一种半导体器件固定结构
阅读说明：本技术 一种半导体器件固定结构 (Semiconductor device fixing structure ) 是由 吕广贤 陶鹤英 徐�明 孙巨禄 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种半导体器件固定结构,包括：基板；散热板,设置在所述基板上；主板,设置在所述散热板上,所述主板向所述散热板的外侧延伸,所述主板上设置有半导体器件；绝缘垫片,设置在所述散热板上,所述绝缘垫片包覆所述半导体器件；金属弹性片,所述金属弹性片的第一部分设置在所述绝缘垫片上,所述第一部分用于挤压所述绝缘垫片,所述金属弹性片的第二部分固定在所述散热板或者所述基板上,所述第一部分和所述第二部分呈角度设置。本发明提出的半导体器件固定结构的结构简单。(The present invention provides a semiconductor device fixing structure, including: a substrate; a heat dissipation plate disposed on the substrate; the mainboard is arranged on the heat dissipation plate, extends towards the outer side of the heat dissipation plate, and is provided with a semiconductor device; the insulating gasket is arranged on the heat dissipation plate and covers the semiconductor device; the first part of the metal elastic sheet is arranged on the insulating gasket and used for extruding the insulating gasket, the second part of the metal elastic sheet is fixed on the heat dissipation plate or the substrate, and the first part and the second part are arranged at an angle. The semiconductor device fixing structure provided by the invention has a simple structure.)
技术领域
本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种半导体器件固定结构。
背景技术
在开关电源功率布局中，半导体器件作为核心的功率器件，常常承担了大部分的电路损耗，并以热量的形式表现出来。而高结温对半导体器件的工作效率和寿命都有较大影响。因此，一般都需要加散热器来给半导体器件进行散热。
在贴外壳散热的组装形式中，尤其是初次侧，需要处理半导体器件和周边金属器件或结构之间的电气距离，以符合安全规范要求。一般采用金属压条套热缩套管，并使用螺丝固定并压紧半导体器件实现可靠散热。这样的组装很困难，从而使整体布局空间尺寸加大
发明内容
鉴于上述现有技术的缺陷，本发明提出一种半导体器件固定结构，该半导体器件固定结构组装方便，结构简单，空间尺寸小。
为实现上述目的及其他目的，本发明提出一种半导体器件固定结构，包括：
基板；
散热板，设置在所述基板上；
主板，设置在所述散热板上，所述主板向所述散热板的外侧延伸，所述主板上设置有半导体器件；
绝缘垫片，设置在所述散热板上，所述绝缘垫片包覆所述半导体器件；
金属弹性片，所述金属弹性片的第一部分设置在所述绝缘垫片上，所述第一部分用于挤压所述绝缘垫片，所述金属弹性片的第二部分固定在所述散热板或者所述基板上，所述第一部分和所述第二部分呈角度设置。
进一步地，所述散热板的两端通过螺丝固定在所述基板上。
进一步地，所述主板包括第一区域和第二区域，所述第一区域连接所述第二区域。
进一步地，所述第一区域的宽度小于第二区域的宽度。
进一步地，所述散热板包括中间凹部，所述第一区域通过螺丝固定在所述中间凹部上，所述第二区域位于所述中间凹部的外侧。
进一步地，所述半导体器件通过引脚固定在所述主板上。
进一步地，所述绝缘垫片包括上垫片和下垫片，所述半导体器件位于所述上垫片和下垫片之间。
进一步地，所述上垫片与所述第一部分接触，所述下垫片与所述散热板接触。
进一步地，所述第二部分通过螺丝固定在所述散热板的侧壁上。
进一步地，所述第二部分通过螺丝固定在所述基板的竖直部上，所述竖直部的高度大于所述散热板的高度。
进一步地，所述主板上还包括电容，所述电容设置在所述第二区域上。
进一步地，所述主板包括PCB电路板。
进一步地，所述第一部分和第二部分的角度包括90°。
综上所述，本发明提出一种半导体器件固定结构，在电容和半导体器件焊接在主板上之后，通过中间螺丝固定在散热板上，从而实现电容的可靠接地。然后通过绝缘垫片将半导体器件包裹起来，并通过沉头螺丝从水平方向将金属弹性片侧向锁固到散热板上，在螺丝锁定过程中，由于金属弹性片具有特定的折弯角度，实现水平锁紧力转化为竖直压力，将半导体器件紧紧压在绝缘垫片上，从而达到散热目的；最后将整个组件通过带垫片螺丝锁固到基板或外壳上。该结构整体空间占用小，连接可靠。该结构可作为标准通用组装件，使用和沿用到各个场合，如型材，压铸件等形式外壳的组装中。该结构尽可能减少电容的接地走线路径，有很好的EMI噪声表现。该结构可以很好的满足电气爬电距离的隔绝要求。
附图说明
图1：本发明一实施例中半导体器件固定结构的结构图。
图2：本发明一实施例中图1的爆炸图。
图3：本发明一实施例中半导体器件固定结构的结构图。
图4：本发明一实施例中图3的爆炸图。
图5：本发明一实施例中半导体器件固定结构的结构图。
图6：本发明一实施例中图5的爆炸图。
图7：本发明一实施例中半导体器件固定结构的结构图。
图8：本发明一实施例中图7的爆炸图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1所示，本实施例提出一种半导体器件固定结构100，该半导体器件固定结构100可以包括基板101，散热板102，主板103，电容104，半导体器件105，绝缘垫片106和金属弹性片107。
如图2所示，图2显示为图1的爆炸图。散热板102位于基板101上，基板101可以为方形结构，例如为长方体结构。散热板102通过紧固螺丝108固定在基板101上，紧固螺丝108例如设置在散热板102的两侧。从图2中可以看出，在散热板102的两侧分别设置有螺丝孔，同时在位于该螺丝孔的正下方基板101上同样设置有螺丝孔(图2中未显示)，因此可以通过紧固螺丝108放置在螺丝孔内，从而可以将散热板102固定在基板101上。该紧固螺丝108例如为带垫片的螺丝。
如图2所示，在本实施例中，该散热板102可以是散热凸台，也就是说该散热板102包括一中间凹部1021，在中间凹部1021的两侧形成凸部，该散热板102可以对半导体器件105起到散热作用。在本实施例中，该主板103设置在散热板102上，散热板103可以包括第一区域1031和第二区域1032。第一区域1031和第二区域1032连接，且第一区域1031和第二区域1032处于同一平面。第一区域1031的宽度小于第二区域1032的宽度，因此可以将第一区域1031固定在中间凹部1021上，由此第二区域1032可以位于散热板102的外侧。第一区域1031的宽度可以等于或小于中间凹部1021的宽度，第一区域1031例如通过中间螺丝109固定在中间凹部1021上。第二区域1032可以为该散热板102的侧壁接触，从而形成稳定的结构。同时由于中间凹部1021的存在，因此可以减少该半导体器件固定结构的尺寸。在本实施例中，该第二区域1032上还设置有电容104和半导体器件105。电容104，半导体器件105例如通过引脚焊接在主板103上。在本实施例中，电容104，半导体器件105和主板103可以统称为PCBA。主板103可以为PCB电路板，电容104可以为Y电容，半导体器件105可以为MOSFET。在本实施例中，第二区域1032上例如设置两个半导体器件105，当然还可以设置更多个半导体器件105。
如图1-图2所示，在本实施例中，该半导体器件105位于绝缘垫片106内，也就是半导体器件105被绝缘垫片106完全包围。该绝缘垫片106可以包括上垫片1061和下垫片1062。上垫片1061和下垫片1062连接。上垫片1061和下垫片1062形成开口状，由此半导体器件105可以通过开口状设置在绝缘垫片106内。上垫片1061可以和半导体器件105的顶面接触，下垫片1062可以和半导体器件105的底面接触。绝缘垫片106还可以具有良好的散热作用，因此可以将该半导体器件105的热量快速传递出去。
如图2所示，在本实施例中，在绝缘垫片106上还设置有金属弹性片107，金属弹性片107可以包括第一部分1071和第二部分1072。第一部分1071和第二部分1072呈角度设置。第一部分1071位于上垫片1061上，第二部分1072与散热板102的侧壁接触，在第二部分1072上设置有螺丝孔，同时在散热板102的侧壁上还设置有螺丝孔，当沉头螺丝110放置在螺丝孔内时，从而可以将第二部分1072固定在散热板102上，由此可以将金属弹性片107固定在散热板102上。第一部分1071和第二部分1072可以称倒角连接，第一部分1071和第二部分1072的夹角例如为90°。在本实施例中，通过沉头螺丝108从水平方向将金属弹性片107侧向锁固到散热板102上，在螺丝锁定过程中，由于金属弹性107片具有特定的折弯角度，实现水平锁紧力转化为竖直压力，将半导体器件105紧紧压在绝缘垫片106上，从而达到散热目的。
如图1和图3-图4所示，本实施例还提出另一种半导体器件固定结构100，图4显示为图3的爆炸图。图1和图3的区别，图3中的基板101包括水平部1011和竖直部1012。水平部1011垂直于竖直部1012。散热板102设置在水平部1011上，且散热板102的侧壁抵靠在竖直部1012上，竖直部1012的高度大于散热板102的高度。同时第一部分1071与绝缘垫片106接触，第二部分1072与竖直部1012接触，在竖直部1012和第二部分1072上均设置有螺丝孔，当沉头螺丝110设置在螺丝孔内，从而可以将金属弹性片107固定在基板101上，同时在螺丝锁定过程中，由于金属弹性107片具有特定的折弯角度，实现水平锁紧力转化为竖直压力，将半导体器件105紧紧压在绝缘垫片106上，从而达到散热目的。
如图5-图6所示，图5显示为另一种半导体器件固定结构100，图6显示为图5的爆炸图。该半导体器件固定结构100可以包括散热板102，散热板102包括一中间凹部1021，主板103的第一区域可以设置在中间凹部1021上。在主板103上设置有两个半导体器件105，这两个半导体器件105分别设置在两个绝缘垫片106内，绝缘垫片106完全包覆半导体器件105。绝缘垫片106的结构可以参考上述描述。在绝缘垫片106还设置金属弹性片107，金属弹性片107与绝缘垫片106的上垫片接触。在金属弹性片107上设置有螺丝孔，当紧固螺丝设置在螺丝孔内时，从而可以将该金属弹性片107固定在绝缘垫片106上，同时还可以将主板103固定在中间凹部1021上。
如图7-图8所示，本实施例还提出另一种半导体器件固定结构100，图8显示为图7的爆炸图。该半导体器件固定结构100可以包括基板101，基板101的结构可以参考图4中的基板101的结构。在基板101的水平部上设置有散热板102，散热板102可以为方形结构。在散热板102上设置有上垫片1062，半导体器件104和上垫片1061。半导体器件104位于上垫片1061和下垫片1062之间，也就是说半导体器件104的顶面和底面分别与上垫片1061和下垫片1062接触。在上垫片1061上设置有金属弹性片107，在金属弹性片107上设置有固定块111，固定块111上设置有螺丝孔，该螺丝孔贯穿固定块111。在固定块111内可以设置紧固螺丝108，紧固螺丝108可以穿过螺丝孔，从而与金属弹性片107接触，当紧固螺丝108向下旋转的过程中，从而可以挤压金属弹性片107，金属弹性片107挤压上垫片1061，从而可以将半导体器件104固定在上垫片1061和下垫片1062之间。在固定块111的侧壁，基板101的竖直部上同样设置有螺丝孔，当将沉头螺丝110穿过竖直部上的螺丝孔，固定块111侧壁上的螺丝孔时，从而可以将固定块111固定在基板101上。
综上所述，本发明提出一种半导体器件固定结构，在电容和半导体器件焊接在主板上之后，通过中间螺丝固定在散热板上，从而实现电容的可靠接地。然后通过绝缘垫片将半导体器件包裹起来，并通过沉头螺丝从水平方向将金属弹性片侧向锁固到散热板上，在螺丝锁定过程中，由于金属弹性片具有特定的折弯角度，实现水平锁紧力转化为竖直压力，将半导体器件紧紧压在绝缘垫片上，从而达到散热目的；最后将整个组件通过带垫片螺丝锁固到基板或外壳上。该结构整体空间占用小，连接可靠。该结构可作为标准通用组装件，使用和沿用到各个场合，如型材，压铸件等形式外壳的组装中。该结构尽可能减少电容的接地走线路径，有很好的EMI噪声表现。该结构可以很好的满足电气爬电距离的隔绝要求。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本发明的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。