RU2703932C1 - Method of semiconductor elements installation - Google Patents
Method of semiconductor elements installation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2703932C1 RU2703932C1 RU2018135843A RU2018135843A RU2703932C1 RU 2703932 C1 RU2703932 C1 RU 2703932C1 RU 2018135843 A RU2018135843 A RU 2018135843A RU 2018135843 A RU2018135843 A RU 2018135843A RU 2703932 C1 RU2703932 C1 RU 2703932C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- board
- heat
- housing
- elements
- spring
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000009434 installation Methods 0.000 title abstract description 5
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 7
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/52—Mounting semiconductor bodies in containers
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/02—Arrangements of circuit components or wiring on supporting structure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электроники и может применяться при монтаже электрических схем, содержащих полупроводниковые элементы, требующие эффективного охлаждения.The invention relates to the field of electronics and can be used in the installation of electrical circuits containing semiconductor elements that require efficient cooling.
Известен способ монтажа полупроводниковых элементов, заключающийся в том, что полупроводниковые элементы припаивают к электрическим контактам печатной платы, устанавливают печатную плату в корпусе с обеспечением плотного контакта теплоотводящей поверхности полупроводникового элемента с поверхностью теплопроводного элемента при помощи пружинных нажимных элементов, контактирующих с полупроводниковыми элементами (см. патентный документ US 2018/0160524 А1, опуб., 07.06.2018).A known method of mounting semiconductor elements is that the semiconductor elements are soldered to the electrical contacts of the printed circuit board, the printed circuit board is installed in the housing to ensure tight contact of the heat-removing surface of the semiconductor element with the surface of the heat-conducting element using spring push elements in contact with the semiconductor elements (see patent document US 2018/0160524 A1, publ. 06/07/2018).
Нажимную силу, прижимающую полупроводниковый элемент к теплопроводящей поверхности, увеличивают после установки платы в корпус путем вкручивания резьбового элемента.The pressing force pressing the semiconductor element to the heat-conducting surface is increased after the board is installed in the housing by screwing the threaded element.
Недостатком известного способа является неудобство сборки, так как требуется подход к резьбовым элементам со стороны поверхности печатной платы, что, при высокой плотности заполнения платы или при сборке блока с несколькими платами, является проблематичным.The disadvantage of this method is the inconvenience of assembly, since it requires an approach to the threaded elements from the side of the surface of the printed circuit board, which, with a high density of the board or when assembling a block with several boards, is problematic.
Техническим результатом изобретения является повышение удобства сборки схем с высокой плотностью заполнения элементами при сохранении высокой эффективности охлаждения полупроводниковых элементов.The technical result of the invention is to increase the convenience of assembling circuits with a high filling density of elements while maintaining high cooling efficiency of semiconductor elements.
Поставленная задача достигается тем, что в процессе монтажа полупроводниковых элементов, заключающемся в том, что полупроводниковые элементы размещают на продольной поверхности печатной платы, припаивая их электрические выводы к электрическим контактам платы, устанавливают плату в корпусе путем ее ввода вдоль поверхности монтажного основания платы с обеспечением после монтажа плотного контакта теплоотводящей поверхности полупроводникового элемента с поверхностью теплопроводного элемента при помощи пружинных нажимных элементов, контактирующих с полупроводниковыми элементами, согласно изобретению, при введении платы в корпус пружинные элементы установлены на вводимой плате и находятся в расслабленном состоянии с обеспечением гарантированного зазора между теплоотводящей поверхностью полупроводникового элемента и теплопроводящей поверхностью корпуса, а после установки платы в корпус воздействуют на пружинные элементы с помощью расклинивающих элементов с целью обеспечения требуемой силы прижатия теплоотводящей поверхности полупроводникового элемента к поверхности теплопроводного элемента, причем расклинивающие элементы перемещают в корпус вдоль поверхности монтажного основания печатной платы.This object is achieved by the fact that during the installation of semiconductor elements, which consists in the fact that the semiconductor elements are placed on the longitudinal surface of the printed circuit board, soldering their electrical leads to the electrical contacts of the board, install the board in the housing by inserting it along the surface of the mounting base of the board, providing after mounting tight contact of the heat sink surface of the semiconductor element with the surface of the heat conductive element using spring push elements, contacting with the semiconductor elements according to the invention, when the board is inserted into the housing, the spring elements are mounted on the inserted circuit and are in a relaxed state with a guaranteed gap between the heat-removing surface of the semiconductor element and the heat-conducting surface of the housing, and after installing the circuit board in the housing, they act on the spring elements using proppants to provide the required pressing force of the heat sink surface of the semiconductor element to the surface of the heat-conducting element, and the proppant elements are moved into the housing along the surface of the mounting base of the printed circuit board.
Поставленная задача достигается также тем, что теплопроводный элемент может быть расположен на корпусе, при этом после введения платы в корпус обеспечивают расположение теплоотводящей поверхности полупроводникового элемента напротив поверхности теплопроводного элемента с возможностью обеспечения контакта указанных поверхностей.The task is also achieved by the fact that the heat-conducting element can be located on the housing, and after the board is inserted into the housing, the heat-conducting surface of the semiconductor element is located opposite the surface of the heat-conducting element with the possibility of contacting these surfaces.
Поставленная задача достигается также тем, что плату могут вводить в корпус вместе с пружинными элементами, установленными на плате.The task is also achieved by the fact that the board can be inserted into the housing together with spring elements mounted on the board.
Поставленная задача достигается также тем, что пружинный элемент могут выполнять в виде пружины изгиба с упорным, нажимным и управляемым участками, при этом корпус снабжен упорной поверхностью, контактирующей с упорным участком пружины после введения расклинивающего элемента, контактирующего с управляемым участком пружины, а нажимной участок пружины контактирует с полупроводниковым элементом.The task is also achieved by the fact that the spring element can be made in the form of a bending spring with a thrust, pressure and controllable sections, while the housing is provided with a thrust surface in contact with the thrust section of the spring after the introduction of the proppant in contact with the controllable section of the spring, and the pressure section of the spring in contact with the semiconductor element.
Поставленная задача достигается также тем, что упорный и нажимной участки пружины могут быть расположены на противоположных ее концах, а упорная поверхность корпуса выполнена в виде направляющего паза, расположенного в направлении ввода платы в корпус, при этом концевую часть упорного участка пружины располагают в направляющем пазу при введении платы в корпус.The task is also achieved by the fact that the thrust and pressure sections of the spring can be located at its opposite ends, and the thrust surface of the housing is made in the form of a guide groove located in the direction of insertion of the circuit board into the housing, while the end part of the thrust section of the spring is placed in the guide groove at insertion of the board into the case.
Поставленная задача достигается также тем, что пружины изгиба могут располагать противоположно относительно расклинивающего элемента с возможностью упругого напряжения, по меньшей мере, одной пары пружин при введении расклинивающего элемента, причем последний вводят между пружинами с возможностью его контакта с управляемыми участками пружин.The task is also achieved in that the bending springs can be located opposite to the proppant with the possibility of elastic stress of at least one pair of springs when introducing the proppant, the latter being introduced between the springs with the possibility of contact with the controlled sections of the springs.
Поставленная задача достигается также тем, что в качестве теплопроводного элемента могут использовать электроизоляционную подложку.The task is also achieved by the fact that as a heat-conducting element can use an insulating substrate.
Поставленная задача достигается также тем, что перед введением платы в корпус на теплоотводящую поверхность полупроводникового элемента могут наносить слой термопасты, а теплопроводный элемент закрепляют на корпусе при помощи слоя термопасты, при этом в течение всего процесса введения платы в корпус обеспечивают гарантированный зазор между поверхностью термопасты на полупроводниковом элементе и поверхностью теплопроводного элемента.The task is also achieved by the fact that before the board is inserted into the case, a thermal paste layer can be applied to the heat-removing surface of the semiconductor element, and the heat-conducting element is fixed to the case using a thermal paste layer, while during the entire process of introducing the board into the case, a guaranteed gap between the surface of the thermal paste semiconductor element and the surface of the heat-conducting element.
Изобретение поясняется при помощи чертежей.The invention is illustrated using the drawings.
На фиг. 1 показано положение собираемых деталей перед введением печатной платы в корпус;In FIG. 1 shows the position of the assembled parts before the introduction of the printed circuit board into the housing;
На фиг. 2 - то же, промежуточное положение при введении платы в корпус;In FIG. 2 - the same, intermediate position when the board is inserted into the case;
На фиг. 3 - то же, конечное положение платы после ее введения в корпус;In FIG. 3 - the same, the final position of the board after it is inserted into the case;
На фиг. 4 - фронтальный вид на корпус и плату в ее конечном положении, вариант с односторонним расположением пружинных элементов;In FIG. 4 is a front view of the housing and the board in its final position, a variant with a one-sided arrangement of spring elements;
На фиг. 5 - то же, вариант с противоположным расположением пружинных элементов;In FIG. 5 - the same, an option with the opposite arrangement of the spring elements;
На фиг. 6 показано положение собранных деталей после введения расклинивающего элемента, вариант с односторонним расположением пружинных элементов;In FIG. 6 shows the position of the assembled parts after the introduction of the proppant, a variant with a one-sided arrangement of spring elements;
На фиг. 7 - то же, вариант с противоположным расположением пружинных элементов.In FIG. 7 is the same, a variant with an opposite arrangement of spring elements.
Устройство, используемое при реализации заявленного способа, содержит корпус 1, печатную плату 2 с припаянными к ней полупроводниковыми элементами 3, например, транзисторами, которые размещают на поверхности монтажного основания платы 2. Полупроводниковый элемент 3 имеет теплоотводящую поверхность 4, которая через слой 5 термопасты контактирует с электроизоляционным теплопроводным элементом 6, например, керамической подложкой, который также через слой 7 термопасты соединен с корпусом 1, выполняющим функции радиатора охлаждения. Полупроводниковый элемент 3 через указанные слои 5, 6 и 7 прижат к корпусу 1 при помощи пружинного элемента 8, который выполнен, например, в виде пружины изгиба с упорным 9, нажимным 10 и управляемым 11 участками. Нажимной участок 10 контактирует с поверхностью полупроводникового элемента 3, упорный участок 9 пружины контактирует с упорной поверхностью 12 корпуса 1, а управляемый участок 11 пружины контактирует с расклинивающим элементом 13.The device used in the implementation of the claimed method comprises a
Упорный 9 и нажимной 10 участки пружины могут быть расположены на противоположных ее концах, а упорная поверхность 12 корпуса 1 выполнена, например, в виде направляющего паза 14.
Пружинные элементы 8 могут располагать противоположно относительно расклинивающего элемента 13, контактирующего при этом с управляемыми участками 11 обоих противоположных пружинных элементов 8. Такие пары пружинных элементов 8 могут быть расположены последовательно друг за другом и контактировать с одним расклинивающим элементом 13. При этом количество пружинных элементов 8, воздействующих на один полупроводниковый элемент 3, может выбираться в зависимости от силы прижатия и равномерности воздействия на поверхности.The
Описываемый способ реализуется следующим образом. Печатную плату 2 с припаянными к ней полупроводниковыми элементами 3 вводят в корпус 1 вдоль поверхности монтажного основания платы 2. Предварительно на теплоотводящую поверхность 4 полупроводникового элемента 3 наносят слой 5 термопасты. На поверхность корпуса 1, отводящую тепло от полупроводниковых элементов 3 могут также нанести слой 7 термопасты, на который накладывают электроизоляционный теплопроводный элемент 6. Пружинные элементы 8 размещают на плате 2, при этом нажимные их участки 10 размещают на поверхностях полупроводниковых элементов 3, противоположных их теплоотводящим поверхностям 4, а упорные участки 9 вводят в направляющие пазы 14 корпуса 1 (см. фиг. 1). Вводят, как показано на фиг. 2, подсобранную таким образом плату 2 в корпус 1, обеспечивая гарантированный зазор между поверхностями слоя 5 термопасты перемещаемой платы 2 и электроизоляционного теплопроводящего элемента 6 неподвижного корпуса 1 с целью обеспечения сохранности нанесенного слоя 5 при перемещении платы 2. Наличие гарантированного зазора между деталями обеспечивает также сохранность поверхностей перемещаемых деталей. Плату 3 устанавливают в корпусе 1 таким образом, чтобы теплоотводящие поверхности 4 оказались напротив теплопроводных элементов 6 в конечной точке перемещения платы 2 (см. фиг. 3). Затем вводят расклинивающие элементы 13 таким образом, чтобы обеспечить контакт их поверхностей с управляемыми участками 11 пружинных элементов 8. Как показано на фиг. 7, расклинивающие элементы 13 вводят между противоположно расположенными пружинными элементами 8, воздействуя при этом на управляемые участки 11 сразу двух пружинных элементов 8. На фиг. 6 показан вариант введения расклинивающего элемента 13 между поверхностью корпуса 1 и управляемым участком 11 одного пружинного элемента 8. При этом расклинивающие элементы 13 перемещают в корпус в том же направлении, что и саму плату 2 - вдоль плоскости ее монтажного основания. Так как упорные участки 9 пружинных элементов 8 контактируют с упорными поверхностями 12 корпуса 1, то воздействие на управляемые участки 11 приводит к усилению нажима на полупроводниковые элементы 3 нажимными участками 10 пружинных элементов 8.The described method is implemented as follows. A printed
Для обеспечения высокой эффективности охлаждения полупроводникового элемента 3 требуется достаточно сильное его прижатие к теплопроводной поверхности. Однако при наличии уже предустановленных в корпусе 1 пружинных элементов 8 невозможно будет ввести плату 2 в корпус 1 без деформации поверхностей деталей и без потерь промежуточных, уже нанесенных слоев термопасты, обеспечивающей эффективность теплопередачи. Необходимость введения в корпус 1 платы 2 именно в направлении продольной ее плоскости связана с высокой объемной плотностью деталей сборки, не позволяющей подобраться к деталям собранного блока со всех сторон для проведения заключительных операций.To ensure high cooling efficiency of the
Варьирование формой поверхности расклинивающих элементов 12 позволяет обеспечить требуемую силу прижатия полупроводникового элемента 3.Varying the shape of the surface of the
Таким образом, при использовании описанного способа монтажа повышается удобство сборки схем с высокой плотностью заполнения элементами при сохранении высокой эффективности охлаждения полупроводниковых элементов.Thus, when using the described mounting method, the convenience of assembling circuits with a high density of filling elements while maintaining high cooling efficiency of semiconductor elements is increased.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018135843A RU2703932C1 (en) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | Method of semiconductor elements installation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018135843A RU2703932C1 (en) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | Method of semiconductor elements installation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2703932C1 true RU2703932C1 (en) | 2019-10-22 |
Family
ID=68318442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018135843A RU2703932C1 (en) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | Method of semiconductor elements installation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2703932C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2183916C2 (en) * | 1996-01-10 | 2002-06-20 | Роберт Бош Гмбх | Device for controlling package built of at least two base members |
US6611431B1 (en) * | 2001-11-30 | 2003-08-26 | Hon Hai Precision Ind. Co., Ltd. | Heat dissipation assembly |
RU138093U1 (en) * | 2013-12-02 | 2014-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" | RADIATOR AND PCB MOUNTING DEVICE |
RU2546963C1 (en) * | 2013-10-21 | 2015-04-10 | Юрий Иванович Сакуненко | Device to remove heat from heat releasing components |
WO2016041905A1 (en) * | 2014-09-15 | 2016-03-24 | Continental Automotive Gmbh | Spatial light modulator having a heat dissipation block having integrated spring arms |
US20180160524A1 (en) * | 2016-01-06 | 2018-06-07 | International Business Machines Corporation | Integrated circuit device assembly |
-
2018
- 2018-10-10 RU RU2018135843A patent/RU2703932C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2183916C2 (en) * | 1996-01-10 | 2002-06-20 | Роберт Бош Гмбх | Device for controlling package built of at least two base members |
US6611431B1 (en) * | 2001-11-30 | 2003-08-26 | Hon Hai Precision Ind. Co., Ltd. | Heat dissipation assembly |
RU2546963C1 (en) * | 2013-10-21 | 2015-04-10 | Юрий Иванович Сакуненко | Device to remove heat from heat releasing components |
RU138093U1 (en) * | 2013-12-02 | 2014-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Квант" | RADIATOR AND PCB MOUNTING DEVICE |
WO2016041905A1 (en) * | 2014-09-15 | 2016-03-24 | Continental Automotive Gmbh | Spatial light modulator having a heat dissipation block having integrated spring arms |
US20180160524A1 (en) * | 2016-01-06 | 2018-06-07 | International Business Machines Corporation | Integrated circuit device assembly |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4314311A (en) | Plug-in card support providing electric and thermal connections | |
US20070067987A1 (en) | Printed circuit board with improved cooling of electrical component | |
US10333233B2 (en) | Electrical connector element | |
JP2008198597A (en) | Power semiconductor module which has contact spring | |
CN104853566A (en) | Electronic component fixing structure and method for fixing electronic component | |
JP2018098396A (en) | Heat sink | |
JP6955097B2 (en) | Large current junction | |
JP4743536B2 (en) | Semiconductor mounting structure | |
KR102180735B1 (en) | Optoelectronic arrangement | |
CN100508712C (en) | Housing for electronic ballast | |
JP2007150303A (en) | Power semiconductor module provided with terminal element | |
RU2703932C1 (en) | Method of semiconductor elements installation | |
KR20080011113A (en) | Arrangement having a power semiconductor component and a contact device | |
GB2296604A (en) | Electric device | |
JP5856864B2 (en) | Connection terminal and connection terminal unit | |
JP6385434B2 (en) | Electrical connection device, method of use thereof and method of forming a connection | |
KR19990082484A (en) | Electric device | |
JP2018037282A (en) | Contact and connector | |
WO2017077619A1 (en) | Heat pipe fixing structure and heat pipe fixing method | |
KR20160135882A (en) | Electric connector for a power cable | |
EP1503465A1 (en) | Connector | |
JP2019050231A (en) | Mounting device and mounting method | |
US7690108B2 (en) | Self-compensating connector support method and apparatus | |
RU2699759C1 (en) | Electrical equipment unit | |
TW201929334A (en) | Electric connector capable of shortening dimensions and having plate fastener with better strength and holding force |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201011 |