[發明專利]將自動化裝置的半導體裝置耦接至散熱器的系統和方法

在審

• 申請號: 201410855747.5
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104766846A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: 保羅·杰羅姆·格羅斯克羅伊茨;周睿;凱利·詹姆斯·布龍克;杰里邁亞·約翰·科皮尼斯
• 申請（專利權）人: 洛克威爾自動控制技術股份有限公司
• 主分類號: H01L23/40
• 分類號: H01L23/40
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;李春暉

技術領域

本公開內容的實施方式總體上涉及用于改進用于組裝工業自動化裝置的制造過程的系統和方法。更具體地，本公開內容總體上涉及用于在工業自動化裝置的制造過程期間將半導體裝置附接至散熱器的改進的系統和方法。

背景技術

工業自動化系統可采用各種類型的電子裝置比如交流電(AC)驅動器、馬達、機器人等，以執行各種工業過程。通常，這些電子裝置使用半導體裝置來控制相應裝置使用的電力。因此，工業自動化裝置的制造過程的一部分包括將半導體裝置耦接至散熱器，使得半導體裝置能夠在不過熱的情況下進行操作。通常期望的是，半導體裝置通過特定的力耦接至散熱器以提供穩定的耦接并且有利于半導體裝置與散熱器之間的有效熱傳遞。因此，用于制造這些電子裝置并且提供相應裝置與散熱器之間的耦接的改進的系統和方法是期望的。

發明內容

在一種實施方式中，一種系統包括：散熱器、半導體裝置、以及布置在散熱器與半導體裝置之間的熱界面材料(TIM)層。TIM可有利于使由半導體裝置產生的熱經由散熱器耗散。該系統還包括將半導體裝置關于TIM層耦接至散熱器的緊固件系統。該系統還包括保持在TIM流動之后半導體裝置與散熱器之間的耦接力的緊固件系統的一個或更多個墊圈。

在另一實施方式中，一種非暫態計算機可讀介質包括計算機可執行指令，計算機可執行指令使得計算機可讀介質接收與一個或更多個墊圈中的第一類型墊圈相關聯的第一組特性，所述一個或更多個墊圈保持在布置在半導體裝置與散熱器之間的熱界面材料(TIM)流動之后散熱器與半導體裝置之間的耦接力。然后，計算機可讀介質可基于第一組特性和散熱器與半導體裝置之間的預期軸向力確定在緊固件被施加扭矩值的扭矩之后所述一個或更多個墊圈的預期偏轉度。然后，計算機可讀介質可確定在散熱器與半導體裝置之間的TIM流動之后散熱器與半導體裝置之間的預期殘余力，使得預期殘余力基于所述預期偏轉度和在TIM流動之后的TIM的預期厚度變化而被確定。然后，計算機可讀介質可以確定：當預期的殘余力大于一定的值時，第一類型墊圈將充分地保持在TIM流動之后散熱器與半導體裝置之間的最小力。

在又一實施方式中，一種工業自動化裝置可包括散熱器半導體組件。散熱器半導體組件可以包括布置在半導體裝置與散熱器之間的熱界面材料(TIM)。半導體裝置可用于將交流(AC)電壓轉換成直流(DC)電壓，或者將DC電壓轉換成可控AC電壓。散熱器半導體組件還可以包括將半導體裝置耦接至散熱器的緊固件和可以被緊固件插入的一個或更多個墊圈。其中，墊圈可以保持在TIM流動之后半導體裝置與散熱器之間的力。

附圖說明

當參照附圖閱讀以下詳細的描述時，本公開內容的這些及其他特征、方面和優點將變得更好理解，其中，貫穿附圖，相同的附圖標記表示相同的零件，在附圖中：

圖1示出根據本文所提出的實施方式的示例性散熱器半導體組件的立體圖；

圖2示出圖1的根據本文所提出的實施方式的散熱器半導體組件的框圖；

圖3A示出根據本文所提出的實施方式的可在圖1的散熱器半導體組件中采用的緊固件系統的俯視圖；

圖3B示出沿圖3A的根據本文所提出的實施方式的緊固件系統的線A-A截取的橫截面視圖；

圖3C示出圖3A的根據本文所提出的實施方式的緊固件系統的側視圖；

圖3D示出圖3A的根據本文所提出的實施方式的緊固件系統的立體圖；

圖4A示出了可在圖3A至圖3D的緊固件系統中采用的墊圈的俯視圖；

圖4B示出了可在圖3A至圖3D的緊固件系統中采用的墊圈的側視圖；

圖4C示出了可在圖3A至圖3D的緊固件系統中采用的墊圈的立體圖；以及

圖5示出了用于對可在圖3A至圖3D的緊固件系統中采用的墊圈進行識別的方法的流程圖。

具體實施方式

下面將對一個或更多個具體實施方式進行描述。為了提供這些實施方式的簡潔描述，在本說明書中并未對實際實現中的所有特征都進行描述。應理解的是，在任何這種實際實現的開發中，如在任何工程或設計項目中，必須做出許多特定于具體實現的決定以實現開發人員的具體目的，比如符合系統相關和業務相關的約束，這些約束從一種實現到另一種實現將變化。此外，應了解的是，這種開發努力可能是復雜并且耗時的，然而，其對于受益于本公開內容的本領域普通技術人員而言卻是設計、制作以及制造的常規任務。