一种半导体器件的压装装置及压装方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体器件的压装装置，包括顶压组件、多个散热器及两组绝缘支撑板，两组所述绝缘支撑板平行且相对布置，沿绝缘支撑板的长度方向，多个所述散热器水平支撑于两组所述绝缘支撑板之间，位于底层的所述散热器通过紧固件固定于所述绝缘支撑板上；所述顶压组件位于两组所述绝缘支撑板之间，且作用于位于顶层的所述散热器上。本发明专利技术具有操作简便、压装可靠性高，且体积重量小的半导体器件的优点。

Press mounting device of semiconductor device and press mounting method

The present invention provides a semiconductor device pressing device, including top pressure components, a plurality of radiator and two sets of insulated support plate, two groups of the insulating supporting plate in parallel and relatively arranged along the length direction of the insulating support plate, a plurality of the radiator support level of two groups of the insulation between the supporting board the radiator, at the bottom of the fastener is fixed on the insulating support plate; between the top pressure components are located in the two groups of the insulating supporting plate, and the effect on the radiator at the top of the. The invention has the advantages of simple operation, high press mounting reliability, and small volume and weight of semiconductor devices.

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件的压装装置及压装方法
本专利技术涉及半导体器件装配领域，尤其涉及一种半导体器件的压装装置及压装方法。
技术介绍
在电力电子领域，半导体器件组合应用是半导体器件应用的常用方式。在组合应用中，需要采用半导体器件的压装装置实现半导体器件加压。现有的半导体器件的压装装置主要包括散热器、半导体器件、施力组件(含螺杆、绝缘套管及)，传力组件(含传递垫块、钢珠及碟簧)、压板(含上、下压板)、绝缘垫块(含上、下绝缘垫块)及连接铜排(含上、下连接铜排)。压装操作过程为：1、先行将下压板与四根螺杆(螺杆一端拧上螺母)组装在一起，螺杆上套上绝缘套管；2、通过定位销定位，从下至上组装下绝缘垫块、散热器、半导体器件、上绝缘垫块、传力组件；3、装上压板，拧上螺杆另一端的螺母，完成组件的预装；4、调平上、下压板的间距，使其平行：5、通过估算得出需要在螺杆上施加的力矩值，通过力矩扳手缓慢地在上压板上的四颗螺母上轮流施加力矩值，达到设定值后即完成压装。其存在以下几个问题：(1)操作复杂，维护不便。施力部件采用螺杆及压板的框架结构形式，在压装操作时，需要拧紧8颗甚至16颗螺母，实现框架结构组装及压力施加，同时，在压装施力前，需采用工装或人为测量来保持散热器的同面性、调整上、下压板的间距及平行度，操作复杂；且散热器与半导体器件重力叠加设置，不利于更换损坏的半导体器件，导致维修不便。(2)压装可靠性低。通过上压板上方的四颗螺母的拧紧力给予上压板压力，并通过传力结构将压力传递给器件，实现其压装的要求，由于扳手施加于各个螺母的作用力很难保持一致，容易导致传递至器件的施加力不均，影响压装可靠性。(3)重量及体积大、成本高。现有的压装装置基本采用金属件(钢和铝合金)构成，且采用上、下绝缘垫块、绝缘套管隔离电压，组件重量大；同时，为完成螺杆的安装，上、下压板的尺寸需大于散热器尺寸，导致组件尺寸偏大，结构复杂。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种操作简便、压装可靠性高，且体积重量小的半导体器件的压装装置及压装方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种半导体器件的压装装置，包括顶压组件、多个散热器及两组绝缘支撑板，两组所述绝缘支撑板平行且相对布置，沿绝缘支撑板的长度方向，多个所述散热器水平支撑于两组所述绝缘支撑板之间，位于底层的所述散热器通过紧固件固定于所述绝缘支撑板上；所述顶压组件位于两组所述绝缘支撑板之间，且作用于位于顶层的所述散热器上。作为上述技术方案的进一步改进：沿所述绝缘支撑板的长度方向，所述绝缘支撑板上设有多个垂向限位部，相邻所述垂向限位部的间距均相等，且小于所述半导体器件的高度，所述散热器的两端支撑于对应一侧所述垂向限位部上。所述散热器的两端设有用于限制散热器水平位移的限位槽，所述散热器的两端分别通过限位槽卡设于对应一侧的所述绝缘支撑板上。所述散热器与位于散热器上方的半导体器件的其中一个上设有定位销，另一个上设有与定位销配合的定位孔。所述顶压组件包括压板、球头螺栓、碟簧导柱、碟簧及绝缘垫块，所述压板安装于两组所述绝缘支撑板之间，所述球头螺栓螺接于所述压板上，所述球头螺栓的一端设于所述碟簧导柱的上方，所述碟簧设于所述碟簧导柱与绝缘垫块之间，并在所述球头螺栓与碟簧导柱抵紧配合时呈压缩状。所述顶压组件还包括用于检测顶压组件压装力的定位针，所述定位针安装于所述碟簧导柱上，并位于所述碟簧的一侧。所述定位针为弹性件。所述绝缘垫块上设有用于限制碟簧变形位移的定位槽，所述碟簧设置于所述定位槽的上方。沿绝缘支撑板的长度方向，所述绝缘支撑板上设置有多个用于增加爬电距离的环形槽。一种半导体器件的压装装置的压装方法，包括如下步骤：步骤1)：将散热器水平支撑于两组绝缘支撑板之间，并固定位于底层的散热器；步骤2)：将半导体器件逐个安装在相邻的两散热器之间；步骤3)：将顶压组件安装于两组绝缘支撑板之间；步骤4)：顶压组件施加压装力至设定值，接入连接铜排，完成压装。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术通过两组绝缘支撑板水平支撑散热器，且位于底层的散热器固定，构成压装装置的外框架，避免了采用多个螺母固定框架操作繁琐的问题；在组装过程中，散热器即处于水平状态保证散热器的同面性及间距控制，无需后续调整检测，操作快捷简便，散热器支撑设置，使半导体器件可单独拆装更换，易维护；(2)本专利技术摒弃了传统的螺杆螺母施压结构，只需在器件顶端设置一顶压组件即可，避免了采用多个螺母施加作用力不易控制的问题，提高了压装可靠性；(3)本专利技术以绝缘支撑板及散热器构成框架结构，省去了下压板、下绝缘垫块、螺杆、绝缘套管等部件，重量小，成本低，且其他部件均设于绝缘支撑板之间，装置体积小，结构简单。本专利技术的半导体器件的压装方法，同样具有上述优点，并可快速组装。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：图1是本专利技术的立体结构示意图。图2是本专利技术压装装置的外框架示意图。图3是本专利技术顶压组件的结构示意图。图4是本专利技术带扩展绝缘板的压装装置的结构示意图。图5是本专利技术半导体器件压装装置的压装方法的流程图。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。图中各标号表示：1、绝缘支撑板；11、垂向限位部；12、环形槽；13、螺纹孔；2、散热器；21、限位槽；3、半导体器件；4、顶压组件；41、压板；42、球头螺栓；43、碟簧导柱；431、凹槽；44、碟簧；45、绝缘垫块；46、定位针；5、定位销；6、紧固件；7、上拓展绝缘板；8、下拓展绝缘板；9、连接铜排。具体实施方式下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。图1至图3示出了本专利技术半导体器件的压装装置的实施例，本专利技术的半导体器件的压装装置适用于压装平板式功率半导体器件。半导体器件的压装装置包括顶压组件4、多个散热器2及两组绝缘支撑板1，顶压组件4作用于位于顶层的散热器2上，用于提供半导体器件3的压装力，且可降低杂散电感；散热器2与半导体器件3交替叠加设置，用于散去工作中半导体器件3的热量使之稳定运行，散热器2材料为铝合金或铜合金；两组绝缘支撑板1平行且相对布置，绝缘支撑板1有效地避免了电能从半导体器件3传递给整个压装装置，以便保证相关设备和人员的安全，沿绝缘支撑板1的长度方向，多个所述散热器2水平支撑于两组所述绝缘支撑板1之间，位于底层的散热器2通过紧固件6固定于绝缘支撑板1上，紧固件6为绝缘材料制成，当需压装的半导体器件3尺寸较大、压力需求较大时，则可选择金属紧固件；顶压组件4位于两组绝缘支撑板1之间，且作用于位于顶层的散热器2上。首先，本专利技术的散热器2水平支撑于绝缘支撑板1上，且位于底层的散热器2固定，构成压装装置的外框架，避免了采用多个螺母固定框架操作繁琐的问题，且在组装过程中，散热器2即可处于水平状态以保证散热器2的同面性及间距控制，无需后续调整检测，操作快捷简便，且散热器2支撑设置，使半导体器件3可单独拆装更换，易维护；其次，本专利技术摒弃了传统的螺杆螺母施压结构，只需在器件顶端设置一顶压组件4即可，避免了采用多个螺母施加作用力不易控制的问题，提高了压装可靠性；最后，本专利技术以绝缘支撑板1及散热器2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的压装装置，其特征在于，包括顶压组件、多个散热器及两组绝缘支撑板，两组所述绝缘支撑板平行且相对布置，沿绝缘支撑板的长度方向，多个所述散热器水平支撑于两组所述绝缘支撑板之间，位于底层的所述散热器通过紧固件固定于所述绝缘支撑板上；所述顶压组件位于两组所述绝缘支撑板之间，且作用于位于顶层的所述散热器上。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的压装装置，其特征在于，包括顶压组件、多个散热器及两组绝缘支撑板，两组所述绝缘支撑板平行且相对布置，沿绝缘支撑板的长度方向，多个所述散热器水平支撑于两组所述绝缘支撑板之间，位于底层的所述散热器通过紧固件固定于所述绝缘支撑板上；所述顶压组件位于两组所述绝缘支撑板之间，且作用于位于顶层的所述散热器上。2.根据权利要求1所述的半导体器件的压装装置，其特征在于，沿所述绝缘支撑板的长度方向，所述绝缘支撑板上设有多个垂向限位部，相邻所述垂向限位部的间距均相等，且小于所述半导体器件的高度，所述散热器的两端支撑于对应一侧所述垂向限位部上。3.根据权利要求2所述的半导体器件的压装装置，其特征在于，所述散热器的两端设有用于限制散热器水平位移的限位槽，所述散热器的两端分别通过限位槽卡设于对应一侧的所述绝缘支撑板上。4.根据权利要求3所述的半导体器件的压装装置，其特征在于，所述散热器与位于散热器上方的半导体器件的其中一个上设有定位销，另一个上设有与定位销配合的定位孔。5.根据权利要求1至4任意一项所述的半导体器件的压装装置，其特征在于，所述顶压组件包括压板、球头螺栓、碟簧导柱、碟簧及绝缘垫块，所述压板安装于两组所述绝缘支...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾文彬，任亚东，颜骥，孙文伟，窦金龙，
申请(专利权)人：株洲南车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43