[实用新型]一种功率半导体绝缘拉杆及其压紧装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种功率半导体绝缘拉杆及其压紧装置，尤其是涉及一种应用于功率半导体电力电子领域的平板式功率半导体器件串联压装用的功率半导体绝缘拉杆及其压紧装置。

背景技术

伴随大量新型技术的实用新型与应用，客户对设备体积的要求日益严格，功率半导体组件向着更高电压和更小体积发展，随之而来的，即是更小体积下的绝缘问题及功率半导体器件的压力保证问题。

现有技术中，对于平板式功率半导体器件，传统的压装方式都是通过紧拉紧金属螺杆直接产生对功率半导体器件两端的压紧力，其两极绝缘靠套在拉紧螺杆上的绝缘套管来实现。但是，当在高压应用领域中，高可靠性的小型化装置越来越受到客户的好评，为此也出现了一种使用绝缘螺杆（绝缘材料制作）替代金属螺杆的压紧方案。

1.现有技术中，传统压装时的使用金属螺杆从抗拉强度方面能够满足功率半导体器件的压力要求，但是金属做为一种导体，在高压环境下的绝缘问题是一个很关键的问题，通常采用包绝缘套管来实现高电压的隔离，但是绝缘套管伴随着氧化其耐电压性能会显著下降，最终影响到产品的可靠性。

2.现有技术中，使用绝缘螺杆替代金属螺杆是目前使用比较多的一种方案，绝缘螺杆通过选型也能够满足功率半导体器件的压力要求，但是其受力截面积小，在相同受力截面积下，绝缘螺杆的力学性能跟其材料的抗拉强度成正比，高抗拉强度材料的成本很高，且加工工艺要求很苛刻，造成绝缘螺杆成本很高，且在环境温度有较大变化时，常常受环境温度影响热胀冷缩，导致功率半导体器件的实际压力变化不定，且长时间处于这种环境温度变化频繁的环境中，会导致绝缘螺杆应力疲劳，最终影响到产品的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种通用性强、可以适用于各种平板式功率器件及其散热器、同时能够满足功率半导体器件压力需求及较好的解决各电压等级结构绝缘问题的平板式半导体器件压装用的功率半导体绝缘拉杆及其压紧装置，尤其适用于高压功率半导体器件串联压装应用的高压领域，用以替代现有技术中的金属螺杆及绝缘螺杆及其压紧装置。

本实用新型提供一种功率半导体绝缘拉杆的具体实施方式，该实施方式所述的一种功率半导体绝缘拉杆包括：绝缘拉杆主体，受力固定端，沉头通孔和螺母，绝缘拉杆主体是功率半导体绝缘拉杆的主要受力部位，受力固定端位于绝缘拉杆主体的两端，用于对功率半导体绝缘拉杆进行连接固定，至少两个沉头通孔分别位于功率半导体绝缘拉杆的两个受力固定端，用于功率半导体绝缘拉杆与功率半导体压紧装置之间的固定，至少两个螺母分别位于功率半导体绝缘拉杆的两个受力固定端，用于功率半导体绝缘拉杆与外界的安装平台之间的固定。

作为本实用新型一种功率半导体绝缘拉杆进一步的实施方式，功率半导体绝缘拉杆进一步包括至少一根加强筋板，加强筋板位于绝缘拉杆主体上。

作为本实用新型一种功率半导体绝缘拉杆进一步的实施方式，功率半导体绝缘拉杆进一步包括至少一条凹槽，凹槽位于绝缘拉杆主体上加强筋板安装面的相对反面。

作为本实用新型一种功率半导体绝缘拉杆进一步的实施方式，沉头通孔进一步为两组共四个，每组两个沉头通孔分别位于功率半导体绝缘拉杆的两个受力固定端。

作为本实用新型一种功率半导体绝缘拉杆进一步的实施方式，螺母进一步为镶嵌式螺母，有两组共六个，每组三个螺母分别位于功率半导体绝缘拉杆的两个受力固定端。

本实用新型还提供一种功率半导体绝缘拉杆压紧装置的具体实施方式，该实施方式所述的压紧装置包括功率半导体绝缘拉杆，上固定板，下固定板和功率半导体压紧模块，两根功率半导体绝缘拉杆与固定板和下固定板组成压紧装置的框架，整体固定在固定底座上，功率半导体压紧模块放置在压紧装置的框架内，并安装在半导体功率组件的上端。

作为本实用新型一种功率半导体绝缘拉杆压紧装置进一步的实施方式，功率半导体压紧模块进一步包括导向杆、蝶形弹簧下挡板、蝶形弹簧、蝶形弹簧上挡板、固定垫块、压紧螺母和防松螺母，导向杆、蝶形弹簧下挡板、蝶形弹簧、蝶形弹簧上挡板、固定垫块、压紧螺母和防松螺母从下至上依次组装，通过压紧螺母和防松螺母将导向杆、蝶形弹簧下挡板、蝶形弹簧、蝶形弹簧上挡板、固定垫块和半导体功率组件压紧固定在上固定板和下固定板之间。

通过应用本实用新型实施方式所描述的功率半导体绝缘拉杆和压紧装置及其组装方法，能够同时满足功率半导体器件压力需求和较好地解决各电压等级结构绝缘的问题。由于本实用新型的绝缘拉杆是根据增大受力截面积而增强其所能承受的最大拉应力的，同时还能解决环境温度对绝缘拉杆造成的热胀冷缩变形量大的问题。