CN101546738B - 一种改进的半导体元件与热管散热器基板的压装定位结构 - Google Patents
一种改进的半导体元件与热管散热器基板的压装定位结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101546738B CN101546738B CN2009100433721A CN200910043372A CN101546738B CN 101546738 B CN101546738 B CN 101546738B CN 2009100433721 A CN2009100433721 A CN 2009100433721A CN 200910043372 A CN200910043372 A CN 200910043372A CN 101546738 B CN101546738 B CN 101546738B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- base plate
- pipe radiator
- heat pipe
- semiconductor element
- radiator base
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
本发明公开了一种改进的半导体元件与热管散热器基板的压装定位结构，包括热管散热器基板、位于基板之间的半导体元件、固定在基板上的对外导电连接板、将基板与半导体元件紧固的弹性压装组件；所述弹性压装组件通过其上的支撑部件固定在整流装置上；所述热管散热器基板位于弹性压装组件中的紧固螺杆之间形成的区域内；热管散热器基板上设有定位部件与半导体元件的中心孔相配合，对外导电连接板上至少设有一个紧固螺杆过孔。这种结构可以大大减少热管散热器基板的尺寸，从而可以采用导热性能极佳的铜，不会产生螺杆与基板之间的静摩擦力，能保证压力完全传递到接触面，从而显著地降低接触热阻。
Description
技术领域
本发明属于机车整流装置的功率器件的散热技术，具体涉及一种改进的半导体元件与热管散热器基板的压装定位结构。
背景技术
机车大功率整流装置中使用半导体元件作开关器件，为了减少单个桥臂元件并联的数量，均趋向于使用大元件，如电力机车用整流装置由原来一个桥臂用6个2英寸晶闸管串、并联，到现在的一个桥臂只用一个5英寸晶闸管，单个半导体元件的发热功耗达数千瓦。所以，要求配套的散热器有更高的散热能力，同时必需减小半导体元件与散热器之间的接触热阻。其压装定位结构一般采用经典的钢珠加碟形弹簧组成的弹性压装组件，用4根(或2根)螺杆两端螺母紧固的方式，将半导体元件与散热器的基板紧密压在一起，在散热器的基板上对应螺杆的位置开孔，既可穿过螺杆，同时依靠螺杆定位散热器。
目前，在机车上使用大功率开关元件，配套的散热器已在使用热管散热器，如图1所示，由圆形热管12、散热翅片13和基板2组成。散热器基板上开了4个紧固螺杆过孔14，穿过紧固螺杆和依紧固螺杆定位，由于大功率开关元件的尺寸大，导致紧固用螺杆之间的距离也大，所以热管散热器的基板也必须做大，为了减轻重量和降低成本，基板材料只能采用铝合金。还有一个容易发生问题就是紧固压力有部分消耗在紧固螺杆与基板之间的静摩擦力上，导致基板与开关元件之间的接触压力降低和不均匀。综合来讲，其不足之处就是，受重量和成本的限制基板不能采用导热性能最好的铜，同时，因紧固螺杆与基板之间的静摩擦力降低基板与开关元件间的接触压力和均匀性，这些都使大功率开关元件与基板之间的接触热阻大，满足不了散热要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的大功率元件与热管散热器的压装定位方式所带来的接触热阻大的问题，而提供一种改进的半导体元件与热管散热器基板的压装定位结构从而显据地降低接触热阻，最佳地满足机车整流装置上大功率半导体元件的散热要求。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
本发明改进的半导体元件与热管散热器基板的压装定位结构，包括热管散热器基板、位于基板之间的半导体元件、固定在基板上的对外导电连接板、将基板与半导体元件紧固的弹性压装组件；所述弹性压装组件通过其上的支撑部件固定在整流装置上；所述热管散热器基板位于弹性压装组件中的紧固螺杆之间形成的区域内；热管散热器基板上设有定位部件与半导体元件的中心孔相配合，对外导电连接板上至少设有一个紧固螺杆过孔。
所述热管散热器基板上的定位部件为设在其中心孔中的定位销钉，使得整个压装定位结构都在中心位置定位。
导电连接板上的紧固螺杆过孔可以根据需要在与所述中心孔的连线方向开长孔。
热管散热器的基板与对外导电连接板可以焊接也可以用螺纹销钉定位叠在一起。
本发明通过将原来热管散热器的基板在压装组件中依靠穿过其的紧固螺杆定位方式，改变为取消在基板上开紧固螺杆过孔，紧固螺杆不从其穿过，仅利用半导体元件的中心孔和对外导电连接板的紧固螺杆过孔两点进行定位，因此可以大大减少热管散热器基板的尺寸，从而可以采用导热性能极佳的铜。同时两点定位不会有任何干涉的问题发生，所以不会产生紧固螺杆与基板之间的静摩擦力，能保证压力完全传递到接触面，从而显著地降低接触热阻。因为热管散热器的基板尺寸大大减小，所以采用了导电性能优异的紫铜，对降低接触热阻非常有利，而且在压力的传输过程中无定位干涉产生的静摩擦力损耗。通过这种改进，接触热阻由原来的0.005K/W(双面)降低到0.002K/W，满足了实际应用的需求。
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案，
附图说明
图1是现有的半导体元件与热管散热器基板的压装定位结构示意图。
图2是本发明的半导体元件与热管散热器基板的压装定位结构示意图。
图3是图1的俯视图。
图中：1、硅整流元件，2、热管散热器基板，3、对外导电连接板，4、紧固螺杆，5、簧板，6、碟簧，7、钢珠，8、绝缘件，9、支撑部件，10、紧固螺母，11、定位销钉，12、圆形热管，13、散热翅片，14、紧固螺杆过孔。
具体实施方式
图2、图3给出了本发明的一个实施例的结构示意图，可应用于国产韶山型系列电力机车和内燃机车整流装置。
该压装定位结构主要由热管散热器基板2、位于基板2之间的3～5英寸硅整流元件1、固定在基板2上的对外导电连接板3、将基板2与半导体元件1紧固的弹性压装组件组成；弹性压装组件包括紧固螺杆4、紧固螺母10、簧板5、碟簧6、钢珠7、绝缘件8、定位销钉11，弹性压装组件由设在在整流装置上的支撑部件9固定定位，热管散热器基板2位于弹性压紧固螺杆4之间形成的区域内，热管散热器基板2的定位是利用设在其中心孔上的定位销钉11与硅整流元件1的中心孔相配合以及利用紧固螺杆4穿过对外导电连接板3的紧固螺杆过孔实现的。
导电连接板上的紧固螺杆过孔可以根据需要在与所述中心孔的连线方向开长孔。
热管散热器的基板与对外导电连接板可以焊接也可以用螺纹销钉定位叠在一起。
热管散热器基板2由于采用两孔定位，从而使热管散热器的基板尺寸大大减小，紧固螺杆与紧固螺杆过孔之间也不会有静摩擦力的损失。主要原理为：
整个元件压装组件通过两端的支撑部件9在整流装置上定位与固定，4个紧固螺杆4由支撑部件9定位，簧板5由紧固螺杆4定位，碟簧6、钢珠7、绝缘件8都通过中心定位，热管散热器2的定位是利用硅整流元件1的中心孔和对外导电连接板3的紧固螺杆过孔实现2孔定位，其中对外导电连接板3与热管散热器2的基板之间用螺钉定位并通过压装力固定在一起。压装时，通过紧固螺母10施压到簧板5，簧板5将压力传到碟簧6和钢珠7，并通过绝缘件8传到热管散热器2的基板上，由基板2将力传到与硅整流元件1的接触面。
Claims (4)
1.一种改进的半导体元件与热管散热器基板的压装定位结构，包括热管散热器基板、位于基板之间的半导体元件、固定在基板上的对外导电连接板、将基板与半导体元件紧固的弹性压装组件；其特征在于所述弹性压装组件通过设在整流装置上的支撑部件固定在整流装置上；所述热管散热器基板位于弹性压装组件中的紧固螺杆之间形成的区域内，取消在基板上开紧固螺杆过孔，紧固螺杆不从其穿过；热管散热器基板上设有定位部件与半导体元件的中心孔相配合，对外导电连接板上至少设有一个紧固螺杆过孔。
2.根据权利要求1所述的改进的半导体元件与热管散热器基板的压装定位结构，其特征是所述热管散热器基板上的定位部件为设在其中心孔中的定位销钉。
3.根据权利要求2所述的改进的半导体元件与热管散热器基板的压装定位结构，其特征是对外导电连接板上的紧固螺杆过孔可以根据需要在与所述中心孔的连线方向开长孔。
4.根据权利要求1或2或3所述的改进的半导体元件与热管散热器基板的压装定位结构，其特征是热管散热器的基板与对外导电连接板可以焊接也可以用螺纹销钉定位叠在一起。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009100433721A CN101546738B (zh) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | 一种改进的半导体元件与热管散热器基板的压装定位结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009100433721A CN101546738B (zh) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | 一种改进的半导体元件与热管散热器基板的压装定位结构 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101546738A CN101546738A (zh) | 2009-09-30 |
| CN101546738B true CN101546738B (zh) | 2011-07-13 |
Family
ID=41193768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009100433721A Active CN101546738B (zh) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | 一种改进的半导体元件与热管散热器基板的压装定位结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101546738B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6276959B2 (ja) * | 2013-10-11 | 2018-02-07 | 株式会社日立製作所 | 相変化モジュール及びそれを搭載した電子機器装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1487584A (zh) * | 2003-08-21 | 2004-04-07 | 株洲时代集团公司 | 一种大功率器件及其散热器件的压装方法 |
| CN101154636A (zh) * | 2006-09-26 | 2008-04-02 | 宜昌市能达通用电气股份合作公司 | 环形热管散热半导体功率组件 |
-
2009
- 2009-05-12 CN CN2009100433721A patent/CN101546738B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1487584A (zh) * | 2003-08-21 | 2004-04-07 | 株洲时代集团公司 | 一种大功率器件及其散热器件的压装方法 |
| CN101154636A (zh) * | 2006-09-26 | 2008-04-02 | 宜昌市能达通用电气股份合作公司 | 环形热管散热半导体功率组件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101546738A (zh) | 2009-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203134989U (zh) | 一种导电铜排连接结构 | |
| CZ108093A3 (en) | Assembly system of a heat collector for a semiconductor device and assembly process thereof | |
| CN101211905A (zh) | 一种大功率全控半导体器件的压装阀堆 | |
| EP3644696A1 (en) | Floating-type heat sink and elastic bracket therefor | |
| CN106706963B (zh) | 一种大功率压接式igbt封装模块压装测试夹具 | |
| US8689915B2 (en) | Heat dissipating system for electric vehicle drive controller | |
| CN101546738B (zh) | 一种改进的半导体元件与热管散热器基板的压装定位结构 | |
| CN1802741A (zh) | 半导体装置 | |
| CN202918632U (zh) | 一种多功率器件的双面散热结构及其电子装置 | |
| CN204210410U (zh) | 能电驱动的车辆和电部件 | |
| CN205984960U (zh) | 功率半导体模块装置 | |
| CN101877467B (zh) | 太阳能系统用接线盒 | |
| CN101630675B (zh) | 一种串联晶闸管自冷热管散热器组 | |
| CN206340826U (zh) | 一种机械安装的半导体激光器叠阵 | |
| CN201523010U (zh) | 一种高压大功率串联晶闸管自冷热管散热器组 | |
| CN201590950U (zh) | 一种电路板及其功率管安装结构 | |
| CN221531761U (zh) | 一种低损耗高热导的ltcc陶瓷基板 | |
| CN219958980U (zh) | 一种半导体装置 | |
| Backlund et al. | Recommendations regarding mechanical clamping of press pack high power semiconductors | |
| CN210959276U (zh) | 一种便于拆装散热的线路板安装支架 | |
| CN218920813U (zh) | 一种用于电路板电气元件的散热装置 | |
| CN217881474U (zh) | 散热结构及储能基站电源 | |
| CN204578298U (zh) | 一种电机隔热装置 | |
| CN219042314U (zh) | 电子产品散热器件 | |
| CN222148092U (zh) | 功率器组件以及电子设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | "change of name, title or address" | ||
| CP03 | "change of name, title or address" |
Address after: The age of 412001 in Hunan Province, Zhuzhou Shifeng District Road Patentee after: ZHUZHOU CRRC TIMES ELECTRIC Co.,Ltd. Address before: 412000 Hunan Province, Zhuzhou Shifeng District Tian Xin North Gate Patentee before: ZHUZH CSR TIMES ELECTRIC Co.,Ltd. |