CN113314481B - 晶体管散热模块及其组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种晶体管散热模块，适用于至少一晶体管。晶体管散热模块包括散热件及弹性件。散热件包括相对的第一壁及第二壁及连接第一壁及第二壁的第一连接件，容置空间形成于第一壁及第二壁之间。晶体管设置于容置空间。弹性件配置于容置空间内且位于此至少一晶体管与第一壁之间，以将此至少一晶体管推抵至第二壁。本发明更提供一种晶体管散热模块的组装方法。

Description

晶体管散热模块及其组装方法
技术领域
本发明涉及一种散热模块及其组装方法，且特别是有关于一种晶体管散热模块及其组装方法。
背景技术
由于晶体管在运作时会产生高热，为了避免过热而失效，制造者会配置散热件来散热。然而，由于晶体管的形状不一，制造者不但需要设计形状对应的散热件，这些散热件还需要有对应的组装治具，连带地会有各自的组装方式及工序，相当耗费成本。
发明内容
本发明提供一种晶体管散热模块，其可通用于不同的晶体管。
本发明提供一种晶体管散热模块的组装方法，其可组装上述的晶体管散热模块。
本发明的一种晶体管散热模块，适用于至少一晶体管，晶体管散热模块包括散热件及弹性件。散热件包括相对的第一壁及第二壁及连接第一壁及第二壁的第一连接件，容置空间形成于第一壁及第二壁之间。晶体管设置于容置空间。弹性件配置于容置空间内且位于此至少一晶体管与第一壁之间，以将此至少一晶体管推抵至第二壁。
在本发明的一实施例中，上述的散热件还包括第二连接件，连接第一壁及第二壁且相对于第一连接件，第一壁、第二壁、第一连接件及第二连接件共同围绕出容置空间。
在本发明的一实施例中，上述的第一连接件具有内壁面，内壁面接触此至少一晶体管，第一连接件具有靠近第二壁且凹陷于内壁面的凹陷部，以隔开于此至少一晶体管。
在本发明的一实施例中，上述的散热件还包括底部定位柱，适于插设至电路板的定位孔内。
在本发明的一实施例中，上述的晶体管散热模块更包括绝缘层，配置于第二壁上且朝向此至少一晶体管，此至少一晶体管接触绝缘层。
在本发明的一实施例中，上述的第二壁绝缘，此至少一晶体管接触第二壁。
在本发明的一实施例中，上述的第一壁具有至少一穿孔，对应于此至少一晶体管。
在本发明的一实施例中，上述的弹性件包括底部相连的第一板体及第二板体，而使弹性件呈V型或U型，且弹性件的底部具有缺口。
在本发明的一实施例中，上述的弹性件还包括连接于第一板体的第一止挡部及连接于第二板体的第二止挡部，第一止挡部接触第一壁的顶部，第二止挡部接触此至少一晶体管的顶部。
在本发明的一实施例中，上述的至少一晶体管包括两晶体管，第二板体朝向两晶体管，且包括伸入于两晶体管之间的凸出部。
本发明的一种晶体管散热模块的组装方法，包括定位晶体管；定位散热件，以至少部分地围绕晶体管，其中散热件包括相对的第一壁及第二壁及连接第一壁及第二壁的第一连接件，容置空间形成于第一壁及第二壁之间，且晶体管位于散热件的容置空间内；以及配置弹性件，配置于容置空间内且位于晶体管与第一壁之间，以将晶体管抵靠至第二壁。
在本发明的一实施例中，上述的晶体管散热模块的组装方法更包括提供组装治具，其中组装治具包括第一定位孔及第二定位孔，晶体管定位于第一定位孔，散热件定位于第二定位孔。
在本发明的一实施例中，上述的第一壁具有对应于晶体管的穿孔，组装治具包括对位于穿孔的伸缩杆，在晶体管及散热件定位之后，伸缩杆伸入穿孔而将晶体管推向第二壁，以让出晶体管与第一壁之间的空间，在配置弹性件的步骤中，伸缩杆缩回而离开穿孔。
在本发明的一实施例中，上述的弹性件包括第一止挡部及第二止挡部，在配置弹性件的步骤中，弹性件被***容置空间内直到第一止挡部接触第一壁的顶部，且第二止挡部接触电晶体的顶部。
基于上述，本发明的晶体管散热模块藉由散热件的容置空间可容置晶体管与弹性件，弹性件可将晶体管推抵至散热件的第二壁，而使得晶体管所发出的热能够传导至散热件。由于弹性件可挠，即便晶体管的尺寸不同，也可透过弹性件的推抵来接触散热件而达到散热的效果。因此，本发明的晶体管散热模块可应用于不同尺寸的晶体管上。此外，由于不同的晶体管可适用此晶体管散热模块，相较于习知需要有多种散热件，而有不同的组装程序，本实施例的晶体管散热模块与不同的晶体管可适用单一种组装方式，相当节省成本，也降低因人为失误而发生的不良率。
附图说明
包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
图1是依照本发明的一实施例的一种晶体管散热模块与晶体管的示意图；
图2是图1的***示意图；
图3是图2的另一视角示意图；
图4是图1的晶体管散热模块的散热件的俯视示意图；
图5是依照本发明的一实施例的组装治具的示意图；
图6A至图6E是图1的晶体管散热模块组装至晶体管的流程示意图；
图7是依照本发明的另一实施例的一种晶体管散热模块与晶体管的示意图。
附图标号说明
10:晶体管；
12:顶部；
14:针脚；
16:侧面；
20:组装治具；
22:凹槽；
24:第一定位孔；
26:第二定位孔；
30:固定座；
32:伸缩杆；
100、100a:晶体管散热模块；
110、110a:散热件；
111:容置空间；
112:延伸部；
113:凹陷部；
114:底部定位柱；
115a:第一壁；
115b:第二壁；
115c:第一连接件；
115d:第二连接件；
116:穿孔；
117:内壁面；
120:绝缘层；
130、130a:弹性件；
132:第一板体；
133:第一止挡部；
134:第二板体；
135:第二止挡部；
136:缺口；
137:凸出部。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。
图1是依照本发明的一实施例的一种晶体管散热模块与晶体管的示意图。图2是图1的***示意图。图3是图2的另一视角示意图。图4是图1的晶体管散热模块的散热件的俯视示意图。请参阅图1至图4，本实施例的晶体管散热模块100适用于至少一晶体管10。在本实施例中，晶体管10的数量例如是2个，但不以此为限制。晶体管散热模块100包括散热件110及弹性件130。
如图4所示，在本实施例中，散热件110包括相对的第一壁115a及第二壁115b及连接第一壁115a及第二壁115b的第一连接件115c，容置空间111形成于第一壁115a及第二壁115b之间。此外，在本实施例中，散热件110还包括第二连接件115d，连接第一壁115a及第二壁115b且相对于第一连接件115c。也就是说，在本实施例中，第一壁115a、第二壁115b、第一连接件115c及第二连接件115d共同围绕出容置空间111。
第一连接件115c与第二连接件115d例如是与第一壁115a与第二壁115b一体成型的两墙壁结构，换句话说，散热件110可以是由一体成型的四个壁所构成，而增加散热面积，但散热件110不以此为限制。
此外，散热件110的材料可以是金属，例如是铝挤材，但不以此为限制，只要具有高导热性即可，换言之，第一壁115a、第二壁115b、第一连接件115c及第二连接件115d可为导电又导热的金属材质或其他高导热性材质。在其他实施例中，第一连接件115c与第二连接件115d也可以仅为用来固定第一壁115a与第二壁115b之间的相对位置的结构。此外，在其他实施例中，第二连接件115d也可被省略。
在本实施例中，晶体管10设置于容置空间111内。为了让晶体管10所发出的热能够顺利地传导至散热件110，弹性件130配置于容置空间111内且位于晶体管10与第一壁115a之间。在本实施例中，弹性件130包括底部相连的第一板体132及第二板体134，而使弹性件130呈V型或U型。第一板体132的上半部与第二板体134的上半部可相对移动且恢复。
在本实施例中，弹性件130的底部具有缺口136，以调节弹性系数，或是说，调节使弹性件130变形所需要的力量。举例来说，若需要高弹性系数的弹性件130，缺口136的尺寸可被缩减，甚至是不需要缺口136。在此状况下，需要花费较大的力量来使第一板体132的上半部与第二板体134的上半部相对靠近或远离。
相反地，若需要低弹性系数的弹性件130，设计者可设计较大的缺口136尺寸。当然，在其他实施例中，设计者也可透过弹性件130的厚度或是材质来调整弹性系数，不以上述为限制。此外，弹性件130的形式不以此为限制，在其他实施例中，弹性件130也可以是弹簧，不以上述为限制。
由于弹性件130可挠，弹性件130在被塞入晶体管10与第一壁115a之间时，会先被挤压，之后恢复而推抵晶体管10与第一壁115a，进而将晶体管10推抵至第二壁115b。如此一来，晶体管10所发出的热便能够传导至第二壁115b，以达到良好的散热效果。
另一方面，由于弹性件130可挠，即便晶体管10的厚度尺寸不同，也可透过弹性件130的推抵来接触散热件110而达到散热的效果。因此，晶体管散热模块100可应用于不同尺寸的晶体管10上。由于不同的晶体管10可适用本晶体管散热模块100，只需要对应于晶体管散热模块100的组装治具20(图5)便可组装晶体管10与晶体管散热模块100。
相较于习知，对应于不同的晶体管会有不同的散热材，而需要有不同的组装治具，本晶体管散热模块100可节省很多成本，也降低因未熟练多种组装治具该如何操作而导致人为失误所发生的不良率。
此外，相较于习知，需要用螺丝、螺帽或是胶体固定晶体管与散热件，本晶体管散热模块100仅需将弹性件130塞入晶体管10与第一壁115a之间，便可将晶体管10固定，相当简单与方便。
在本实施例中，弹性件130还包括连接于第一板体132的第一止挡部133及连接于第二板体134的第二止挡部135，第一止挡部133接触第一壁115a的顶部，第二止挡部135接触电晶体10的顶部12。也就是说，第一止挡部133与第二止挡部135用来控制弹性件130***散热件110内的深度。此外，由于晶体管10的顶部12被第二止挡部135抵压，晶体管10被第二止挡部135限制而无法往上，相对位置可被固定。
再者，由图3可见，在本实施例中，由于晶体管10的数量为两个，为了使两个晶体管10之间的相对位置固定，弹性件130的第二板体134包括伸入于两晶体管10之间的凸出部137。当弹性体组装至散热件110内时，凸出部137伸入两晶体管10之间，而避免两晶体管10过于靠近而短路。
值得一提的是，在本实施例中，晶体管10例如是非绝缘封装的TO262，TO262背部为铝制散热材，此部分为导电。因散热件110例如是金属件且会接地，晶体管10的背部不得直接接触散热件110，以免短路。由图2与图3可见，晶体管散热模块100更包括绝缘层120，配置于第二壁115b上且朝向晶体管10，晶体管10接触绝缘层120。
在本实施例中，绝缘层120例如是绝缘但可导热的薄膜或是涂层，绝缘层120的材质例如是导热胶层或是石墨等，但不以此为限制。由于晶体管10在朝向第二壁115b的一侧可能会是金属，第二壁115b上设置绝缘层120可有效避免短路。
当然，在其他实施例中，第二壁115b也可被设计为具有绝缘且导热的效果，在此实施例中，晶体管10可直接接触第二壁115b，而不需额外设置绝缘层120。
另外，在本实施例中，第一连接件115c与第二连接件115d分别具有两内壁面117，两内壁面117接触两晶体管10的侧面16，而限位两晶体管10。第一连接件115c与第二连接件115d还分别具有靠近第二壁115b且凹陷于两内壁面117的两凹陷部113。两凹陷部113内缩而可隔开于两晶体管10在靠近第二壁115b的部位(此部位可能会是金属)。因此，第一连接件115c与第二连接件115d在靠近第二壁115b的部位不会直接接触到两晶体管10，以避免短路。
由于晶体管10的针脚14需对应电路板(未绘示)上的孔位，为了使晶体管10能够在电路板上有良好定位。散热件110包括至少一底部定位柱114，对应于电路板的定位孔(未绘示)。在本实施例中，第二壁115b的两侧延伸出两延伸部112，两底部定位柱114向下凸出于两延伸部112。晶体管10包括向下凸出的多个针脚14，针脚14与底部定位柱114适于插设至电路板的孔位及定位孔内，以固定至电路板。如此，晶体管散热模块100与配置于其内的晶体管10以整体(as a whole)的形式固定至电路板。
下面将介绍晶体管散热模块100的组装方法。图5是依照本发明的一实施例的组装治具的示意图。图6A至图6E是图1的晶体管散热模块组装至晶体管的流程示意图。
请先参阅图5与图6A，在本实施例中，晶体管散热模块100与晶体管10可透过组装治具20来组装，但不以此为限制。在本实施例中，组装治具20包括凹槽22、位于凹槽22内的第一定位孔24及第二定位孔26。
首先，制造者可如图6B所示，定位晶体管10。具体地说，晶体管10可被设置于凹槽22内，晶体管10的针脚14定位于第一定位孔24，而完成定位。
接着，可如图6C所示，定位散热件110。例如是将散热件110设置于凹槽22内，且散热件110的底部定位柱114定位于第二定位孔26。散热件110至少部分地围绕晶体管10。晶体管10与散热件110可透过机械手臂自动化组装或是人工组装，组装的方式不限。
在本实施例中，由于散热件110具有呈现出环状的第一壁115a、第二壁115b、第一连接件115c及第二连接件115d，因此，散热件110会完整围绕晶体管10的四周。在其他实施例中，散热件110也可仅位于晶体管10的两侧，不以图式为限制。
再来，由图6C至图6D所示，散热件110的第一壁115a具有对应于晶体管10的穿孔116，组装治具20包括固定座30及可自固定座30伸缩且对位于穿孔116的伸缩杆32。在晶体管10及散热件110定位之后，伸缩杆32伸入穿孔116而将晶体管10推向第二壁115b，以让出晶体管10与第一壁115a之间的空间。
最后，如图6E所示，配置弹性件130于散热件110的容置空间111内且位于晶体管10与第一壁115a之间，以将晶体管10抵靠至第二壁115b。同样地，弹性件130可透过机械手臂以磁吸的方式组装或是人工组装，组装的方式不限。
在配置弹性件130的步骤中，伸缩杆32缩回而离开穿孔116，以使弹性件130可以进入容置空间111内。此外，在此步骤中，弹性件130被***容置空间111内直到第一止挡部133接触第一壁115a的顶部，且第二止挡部135接触电晶体10的顶部12。
由于本实施例的晶体管散热模块100可应用于多种尺寸的晶体管10，因此，此晶体管散热模块100所对应的组装制具20可用来将不同的晶体管10与晶体管散热模块100组装在一起。相较传统上，各种晶体管会有自己对应的散热件，各散热件又需要有对应的组装治具，而需要采购多种组装治具，并训练作业员熟悉多种组装治具而相当耗费成本。在本实施例中，晶体管散热模块100仅需利用此组装治具20即可完成组装，大幅降低成本。
图7是依照本发明的另一实施例的一种晶体管散热模块与晶体管的示意图。请参阅图7，图7的晶体管散热模块100a与图1的晶体管散热模块100的主要差异在于，在本实施例中，晶体管散热模块100a主要是针对单一个晶体管10，散热件110a的尺寸对应地较小，同样地，弹性件130a的尺寸也对应地缩减。
综上所述，本发明的晶体管散热模块藉由散热件的容置空间可容置晶体管与弹性件，弹性件可将晶体管推抵至散热件的第二壁，而使得晶体管所发出的热能够传导至散热件。由于弹性件可挠，即便晶体管的尺寸不同，也可透过弹性件的推抵来接触散热件而达到散热的效果。因此，本发明的晶体管散热模块可应用于不同尺寸的晶体管上。此外，由于不同的晶体管可适用此晶体管散热模块，相较于习知需要有多种散热件，而有不同的组装程序，本实施例的晶体管散热模块与不同的晶体管可适用单一种组装方式，相当节省成本，也降低因人为失误而发生的不良率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种晶体管散热模块，适用于至少一晶体管，其特征在于，所述晶体管散热模块包括：
散热件，包括相对的第一壁及第二壁及连接所述第一壁及所述第二壁的第一连接件，容置空间形成于所述第一壁及所述第二壁之间，所述至少一晶体管适于设置于所述容置空间；以及
弹性件，配置于所述容置空间内且位于所述至少一晶体管与所述第一壁之间，以将所述至少一晶体管推抵至所述第二壁，所述弹性件包括底部相连的第一板体及第二板体，而使所述弹性件呈V型或U型，且所述弹性件的所述底部具有缺口；
所述弹性件还包括连接于所述第一板体的第一止挡部及连接于所述第二板体的第二止挡部，所述第一止挡部接触所述第一壁的顶部，所述第二止挡部接触所述至少一晶体管的顶部。
2.如权利要求1所述的晶体管散热模块，其特征在于，所述散热件还包括第二连接件，连接所述第一壁及所述第二壁且相对于所述第一连接件，所述第一壁、所述第二壁、所述第一连接件及所述第二连接件共同围绕出所述容置空间。
3.如权利要求1所述的晶体管散热模块，其特征在于，所述第一连接件具有内壁面，所述内壁面接触所述至少一晶体管，所述第一连接件具有靠近所述第二壁且凹陷于所述内壁面的凹陷部，以隔开于所述至少一晶体管。
4.如权利要求1所述的晶体管散热模块，其特征在于，所述散热件还包括底部定位柱，适于插设至电路板的定位孔内。
5.如权利要求1所述的晶体管散热模块，其特征在于，更包括绝缘层，配置于所述第二壁上且朝向所述至少一晶体管，所述至少一晶体管接触所述绝缘层。
6.如权利要求1所述的晶体管散热模块，其特征在于，所述第二壁绝缘，所述至少一晶体管接触所述第二壁。
7.如权利要求1所述的晶体管散热模块，其特征在于，所述第一壁具有至少一穿孔，对应于所述至少一晶体管。
8.如权利要求1所述的晶体管散热模块，其特征在于，所述至少一晶体管包括两晶体管，所述第二板体朝向所述两晶体管，且包括伸入于所述两晶体管之间的凸出部。
9.一种晶体管散热模块的组装方法，其特征在于，包括：
提供组装治具，其中所述组装治具包括第一定位孔及第二定位孔；
定位晶体管，所述晶体管定位于所述第一定位孔；
定位散热件，所述散热件定位于所述第二定位孔，以至少部分地围绕所述晶体管，其中所述散热件包括相对的第一壁及第二壁及连接所述第一壁及所述第二壁的第一连接件，容置空间形成于所述第一壁及所述第二壁之间，且所述晶体管位于所述散热件的所述容置空间内；以及
配置弹性件，配置于所述容置空间内且位于所述晶体管与所述第一壁之间，以将所述晶体管抵靠至所述第二壁。
10.如权利要求9所述的晶体管散热模块的组装方法，其特征在于，所述第一壁具有对应于所述晶体管的穿孔，所述组装治具包括对位于所述穿孔的伸缩杆，在所述晶体管及所述散热件定位之后，所述伸缩杆伸入所述穿孔而将所述晶体管推向所述第二壁，以让出所述晶体管与所述第一壁之间的空间，在配置所述弹性件的步骤中，所述伸缩杆缩回而离开所述穿孔。
11.如权利要求10所述的晶体管散热模块的组装方法，其特征在于，所述弹性件包括第一止挡部及第二止挡部，在配置所述弹性件的步骤中，所述弹性件被***所述容置空间内直到所述第一止挡部接触所述第一壁的顶部，且所述第二止挡部接触所述晶体管的顶部。
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