适用于双排功率半导体器件的双弹簧片压紧条压紧结构的制作方法

文档序号:13671581
适用于双排功率半导体器件的双弹簧片压紧条压紧结构的制作方法

本发明涉及电动车控制器的技术领域,具体为适用于双排功率半导体器件的双弹簧片压紧条压紧结构。



背景技术:

在电动车(包括两轮、三轮、四轮电动车)控制器领域,控制器会使用六到几十个功率MOSFET作为功率开关,使用几个功率半导体器件作为控制器电源、控制器辅助功能的控制器件,这些器件均成排焊接在控制器的印刷电路板上,然后再压紧到散热器上,从而实现控制器对电动车辆的控制。

由于控制器所使用的这些电子功率器件,在其工作时都会产生大量的热量,故需要对其增加散热器,且必需将控制器所使用的这些电子功率器件压紧到散热器上,才能保证这些电子功率器件安全可靠地工作。

伴随着控制器结构的复杂化,现有的控制器出现了双排功率半导体器件,双排功率半导体器件平行向独立布置,为此,需要两个接触面去贴合对应的单排功率半导体器件,其需要新型的压紧结构来适应双排半导体器件的安装要求。



技术实现要素:

针对上述问题,本发明提供了适用于双排功率半导体器件的双弹簧片压紧条压紧结构,其安装及拆卸简便、压紧效果优良、性能可靠、成本低廉。

适用于双排功率半导体器件的双弹簧片压紧条压紧结构,其特征在于:其包括散热壳体,所述散热壳体的内部为腔体,所述腔体的一端部安装有印刷电路板,两排功率半导体器件的一端部分别连接于所述印刷电路板的对应安装位置,两排所述功率半导体器件的器件部分相向布置,两排所述功率半导体器件的导热部分相背布置,其中一排所述功率半导体器件的导热部分朝向所述腔体的一侧内壁布置,所述腔体的另一端部设置有分体铝条嵌装槽,分体铝条的端部嵌装于所述分体铝条嵌装槽内,另一排所述功率半导体器件的导热部分朝向所述分体铝条的侧部布置,所述分体铝条、腔体的一侧内壁的端部的内壁上设置有两个压紧条导向槽,两条弹簧片压紧条的定位端分别插装于对应的压紧条导向槽内,两条弹簧片压紧条的另一端具体为折弯压着端,对应的折弯压着端的外凸部分分别朝向各自对应的功率半导体器件的器件部分的可压着位置布置,两条所述弹簧片压紧条的中部设置有相向布置的凸起结构,两个凸起结构之间的距离间的正上方插装有压紧螺栓,所述压紧螺栓的直径大于未受力的两个凸起结构之间的距离,所述压紧螺栓完全插装于所述两个凸起结构之间后、两排所述功率半导体器件的导热部分分别紧贴所述腔体的一侧内壁、所述分体铝条的侧部内端面布置。

其进一步特征在于:

两条所述弹簧片压紧条呈对称结构分布于所述压紧螺栓的两侧布置;

所述弹簧片压紧条包括上端外扩的定位端、中部自上而下收口的第一过渡部分,所述过渡部分的末端连接有所述凸起结构的上端,所述凸起结构的下端连接有自上而下扩口的第二过渡部分,所述第二过渡部分的末端连接有所述折弯压着端;

所述弹簧片压紧条采用弹性强的钢片制成,确保后续压着紧贴;

所述折弯压着端具体为若干个齿规律排列组成,相邻的齿间布置有齿槽,每条弹簧片压紧条要压紧排列成一排的多个功率半导体器件,而每个功率半导体器件的厚度会有细微不同,为了能将每个功率半导体器件都紧紧地压紧在主散热壳体和分体铝条上,弹簧片压紧条上开有规律排列的齿槽,从而在弹簧片压紧条上形成有规律排列的齿,利用弹性钢片的弹性,分别将每个功率半导体器件独立压紧;

未受螺栓作用力状态下的两个凸起结构之间留有间隙,未受螺栓作用力状态下的两条弹簧片压紧条的折弯压着端的外凸部分分别贴合各自对应的功率半导体器件的器件部分的可压着位置;

凸起结构的具体结构为弧形凸起结构,确保两个凸起结构之间在接触时不会产生破坏性摩擦、且螺栓施力过程不会对整个结构造成影响;

所述分体铝条的端部对应于所述压紧螺栓的位置处设置有贯穿螺纹孔,所述散热壳体对应于所述压紧螺栓的位置处设置有贯穿孔,压紧螺栓贯穿贯穿孔后螺纹连接所述贯穿螺纹孔、直至贯穿所述贯穿螺纹孔后、分别压着两个凸起结构,进而带动功率半导体器件在两条对应的弹簧片压紧条的作用力下,以其同印刷电路板连接点为圆心,被压转动一个角度,分别靠紧在散热壳体和分体铝条上;当压紧螺栓拧紧后,两个功率半导体器件就被双弹簧片压紧条上的挤压压紧受力点紧紧地压紧在散热壳体和分体铝条上;

所述功率半导体器件为外壳绝缘的塑料封装功率半导体器件,此时不需绝缘片结构;

所述功率半导体器件为普通功率半导体器件时,所述功率半导体器件的导热部分上设置有绝缘片结构;

所述绝缘片结构为绝缘薄膜或铝基板,其保证了功率半导体器件同散热壳体、分体铝条之间的绝缘;

所述压紧条导向槽的开口宽度大于所述弹簧片压紧条的厚度,确保在施力过程中,定位端可相对进行一定角度的转动。

采用上述技术方案后,为满足目前铝合金型材生产工艺的要求,将主散热壳体的一部分,分离成为单独的分体铝条,组装时,将分体铝条插入散热壳体上的分体铝条插槽内,然后将已经安装、测试好的印刷电路板装入散热壳体内,再将双弹簧片压紧条分别插入分体铝条上的压紧条导向槽内,拧入压紧螺栓,压紧螺栓穿过散热壳体上的通孔,拧入分体铝条上的螺纹孔内,然后穿过分体铝条,向两边顶住对应的弹簧片压紧条,弹簧片压紧条在压紧螺栓的作用力下,随着压紧螺栓的拧入,在两排功率半导体器件中间向两边挤压功率半导体器件,功率半导体器件在对应的弹簧片压紧条的折弯压着端的外凸部分作用力下,以其同印刷电路板连接点为圆心,被压转动一个角度,靠紧在散热壳体和分体铝条上,当压紧螺栓拧紧后,功率半导体器件就被双弹簧片压紧条上的挤压压紧受力点紧紧地压紧在散热壳体和分体铝条上;其安装及拆卸简便、压紧效果优良、性能可靠、成本低廉。

附图说明

图1为本发明的主视图结构示意图(压紧螺栓未安装);

图2为本发明的主视图结构示意图(压紧螺栓完成安装);

图3为具体实施的压紧条的立体图结构示意图;

图4为弹簧片压紧条的折弯压着端的外凸部分作用于单排功率半导体器件的立体图结构示意图;

图中序号所对应的名称如下:

散热壳体1、腔体2、印刷电路板3、功率半导体器件4、器件部分4-1、导热部分4-2、分体铝条嵌装槽5、分体铝条6、端部6-1、侧部6-2、压紧条导向槽7、压紧条8、定位端8-1、折弯压着端8-2、凸起结构8-3、第一过渡部分8-4、第二过渡部分8-5、压紧螺栓9、齿10、齿槽11、贯穿螺纹孔12、贯穿孔13,、绝缘片结构14。

具体实施方式

适用于双排功率半导体器件的双弹簧片压紧条压紧结构,见图1~图4:其包括散热壳体1,散热壳体1的内部为腔体2,腔体2的一端部安装有印刷电路板3,两排功率半导体器4件的一端部分别连接于印刷电路板3的对应安装位置,两排功率半导体器件4的器件部分4-1相向布置,两排功率半导体器件4的导热部分4-2相背布置,其中一排功率半导体器件4的导热部分4-2 朝向腔体2的一侧内壁布置,腔体2的另一端部设置有分体铝条嵌装槽5,分体铝条6的端部6-1嵌装于分体铝条嵌装槽5内,另一排功率半导体器件4 的导热部分4-2朝向分体铝条6的侧部6-2布置,分体铝条6、腔体2的一侧内壁的端部的内壁上设置有两个压紧条导向槽7,两条弹簧片压紧条8的定位端8-1分别插装于对应的压紧条导向槽7内,两条弹簧片压紧条8的另一端具体为折弯压着端8-2,对应的折弯压着端8-2的外凸部分分别朝向各自对应的功率半导体器件4的器件部分4-1的可压着位置布置,两条弹簧片压紧条8 的中部设置有相向布置的凸起结构8-3,两个凸起结构8-3之间的距离间的正上方插装有压紧螺栓9,压紧螺栓9的直径大于未受力的两个凸起结构8-3之间的距离,压紧螺栓9完全插装于两个凸起结构8之间后、两排功率半导体器件4的导热部分4-2分别紧贴腔体2的一侧内壁、分体铝条6的侧部6-2 内端面布置。

两条弹簧片压紧条8呈对称结构分布于压紧螺栓9的两侧布置;

弹簧片压紧条8包括上端外扩的定位端8-1、中部自上而下收口的第一过渡部分8-4,过渡部分8-4的末端连接有凸起结构8-3的上端,凸起结构8-3 的下端连接有自上而下扩口的第二过渡部分8-5,第二过渡部分8-5的末端连接有折弯压着端8-2;

弹簧片压紧条8采用弹性强的钢片制成,确保后续压着紧贴;

折弯压着端8-3具体为若干个齿10规律排列组成,相邻的齿10间布置有齿槽11,其不仅使得独立压着每个功率半导体器件4,且使得整个弹簧片压紧条8材料省、降低成本;

未受螺栓作用力状态下的两个凸起结构8-3之间留有间隙,未受螺栓作用力状态下的两条弹簧片压紧条8的折弯压着端8-2的外凸部分分别贴合各自对应的功率半导体器件4的器件部分4-1的可压着位置;

凸起结构8-3的具体结构为弧形凸起结构,确保两个凸起结构8-3之间在接触时不会产生破坏性摩擦、且螺栓施力过程不会对整个结构造成影响;

分体铝条6的端部6-1对应于压紧螺栓9的位置处设置有贯穿螺纹孔12,散热壳体1对应于压紧螺栓9的位置处设置有贯穿孔13,压紧螺栓9贯穿贯穿孔13 后螺纹连接贯穿螺纹孔12、直至贯穿贯穿螺纹孔12后、外侧分别压着两个凸起结构8-3,进而带动功率半导体器件4在两条对应的弹簧片压紧条8的作用力下,以其同印刷电路板3连接点为圆心,被压转动一个角度,分别靠紧在散热壳体1和分体铝条6上;当压紧螺栓9拧紧后,两个功率半导体器件4就被双弹簧片压紧条上的挤压压紧受力点紧紧地压紧在散热壳体1和分体铝条6上;

功率半导体器件4为外壳绝缘的塑料封装功率半导体器件,此时不需绝缘片结构;

功率半导体器件4为普通功率半导体器件时,功率半导体器件4的导热部分4-2上设置有绝缘片结构14;

绝缘片结构14为绝缘薄膜或铝基板,其保证了功率半导体器件4同散热壳体1、分体铝条6之间的绝缘;

压紧条导向槽7的开口宽度大于弹簧片压紧条8的厚度,确保在施力过程中,定位端8-1可相对进行一定角度的转动。

其工作原理如下:为满足目前铝合金型材生产工艺的要求,将主散热壳体的一部分,分离成为单独的分体铝条,组装时,将分体铝条插入散热壳体上的分体铝条插槽内,然后将已经安装、测试好的印刷电路板装入散热壳体内,再将双弹簧片压紧条分别插入分体铝条上的压紧条导向槽内,拧入压紧螺栓,压紧螺栓穿过散热壳体上的通孔,拧入分体铝条上的螺纹孔内,然后穿过分体铝条,向两边顶住对应的弹簧片压紧条,弹簧片压紧条在压紧螺栓的作用力下,随着压紧螺栓的拧入,在两排功率半导体器件中间向两边挤压功率半导体器件,功率半导体器件在对应的压紧条的作用力下,以其同印刷电路板连接点为圆心,被压转动一个角度,靠紧在散热壳体和分体铝条上,当压紧螺栓拧紧后,功率半导体器件就被双弹簧片压紧条上的挤压压紧受力点紧紧地压紧在散热壳体和分体铝条上。

因为散热壳体上的螺丝孔是通孔,分体铝条上的螺丝孔是贯穿螺纹孔,所以,在压紧螺丝拧紧后,分体铝条同主散热壳体被紧紧地连接到了一起,这样,既能满足目前铝合金型材生产工艺的要求,又能得到一个相当于整体一次成型的散热壳体,满足功率半导体器件的散热要求;压紧螺丝既起到了连接主散热壳体的作用,也起到了挤压双弹簧片压紧条,压紧功率半导体器件的作用。

弹簧片压紧条被设计为一个有很强弹性的"弓"形,弹簧片压紧条用弹性很强的钢片制成,随着压紧螺丝的拧入,双弹簧片压紧条弹性片受力变形,利用钢片的弹性,压紧两边的功率半导体器件,既能压紧功率半导体器件,同时也避免了功率半导体器件被压损坏。

每条弹簧片压紧条要压紧排列成一排的多个功率半导体器件,而每个功率半导体器件的厚度会有细微不同,为了能将每个功率半导体器件都紧紧地压紧在主散热壳体和分体铝条上,弹簧片压紧条上开有规律排列的小槽,从而在弹簧片压紧条上形成有规律排列的小齿,利用弹性钢片的弹性,分别将每个功率半导体器件独立压紧。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细说明,但内容仅为本实用新型创造的较佳实施例,不能被认为用于限定本实用新型创造的实施范围。凡依本实用新型创造申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

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