[发明专利]一种功率半导体器件均压结构

说明书

一种功率半导体器件均压结构，包括：半导体器件(3)、压装组件、平压块(2)和碟簧组件；所述碟簧组件包括碟簧压块(4)和多个碟簧(7)，所述碟簧(7)均匀布置，完全覆盖所述半导体器件(3)；所述压装组件为柱形结构，所述半导体器件(3)、所述平压块(2)和所述碟簧组件均设置于所述柱形结构内，通过所述压装组件对所述半导体器件(3)、所述平压块(2)和所述碟簧组件施加压力实现均压；本发明提供的一种功率半导体器件均压结构，结构紧凑，在获得较均匀压力的同时，使压装体的厚度尺寸较小，降低了压装体的重量；使用了带凸缘导向杆，可以对碟簧定位，凸缘的外径还用于导向。

技术领域

本发明涉及一种压装结构，具体涉及一种功率半导体器件均压结构。

背景技术

功率半导体器件——二极管、晶闸管、IGBT等，是电力电子工程应用中的重要部件，某些高电压、大电流的功率半导体器件，在使用时应具有一定的压紧力。根据器件的大小不同，压紧力的大小可能达到几吨～十几吨之间。所以，一般将一个或数个功率半导体器件、以及散热器、压块以及母排等，按规定的压紧力做成一个压装组件来使用，半导体器件表面的压力均匀性很重要，关系到器件的工作性能和寿命。

由于功率半导体器件工作时的温升较高，而压装体可能是由包含钢、铝、铜以及绝缘件等不同材料的零件压装而成，各种材料的线膨胀系数不同，当温度变化时会造成压紧力的波动，因此，在压装时一般还使用一定数量的碟形弹簧，用于补偿温度变化带来的压紧力波动。根据器件的结构尺寸、压力大小等参数的不同，在压装时，可能只用1个碟簧，也可能需要用多个碟簧通过叠合、对合以及串并联等方式来组合使用。

通常来说，功率半导体器件的尺寸与碟簧的内径或者外径相比，可能相差较大。而不论使用何种材料的压块，其厚度对于力的传递、以及均匀性都有较大影响，比如，厚度较薄的时候，在压块与半导体器件的接触平面上，与碟簧接近的受力点附近应力很大，远离受力点的位置应力较小。对于一般的塑性材料来说，力的传递基本是按照90°的锥角传递的。因此，为了在功率半导体器件的工作表面获得较均匀的受力，就不得不采用具有一定厚度的压块进行压装。

功率半导体器件有圆形的，也有方形的，对于圆形来说，压接面压力的均匀性主要取决于压块的厚度以及碟簧的直径，压块过薄，将导致碟簧直径对应的部位应力过大、呈同心圆的状态向内及向外减小。对于方形的功率半导体器件来说，需要更厚的压块，才能保证通过碟簧的圆形线接触表面施加的压力传递到半导体器件的方形表面上，这些情况导致压装体的结构尺寸较大，同时也增加了设备的重量。

此外，碟簧受力直径较小的场合，还会使得两侧压板的受力接近于中部集中载荷，因而两侧压板的厚度也需要相应的增加。

无论何种情况，都可能导致压装体的结构尺寸较大，同时也增加了设备的重量。

发明内容

针对半导体压装时，压块厚度较薄会造成受力不均，所以需要较厚的压块，导致压装提的结构尺寸较大，同时增加了设备的重量的问题，本发明提供了一种功率半导体器件均压结构，包括：多个弹性件、定位装置和压装组件；

所述多个弹性件配合半导体组件的形状以阵列方式设置于所述半导体组件的一侧；

所述定位装置设置于所述半导体组件和弹性件之间，用于固定所述弹性件；

所述压装组件将所述多个弹性件、定位装置和所述半导体组件进行压装。

优选的，所述弹性件包括碟簧(7)和导向杆(6)；

所述导向杆(6)具有凸缘结构，所述导向杆(6)的凸部穿过所述碟簧(7)固定于定位装置上。

优选的，所述导向杆(6)的凸部直径等于所述碟簧(7)的内径，所述导向杆(6)的平台直径大于所述碟簧(7)的内径。