ES1057859U - Dispositivo de apriete para semiconductores. - Google Patents
Dispositivo de apriete para semiconductores.Info
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Abstract
1. Dispositivo de apriete para semiconductores; siendo dicho dispositivo de los que comprenden dos mordazas de apriete (1, 2), rígidas o flexibles, que se relacionan entre sí por medio de unos tornillos (3) y tuercas de apriete (4), y que actúan directa o indirectamente sobre unas placas disipadoras (6, 7) sensiblemente paralelas, que actúan sobre los laterales o caras o opuestas de un semiconductor de potencia (5) en formato disco, estableciendo el apriete del mismo, caracterizado porque comprende entre, al menos, una de las mordazas de apriete (2) y la correspondiente placa disipadora (7), dos piezas (8, 9) cuyas superficies enfrentadas (83, 91), de contacto mutuo, son respectivamente curvoconvexa y curvocóncava, presentando ambas superficies (83, 91) idénticos radios de curvatura para asegurar su autocentraje durante el apriete de las mordazas (1, 2), la transmisión de la fuerza de apriete a las placas disipadoras (6, 7) en una dirección axial y la actuación de las placas disipadoras (6,7) con una presión uniforme sobre la totalidad de las superficies o caras opuestas del semiconductor (5).
Description
Dispositivo de apriete para semiconductores.
La presente invención se refiere como su título
indica a un dispositivo de apriete para semiconductores, siendo
dicho dispositivo de los que comprenden dos mordazas, rígidas o
flexibles, que se relacionan entre sí por medio de unos tornillos y
tuercas de apriete y que actúan directa o indirectamente sobre unas
placas disipadoras, sensiblemente paralelas, entre las que se
encuentra situado un semiconductor de potencia en formato
disco.
Los semiconductores de potencia en formato disco,
que se refrigeran por las dos caras, necesitan trabajar bajo una
cierta fuerza de compresión, entre unos límites definidos, con el
objeto de asegurar la transferencia térmica, la vida en condiciones
cíclicas de trabajo y el contacto eléctrico.
En estos semiconductores es necesario que la
fuerza aplicada sobre los mismos sea ejercida de modo uniforme
sobre toda su superficie, siendo estas condiciones especialmente
críticas para los transistores tipo "IGBT" y otros
semiconductores de última generación.
Para realizar el montaje de estos semiconductores
de potencia se utilizan actualmente diferentes dispositivos de
apriete o útiles mecánicos (prensas) que permiten ejercer y
mantener esta fuerza de compresión durante toda la vida útil del
dispositivo.
Estos dispositivos de apriete incluyen
habitualmente dos mordazas de apriete que se relacionan entre sí
por medio de unos tornillos y tuercas de apriete, siendo dichas
mordazas las encargadas de establecer el apriete de dos piezas
disipadoras contra los laterales o superficies opuestas de un
semiconductor.
En algunos de estos dispositivos o prensas de
apriete una de las mordazas está compuesta por un muelle plano o
ballesta que actúa con un punto central sobre la correspondiente
placa disipadora, al ser flexionada la ballesta por la acción sobre
sus extremos, de los tornillos o tuercas de apriete, que tienden a
desplazarlos hacia la mordaza opuesta.
En otros dispositivos o prensas existentes se
utilizan dos mordazas sensiblemente rígidas, transmitiéndose el
empuje de una de dichas mordazas a la correspondiente placa
disipadora por medio de un empujador que establece un contacto
prácticamente puntual sobre dicha placa disipadora y que se
encuentra relacionado con la mordaza correspondiente por medio de
unos resortes de platillo; presentando este sistema la ventaja de
que se puede tarar la prensa o dispositivo de apriete cuando se
fabrica, pudiendo incluir además un indicador en forma de arandela o
galga que queda suelta cuando se llega a la fuerza correcta.
Un ejemplo de prensa para el montaje de
semiconductores de este segundo tipo, es decir, provista de
mordazas de apriete rígidas y de un empujador montado sobre una de
las mordazas por medio de unos resortes de platillo, se encuentra
descrita y representada en el modelo de utilidad 204881.
En este tipo de dispositivos de apriete, para
compensar las posibles diferencias de apriete de los tornillos y
conseguir una aplicación más o menos uniforme del empuje de la
mordaza sobre la correspondiente placa disipadora, dicho empuje se
transmite, como ya se ha mencionado anteriormente, mediante un
vástago o un punto de apoyo central.
Sin embargo, la utilización de estos elementos
para transmitir el empuje de la mordaza a la correspondiente placa
disipadora, presenta diferentes inconvenientes siendo de destacar
los siguientes: de una parte, que al realizar la presión sobre un
punto debe intercalarse entre el mencionado vástago o elemento
transmisor del empuje un material rígido de grosor adecuado para
transmitir este esfuerzo a toda la superficie del semiconductor, de
otra parte, que tras el apriete, especialmente con elevadas fuerzas
de compresión, se produce una deformación plástica en el punto de
contacto, que afecta al comportamiento del conjunto y, finalmente,
que en la práctica los tornillos o espárragos de apriete sirven de
guiado para que el apoyo se sitúe en el eje central de los
semiconductores, pero se producen errores y desalineaciones con lo
que el montaje es a veces dificultoso.
Para solventar los problemas mencionados se ha
ideado el dispositivo de apriete para semiconductores objeto de la
presente invención que presenta unas particularidades constructivas
orientadas a evitar deformaciones en las zonas de aplicación de la
fuerza de apriete, a asegurar la transmisión de forma homogénea de
la fuerza de apriete a toda la superficie del semiconductor y a
asegurar el autocentrado de la fuerza de apriete, aunque la mordaza
encargada de transmitir dicha fuerza de apriete no se encuentre
perfectamente paralela a la superficie del semiconductor debido, por
ejemplo a un apriete desigual de los tornillos que la vinculan con
la mordaza opuesta.
Para ello, y de acuerdo con la invención, este
dispositivo de apriete comprende entre, al menos una de las
mordazas de apriete y la correspondiente placa disipadora dos
piezas cuyas superficies enfrentadas, de contacto mutuo, son
respectivamente curvocóncava y curvoconvexa, presentando ambas
superficies idénticos radios de curvatura para asegurar su
autocentraje durante el apriete del dispositivo y la actuación de
las placas disipadoras con una presión uniforme sobre las
superficies o caras opuestas del semiconductor.
Preferentemente una de las piezas mencionadas se
encontrará fijada, por medio de un elemento de apriete y con la
interposición de unos platillos elásticos, a la mordaza de empuje,
con lo que se asegura su retención en la posición de montaje. La
otra pieza, de superficie curva complementaria está provista de una
base plana para su apoyo, directo o con la interposición de una
pieza de material aislante, sobre la superficie exterior de una de
las placas disipadoras entre las que se encuentra dispuesto el
semiconductor a apretar.
La configuraciones curvas y contrapuestas de las
superficies de contacto de las dos piezas mencionadas asegura su
contacto sobre una superficie suficientemente elevada para impedir
deformaciones puntuales, además de asegurar la transmisión de la
fuerza de apriete en una dirección axial respecto al semiconductor,
con lo que se asegura que la fuerza de apriete sea uniforme sobre la
totalidad de las superficies o caras opuestas de dicho
semiconductor.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las
características de la invención, se acompaña a la presente memoria
descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo
y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- La figura 1 muestra una vista esquemática en
alzado, parcialmente seccionada, de un ejemplo de realización del
dispositivo de apriete para semiconductores objeto de la
invención.
- La figura 2 muestra un detalle ampliado y
parcialmente seccionado de las piezas empleadas para transmitir la
fuerza de apriete de una de las mordazas, concretamente la
superior, a una de las placas disipadoras que actúa sobre el
semiconductor.
En el ejemplo mostrado en la figura 1, el
dispositivo de apriete dispone de una mordaza inferior (1) y de una
mordaza superior (2) que se encuentran relacionadas entre sí por
medio de unos tornillos (3) y tuercas (4) de apriete. Entre las
mordazas (1 y 2) se encuentran dispuestos un semiconductor (5) de
potencia en formato disco y dos placas disipadoras (6, 7) que deben
aplicar una fuerza de apriete uniforme sobre las superficies o
caras opuestas del semiconductor (5) para asegurar la transferencia
térmica y el contacto eléctrico entre dichas placas (6, 7) y el
semiconductor (5).
En el ejemplo de realización mostrado en las
figuras, entre la mordaza superior y la placa disipadora (7) se
dispone una primera pieza (8) que se encuentra fijada a la mordaza
(12) mediante un vástago roscado (81) y la correspondiente tuerca
de apriete (82), definiendo la mencionada pieza (8) en su extremo
una superficie curvoconvexa (83) a modo de casquete esférico.
Entre la mencionada pieza (8) y la placa
disipadora (7) se dispone una segunda pieza (9) que presenta en la
superficie enfrentada a la pieza (8) un asiento curvocóncavo (91),
también a modo de casquete esférico y cuyo radio de curvatura
coincide con el de la cabeza o superficie extrema (83) de la pieza
(8). La pieza (9) presenta en su superficie inferior una base plana
(92) para su apoyo estable, bien directamente o bien con la
interposición de un cuerpo de material aislante, sobre la placa
disipadora (7).
Las configuraciones curvoconvexa y curvocóncava
de las superficies de contacto (83, 91) de las piezas (8 y 9)
proporciona importantes ventajas de uso al dispositivo de apriete
para semiconductores objeto de esta invención, entre las que cabe
destacar: la actuación de la pieza (8) sobre la totalidad de la
superficie del asiento curvocóncavo (91) de la pieza (9), aunque la
mordaza superior (12) no se encuentre perfectamente paralela al
semiconductor (5) debido a un apriete desigual de las tuercas (4)
tal como se ha representado intencionadamente en la figura 1, el
autocentrado de la fuerza transmitida a la placa disipadora (7) con
lo que dicha fuerza de apriete será repartida de modo uniforme
sobre toda la superficie del semiconductor (5), y la eliminación de
fuerzas puntuales en los elementos transmisores de la fuerza de
compresión, evitando deformaciones en los mismos.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza de
la invención, se hace constar que en la misma se podrán introducir
las modificaciones que se consideren oportunas, siempre y cuando
ello no suponga una alteración de las características esenciales de
la invención que se reivindican a continuación.
Claims (2)
1. Dispositivo de apriete para semiconductores;
siendo dicho dispositivo de los que comprenden dos mordazas de
apriete (1, 2), rígidas o flexibles, que se relacionan entre sí por
medio de unos tornillos (3) y tuercas de apriete (4), y que actúan
directa o indirectamente sobre unas placas disipadoras (6, 7)
sensiblemente paralelas, que actúan sobre los laterales o caras o
opuestas de un semiconductor de potencia (5) en formato disco,
estableciendo el apriete del mismo, caracterizado porque
comprende entre, al menos, una de las mordazas de apriete (2) y la
correspondiente placa disipadora (7), dos piezas (8, 9) cuyas
superficies enfrentadas (83, 91), de contacto mutuo, son
respectivamente curvoconvexa y curvocóncava, presentando ambas
superficies (83, 91) idénticos radios de curvatura para asegurar su
autocentraje durante el apriete de las mordazas (1, 2), la
transmisión de la fuerza de apriete a las placas disipadoras (6, 7)
en una dirección axial y la actuación de las placas disipadoras (6,
7) con una presión uniforme sobre la totalidad de las superficies o
caras opuestas del semiconductor (5).
2. Dispositivo, según la reivindicación 1,
caracterizado porque la pieza (9) presenta una base plana
(92) para su apoyo directo, o por medio de una pieza de material
aislante, sobre la placa disipadora (7).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200401468U ES1057859Y (es) | 2004-06-17 | 2004-06-17 | Dispositivo de apriete para semiconductores. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200401468U ES1057859Y (es) | 2004-06-17 | 2004-06-17 | Dispositivo de apriete para semiconductores. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES1057859U true ES1057859U (es) | 2004-10-01 |
| ES1057859Y ES1057859Y (es) | 2005-01-16 |
Family
ID=33186221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200401468U Expired - Fee Related ES1057859Y (es) | 2004-06-17 | 2004-06-17 | Dispositivo de apriete para semiconductores. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES1057859Y (es) |
-
2004
- 2004-06-17 ES ES200401468U patent/ES1057859Y/es not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| ES1057859Y (es) | 2005-01-16 |
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