功率器件散热组件的制作方法

本实用新型实施例涉及电力电子设备领域，更具体地说，涉及一种功率器件散热组件。

背景技术：

功率器件即功率半导体器件，主要是用于电力设备的电能变换和控制电路方面大功率的电子器件。并且，由于电子产品的需求以及能效要求的不断提高，我国的功率器件市场一直保持较快的发展速度。但是功率器件在应用时存在自身损耗，会产生较大的发热量，所以在设计时，需要优先考虑功率器件的散热问题。

目前，在车载充电机中，功率器件主要通过由金属材料制成的弹片压紧固定在散热件上进行散热，但采用弹片压紧功率器件的这种固定方式存在有以下缺陷：

1)弹片压紧时间过长存在老化风险，会导致弹片变形松垮甚至疲劳破坏，无法长时间可靠的固定功率器件，稳定性较差；

2)弹片为金属导体，采用弹片压紧的结构方式时，为满足安规需求，需要进行绝缘处理设计，从而会导致结构复杂化，并限制整体结构体积的可设计性，降低安装空间的利用率；

3)弹片在压紧功率器件时无法同时定位功率器件的管脚，需要另外设置工装构件定位功率器件的管脚，实用性较低，不利于安装装配；并且在功率器件组装到电路板时，功率器件的管脚无法准确高效的插设到电路板上，安装和维护难度较大，可操行性较为不足。

技术实现要素：

本实用新型实施例针对上述现有功率器件采用弹片压紧的固定方式的稳定性较差，弹片存在老化风险，从而无法长时间可靠的固定功率器件，且需要进行绝缘处理设计，致使结构复杂化且限制整体结构体积的可设计性，空间利用率低以及安装和维护难度较大，可操作性不足的问题，提供一种功率器件散热组件。

本实用新型实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种功率器件散热组件，包括散热型材以及至少一个功率器件安装模组，所述功率器件安装模组包括绝缘支架和导热基片，其中：所述散热型材包括第一导热面和第二导热面；所述导热基片包括第三导热面和第四导热面；所述绝缘支架上具有用于将所述绝缘支架固定到所述散热型材的固定扣和至少一个用于安装功率器件的安装位，且在所述绝缘支架固定到所述散热型材时，所述安装位处的功率器件的发热面贴于所述导热基片的第三导热面、所述导热基片的第四导热面贴于所述散热型材的第二导热面，所述散热型材的第一导热面贴于外部散热器。

优选地，所述绝缘支架的每一安装位内具有定位柱和限位扣，且在所述绝缘支架固定到所述散热型材时，所述定位柱插入到所述安装位内的功率器件的定位孔，所述限位扣插入到安装位内的功率器件的管脚之间。

优选地，所述绝缘支架上具有多个所述安装位，所述多个安装位沿所述散热型材的长度方向并排设置；所述导热基片上具有多个分别与多个所述安装位对应的安装槽，所述第三导热面由所述安装槽的底壁构成；在所述绝缘支架固定到所述散热型材时，所述绝缘支架上的功率器件分别嵌入一个所述安装槽。

优选地，所述绝缘支架上具有多个沿所述散热型材的长度方向间隔分布的限位台，且在所述绝缘支架固定到所述散热型材时，所述导热基片的一边抵靠在所述多个限位台上。

优选地，所述散热型材包括分别沿所述散热型材的长度方向设置的卡槽和卡条，且所述卡槽位于所述第二导热面的底部，所述卡条位于所述第二导热面的顶部；所述绝缘支架以所述固定扣扣接到所述卡槽和卡条的方式固定到所述散热型材。

优选地，所述散热型材包括沿所述散热型材的长度方向设置的支撑部，所述支撑部上具有与所述第二导热面垂直相交的支撑面；在所述绝缘支架固定到所述散热型材时，所述导热基片的一边抵靠在所述支撑面上。

优选地，所述散热型材上具有至少一个定位槽，所述绝缘支架上具有至少一个定位销，且在所述绝缘支架固定到所述散热型材时，所述定位销嵌入所述定位槽。

优选地，所述绝缘支架上具有至少一个电路板挂扣，且所述电路板挂扣的朝向与所述安装位内的功率器件的管脚的朝向相同。

优选地，所述绝缘支架上具有分别与每一所述安装位对应设置的检查窗。

优选地，所述功率器件的发热面与所述导热基片的第三导热面之间、所述导热基片的第四导热面与所述散热型材的第二导热面之间分别具有导热固化胶；

所述功率器件散热组件包括多个功率器件安装模组，且所述多个功率器件安装模组在所述散热型材的第二导热面上沿所述散热型材长度方向并排设置。

本实用新型实施例的功率器件散热组件具有以下有益效果：通过设置功率器件安装模组和散热型材，可在提高对功率器件的散热效果的同时，实现整体结构的模块化，使结构更加简单实用，便于安装和维护操作，降低装配难度且可操作性更强；并且，通过在功率器件安装模组设置绝缘支架，无需进行绝缘处理设计，可有效缩减空间体积，提高整体结构体积的可设计性和安装空间的利用率。

此外，本实用新型实施例的功率器件散热组件还通过在散热型材设置卡槽和卡条，以及在绝缘支架设置对应的固定扣，并由固定扣分别扣接到卡槽和卡条将功率器件安装模组固定在散热型材上，安装和拆卸操作方便，且结构简单实用，结构连接的稳定性和可靠性高。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的功率器件散热组件的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的功率器件散热组件的安装结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的功率器件安装模组分解的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的功率器件散热组件分解结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的绝缘支架的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的散热型材的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，是本实用新型实施例提供的功率器件散热组件的结构示意图，该功率器件散热组件可应用于电力电子设备领域，特别是车载充电机的应用中。结合图2所示，本实施例中的功率器件散热组件包括散热型材2以及至少一个功率器件安装模组1，且每一功率器件安装模组1包括绝缘支架11(可由塑料构成)和导热基片12。在实际应用中，导热基片12可为高导热氮化硅基片，其具有导热系数高、硬度大、强度高以及热膨胀系数小的特点，且能够在提高热传递效率的同时进行绝缘，无需为满足安规需求增设安全间隙，实用性高。

结合图3、4所示，散热型材2包括分别沿散热型材2的长度方向设置的第一导热面21和第二导热面22，并通过第一导热面21直接或间接与机壳进行热交换，通过第二导热面22与功率器件安装模组1进行热交换。具体地，散热型材2可呈凸字形，第一导热面21位于凸字形的底部，第二导热面22为凸字形上部的侧表面，且第一导热面21与第二导热面22垂直；由此通过将散热型材2设置成凸字形的结构方式可保证散热型材2的热传递效率，提高散热型材2的散热效果且结构简单，便于加工。

进一步地，导热基片12包括第三导热面121和第四导热面122，且第三导热面121和第四导热面122背向设置。此外，绝缘支架11上具有用于将绝缘支架11固定到散热型材2的固定扣111和至少一个用于容纳功率器件3的安装位，且在绝缘支架11固定到散热型材2时，安装位内的功率器件3的发热面贴于导热基片12的第三导热面121、导热基片12的第四导热面122贴于散热型材2的第二导热面22。在实际应用中，散热型材2上具有与固定扣111对应的卡扣结构，且每一安装位的形状和大小与功率器件3相匹配，从而可提高功率器件3的安装稳定性，避免窜动影响散热效果。

具体地，在功率器件3工作产生较大热量时，功率器件3上的热量能够通过发热面经第三导热面121转移分散至导热基片12，然后导热基片12上的热量再通过第四导热面122经第二导热面22传递分散至散热型材2，最后再由散热型材2上的第一导热面21将热量转移分散至外部零部件(例如机壳)。整个散热过程稳定高效，各零部件的热传递效率高，能够快速转移分散功率器件3所产生的热量，及时对功率器件3进行降温，从而可保护功率器件3，避免高温损坏，延长其使用寿命。

上述功率器件散热组件通过设置功率器件安装模组1和散热型材2，可在提高对功率器件3的散热效果的同时，实现整体结构的模块化；区别于现有功率器件通过弹片压紧固定的结构方式，本实施例的功率器件散热组件的结构更加简单实用，有利于安装和维护操作，降低装配难度且可操作性更强，提高工作效率。

并且，功率器件安装模组1通过设置绝缘支架11和导热基片12，无需为满足安规需求进行绝缘处理设计，可有效缩减空间体积，提高整体结构体积的可设计性，空间的利用率更高。

在实际应用中，散热型材2能够根据实际需求裁剪获取对应的长度尺寸，可满足于不同的应用需求中，从而使零件结构的通用性更强，且可减少零部件的类型，简化结构设计，方便安装和维护拆卸操作。

结合图5所示，绝缘支架11的每一个安装位内具有定位柱112和限位扣113，且功率器件3具有与绝缘支架11相匹配的定位孔。并在绝缘支架11固定到散热型材2时，绝缘支架11上的定位柱112插入到安装位内的功率器件3的定位孔，限位扣113插入到安装位内的功率器件3的管脚31之间。从而可将功率器件3完全定位固定在绝缘支架11的安装位处，提高功率器件3的安装稳定性，且便于安装和维护操作；区别于现有功率器件通过弹片压紧固定的结构方式需要另外设置工装构件定位功率器件3的管脚31，本实施例的功率器件散热组件的绝缘支架11的实用性更高，且结构更加简单合理。

当然，在实际应用中，绝缘支架11的每一安装位内的功率器件定位结构(定位柱112和限位扣113)可根据实际使用的功率器件3的外形结构进行调整。

具体地，绝缘支架11上具有多个上述用于功率器件3安装固定的安装位，且多个安装位沿散热型材2的长度方向并排设置。相应地，导热基片12上具有多个分别与绝缘支架11上的多个安装位对应的安装槽123，且上述第三导热面121由安装槽123的底壁构成。并且，在绝缘支架11固定到散热型材2时，绝缘支架11上的功率器件3分别嵌入一个安装槽123。结构简单，安装操作方便快捷，且可将每一安装到绝缘支架11的安装位的功率器件3围合保护起来，并保证每一功率器件3能够稳定的通过导热支架11进行热传递转移分散热量，从而进行散热降温。

为提高安装的方便性，绝缘支架11上设置有多个沿散热型材2的长度方向间隔分布的限位台114，且在绝缘支架11固定到散热型材2时，导热基片12的一边抵靠在多个限位台114上。即可在组装装配时，导热基片12能够先定位到绝缘支架11的限位台114上，从而可对导热基片12进行组装限位，简单的结构设计能够提高操作的稳定性且降低装配难度，提供工作效率。

结合图6所示，散热型材2包括分别沿散热型材2的长度方向设置的卡槽24和卡条23，其中：卡槽24位于第二导热面22的底部(即位于第二导热面22靠近第一导热面21的一侧)，且卡槽24的开口端朝向第一导热面21。

具体地，卡条23位于第二导热面22的顶部(即位于第二导热面22与卡槽24所在一侧的对立侧，具体可设于背向第一导热面21的自由端的端面上)，且卡条23朝远离第一导热面21的方向凸起设置。这时，通过设置相反朝向的卡槽24和卡条23，且使绝缘支架11的固定扣111分别扣接到散热型材2的卡槽24和卡条23上，从而可将绝缘支架11固定到散热型材2。

相应地，固定扣111可为分别呈卡钩状的上钩臂和下钩臂，且上钩臂和下沟臂的位于头部的卡钩部相对设置，上钩臂与卡条23相匹配，下钩臂与卡槽24相匹配，从而可通过上钩臂卡扣到卡条23、下钩臂卡扣到卡槽24，将绝缘支架11固定到散热型材2上。该连接方式的结构简单可靠，且安装和拆卸操作方便，还有利于散热型材2结构的通用设计，降低制造成本。

当然，在实际应用中，绝缘支架11的固定连接结构(固定扣111)可根据散热型材2上的连接结构(卡条23和卡槽24)进行调整，以便于导热基片12能够高效且可靠的贴合到散热型材2的第二导热面22上。

为保证导热基片12的第四导热面122能够稳定贴合到散热型材2的第二导热面22上，上述散热型材2设有沿散热型材2的长度方向设置的支撑部25，且支撑部25上具有与第二导热面22垂直相交的支撑面251；并在绝缘支架11固定到散热型材2时，导热基片12的一边能够抵靠在支撑面251上。从而可减低绝缘支架11与散热型材2之间连接结构在垂向上的受力，避免老化变形，延长连接结构的使用寿命，提高结构的连接稳定性，保证散热效果。

在实际应用中，卡槽24可设于支撑部25背向支撑面251的一侧的内部，有利于在保证结构强度的同时提高结构的利用率和实用性，从而简化结构，可有效减少加工工序，降低加工成本。

特别地，散热型材2上具有至少一个定位槽26，绝缘支架11上具有至少一个定位销115，且绝缘支架11上的定位销115与散热型材2上的定位槽26相匹配；并在绝缘支架11固定到散热型材2时，定位销115嵌入定位槽26，从而可有效防止功率器件安装模组1在散热型材2的长度方向上发生窜动，对功率器件安装模组1进行完全限位，进而保证导热基片12的第四导热面122能够与散热型材2的第二导热面22稳定的进行热传递，提高散热效果。

为方便功率器件安装模组1与电路板4的安装固定，绝缘支架11上设有至少一个电路板挂扣116，且电路板挂扣116的朝向与安装位内的功率器件3的管脚31的朝向相同。即在绝缘支架11通过电路板挂扣116安装固定到电路板4时，每一管脚31插设到电路板4上的对应位置，安装方便快捷，且可降低装配难度，提高工作效率。

由于绝缘支架11上具有分别与每一安装位对应设置的检查窗117，从而可通过检测窗117检查获取安装位内的功率器件3的型号，结构简单实用，可进一步提高工作效率。

为保证各散热零部件间的热传递稳定性，功率器件3的发热面与导热基片12的第三导热面121之间、导热基片12的第四导热面122与散热型材2的第二导热面22之间分别具有导热固化胶。从而可保证各功率器件3与导热基片12、导热基片12与散热型材2之间的贴合连接的稳定性和可靠性，防止散热零部件间窜动或脱离影响功率器件3的散热降温。

在实际应用中，还可在绝缘支架11设置预压片结构118，即在绝缘支架11固定到散热型材2时，绝缘支架11的预压片结构118压接抵靠在功率器件3背向发热面的侧面上，由此可使功率器件3的发热面紧密贴合在导热基片12的第四导热面122、导热基片12的第三导热面121紧密贴合在散热型材2的第二导热面22，从而可进一步提高散热零部件间的热传递效率，避免出现连接间隙影响热量传递分散，提高散热效果。

上述功率器件散热组件包括有多个功率器件安装模组1，且多个功率器件安装模组1在散热型材2的第二导热面22上沿散热型材2的长度方向并排设置。并且，散热型材2包括有两个第二导热面22，且两个第二导热面22在散热型材2上背向设置。由此可将多个功率器件安装模组1安装固定在型材主体2的两侧的第二导热面22上，并进行同时散热，有利于提高空间的利用率，缩减整体体积，提高实用性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。