[發明專利]一種功率組件及其組裝方法

有效

• 申請號: 201710417535.2
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107197607B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 劉玉柱;蹇芳;唐海燕;陳藝峰;唐洲;朱淇涼;張洪浩;廖遠輝;吳建雄;管仁德;姜揚帆;姚明
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H05K7/02
• 分類號: H05K7/02;H05K7/20
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;徐好

一種功率組件，包括散熱器、功率器件、PCB板、散熱底板以及支撐側板，散熱底板安裝于散熱器表面，支撐側板與散熱底板相連，功率器件通過緊固件安裝于散熱底板上，PCB板通過緊固件安裝于支撐側板上且與散熱底板垂直布置，功率器件的引腳朝向PCB板布置并與PCB板焊接。該功率組件具有步驟簡單、效率高、可避免組裝時產生機械應力的優點。組裝方法，包括步驟：將支撐側板與散熱底板連接；將PCB板安裝在支撐側板上并預緊固，將功率器件安裝在散熱底板上并預緊固；將功率器件與PCB板焊接；將預緊固的螺栓擰緊到位，消除灰塵和余料，完成功率器件的安裝。該方法具有步驟簡單、效率高，可消除焊接后再組裝導致的機械應力的優點。

技術領域

本發明涉及半導體器件，尤其涉及一種功率組件及其組裝方法。

背景技術

專利文獻CN 104658921 A公開了一種功率半導體器件的散熱器裝配工藝，該工藝首先將功率半導體器件固定在導熱基板上，然后將單板和固定有功率半導體器件的導熱基板整體壓接在散熱器上。該技術方案一方面解決了功率單板不能模塊化生產的問題，實現了功率單板的簡單安裝與維護，可以提高生產加工環節的效率，另外一方面可以方便維修備件的存儲運輸，以及運行現場的快速維護、更換。因此，該技術方案除了適用于光伏發電領域外，也適合其他設備規模大、分布廣、需要快速維護的領域。但是存在以下問題：A、不能很好地解決PCB板的支撐問題，采用常規的支撐結構不利于快速化組裝；B、其為水平布置結構，不能很好的利用垂直空間（或柜體的深度空間）；C、功率器件引腳需要折彎處理，且對于折彎的尺寸精度要求比較高，增加了組裝工時，而且容易造成器件損壞。

專利文獻CN 202455714 U公開了一種功率器件散熱器裝置，包括散熱器、功率器件、電路板，電路板通過緊固件安裝在散熱器的表面，功率器件均勻間隔安裝在散熱器的上、下兩側面，各個功率器件的觸點焊接在電路板上。該技術方案中功率器件的觸點無需折彎處理，減少了裝置的體積，節省了空間，同時也提高了裝配效率，降低了成本。此外，該技術方案改變了功率器件與電路板焊接的方向，將功率器件直接固裝在散熱器側邊，實現了散熱器表面與電路板的邊緣齊平，有效提高了散熱效率。但是存在以下問題：功率器件需要分別固定在散熱器上，不能組成模組進行維護安裝。

隨著新能源市場的競爭，功率單元的功率密度越來越大，由半導體器件組成的模塊對于體積和組裝效率上提出了更高的要求。一般功率器件的散熱都是采用與散熱器直接接觸的方式，但是隨著功率密度越來越高，散熱器體積也越來越大，此時只能采用工裝的模式進行組裝，此種裝配方法影響了組裝效率，并且不利于售后維護，同時二次組裝容易產生機械應力，導致變形，長期運行后容易出現故障損壞。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種熱交換可靠、PCB板支撐性好、空間利用率高、組裝工時短的功率組件。

本發明進一步提供一種步驟簡單、效率高、可避免組裝時產生機械應力的用于該功率組件的組裝方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種功率組件，包括散熱器、功率器件、PCB板、散熱底板以及支撐側板，所述散熱底板安裝于所述散熱器表面，所述支撐側板與所述散熱底板相連，所述功率器件通過緊固件安裝于所述散熱底板上，所述PCB板通過緊固件安裝于所述支撐側板上且與散熱底板垂直布置，所述功率器件的引腳朝向所述PCB板布置并與所述PCB板焊接。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述散熱底板包括底邊及側邊，所述底邊安裝于所述散熱器表面，所述功率器件通過緊固件安裝于所述底邊上，所述側邊與所述底邊一體連接且相互垂直，所述支撐側板與所述側邊通過卡扣組件連接。

所述卡扣組件包括錐孔及卡緊于錐孔內的凸臺，所述錐孔設于所述側邊上，所述凸臺設于所述支撐側板上；或所述錐孔設于所述支撐側板上，所述凸臺設于所述側邊上。