专利名称：功率半导体器件散热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于工业电源领域，具体涉及一种功率半导体器件散热装置。
背景技术：
从上世纪六七十年代至八十年代初，功率半导体器件主要是可控硅整流器(SCR)、巨型晶体管(GTR)和其后的栅关断晶闸管(GTO)等。它们的主要用途是用于高压输电，以及制造将电网的380V或220V交流电变为各种各样直流电的中大型电源和控制电动机运行 的电机调速装置等，这些设备几乎都是与电网相关的强电装置。20世纪80年代以后，功率半导体行业发生了翻天覆地的变化。功率半导体器件变为以功率金属氧化物半导体场效应晶体管(功率M0SFET，常简写为功率M0S)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)以及功率集成电路(power 1C，常简写为PIC)为主。这一转变的主要原因是，这些器件或集成电路能在比以前高10倍以上的频率下工作,而电路在高频工作时能更节能、节材，能大幅减少设备体积和重量。尤其是集成度很高的单片上功率系统(power system on a chip,简写PSOC),它能把传感器件与电路、信号处理电路、接口电路、功率器件和电路等集成在一个硅芯片上，使其具有按照负载要求精密调节输出和按照过热、过压、过流等情况自我进行保护的智能功能。在电源电路中，功率半导体器件通常包括初级功率半导体器件和次级功率半导体器件，为保证功率半导体器件稳定可靠工作，电路板上均需设计安装散热装置对功率半导体器件进行散热，散热装置包括散热片和固定功率半导体器件的结构。为增强散热效率，初、次级功率半导体器件之间通常共用同一散热片，并常将散热片与电源外壳相联接，以加快产品内部和环境之间的热交换。因散热片的导体作用，导致初、次级功率半导体器件之间的安全距离达不到安全规范的要求，必须通过在初级功率半导体器件与散热片之间加垫绝缘垫片来解决。如此，初级功率半导体器件无法通过传统的螺钉锁紧方式固定于散热片之上。业界一般采用螺钉锁紧方式固定次级功率半导体器件，次级功率半导体器件上设置有孔，螺钉穿过该孔与散热片上的螺纹孔连接；对于初级功率半导体器件则采用金属压板来固定，但为达到初、次级功率半导体器件间的安全规范要求，则必须在金属压板和初级功率半导体器件之间再加垫绝缘垫片。因此，现有技术方法即是采用金属压板依次将绝缘垫片、初级功率半导体器件，然后再是绝缘垫片压紧在散热片上，由此导致该功率半导体器件的散热装置制造成本及物料成本均明显升高。为解决上述问题，本实用新型提出了一种新的功率半导体器件的散热装置。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可节约生产成本的半导体器件散热
>J-U装直。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是功率半导体器件散热装置，包括散热片和绝缘垫片，所述绝缘垫片承载初级功率半导体器件并紧靠散热片；还包括将初级功率半导体器件和绝缘垫片压紧在散热片上的耐高温塑料压板，耐高温塑料压板通过锁紧件与散热片形成整体。其中，上述装置中所述绝缘垫片的数量为一片。其中，上述装置中耐高温塑料压板为L型，包括支撑部和压紧部，压紧部上靠近支撑部处设置有穿孔。进一步的，所述锁紧件为螺钉。进一步的，散热片上设置有螺纹孔，螺钉穿过耐高温塑料压板上的穿孔与散热片 上的螺纹孔连接。其中，上述装置还包括将次级功率半导体器件固定在散热片上的锁紧件。进一步的，所述锁紧件为螺钉。进一步的，散热片上远离绝缘垫片的位置设置有螺纹孔，螺钉穿过次级功率半导体器件与螺纹孔连接。其中，上述装置中所述散热片为L型。本实用新型的有益效果是本实用新型首先将现有的金属压板替换成耐高温塑料压板，在满足压板能够承受一定温度的情况下，节约了原料成本以及压板的制造加工成本。由于塑料压板具有绝缘性，所以本实用新型在现有散热装置的基础上还减少了初级功率半导体器件一侧的绝缘垫片，只需要在初级功率半导体器件与散热片之间设置绝缘垫片即可，减少了散热装置中绝缘垫片的成本。本实用新型功率半导体器件散热装置从配件的原料、配件的制造加工以及配件的数量上大幅减少了生产成本，具有很好的应用前景。
图I为现有功率半导体器件散热装置的结构示意图；图2为本实用新型功率半导体器件散热装置的结构示意图；图3为本实用新型耐高温塑料压板和锁紧件结构示意图；图4为另一种实施方式的耐高温塑料压板和锁紧件结构示意图。图中标记为耐高温塑料压板I、支撑部11、压紧部12、锁紧件2、绝缘垫片3、初级功率半导体器件4、散热片5、次级功率半导体器件6、锁紧件7、金属压板8。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步说明。如图I所示现有技术中的功率半导体器件的散热装置，由于其采用的是金属压板8，因此，在初级功率半导体器件4的两侧都要加垫绝缘垫片3，不但金属压板8的原料成本高、加工成本高，而且也增加了绝缘垫片3的用量。如图2至4所示，本实用新型功率半导体器件散热装置，包括散热片5和绝缘垫片3，所述绝缘垫片3承载初级功率半导体器件4并紧靠散热片5 ;还包括将初级功率半导体器件4和绝缘垫片3压紧在散热片5上的耐高温塑料压板1，耐高温塑料压板I通过锁紧件2与散热片5形成整体。通过将金属压板8替换成耐高温塑料压板I，在满足压板能够承受一定温度的情况下，节约了原料成本以及压板的制造加工成本。由于耐高温塑料压板I具有绝缘性，所以本实用新型在现有散热装置的基础上还减少了初级功率半导体器件4 一侧的绝缘垫片3，只需要在初级功率半导体器件4与散热片5之间设置绝缘垫片3即可，减少了散热装置中绝缘垫片3的成本。本实用新型功率半导体器件散热装置从配件的原料、配件的制造加工以及配件的数量上大幅减少了生产成本。所述耐高温塑料压板I的材质只要能够承受初级功率半导体器件4的发热产生的温度即可，如PA46。PA46 (聚己二酰丁二胺)是一种具有高熔点和高结晶度的新型聚酰胺树脂。优选的，为了能够节约生产成本，所述绝缘垫片3的数量为一片即可。 上述装置中，耐高温塑料压板I可以为如图4所述的U型，U行的两侧用锁紧件2将耐高温塑料压板I固定在散热片5上，U型耐高温塑料压板I的中部可以将初级功率半导体器件4与绝缘垫片3压紧在散热片5上。本领域技术人员可以理解的是，也可以采用其他形状的耐高温塑料压板1，本实用新型提供一种优选的实施方式，即耐高温塑料压板I为L型，包括支撑部11和压紧部12，压紧部12上靠近支撑部11处设置有穿孔。在耐高温塑料压板I为L型，压紧部12上靠近支撑部11处设置有穿孔的基础上，锁紧件2可以采用小型的螺栓与散热片5连接，也可以采用螺钉或其他方式连接，本实用新型优选所述锁紧件2为螺钉。进一步的，散热片5上设置有螺纹孔，螺钉穿过耐高温塑料压板I上的穿孔与散热片5上的螺纹孔连接。本实用新型功率半导体器件散热装置，还包括将次级功率半导体器件6固定在散热片5上的锁紧件7。锁紧件7可以为任何固定结构，只要能够将次级功率半导体器件6固定在散热片5上即可，如采用螺钉、螺栓甚至是其他的卡接结构等。进一步的，所述锁紧件7为螺钉。现有的次级功率半导体器件6上设置有穿孔，采用螺钉的方式能够更加方便的将次级功率半导体器件6固定在散热片5上。进一步的，在锁紧件7采用螺钉的基础上，在散热片5上远离绝缘垫片3的位置设置有螺纹孔，螺钉穿过次级功率半导体器件6能够方便的与螺纹孔连接。优选的，本实用新型装置中所述散热片5为L型。L型散热片5包括两条长方形的部件，其中一条用来固定初级功率半导体器件4，另一条用来固定次级功率半导体器件6。本实用新型虽然和现有技术一样同样采用金属的散热片5，但是，通过改变压板的材质，在初、次级功率半导体器件之间的安全距离达到安全规范要求的基础上，减少了压板的原料成本、压板的制造加工成本以及减少了绝缘垫片3的数量、从而也减少了绝缘垫片3的成本，因此，本实用新型装置大幅减少了总的生产成本，具有很好的应用前景。
权利要求1.功率半导体器件散热装置，包括散热片(5)和绝缘垫片(3)，其特征在干所述绝缘垫片(3)承载初级功率半导体器件(4)并紧靠散热片(5);还包括将初级功率半导体器件(4)和绝缘垫片(3)压紧在散热片(5)上的耐高温塑料压板(I)，耐高温塑料压板(I)通过锁紧件(2)与散热片(5)形成整体。
2.根据权利要求I所述的功率半导体器件散热装置，其特征在干所述绝缘垫片(3)的数量为一片。
3.根据权利要求I或2所述的功率半导体器件散热装置，其特征在于耐高温塑料压板(I)为L型，包括支撑部(11)和压紧部(12)，压紧部(12)上靠近支撑部(11)处设置有穿孔。
4.根据权利要求3所述的功率半导体器件散热装置，其特征在干所述锁紧件(2)为螺钉。
5.根据权利要求4所述的功率半导体器件散热装置，其特征在干散热片(5)上设置有螺纹孔，螺钉穿过耐高温塑料压板(I)上的穿孔与散热片(5)上的螺纹孔连接。
6.根据权利要求I或2所述的功率半导体器件散热装置，其特征在于还包括将次级功率半导体器件(6)固定在散热片(5)上的锁紧件(7)。
7.根据权利要求6所述的功率半导体器件散热装置，其特征在干所述锁紧件(7)为螺钉。
8.根据权利要求7所述的功率半导体器件散热装置，其特征在干散热片(5)上远离绝缘垫片(3)的位置设置有螺纹孔，螺钉穿过次级功率半导体器件￠)与螺纹孔连接。
9.根据权利要求I或2所述的功率半导体器件散热装置，其特征在干所述散热片(5)为L型。
专利摘要本实用新型公开了一种功率半导体器件散热装置，属于工业电源领域。本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可节约生产成本的半导体器件散热装置，该装置包括散热片(5)和绝缘垫片(3)，所述绝缘垫片(3)承载初级功率半导体器件(4)并紧靠散热片(5)；还包括将初级功率半导体器件(4)和绝缘垫片(3)压紧在散热片(5)上的耐高温塑料压板(1)，耐高温塑料压板(1)通过锁紧件(2)与散热片(5)形成整体。本实用新型不但改变了压板的材质并且减少了初级功率半导体器件(4)一侧的绝缘垫片(3)，只在初级功率半导体器件(4)与散热片之间设置了绝缘垫片(3)，因此减少了散热装置总的生产成本。
文档编号H01L23/40GK202373575SQ201120530328
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者哈建文, 张亮, 戴德军 申请人:四川长虹欣锐科技有限公司