[发明专利]免螺钉紧固型功率模块

说明书

本发明涉及一种免螺钉紧固型功率模块，散热器的上部设有带两凸肩的至少一个槽口，功率模块在其底板下部设有用于设置在散热器的槽口内的T形块以及中间块，底板上的T形块和中间块设置在散热器的槽口内，且槽口与T形块之间具有冷却液通过的腔体，至少两个弹性压簧的安装在在中间块的两侧，且各弹性压簧弹性压紧在槽口各自对应的凸肩底部，槽口在凸肩顶部通过密封条与底板密封相接，槽口在凸肩的槽壁上通过密封条与T形块的两侧密封相接，且散热器在槽口的两端安装有密封端板，设置在密封端板上的至少一个接头与各自的槽口相通。本发明结构合理、功率模块无需紧固件就能安装散热器上，能充分利用安装空间，通用性好，能提高散热效率。

技术领域

本发明涉及一种免螺钉紧固型功率模块，属于半导体技术领域。

背景技术

半导体功率模块主要包括底板、覆金属陶瓷基板、半导体芯片、电极端子和壳体。通常功率模块里有数个功率半导体芯片，如MOSFET或IGBT芯片以及二极管芯片被集成并被焊接于或被粘贴于覆金属陶瓷基板的金属层上，同时电极端子也焊接在覆金属陶瓷基板的金属层上并穿出壳体与外部设备连接，实现功率模块的输入和输出，覆金属陶瓷基板再焊接在铜底板上。在半导体功率模块在工作过程中，半导体芯片所产生的热量能通过铜底板迅速吸收。由于铜底板与铝材相比比热小，热逃逸速度较慢，不能及时将模块内的热量散出，故需将功率模块底部安装在散热器上进行散热。

覆金属陶瓷基板是将金属箔在高温下直接键合到氧化铝(AL2Q3)陶瓷基片或氮化铝(ALN)陶瓷基片双面上的特殊工艺板，使覆金属陶瓷基板在保证良好导热性能的同时还提供了相对于功率模块底板的电气绝缘，由于功率电子器件需要在-40℃至125℃的温度循环环境下进行工作，因此目前覆金属陶瓷基板的热量是依靠与其连接的铜底板以及固定在铜底板下部的散热器进行散热。随着大功率电力电子技术的发展，覆金属陶瓷基板已作为大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料，而单一互连功能已经不能满足日益发展的电力电子技术。见图1所示，现有的功率模块3在底板4上的设有安装孔，通过螺钉2将底板4安装在散热器1上。但随着技术的发展，后续模块的安装空间小、配合使用的模块封装形式多样、数量多，使得功率模块的密度逐渐在增加，这也对功率模块的外部散热提出了较高的要求。但现有功率模块都需要通过紧固件安装在散热器上，不可避免需要浪费一些宝贵的空间，也且也加大了铜底板与散热器之间的热阻。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构合理、功率模块无需紧固件就能安装散热器上，能充分利用安装空间，通用性好，并能提高散热效果的免螺钉紧固型功率模块。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种免螺钉紧固型功率模块，包括功率模块和散热器，其特征在于：所述的散热器的上部设有带两凸肩的至少一个槽口，所述的功率模块在其底板下部设有用于设置在散热器的槽口内的T形块以及中间块，底板上的T形块和中间块设置在散热器的槽口内，且槽口与T形块之间具有冷却液通过的腔体，至少两个弹性压簧的安装在在中间块的两侧，且各弹性压簧弹性压紧在槽口各自对应的凸肩底部，所述的槽口在凸肩顶部通过密封条与底板密封相接，槽口在凸肩的槽壁上通过密封条与T形块的两侧密封相接，且散热器在槽口的两端安装有密封端板，设置在密封端板上的至少一个接头与各自的槽口相通。

其中：所述在散热器在槽口底部设有凸筋，所述的槽口为梯形，T形块的T形头及中间块也呈梯形，T形块的T形头或/和中间块支承在凸筋上，T形头与槽口之间具有冷却液通过的腔体。

所述在散热器上的槽口沿散热器的横向或长度方向设置，底板上的T形块与散热器上的槽口对应设置，密封端板安装在散热器的横向两端面或纵向两端面。

所述底板上的T形块间隔设有两个以上的缺口，至少两个中间块通过紧固件安装在底板对应的缺口上，且中间块的上部设有用安装弹性压簧的卡座，所述的卡座位于中部或位于中间块的两端，弹性压簧的两端插接或卡接在两两中间块的卡座上。