[实用新型]半导体散热器

说明书

本实用新型“半导体散热器”是一种特别适用于功率半导体器件安装及迅速散热的热转换器。

本实用新型在半导体器件与半导体散热器的连接方法上，进行了创新，它把半导体散热器两翅片的两相邻面所夹空间作成楔形槽的形式，半导体器件装入时，不用螺栓，只需将半导体器件插入楔形槽中，既完成了卡装，卡紧后的半导体器件被自锁于两翅片之间，不会滑出。目前市场上使用的半导体散热器基本上多采用将半导体器件用螺栓固定在散热器上的方法，此方法的缺点在于<1>连接麻烦，由于螺钉、螺母都较小，电路板上的电器元件又多，所以安装很不方便。<2>螺栓连接时的强力旋紧极易造成半导体器件的损坏或变形，散热面的变形也影响了热传导。<3>在有震动的工作环境中或长期工作后，螺栓也易发生松动，造成散热器失效，使半导体器件烧坏。

本实用新型的目的在于：提供一种导热面接触紧密、散热迅速、器件安装牢固、拆装简便、安装无需精确对位并且特别适用于大功率器件的热转换器。

本实用新型半导体散热器是通过以下措施来实现的：

本实用新型使用导热效果好的材料制成，一般使用铝型材，为增加散热面积，型材制成具有许多翅片的形式，型材长短依使用情况截取。为便于半导体器件的拆装及可靠导热本实用新采用了将半导体器件插入楔形槽的安装方法，具体如下：将本实用新型安插半导体器件的两翅片间隙作成楔形，为保证半导体器件插入后能自锁不会滑脱出，楔形角度选在2°-20°之间，安装时，将半导体器件的金属导热面贴于楔形槽较厚的基翅片一面上，然后向内推入，直到器件被产生弹性变形的薄翅片卡紧，基翅片的厚度或根部厚度大于2.5毫米，能承受较大的压力不变形，从而保证半导体器件金属导热面能与翅片大面积接触并被压紧，薄形翅片的厚度一般小于1.5毫米，薄形翅片的作用在于，当半导体器件插入给薄翅片一个向外的顶力时，薄翅片产生弹性变形，从而产生一个向内的反弹力，将半导体器件紧压在了基翅片上。根据安装的需要可以在电路板上开孔，以使半导体器件能够穿过电路板插装在半导体散热器上，这样就节省了安装空间，设计更合理。本实用新型在与电路板的连接方法上可以作成具有接插端子的插拔形式，也可以采用螺钉连接的方法，将本实用新型固定在电路板上。在半导体器件的安装顺序上，可以先将半导体器件安装在本实用新型上，然后再将本实用新型固定在电路板上，也可以先将本实用新型固定在电路板上，再将半导体器件穿过电路板上预留的孔插紧安装在本实用新型上。为增加半导体器件的卡紧牢度以及避免在安装时半导体器件翘起，使导热面不能紧密接触，安装时可在半导体器件的非导热面的中心位置加一垫块，这样使半导体器件受力均匀压紧更牢靠，并避免了器件的损伤。本实用新型在半导体器件的装卡和电极引出线的焊接上无需精确对位，因此提高了工作效率。

本实用新型的优点和效果在于：

1.装、拆简便，插、拔既可。

2.安装位置精度要求不高，提高了工作效率。

3.安装时不损坏半导体器件。

4.半导体器件金属导热面与散热器接触面积大，导热快。

5.半导体器件安装牢固，工作中不会松动。

6.节省空间，通风散热更合理。

附图说明：

图1：(1)半导体散热器(2)基翅片(3)翅片(4)楔形槽(5)翅片

图2：(1)电路板(2)半导体散热器(3)基翅片(4)半导体器件(5)楔形槽(6)翅片(7)孔(8)半导体器件电极引出线(9)焊点(10)印刷电路

图3：(1)半导体器件(2)垫块

图4：(1)半导体散热器(2)翅片(3)电路板(4)螺钉

以下结合附图对实现本实用新型的方式进行详细说明：

本实用新型是用导热好的金属材料制成的一种半导体散热器〔图1(1)〕，一般用铝制造。为达到迅速向外散热的目的，本实用新型外观上制成具有许多翅片〔图1(3)〕的形式，一般先加工成型材，然后再依使用情况截取所需长短。本实用新型在许多翅片中设计有厚度或根部厚度在2.5毫米以上的基翅片〔图1(2)〕，基翅片数目的多少由设计者根据电路需要及热平衡状态决定，基翅片与相邻翅片〔图1(5)〕的相邻面之间形成楔形槽〔图1(4)〕楔形槽的楔形角可取2°～20°之间的值〔图1〕，最佳取值为5°～6°，相邻翅片的厚度一般不大于1.5毫米。为与电路板连接，本实用新型可采用螺钉紧固法〔图4〕连接，此时螺钉〔图4(4)〕旋入两翅片〔图4(2)〕间隙中，将电路板〔图4(3)〕与本实用新型半导体散热器(图4(1)〕连接成一体，为有一定的旋紧力，两翅片间隙小于螺钉直径。本实用新型在安装时可先将半导体器件〔图2(4)〕的金属导热面贴于基翅片〔图2(3)〕上，然后插入本实用新型半导体散热器〔图2(2)〕的基翅片〔图2(3)〕与相邻翅片(图2(6)〕的楔形槽〔图2(5)〕中并向里推进直至卡紧，再将已经装好半导体器件的本实用新型半导体散热器固定在电路板〔图2(1)〕上，在上述半导体器件向半导体散热器插装过程中，为了使压力能均匀施加在整个半导体器件的导热金属平面上，翅片〔图2(6)〕上的力应通过半导体器件导热面接近中心的位置加于半导体器件上，〔图2(4)〕所示半导体器件的外形恰好符合作用力的要求，有些器件则不适合，这时可在半导体器件〔图3(1)〕的非导热面靠近中心位置加装一垫块(图3(2)〕。另外，根据结构需要电路板上开有让半导体器件穿过的孔〔图2(7)〕。除以上安装方法外，还可以先将本实用新型半导体散热器安装在电路板上，然后再将半导体器件穿过电路板〔图2(1)〕上的孔〔图2(7)〕按照前述方法卡装在本实用新型半导体散热器〔图2(2)〕的楔形槽(图2(5)〕中。安装完毕后，既可将半导体元器件电极引出线〔图2(8)〕焊接〔图2(9)〕于印刷电路〔图2(10)〕相应位置上。