本发明专利技术公开了一种功率器件散热结构及其装配方法，属于电子器件领域，该散热结构无需直接对垂直焊接在电路板上的功率器件涂硅脂，而将硅脂印刷在用于传递热量的绝缘垫片的两面，厚度均匀可控，装配过程中保持功率器件和电路板的垂直关系，装配后，水冷板卧式放置且其上装配有金属底座，金属底座上设置有半开放凹槽，半开放凹槽内平放有两面均涂覆硅脂的绝缘垫片，半开放凹槽上悬设有压爪，功率器件夹在压爪与绝缘垫片之间，金属底座的侧部设置有连接电路板边角的安装部，一块水冷板上可以设置多个金属底座，即使应用于大尺寸的电路板，电路板之间可平行放置，不妨碍金属底座并排，有利于节约空间，同一水冷板上可实现多模块的组合装配。组合装配。组合装配。
【技术实现步骤摘要】
一种功率器件散热结构及其装配方法
[0001]本专利技术涉及一种功率器件散热结构及其装配方法，属于电子器件领域。
技术介绍
[0002]IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和吸收电阻是电路中常见电子器件。IGBT常用于逆变电路中，用于将直流母线电压转换成具有一定频率的交流电压。吸收电阻用于吸收IGBT关断尖峰电压，减小驱动回路震荡，避免IGBT误动作，功率15W
‑
30W。在大功率逆变电路中，IGBT因开关损耗很大而必须采用水冷的方式散热，吸收电阻也必须进行水冷散热。
[0003]立式（或称为插件式；IGBT“立”“卧”是相对于电路板而言的）IGBT相较于卧式（或称为螺栓式）IGBT具有体积小、节省空间的优点，一般用于10kW以下的功率逆变电路中。目前常见的立式IGBT散热结构类似于公开号为“CN213845257U”的专利文献所描述的结构，具体是平放电路板，采用立式水冷板配合立式IGBT散热，这样的结构虽然可以有效利用水冷板两面进行散热，但其要求电路板卧式平放地固定，因此仅适用于小尺寸的电路板，而大尺寸的电路板并不适用，当电路板较大时，立式水冷板可连接的电路板数少，机箱内也难以将多块电路板上下叠放。
[0004]为了增强IGBT与水冷板之间的接触以便散热，需要在两者之间施以硅脂。生产线上的流程为，在一个车间中完成IGBT与电路板的焊接，然后在下一车间装配水冷板。对于卧式IGBT，其装配工艺是，在IGBT的散热面上丝网印刷导热硅脂，再粘到水冷板上，操作比较简单，导热硅脂涂覆均匀且厚度一致可控。然而对于立式IGBT，其与电路板焊接后形成直角，在印硅脂时需要先固定电路板，再定位IGBT与丝网网板之间的位置，操作过程复杂，在电路板尺寸较大时，位置更难固定，难以保证导热硅脂的涂覆质量，硅脂的厚度和均匀度难以控制。
技术实现思路
[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种功率器件散热结构及其装配方法，可方便地涂硅脂，且多块大尺寸电路板可共用一块水冷板。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本申请提供一种功率器件散热结构装配方法，适用于已与电路板垂直焊接的功率器件，方法包括以下步骤：配置一金属底座，所述金属底座上设置有半开放凹槽，所述金属底座的侧部设置有连接所述电路板边角的安装部；配置一将要装配在所述金属底座的压爪；配置一卧式的水冷板；在所述金属底座的底部或水冷板的表面粘贴导热胶布；将两面印刷有硅脂的绝缘垫片放入所述半开放凹槽；将所述功率器件的散热面贴合于所述绝缘垫片上；用所述安装部固定所述电路板的边角；
将所述压爪装配在所述金属底座上以将所述功率器件向所述绝缘垫片压紧；将所述金属底座固定在所述水冷板上。
[0007]本申请提供的功率器件散热结构装配方法借助绝缘垫片和金属底座传热，将功率器件的热量传递到水冷板，装配过程中，将硅脂印刷在绝缘垫片上，而不是印刷在已与电路板焊接的功率器件上，更方便操作，印刷质量容易控制；将功率器件平放与绝缘垫片贴合，再在电路板与金属底座垂直的状态下利用安装部连接电路板的边角，能够很好地适应功率器件与电路板垂直焊接后的结构；利用压爪压紧功率器件，保证绝缘垫片两面的硅脂与对应的零件紧密连接，功率器件和电路板维持垂直并一同被金属底座固定，一个金属底座可承载一块电路板和多个焊接在该电路板上的功率器件，电路板垂直于金属底座和水冷板，一块水冷板上可以设置多个金属底座，即使应用于大尺寸的电路板，电路板之间可平行放置，不妨碍金属底座并排，有利于节约空间。
[0008]进一步地，在绝缘垫片两面印刷硅脂时，需要先在一面印刷，翻面后再在另一面印刷，其中，一面印刷与功率器件接触的第一导热硅脂层，另一面印刷与金属底座接触的第二导热硅脂层。
[0009]优选地，印刷时选用粘度为350000mPa
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s的硅脂，既满足丝网印刷硅脂所需的流动性，又可在绝缘垫片翻面后保持较高的粘滞性避免硅脂流淌。
[0010]进一步地，金属底座和水冷板之间通过螺栓锁紧。优选地，将导热胶布粘贴于金属底座底部时，对好螺孔位，保证导热胶布与金属底座之间无气泡。
[0011]第二方面，本申请提供一种功率器件散热结构，包括功率器件、电路板和水冷板，所述功率器件垂直焊接在所述电路板上且位于所述电路板的边缘，所述水冷板卧式放置且其上装配有金属底座，所述金属底座上设置有半开放凹槽，所述半开放凹槽内平放有两面均涂覆硅脂的绝缘垫片，所述半开放凹槽上悬设有压爪，所述功率器件夹在所述压爪与所述绝缘垫片之间，所述金属底座的侧部设置有连接所述电路板边角的安装部。
[0012]本申请提供的功率器件散热结构能够很好地适应功率器件与电路板焊接后的垂直状态，功率器件和电路板维持垂直并一同被金属底座固定，一个金属底座可承载一块电路板和多个焊接在该电路板上的功率器件，电路板垂直于金属底座和水冷板，一块水冷板上可以设置多个金属底座，即使应用于大尺寸的电路板，电路板之间可平行放置，不妨碍金属底座并排，有利于节约空间。
[0013]进一步地，所述安装部位于所述半开放凹槽的两端，所述半开放凹槽的底部设置有缺口槽，所述绝缘垫片的竖直投影遮掩所述缺口槽，即绝缘垫片比缺口槽的边缘更靠近电路板，绝缘垫片隔在功率器件的插脚与金属底座之间。金属底座除了用于固定电路板和功率器件，还起到传递热量的作用，然而金属除了是热的良导体外，导电性也很强，使绝缘垫片隔在功率器件的插脚与金属底座之间，可增大金属底座与功率器件之间的安规距离。
[0014]进一步地，所述半开放凹槽开放的一侧正对所述电路板，非开放的一侧的顶部与所述压爪的根部固定连接。
[0015]进一步地，所述半开放凹槽非开放的一侧设置有凹坑，所述凹坑的内凹方向为远离所述电路板。凹坑的存在有利于在装配过程中容纳机械爪或工人的手指，方便将绝缘垫片放入半开放凹槽，方便调整绝缘垫片的位置。
[0016]本申请的散热结构尤其适用于逆变电路中，所述功率器件包括IGBT和吸收电阻。
本申请的散热结构可在同一水冷板上借助金属底座实现多模块的组合装配，有利于增加逆变电路的功率容量。
[0017]进一步地，所述压爪分为用于压所述IGBT的短爪和用于压所述吸收电阻的长爪。压爪整体优选用环氧树脂制成，避免功率器件和金属底座短路。
[0018]进一步地，所述短爪的底部设置有一道短爪爪尖，所述长爪底部设置有一道第一长爪爪尖和一道第二长爪爪尖，所述第一长爪爪尖比所述第二长爪爪尖更靠近所述电路板，所述第二长爪爪尖与所述短爪爪尖相对于所述电路板的距离一致。短爪爪尖用于压在IGBT表面，第一长爪爪尖和第二长爪爪尖用于压在吸收电阻表面，长爪具有两道爪尖有利于适应多种封装规格的吸收电阻。
[0019]进一步地，所述短爪的底部设置有与所述IGBT封装结构上的螺栓孔对应的定位柱。IGBT的封装结构上具有螺栓孔，尽管本申请不在该螺栓孔上螺栓，但在用压爪压紧IGBT时可以利用该螺栓孔定位，使定位柱落入该螺栓孔中，方便装配，同时可以检验I本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种功率器件散热结构装配方法，适用于已与电路板（2）垂直焊接的功率器件，其特征在于，包括以下步骤：配置一金属底座（3），所述金属底座（3）上设置有半开放凹槽，所述金属底座（3）的侧部设置有连接所述电路板（2）边角的安装部（31）；配置一将要装配在所述金属底座（3）的压爪（5）；配置一卧式的水冷板（1）；在所述金属底座（3）的底部或所述水冷板（1）的表面粘贴导热胶布；将两面印刷有硅脂的绝缘垫片（4）放入所述半开放凹槽；将所述功率器件的散热面贴合于所述绝缘垫片（4）上；用所述安装部（31）固定所述电路板（2）的边角；将所述压爪（5）装配在所述金属底座（3）上以将所述功率器件向所述绝缘垫片（4）压紧；将所述金属底座（3）固定在所述水冷板（1）上。2.一种功率器件散热结构，包括功率器件、电路板（2）和水冷板（1），其特征在于，所述功率器件垂直焊接在所述电路板（2）上且位于所述电路板（2）的边缘，所述水冷板（1）卧式放置且其上装配有金属底座（3），所述金属底座（3）上设置有半开放凹槽，所述半开放凹槽内平放有两面均涂覆硅脂的绝缘垫片（4），所述半开放凹槽上悬设有压爪（5），所述功率器件夹在所述压爪（5）与所述绝缘垫片（4）之间，所述金属底座（3）的侧部设置有连接所述电路板（2）边角的安装部（31）。3.根据权利要求2所述的功率器件散热结构，其特征在于，所述安装部（31）位于所述半开放凹槽的两端，所述半开放凹槽的底部设置有...
【专利技术属性】
技术研发人员：尤晶，陈浩，黎天韵，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：
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