接到PCB，简化尺寸链，就能实现弹簧的自由度=0，有效抵抗震动和冲击，同时弹簧端部设有避空结构，方便客户拆卸、调整和返工。

二、本实用新型的弹簧装配到钣金厚度小、材质硬度小的铝材冲压散热器，弹簧着力点在散热器相对大的平面上，该装配结构具有弹力稳定、抗老化和抗蠕变好的优点，保证了半导体散热器的负载寿命。

三、本实用新型的弹簧装配时候避开穿过挤型焊脚孔，所以弹簧制造精度要求相对低，满足相同功能、装配固定的前提下，客户承担的成本低。

四、本实用新型具有良好的适用性，能够广泛应用到电子行业的各类型产品。

附图说明

图1是本实用新型的实施例一中弹簧的结构示意图。

图2是本实用新型的实施例四和实施例五中弹簧的结构示意图。

图3是本实用新型的实施例一和实施例四中散热器的结构示意图。

图4是本实用新型的实施例二中散热器的结构示意图。

图5是热源的结构示意图。

图6是本实用新型实施例一的散热器装配完成状态的正面三维结构示意图。

图7是本实用新型实施例一的散热器装配完成状态的反面三维结构示意图。

图8是本实用新型实施例二中弹簧的结构示意图。

图9是本实用新型实施例二的散热器装配完成状态的正面三维结构示意图。

图10是本实用新型实施例二的散热器装配完成状态的反面三维结构示意图。

图11是本实用新型实施例三中弹簧的结构示意图。

图12是本实用新型实施例三中散热器的结构示意图。

图13是本实用新型实施例三的散热器装配完成状态的正面三维结构示意图。

图14是本实用新型实施例三的散热器装配完成状态的反面三维结构示意图。

图15是本实用新型实施例四的散热器装配完成状态的正面三维结构示意图。

图16是本实用新型实施例四的散热器装配完成状态的反面三维结构示意图。

图17是本实用新型实施例五的散热器的结构示意图。

图18是本实用新型实施例五的散热器装配完成状态的正面三维结构示意图。

图19是本实用新型实施例五的散热器装配完成状态的反面三维结构示意图。

具体实施方式

下面我们结合附图和具体的实施例来对本实用新型一种用于半导体散热器装配的装置做进一步的详细阐述，以求更为清楚明了地理解其结构组成和工作方式，但不能以此来限制本实用新型专利的保护范围。

实施例一

如图1、图3、图5、图6和图7所示，一种用于半导体散热器装配的装置，该装置包括弹簧，所述弹簧包括左端部1、左折弯部5、中间部3、右折弯部6、右端部2和限位结构4，所述左端部1、左折弯部5、中间部3、右折弯部6和右端部2依次连接。

所述弹簧的左折弯部5和右折弯部6均为R形结构，所述左折弯部5和右折弯部6所处平面均与中间部3所处平面相垂直，所述左折弯部5包括前段51、上段52和后段53，所述前段51、上段52和后段53依次连接，所述右折弯部6包括前部61、上部62和后部63，所述前部61、上部62和后部63依次连接，在所述左折弯部5与中间部3连接处、中间部3与右折弯部6连接处均设有限位结构4，所述弹簧的左端部1和右端部2均向内弯折。

该半导体散热器包括散热翅片7和散热器板，所述散热器板包括前底面8和后底面9，该半导体散热器的成型方式为挤压成型，在所述后底面9上设有若干个散热翅片7，在所述散热翅片7之间设有若干个横切槽10和至少两个U形槽。

在装配状态时，热源14的其中一个板面与前底面8相接触，与之相对的另一个板面与中间部3相接触，所述中间部3为水平结构，中间部3的形状还可以是圆弧状或V形，所述前部61和前段51位于前底面8的前侧，所述后部63和后段53分别位于后底面9的两个U形槽内并与后底面9接触，所述左端部1和右端部2分别卡设在两个横切槽10内，所述限位结构4分别位于热源14的左右两侧。

该实施例在散热器装配过程中的安装使用及拆卸作业包括以下使用步骤：

第一步，将弹簧从散热器上端向下推，使得弹簧的前部61位于散热器前侧，弹簧的后部63位于散热器的两个U形槽内，同时避开散热器的焊接脚孔12位置，直到弹簧的上部62和上段52靠向散热器上端，将弹簧的左端部1和右端部2分别卡合在两个横切槽10内；

第二步，使用钩型工具将前部61和前段51向前提起，然后将热源14放在弹簧与散热器之间，并使得热源14一面与散热器相贴合，另一面与弹簧中间部3相接触；

第三步，调整热源14的位置，使得热源14位于弹簧的限位结构4之间，使得热源14不能左右移动；

第四步，拆卸：将弹簧的左端部1和右端部2从横切槽10内移出，同时提起弹簧的前部61，将弹簧整体向上移动，直至与散热器脱离。

实施例二

如图4、图5、图8、图9和图10所示，一种用于半导体散热器装配的装置，该装置包括弹簧，所述弹簧包括左端部1、左折弯部5、中间部3、右折弯部6、右端部2和限位结构4，所述左端部1、左折弯部5、中间部3、右折弯部6和右端部2依次连接。

所述弹簧的左折弯部5和右折弯部6均为R形结构，所述左折弯部5和右折弯部6所处平面均与中间部3所处平面相垂直，所述左折弯部5包括前段51、上段52和后段53，所述前段51、上段52和后段53依次连接，所述右折弯部6包括前部61、上部62和后部63，所述前部61、上部62和后部63依次连接，在所述左折弯部5与中间部3连接处、中间部3与右折弯部6连接处均设有限位结构4，所述弹簧的左端部1和右端部2均向外弯折。

该半导体散热器包括散热翅片7和散热器板，所述散热器板包括前底面8和后底面9，该半导体散热器的成型方式为钣金冲压成型，在所述前底面8两端均设有若干个散热翅片7，在所述后底面9上设有两个栅格孔和两个过桥孔。

在装配状态时，热源14的其中一个板面与前底面8相接触，与之相对的另一个板面与中间部3相接触，所述中间部3为水平结构，中间部3的形状还可以是圆弧状或V形，所述前部61和前段51位于前底面8的前侧，所述后部63和后段53分别与后底面9相接触，所述的过桥孔分别位于后段53和后部63的内侧，所述左端部1和右端部2分别卡设在两个栅格孔内，所述限位结构4分别位于热源14的左右两侧。

该实施例在散热器装配过程中的安装使用及拆卸作业包括以下使用步骤：

第一步，将弹簧从散热器上端向下推，使得弹簧的前部61和前段51位于散热器前侧，弹簧的后部63和后段53分别位于两个过桥孔的外侧，直到弹簧的上部62和上段52靠向散热器上端，将弹簧的左端部1和右端部2分别卡合在两个栅格孔内；

第二步，使用钩型工具将前部61向前提起，然后将热源14放在弹簧与散热器之间，并使得热源14一面与散热器相贴合，另一面与弹簧中间部3相接触；

第三步，调整热源14的位置，使得热源14位于弹簧的限位结构4之间，使得热源14不能左右移动；

第四步，拆卸：将弹簧的左端部1和右端部2从栅格孔内移出，同时提起弹簧的前部61，将弹簧整体向上移动，直至与散热器脱离。

实施例三

如图11、图5、图12、图13和图14所示，一种用于半导体散热器装配的装置，该装置包括弹簧，所述弹簧包括左端部1、左折弯部5、中间部3、右折弯部6、右端部2和限位结构4，所述左端部1、左折弯部5、中间部3、右折弯部6和右端部2依次连接。

所述弹簧的左折弯部5和右折弯部6均为R形结构，所述左折弯部5和右折弯部6所处平面均与中间部3所处平面相垂直，所述左折弯部5包括前段51、上段52和后段53，所述前段51、上段52和后段53依次连接，所述右折弯部6包括前部61、上部62和后部63，所述前部61、上部62和后部63依次连接，在所述左折弯部5与中间部3连接处、中间部3与右折弯部6连接处均设有限位结构4，所述弹簧的左端部1和右端部2均向前弯折。

该半导体散热器包括散热翅片7和散热器板，所述散热器板包括前底面8和后底面9，该半导体散热器的成型方式为钣金冲压成型，在所述前底面8两端均设有若干个散热翅片7，在散热器板上设有两个通孔。

在装配状态时，热源14的其中一个板面与前底面8相接触，与之相对的另一个板面与中间部3相接触，所述中间部3为水平结构，中间部3的形状还可以是圆弧状或V形，所述前部61和前段51位于前底面8的前侧，所述后部63和后段53分别与后底面9相接触，所述左端部1和右端部2分别卡设在两个通孔内，所述限位结构4分别位于热源14的左右两侧。

该实施例在散热器装配过程中的安装使用及拆卸作业包括以下使用步骤：

第一步，将弹簧从散热器上端向下推，使得弹簧的前部61和前段51位于散热器前侧，弹簧的后部63和后段53位于散热器的后侧，直到弹簧的上部62和上段52靠向散热器上端，将弹簧的左端部1和右端部2分别卡合在两个通孔内；

第二步，使用钩型工具将前部61向前提起，然后将热源14放在弹簧与散热器之间，并使得热源14一面与散热器相贴合，另一面与弹簧中间部3相接触；

第三步，调整热源14的位置，使得热源14位于弹簧的限位结构4之间，使得热源14不能左右移动；

第四步，拆卸：将弹簧的左端部1和右端部2用钩型工具从通孔内移出，同时提起弹簧的前部61，将弹簧整体向上移动，直至与散热器脱离。

实施例四

如图2、图3、图5、图15和图16所示，一种用于半导体散热器装配的装置，该装置包括弹簧，所述弹簧包括左端部1、左折弯部5、中间部3、右折弯部6、右端部2和限位结构4，所述左端部1、左折弯部5、中间部3、右折弯部6和右端部2依次连接。

所述弹簧的整体形状为M形，在所述左端部1与左折弯部5连接处、右端部2与右折弯部6连接处均设有限位结构4，所述左端部1和右端部2均向内弯折。

该半导体散热器包括散热翅片7和散热器板，所述散热器板包括前底面8和后底面9，该半导体散热器的成型方式为挤压成型，在所述后底面9上设有若干个散热翅片7，在所述散热翅片7之间设有若干个横切槽10和至少两个U形槽。

在装配状态时，热源14的其中一个板面与前底面8相接触，与之相对的另一个板面与中间部3相接触，所述中间部3为水平结构，中间部3的形状还可以是圆弧状或V形，所述限位结构4位于散热器的两侧，所述左端部1和右端部2分别卡设在后底面9的横切槽10内。

该实施例在散热器装配过程中的安装使用及拆卸作业包括以下使用步骤：

第一步，将弹簧的左端部1卡在散热器的横切槽10和U型槽内；

第二步，将热源14在待装配位置放好，将弹簧中间部3紧贴热源14，弹簧的限位结构4分别位于散热器的两侧；

第三步，将弹簧的右端部2分别卡在散热器另一侧的横切槽10内；

第四步，拆卸：将弹簧的左端部1和右端部2从散热器的横切槽10内移出，弹簧脱离散热器。

实施例五

如图2、图5、图17、图18和图19所示，一种用于半导体散热器装配的装置，该装置包括弹簧，所述弹簧包括左端部1、左折弯部5、中间部3、右折弯部6、右端部2和限位结构4，所述左端部1、左折弯部5、中间部3、右折弯部6和右端部2依次连接。

所述弹簧的整体形状为M形，在所述左端部1与左折弯部5连接处、右端部2与右折弯部6连接处均设有限位结构4，所述左端部1和右端部2均向内弯折。

该半导体散热器包括散热翅片7和散热器板，所述散热器板包括前底面8和后底面9，该半导体散热器的成型方式为钣金冲压成型，在所述前底面8两端均设有若干个散热翅片7，在所述散热器的后底面9上设有两个过桥孔，所述过桥孔为长条状。

在装配状态时，热源14的其中一个板面与前底面8相接触，与之相对的另一个板面与中间部3相接触，所述中间部3为水平结构，中间部3的形状还可以是圆弧状或V形，所述的限位结构4位于热源14的两侧，所述的左端部1和右端部2分别卡设在两个过桥孔内。

该实施例在散热器装配过程中的安装使用及拆卸作业包括以下使用步骤：

第一步，将散热器的左端部1卡在散热器的一个过桥孔内；

第二步，将热源14在待装配位置放好，将弹簧中间部3紧贴热源14，弹簧的限位结构4分别位于散热器的两侧；

第三步，将弹簧的右端部卡设在另外一个过桥孔内；

第四步，拆卸：将弹簧的左端部1和右端部2从散热器的过桥孔内移出，弹簧脱离散热器。

在上述的五个实施例中，所述弹簧的材质可以是塑料，其成型方式包括模塑成型或3D打印成型；所述弹簧的主材料还可以是弹性金属，在弹性金属外包覆有塑料保护层，其成型方式包括冲压成型。

毫无疑问，本实用新型一种用于半导体散热器装配的装置除了上述实施例中讲述的类型和方式以外，还包括其他类似的结构组成方式和固定连接方式。总而言之，本实用新型还包括其他对于本领域技术人员显而易见的变换和替代。