[实用新型]半导体开关管散热结构及直流变换器

说明书

本实用新型提供了一种半导体开关管散热结构及直流变换器，所述半导体开关管焊接到印制电路板的上表面，所述印制电路板安装于壳体内，所述散热结构包括陶瓷基片、导热凝胶层以及位于所述壳体的凸台，其中：所述陶瓷基片固定在所述凸台的顶面上，所述导热凝胶层设于所述陶瓷基片的表面；所述印制电路板通过螺钉固定到所述壳体或凸台，且所述印制电路板的所述半导体开关管所在位置处的下表面贴于所述导热凝胶层表面。本实用新型通过陶瓷基片实现印制电路板与机壳之间的绝缘和导热，不仅提高了导热效率，而且由于陶瓷基片不易损坏，提高了半导体开关管绝缘的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及电力电子设备领域，更具体地说，涉及一种半导体开关管散热结构及直流变换器。

背景技术

在汽车电子领域中，直流变换器(即DC/DC变换器)用于将动力电池中的高压直流电变换成低压直流电，以实现对辅助蓄电池的充电。半导体开关管，例如MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)，作为直流变换器中的开关器件，不断地快速开启和关断，在其工作过程中会产生大量的热。半导体开关管的高效的散热结构是保证直流变换器正常工作的关键结构之一。并且，在直流变换器中，由于半导体开关管原边的电压较高，还需要考虑其绝缘要求。

当前常见的半导体开关管的散热结构如图1所示，半导体开关管11焊接在印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)12上，在印制电路板12与壳体的凸台15之间有一层导热凝胶13和一层绝缘散热垫14，并且上述印制电路板12、导热凝胶13、绝缘散热垫14通过螺钉紧固在凸台15上，实现印制电路板12、导热凝胶13、绝缘散热垫14和凸台15之间的紧密贴合。导热凝胶13可以降低导热过程中的界面热阻，绝缘散热垫14除了实现半导体开关管11与壳体的绝缘要求，还与导热凝胶13一起将半导体开关管11产生的热量传导至壳体凸台15上，热量最终由壳体上的散热器或者水道传递至直流变换器外部。

然而，在上述半导体开关管的散热结构中，半导体开关管11产生的热量主要通过导热凝胶13和绝缘散热垫14传导至壳体上，但是导热凝胶13和绝缘散热垫14的导热系数较低，一般只有1～3W/m·K，导热能力较差。并且上述散热结构组装较为繁琐，需要先将绝缘散热垫14贴至凸台15，再在绝缘散热垫14上涂导热凝胶13，不利于自动化生产。此外，绝缘散热垫14与凸台15接触容易造成破损，一旦损坏，半导体开关管11的绝缘要求将无法保证。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述半导体开关管散热能力较差、不利于自动化生产的问题，提供一种新的半导体开关管散热结构及直流变换器。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种半导体开关管散热结构，所述半导体开关管焊接到印制电路板的上表面，所述印制电路板安装于壳体内，所述散热结构包括陶瓷基片、导热凝胶层以及位于所述壳体的凸台，其中：所述陶瓷基片固定在所述凸台的顶面上，所述导热凝胶层设于所述陶瓷基片的表面；所述印制电路板通过螺钉固定到所述壳体或凸台，且所述印制电路板的所述半导体开关管所在位置处的下表面贴于所述导热凝胶层表面。

在本实用新型所述的半导体开关管散热结构中，所述陶瓷基片以与所述凸台一体压铸成型的方式固定在所述凸台的顶面。

在本实用新型所述的半导体开关管散热结构中，所述凸台的顶面具有定位件，且所述定位件突出于所述凸台的顶面；所述陶瓷基片上具有与所述定位件对应的定位缺口或定位孔，且在所述陶瓷基片固定到所述凸台的顶面时，所述定位件嵌入所述定位缺口或定位孔。

在本实用新型所述的半导体开关管散热结构中，所述定位件突出于所述凸台顶面的高度小于所述陶瓷基片的厚度。

在本实用新型所述的半导体开关管散热结构中，所述定位件位于所述半导体开关管的正投影区域之外。