CN105489570B - 一种大功率半导体器件压装装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大功率半导体器件压装装置，两块散热器上下夹着一个半导体器件，固定在两块绝缘板内，散热器和半导体器件之间通过定位销定位，两块散热器与半导体器件非接触端面的正中间开有一个圆柱槽，散热器的圆柱槽内装有导向件和碟簧座，导向件套碟簧后套装在碟簧座上；上述部件用四根有绝缘要求的螺杆穿过锁住固定。在散热器的圆柱槽内装导向件和碟簧，可有效地调节压装力的大小、补偿在使用过程中螺杆等结构件的缓慢变形，保证半导体器件的安装预紧力；在上、下碟簧座间安装高碳铬轴承钢球，可弥补外部压装偏差和各个部件累计加工公差造成的平面度、平整度偏差，有效的调节压装方向和角度，使半导体器件受力均匀、提高散热效率和使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力电子装置，特别涉及一种大功率半导体器件压装装置。
背景技术
国内现有的大功率整流装置基本都采用模块化结构设计，即多数都是把一个半导体器件和两个散热器通过带有绝缘要求的螺栓夹紧组成一个小模块。
由于大功率半导体器件通态电流大，其导电接触面必然要与之匹配，因此比小功率半导体器件导电接触面要大得多。半导体器件用散热器夹装时，必须在两个散热器的两端分别施加预紧力以保证半导体器件与散热器紧密贴合。小功率器件通常用力矩扳手夹紧，在达到预紧力规定值后直接紧固，而大功率半导体器件和散热器的夹装通常需用压力机来保证预紧力。
此种情况下，对压力机的施力方向、相关工装和散热器加工位置精度都有着较高的要求。若最终施加到半导体器件上的预紧力方向与半导体的导电接触面不垂直时，会导致半导体器件受力不均匀、接触热阻增大、散热不良、最终导致器件结温过高而损坏的问题。同时，由于大功率半导体器件的成本远高于一般器件，因此为保证大功率器件能可靠工作，开发一种适用于大功率半导体器件压装结构就显得十分必要。
发明内容
本发明是针对现在大功率半导体器件压装结构存在的的问题，提出了一种大功率半导体器件压装装置，克服现有结构由于压装偏差而造成的半导体器件接触热阻增大、导致结温过高而损坏的问题。
本发明的技术方案为：一种大功率半导体器件压装装置，两块散热器上下夹着一个半导体器件，固定在两块绝缘板内，散热器和半导体器件间涂有导电脂，散热器和半导体器件之间通过定位销定位，两块散热器与半导体器件非接触端面的正中间开有一个圆柱槽，散热器的圆柱槽内装有导向件和碟簧座，导向件套碟簧后套装在碟簧座上； 上述部件用四根有绝缘要求的螺杆穿过绝缘板和两块散热器后用螺母和垫圈在绝缘板处锁住固定。
所述上装的散热器碟簧座包括下碟簧座和上碟簧座，导向件套碟簧后套装在上碟簧座上，下碟簧座和上碟簧座对合中间形成的球形槽，在球形槽中装有钢球，钢球始终保证压装力的施加方向与半导体器件的导电接触面相互垂直。
所述钢球材料选用高碳铬轴承钢。
所述碟簧数量根据安装预紧力的大小调整。
本发明的有益效果在于：本发明大功率半导体器件压装装置，通过在散热器的圆柱槽内装导向件和碟簧，便于有效地调节压装力的大小、补偿在使用过程中螺杆等结构件的缓慢变形，保证半导体器件的安装预紧力；通过在上、下碟簧座间安装高碳铬轴承钢，来弥补外部压装偏差和各个部件累计加工公差造成的平面度、平整度偏差，便于有效的调节压装方向和角度，使半导体器件受力均匀，提高半导体器件的散热效率和使用寿命，有较高的经济效益。
附图说明
图1为本发明大功率半导体器件压装装置剖视图。
具体实施方式
如图1所示大功率半导体器件压装装置剖视图，两块散热器4上下夹着一个半导体器件5，固定在两块绝缘板1内。散热器4和半导体器件5间涂有导电脂，散热器4和半导体器件5之间通过定位销12保证准确定位。定位销12一半安装在半导体器件5的安装沉孔内，另一半安装在散热器4的安装沉孔内。
散热器4与半导体器件5非接触端面的正中间开有一个圆柱槽。下装的散热器4 的圆柱槽内装有导向件2和碟簧座3，导向件2套碟簧后套装在碟簧座3上；上装的散热器4 圆柱槽内装有导向件、高碳铬轴承钢球7、下碟簧座6和上碟簧座8；导向件套碟簧9后套装在上碟簧座8上，高碳铬轴承钢7位于下碟簧座6和上碟簧座8对合中间形成的球形槽中。高碳铬轴承钢7可始终保证压装力的施加方向与半导体器件5的导电接触面相互垂直。
上述部件用四根有绝缘要求的螺杆13穿过绝缘板1和两块散热器4后用螺母10和垫圈11在绝缘板1处锁住固定。此时，碟簧9被压紧，可保证半导体器件5的安装预紧力。
碟簧压紧后可防止螺杆和散热器等结构件在使用过程中的缓慢变形、保证半导体器件的安装预紧力。
上、下碟簧座间的球形槽中安装有球状的高碳铬轴承钢，这种特殊结构可以弥补各个零部件累计加工公差造成的平面度、平整度偏差和外部压装偏差，便于有效地自动调节压装方向和角度，使半导体器件的受力方向与其导电接触面垂直，并使半导体器件受力均匀、与散热器接触热阻达到规定值。
大功率半导体器件压装装置可根据安装预紧力的大小调整碟簧数量。可只在一端安装碟簧。可根据强度要求用不同的材料代替球状高碳铬轴承钢。
Claims (1)
1.一种大功率半导体器件压装装置，两块散热器上下夹着一个半导体器件，固定在两块绝缘板内，散热器和半导体器件间涂有导电脂，散热器和半导体器件之间通过定位销定位，其特征在于，两块散热器与半导体器件非接触端面的正中间开有一个圆柱槽，下装的散热器的圆柱槽内装有第一导向件和碟簧座，第一导向件套第一碟簧后套装在碟簧座上；上装的散热器圆柱槽内装有第二导向件、高碳铬轴承钢球、下碟簧座和上碟簧座，第二导向件套第二碟簧后套装在上碟簧座上，高碳铬轴承钢位于下碟簧座和上碟簧座对合中间形成的球形槽中；高碳铬轴承钢始终保证压装力的施加方向与半导体器件的导电接触面相互垂直；上碟簧座、下碟簧座、碟簧座、两个导向件和碟簧用四根有绝缘要求的螺杆穿过绝缘板和两块散热器后用螺母和垫圈在绝缘板处锁住固定。
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