[发明专利]功率模块、散热组件及功率模块的装配方法

说明书

本发明公开了功率模块、散热组件及功率模块的装配方法，通过散热组件装配功率模块的装配过程包括如下步骤：通过第一工装，将功率器件组装到散热底座，功率器件的散热面靠近贴附面；用第二工装夹持弹性压片的竖向臂，并将弹性压片竖直定位在装配区上方，第一弯曲部与功率器件的配合面的距离L1大于等于零；第二工装垂直向下压送弹性压片，第二倾斜臂受引导面作用逐渐向内弯折变形，并紧抵在第一抵持面；撤除第二工装，弹性压片将功率器件朝第一安装壁夹持，第一弯曲部紧抵功率器件的配合面，功率器件的散热面紧抵贴附面，第二弯曲部紧抵第二抵持面，第二倾斜臂紧抵第一抵持面；撤除第一工装，完成功率器件与散热底座的装配。

技术领域

本发明涉及一种电动汽车的电子器件装配的技术领域，尤其是涉及功率模块、散热组件及功率模块的装配方法。

背景技术

随着电动汽车行业的蓬勃发展，车载充电机、直流交换器、交流交换器以及相应的集成设备正朝着小型化、集成化的方向发展，相应的各器件被要求朝小型化、集成化的方向发展。这其中MOSFET、IGBT等功率器件集成在PCB板上，且随着更加集成化的发展需求，产品的功率密度也越来越高。然而MOSFET、IGBT等功率器件本身的功率损耗会带来严重的发热，功率密度越高，热集中现象越严重。因此功率器件需要和散热器件相贴合，将热量传导出去。

现有功率器件和散热器件的装配结构主要有以下几类：

第一、焊接固定，例如申请公布号为CN104409432A的名为一种功率器件和散热器件的连接结构及其制作方法的专利文件公开了：功率器件和散热器件之间通过锡类金属熔解固定。

第二、粘合固定，例如申请公布号为CN111696939A的名为一种用于功率器件的散热器及功率器件的专利文件公开了：功率器件的非金属安装面和散热器的功率器件安装面之间还设有粘贴元件，两者通过粘贴固定。

第三、紧固件固定，例如申请公布号为CN108281400A的名为功率器件的散热结构的专利文件公开了：散热器与功率器件表面相抵并用螺丝通过通孔固定。

第四、压片固定，例如申请公布号为CN108831864A的名为半导体功率器件散热底座及组装方法专利文件公开了：功率器件组装到散热底座后，“S”形压紧弹片固定在散热底座上，其尾部嵌入座台的嵌缝中，头部压紧功率器件表面，且头部和尾部的卡扣结构与散热底座的座背上的限位凸起配合，防止压紧弹片脱离。

上述这几种功率器件和散热器件的装配结构分别存在一些不足之处：

其中第一、二种装配方式，由于功率器件发热很容易导致锡类等焊剂融化或导致粘贴元件粘性失效，从而使得功率器件与散热器件脱离，不仅影响散热效果，更会因为功率器件脱落而导致设备故障。

第三种连装配方式，虽然连接稳定性上优于第一、第二种方式，但是依旧存在下述问题：首先，长期使用后，螺丝会因为振动而导致松动，进而导致功率器件压紧面压力下降热阻升高，影响散热效果；其次，散热器上需要较大的空间来加工螺纹孔和装配螺钉，影响整体的空间尺寸；另外，散热器上配合螺钉紧固，需要机加工大量的螺纹孔和安装平面，生产线需要配套锁螺丝的工位设备、零部件物料和装配时间，增加加工、装配成本，且因工序复杂难以实现自动化装配。

第四种装配方式，虽然解决了第三种螺钉紧固所带来的装配空间和成本困扰，也避免了第一、二种连接方式的连接失效的问题。但却产生了损害功率器件和紧固效果较差的新问题，并且依旧难以解决自动化装配的老问题。

问题一：由于“S”形压紧弹片仅尾部与散热底座竖向的嵌缝配合，使得下压过程中其对功率器件施加向内作用力，导致两者产生较大摩擦力，进而对敏感的功率器件造成损害。

问题二：由于“S”形压紧弹片与散热底座的配合仅有尾部一个支点，又因上述装配摩擦力的原因，两者不能够具有过大的压持力，因此其对功率器件的作用力有限，紧固效果不佳。