一种压接MOSFET的导电组件的制作方法

一种压接mosfet的导电组件
技术领域
1.本实用新型属于半导体元件压接技术领域，具体是涉及到一种压接晶闸管器件中压接mosfet的导电组件。


背景技术：

2.压接晶闸管器件是一种类集成发射极关断晶闸管的新型可关断晶闸管类器件，是电力电子装置实现电能转换、电路控制的核心器件。在柔性直流输电领域、模块化多电平换流器(modular multilevel converter，mmc)、断路器等工程运用中具有广阔的应用前景。
3.压接晶闸管器件封装设计时里面集成了大量的mosfet，一方面，压接的mosfet晶体管对压力接触十分敏感，不仅要求其接触表面压力均匀一致性，而且对接触压力有一定的范围要求，压力偏大或偏小均会对寿命造成影响。压力偏小(积热区)：此区域的力不能达到使mosfet与接触铜块良好的接触，热特性不稳定，接触热阻过大，有积热产生，热和机械效应恶性循环将导致器件特性恶化或烧毁；压力偏大(应力区)：此区域的压力，表面上对有关短暂测试的出厂参数有利，但是mosfet硅片已受应力，对长期工作寿命极为不利，造成应力损坏。另一方面，由于压接器件中在内部封装结构中通过驱动板集成了大量的mosfet，其内部空间有限，内部电气结构复杂，导致其结构设计、散热特性难度较大。由于每个mosfet是通过焊接集成在pcb板上，故而必然会存在其每个mosfet的接触面的台面高度不一，其接触压力均匀性难以保证，造成每个mosfet焊接在内部驱动上时由于焊接工艺导致其整体与铜块的接触面差异性较大，mosfet在工作时如果接触不好，就会大大增加其接触热阻，不仅会增加器件的整体压降，而且会导致mosfet的热失效问题，影响器件的关断性能，严重时会导致器件失效。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、可靠性好、空间利用率高、安装与后期维护方便的压接mosfet的导电组件。
5.为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下，一种压接mosfet的导电组件，包括同轴设置的底盖、上轴套、弹性结构和限位螺钉，所述底盖与连接mosfet晶体管连接，底盖上设有立柱，所述限位螺钉贯穿上轴套与立柱的顶端连接，上轴套套设于立柱上且可沿轴向方向滑动，所述弹性结构套设于上轴套上，弹性结构的两端分别抵接上轴套和底盖，所述底盖和上轴套为金属材料，所述底盖的底面用于连接mosfet晶体管，所述mosfet晶体管通过驱动板与下压块连接，所述上轴套的顶端用于连接上压块。
6.优选的，所述上轴套上设有沿径向方向延伸的凸台，所述凸台的顶面不高于上轴套的顶面，所述弹性结构设于凸台与底盖之间。
7.优选的，所述上轴套上开设有与立柱适配的通孔，所述通孔内设有与限位螺钉适配的限位环。
8.优选的，所述上压块上开设有盲孔，所述盲孔的底面与凸台的顶面抵接，盲孔的底
面上设有与上轴套适配的凹槽，所述盲孔的深度不小于立柱与限位环抵接时凸台顶面到驱动板顶面的距离。
9.优选的，所述底盖上开设有与上轴套侧壁设配的限位槽。
10.优选的，所述弹性结构为弹簧。
11.优选的，所述弹性结构为碟型弹簧。
12.优选的，所述碟型弹簧为对合组合。
13.本实用新型的有益效果是，通过限位螺钉将底盖、弹性结构、上轴套连接在一起，将组装好的导电组件置于上压块与mosfet晶体管之间，导电组件结构受到上压块、下压块的压力后，上轴套承受上压块的压力通过弹性结构将力均匀的传导到底盖上，使得压力均匀传导到mosfet晶体管上，这种结构设计可以通过调节弹性结构的弹性变形来补偿由于mosfet晶体管在驱动板上焊接时带来的工艺误差和驱动板受压后内部结构变形带来的尺寸误差，底盖与上轴套之间通过弹性结构的形变来传导受力，控制所压接mosfet晶体管的受力范围，结构简单、可靠性好、空间利用率高、安装与后期维护方便。
附图说明
14.图1为本实用新型其中一实施例的结构示意图；
15.图2为导电组件的爆炸图；
16.图3为图2所示的凸台的结构示意图；
17.图4为图1所示的上轴套的结构示意图；
18.图5为图2所示的底盖的结构示意图；
19.图6为图1所示的上压块的结构示意图。
20.在图中，1、底盖；11、立柱；12、限位槽；2、上轴套；21、凸台；22、通孔；23、限位环；3、弹性结构；4、限位螺钉；5、mosfet晶体管；6、驱动板；7、下压块；8、上压块；81、盲孔；82、凹槽。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明：
22.请一并参阅图1-6，本实施例提供的压接mosfet的导电组件，包括同轴设置的底盖1、上轴套2、弹性结构3和限位螺钉4，所述底盖1与连接mosfet晶体管5连接，底盖1上设有立柱11，所述限位螺钉4贯穿上轴套2与立柱11的顶端连接，上轴套2套设于立柱11上且可沿轴向方向滑动，所述弹性结构3套设于上轴套2上，弹性结构3的两端分别抵接上轴套2和底盖1，所述底盖1和上轴套2为金属材料，所述底盖1的底面用于连接mosfet晶体管5，所述mosfet晶体管5通过驱动板6与下压块7连接，所述上轴套2的顶端用于连接上压块8。
23.使用时，通过限位螺钉4将底盖1、弹性结构3、上轴套2连接在一起，将组装好的导电组件置于上压块8与mosfet晶体管5之间，导电组件结构受到上压块8、下压块7的压力后，上轴套2承受上压块8的压力通过弹性结构3将力均匀的传导到底盖1上，使得压力均匀传导到mosfet晶体管5上，这种结构设计可以通过调节弹性结构3的弹性变形来补偿由于mosfet晶体管5在驱动板6上焊接时带来的工艺误差和驱动板6受压后内部结构变形带来的尺寸误差，底盖1与上轴套2之间通过弹性结构3的形变来传导受力，控制所压接mosfet晶体管5的
受力范围，结构简单、可靠性好、空间利用率高、安装与后期维护方便。
24.更具体的，所述上轴套2上设有沿径向方向延伸的凸台21，所述凸台21的顶面不高于上轴套2的顶面，凸台21的顶面为受力平面，用于承载上压块8，同时也作为与上压块8接触后的导电平面；上轴套2的顶面插入上压块8，对上压块8起到定位作用，所述弹性结构3设于凸台21的底面与底盖1的顶面之间。
25.更具体的，所述上轴套2上开设有与立柱11适配的通孔22，所述通孔22内设有与限位螺钉4适配的限位环23；导电组件受到上压块8跟下压块7的压力后，弹性结构3会发生弹性变形，当压缩到一定距离时，立柱11与上轴套2内的限位环23抵住，从而限位来控制该导电组件的弹性结构3的形变量，达到控制其压力的效果。
26.更具体的，所述上压块8上开设有盲孔81，所述盲孔81的底面与凸台21的顶面抵接，盲孔81的底面上设有与上轴套2适配的凹槽82，所述盲孔81的深度不小于立柱11与限位环23抵接时凸台21顶面到驱动板6顶面的距离；在本实施例汇总，所述盲孔81的深度等于立柱11与限位环23抵接时凸台21顶面到驱动板6顶面的距离，当立柱11与上轴套2内的限位环23抵接时，上压块8的底面与焊接mosfet晶体管5的的驱动板6的顶面抵接，能进一步限制弹性结构3的压缩量，从而避免mosfet晶体管5被过度挤压以致损坏。
27.更具体的，所述底盖1上开设有与上轴套2侧壁设配的限位槽12，上轴套2侧壁的底端与限位槽12接触，进一步限位来控制该导电组件的弹性结构3的形变量，保证限位准确可靠，达到控制其压力的效果。
28.更具体的，所述弹性结构3为弹簧。
29.更具体的，所述弹性结构3为碟型弹簧。
30.更具体的，所述碟型弹性结构为对合组合。组单片碟簧按照相同方向叠合使用，称作叠合组合碟形弹簧；反之，一组单片碟簧按照不同方向交替对合使用，称作对合组合碟型弹簧。叠合组合情况下，碟形弹簧组的变形与单个弹簧相同，给定变形量时的载荷则是单个弹簧的n倍(n＝碟形弹簧组内单片弹簧片数)。对合组合情况下，碟形弹簧组变形时弹簧组内单片弹簧变形量的总和，载荷则与单片弹簧相同。本实施例中，采用对合组合碟型弹簧使其所受压力与变形量呈线性关系，通过控制碟簧导电组件的弹性变形量可以控制所压接mosfet的压力数值，使mosfet始终处于合理的压力范围值内，压力范围为70n-100n。
31.导电组件中的弹性结构可以采用碟形弹簧以外的其他弹性结构形式实现。
32.在本实施例中，底盖1和上轴套2为圆形结构，可以理解的是，导电组件还可以采用圆形以外的其他结构形式实现。
33.本实用新型提供的导电结构在受到上、下压块的压力后，上轴套2承受上压块8的压力通过对合的多个蝶形弹簧3将力均匀的传导到底盖1上，通过上轴套2将压力均匀传导到mosfet晶体管5上，这种导电组件的结构设计可以通过调节蝶形弹簧之间的弹性变形来补偿由于mosfet晶体管5在驱动板6上焊接时带来的工艺误差和驱动板6受压后内部结构变形带来的尺寸误差；可靠性好、空间利用率高、结构简单、安装与后期维护方便；底盖1和上轴套2所选材料导电率高，如银、铜及其合金材料，通流与散热效果好，压力传导一致高，压力均匀性好，接触热阻小；所选用的碟型弹簧的弹性变形性能优异，其所受压力与碟型弹簧的变形量呈线性关系，通过控制碟型弹簧的弹性变形量可以控制所压接mosfet晶体管5的压力数值，使mosfet晶体管5始终处于合理的压力范围值内；导电组件具有限位功能，在保
证接触压力的同时防止压力超过mosfet晶体管5承受的压力范围值,同时受压后又能缩短其电流导通路径，提升器件的关断能力，能实现导电、传力、限位三大核心功能，极具工程应用价值。
34.以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。