一種功率器件的散熱安裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種功率器件的散熱安裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏逆變器是光伏系統(tǒng)核心功率調(diào)節(jié)器件，它負(fù)責(zé)將太陽能電池產(chǎn)生的直流電通過電力電子變換技術(shù)轉(zhuǎn)換為能夠直接并入電網(wǎng)、負(fù)載的交流電能。光伏逆變器根據(jù)應(yīng)用場合的不同，一般可分為集中型、組串型和微型逆變器等幾大類。隨著我國對分布式光伏發(fā)電項目的大力推廣，適用于分布式系統(tǒng)的組串型逆變器得到了迅速發(fā)展，功率等級也由最初的幾千瓦發(fā)展到現(xiàn)在的幾十千瓦。
[0003]隨著組串型逆變器的功率等級不斷提高，應(yīng)用于該類逆變器的功率器件(如IGBT)的輸出功率也在不斷提高，這就對功率器件的散熱、耐壓、安裝等問題提出了更高的要求。已有技術(shù)中，大多采用壓條的形式將一個或兩個甚至多個功率器件(如IGBT)壓裝在散熱器上，功率器件金屬底部與散熱器之間一般通過墊襯絕緣導(dǎo)熱紙來滿足耐壓要求。壓條一般由絕緣塑性材料通過開模壓制成型，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高，且用螺釘固定時如用力過大容易造成壓條破損，影響壓裝效果。另一方面，由于逆變器功率的提高，功率器件功耗加大，發(fā)熱更高，原有的絕緣導(dǎo)熱紙已不能滿足功率器件的散熱要求，會危及功率器件的安全工作；而絕緣導(dǎo)熱紙一般質(zhì)地較軟較薄，壓裝時如用力過大，容易造成功率器件金屬底部將絕緣導(dǎo)熱紙劃傷，導(dǎo)致耐壓等級降低；且絕緣導(dǎo)熱紙價格較高，不利于逆變器的成本控制。
[0004]鑒于上述存在問題，有必要對現(xiàn)有功率器件的散熱安裝結(jié)構(gòu)加以改進(jìn)。為此，本申請人作了積極而有效的探索，終于形成了下面將要介紹的技術(shù)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是要提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、絕緣耐壓等級高且散熱效果更好的功率器件的散熱安裝結(jié)構(gòu)。
[0006]本實(shí)用新型的目的是這樣來達(dá)到的，一種功率器件的散熱安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括兩個或以上功率器件、PCB電路板、散熱器、金屬壓條和陶瓷散熱片，所述的功率器件以兩兩對稱并平行設(shè)置的形式陣列布置于PCB電路板高度方向下方的兩邊，各功率器件的管腳分別與PCB電路板上的焊孔焊接而實(shí)現(xiàn)電連接，各功率器件的金屬底部的下方分別墊襯有陶瓷散熱片，所述的陶瓷散熱片抵靠在散熱器的基板上，每兩兩對稱并平行設(shè)置的兩個功率器件管體上表面分別對應(yīng)地設(shè)置有一金屬壓條，各金屬壓條長度方向的中部分別通過螺釘組合件實(shí)現(xiàn)與散熱器的連接固定、長度方向的兩端分別均勻地將兩個功率器件的金屬底部墊有的陶瓷散熱片壓緊在所述散熱器的基板上。
[0007]在本實(shí)用新型的一個具體的實(shí)施例中，所述的PCB電路板在正對各功率器件高度方向上方的部位開設(shè)有方孔，使金屬壓條通過方孔可操作。
[0008]在本實(shí)用新型的另一個具體的實(shí)施例中，所述的各功率器件的管腳呈L型伸入PCB電路板上預(yù)設(shè)的焊孔中并通過焊接將兩者實(shí)現(xiàn)電連接。
[0009]在本實(shí)用新型的又一個具體的實(shí)施例中，所述的金屬壓條長度方向的兩端均包覆有絕緣熱縮套管、中部留出中間過孔；所述的散熱器上預(yù)設(shè)有螺紋孔，所述的螺釘組合件在穿過金屬壓條的中間過孔并擰緊到散熱器上的螺紋孔中而將金屬壓條連接固定在所述的散熱器上。
[0010]在本實(shí)用新型的再一個具體的實(shí)施例中，所述的金屬壓條的截面形狀呈L型，并且在L型的金屬壓條的四個角上加工有倒角。
[0011]在本實(shí)用新型的再又一個具體的實(shí)施例中，所述的陶瓷散熱片與散熱器基板的接觸面之間以及所述的功率器件的金屬底部與陶瓷散熱片的接觸面之間均涂覆有導(dǎo)熱硅脂層O
[0012]本實(shí)用新型由于采用上述結(jié)構(gòu)后，具有的有益效果:首先，采用易于加工、機(jī)械強(qiáng)度更高的L型金屬壓條來壓裝所述的功率器件，使功率器件的金屬底部與散熱器表面之間壓貼的更加可靠緊密，散熱面積更加均勻；其次，采用陶瓷散熱片替代已有的絕緣導(dǎo)熱紙墊襯在功率器件金屬底部和散熱器之間，陶瓷散熱片導(dǎo)熱效果更好、耐壓強(qiáng)度更高，使得在功率器件輸出功率更大的情況下，仍能有效地把熱量傳導(dǎo)給散熱器并散發(fā)出去，有效地保護(hù)功率器件，延長其工作壽命，且陶瓷散熱片價格較低，可降低逆變器的生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型所述功率器件散熱安裝結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型所述功率器件散熱安裝結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0015]圖3為本實(shí)用新型所述功率器件散熱安裝結(jié)構(gòu)的立體示意圖。
[0016]圖4為本實(shí)用新型所述金屬壓條的立體示意圖。
[0017]圖中:1.功率器件、11.管腳、12.金屬底部；2.PCB電路板、21.方孔;3.散熱器、31螺紋孔；4.金屬壓條、41.中間過孔、42.倒角；5.陶瓷散熱片；6.螺釘組合件；7.絕緣熱縮套管。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使公眾能充分了解本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)和有益效果，申請人將在下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)描述，但申請人對實(shí)施例的描述不是對技術(shù)方案的限制，任何依據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思作形式而非實(shí)質(zhì)的變化都應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0019]請參閱圖1、圖2、圖3和圖4，本實(shí)用新型涉及一種功率器件的散熱安裝結(jié)構(gòu)，包括兩個或以上功率器件I (如IGBT)、PCB電路板2、散熱器3、金屬壓條4和陶瓷散熱片5，所述的功率器件I以兩兩對稱并平行設(shè)置的形式陳列布置于PCB電路板2高度方向下方的兩邊，本實(shí)用新型以八個功率器件為例，分四組前后依次陳列布置于PCB電路板2高度方向下方的兩邊，每組均由兩個功率件I呈對稱并平行布置于PCB電路板2高度方向下方的兩邊。
[0020]功率器件I的管腳11呈L型伸入PCB電路板2上預(yù)設(shè)的焊孔中并通過焊接的方式將兩者連接，所述的PCB電路板2在正對各功率器件I高度方向上方的部位開設(shè)有方孔21，每個功率器件I的金屬底部12分別墊襯有陶瓷散熱片5并抵靠在散熱器3的基板上。
[0021]所述的方孔21中設(shè)置有金屬壓條4，每兩兩對稱并平行設(shè)置的兩個功率器件I管體上表面分別對應(yīng)地設(shè)置有一金屬壓條4，各金屬壓條4長度方向的中部分別通過螺釘組合件6實(shí)現(xiàn)與散熱器3的連接固定、長度方向的兩端分別均勻地將兩個功率器件I的金屬底部12墊有的陶瓷散熱片5壓緊在所述散熱器3的基板上。
[0022]所述的金屬壓條4長度方向的兩端均包覆有絕緣熱縮套管7、中部留出中間過孔41 ;所述的散熱器3上預(yù)設(shè)有螺紋孔31，所述的螺釘組合件6在穿過金屬壓條4的中間過孔41并擰緊到散熱器3上的螺紋孔31中而將金屬壓條4連接固定在所述的散熱器3上。這樣使得金屬壓條4壓裝在功率器件I管體表面上后，能防止功率器件I的金屬底部12以及管腳與金屬壓條4之間由于爬電距離較小而導(dǎo)致的短路擊穿，有效地保護(hù)功率器件I正常工作。
[0023]請參閱圖4，所述的金屬壓條4通過數(shù)控機(jī)床折彎呈L型結(jié)構(gòu)。加工簡易，結(jié)構(gòu)簡單，但機(jī)械強(qiáng)度較高，可有效將功率器件I的金屬底部12墊有的陶瓷散熱片5可靠的壓緊在散熱器3的基板表面上；同時L型的金屬壓條4在其四個角上加工有45°的倒角42，使絕緣熱縮套管7包覆在金屬壓條4的兩端后在加熱收縮到最佳效果時不被四個棱角刮破，從而不會影響絕緣效果。
[0024]本實(shí)用新型所述的陶瓷散熱片5與散熱器3基板的接觸面之間以及所述的功率器件I的金屬底部12與陶瓷散熱片5的接觸面之間均涂覆有導(dǎo)熱硅脂層，以保證最佳的散熱效果。
[0025]本實(shí)用新型在每個功率器件I的金屬底部12分別墊襯有各自獨(dú)立的陶瓷散熱片5，然后再壓裝在散熱器3的基板表面上，而并非采用幾個功率器件I共同使用一整塊陶瓷散熱片5的形式，可有效防止在使用金屬壓條4通過螺釘組合件6壓裝功率器件I時，由于不同組之間的功率器件I承受的壓力可能不同而導(dǎo)致陶瓷散熱片5產(chǎn)生破裂的現(xiàn)象，上述現(xiàn)象會降低功率器件I與散熱器3之間的絕緣耐壓性能，進(jìn)一步損壞功率器件。
【主權(quán)項】
1.一種功率器件的散熱安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括兩個或以上功率器件(I)、PCB電路板(2)、散熱器(3)、金屬壓條(4)和陶瓷散熱片(5)，所述的功率器件⑴以兩兩對稱并平行設(shè)置的形式陣列布置于PCB電路板(2)高度方向下方的兩邊，各功率器件(I)的管腳(11)分別與PCB電路板(2)上的焊孔焊接而實(shí)現(xiàn)電連接，各功率器件(I)的金屬底部(12)的下方分別墊襯有陶瓷散熱片(5)，所述的陶瓷散熱片(5)抵靠在散熱器(3)的基板上，每兩兩對稱并平行設(shè)置的兩個功率器件(I)管體上表面分別對應(yīng)地設(shè)置有一金屬壓條(4)，各金屬壓條(4)長度方向的中部分別通過螺釘組合件(6)實(shí)現(xiàn)與散熱器(3)的連接固定、長度方向的兩端分別均勻地將兩個功率器件(I)的金屬底部(12)墊有的陶瓷散熱片(5)壓緊在所述散熱器(3)的基板上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功率器件的散熱安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的PCB電路板(2)在正對各功率器件(I)高度方向上方的部位開設(shè)有方孔(21)，使金屬壓條(4)通過方孔(21)可操作。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功率器件的散熱安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的各功率器件(I)的管腳(11)呈L型伸入PCB電路板(2)上預(yù)設(shè)的焊孔中并通過焊接將兩者實(shí)現(xiàn)電連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功率器件的散熱安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的金屬壓條(4)長度方向的兩端均包覆有絕緣熱縮套管(7)、中部留出中間過孔(41);所述的散熱器(3)上預(yù)設(shè)有螺紋孔(31)，所述的螺釘組合件(6)在穿過金屬壓條(4)的中間過孔(41)并擰緊到散熱器(3)上的螺紋孔(31)中而將金屬壓條(4)連接固定在所述的散熱器(3)上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功率器件的散熱安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的金屬壓條(4)的截面形狀呈L型，并且在L型的金屬壓條(4)的四個角上加工有倒角(42)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功率器件的散熱安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的陶瓷散熱片(5)與散熱器(3)基板的接觸面之間以及所述的功率器件(I)的金屬底部(12)與陶瓷散熱片(5)的接觸面之間均涂覆有導(dǎo)熱硅脂層。
【專利摘要】一種功率器件的散熱安裝結(jié)構(gòu)，屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域。包括兩個或以上功率器件、PCB電路板、散熱器、金屬壓條和陶瓷散熱片，功率器件以兩兩對稱并平行設(shè)置的形式陣列布置于PCB電路板下方的兩邊，各功率器件的管腳與PCB電路板上的焊孔焊接、金屬底部的下方墊襯有陶瓷散熱片并抵靠在散熱器的基板上，每兩兩對稱并平行設(shè)置的兩個功率器件管體上表面對應(yīng)地設(shè)金屬壓條，金屬壓條的中部與散熱器連接固定、兩端均勻地將兩個功率器件的金屬底部墊有的陶瓷散熱片壓緊在散熱器的基板上。使功率器件的金屬底部與散熱器表面之間壓貼的更加可靠緊密，散熱面積更加均勻；使得在功率器件輸出功率更大的情況下，仍能把熱量傳導(dǎo)給散熱器并散發(fā)出去。
【IPC分類】H01L23/373, H01L23/40
【公開號】CN204696102
【申請?zhí)枴緾N201520469345
【發(fā)明人】王健, 薜峰, 支艷平
【申請人】常熟開關(guān)制造有限公司(原常熟開關(guān)廠）
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年7月2日