Usporiadanie v kontaktnom napätí s výkonovým polovodičovým modulom

Číslo patentu: E 9841

Dátum: 09.01.2004

Autori: Göbl Christian, Popp Rainer, Lederer Marco

Je ešte 4 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Vynález opisuje usporiadanie kompaktných výkonových polovodičových modulov prostredníctvom tlakového kontaktu. Moderné stvárnenia takýchto výkonových polovodičových modulov s vysokým výkonom vzhľadom na ich konštrukčnú veľkosť, ktoré sú východiskovým bodom tohto vynálezu, sú známe 2 DE 196 30 173 C 2 alebo z DE 199 24 993 C 2.0002 DE 196 30 173 C 2 uverejňuje výkonový polovodićový modul pre priamu montáž na chladič, pozostávajúci zo schránky a z elektricky izolačnej podložky, ktorá pozostáva 2 izolačného telesa s množinou na ňom sa nachádzajúcich navzájom izolovaných kovových spojovacích dráh a 2 na nich sa nachádzajúcich a s týmito spojovacími dráhami technicky spojených výkonových polovodičových prvkov. Externé elektrické spojenie s mimo schránky usporiadanou doskou plošných spojov sa uskutočňuje aspoň čiastočne prostredníctvom pružne vytvorených prípojných vodičov.0003 Okrem toho má tento výkonový polovodičový modul najmenej jedno centrálne usporiadané vybranie na uskutočnenie skrutkového spoja. Tento slúži na tlakové spojenie modulu spolu s na od výkonového polovodičového modulu odvrátenej strane dosky plošných spojov usporiadaným a na ňom plošne uloženým, tvarovo stálom tlačným kusom. Toto tlakové spojenie plní súčasne dve úlohy jednak bezpečný elektrický kontakt prípojných prvkov s doskou plošných spojov a jednak tepelný kontakt modulu s chladičom, pričom sú obidva kontakty reverzibilné.0004 Nevýhodou pri takýchto výkonových polovodičových moduloch podľa opísaného stavu techniky je, že známy tlačný kus na ním prekrytej časti dosky plošných spojov nedovoľuje usporiadanie ďalších konštrukčných prvkov, ako napríklad odporov, kondenzátorov alebo integrovaných zapojení.0005 Okrem toho sú napriklad 2 DE 199 24 993 C 2 známe ďalšievýkonové polovodičové moduly, pri ktorých sú prípojné prvky odvýkonového polovodičového modulu na dosku plošných spojov vyhotovené ako spájkovacie vývody. Tieto spájkovacie vývody slúžia ako riadiace pripojné prvky, tak aj ako výkonové pripojné prvky elektrického spojenia výkonových polovodičových prvkov vo vnútri výkonového modulu s na doske plošných spojov usporiadanými prívodmi. Takto môže byť výkonový polovodičový modul spojený s doskou plošných spojov alebo priamo, alebo ako je uverejnené v DE 199 24 993, prostredníctvom dosky adaptéra. Termický kontakt medzi výkonovým polovodičovým modulom a chladićom sa vytvára skrutkovým spojom nezávisle od elektrického spojenia.0006 Nevýhodou realizácie takýchto výkonových polovodićových modulov je, že sú potrebné dve rozličné spojovacie techniky(skrutkové spoje a spájkované spoje, ktoré sa musia vykonávaťviacerými pracovnými krokmi), aby sa modul začlenil do nadradeného systému. Zvláštna nevýhoda spočíva V tom, že neexistuje záruka spájkovaných spojov počas životnosti a žespájkovaný spoj neumožňuje výmenu výkonového polovodičového modulu bez podstatných nákladov.0007 Okrem toho je známe 2 US 6,454,587 B 1 V prípade zbernicového systému na doskách plošných spojov usporiadanie zakončovacích odporov, pri ktorom sú tieto odpory usporiadané na vlastnom nosníku, tento nosník je usporiadaný v pätici a je tlačnou technikou prostredníctvom tlačného zariadenia elektricky vodivo spojený s doskou plošných spojov. Pritom sú zakončovacie odpory umiestnené so vzájomným odstupom na nosníku, tieto prekrýva a obklopuje tlaćný medzikus a prostredníctvom tlačného zariadenia sa naň vyvíja tlak.0008 US 5 653 379 A uverejňuje použitie kovového jadra na stabilizovanie keramických podložiek.0009 Predložený vynález rieši úlohu predstaviť usporiadanie výkonového polovodićového modulu s aspoň čiastočne pružne riešenými pripojnými vodičmi na reverzibilné elektrické spojeniespojovacích dráh s mimo schránky usporiadanou doskou plošnýchspojov a s najmenej jedným tvarovo stálym tlačným kusom na spájanie dosky plošných spojov s privodnými vodičmi tlačným kontaktom, pričom tento tlačný kus dovoľuje súčasne umiestnenie konštrukčných prvkov na doske plošných spojov, ako aj ich chladenie.0010 Táto úloha je vyriešená usporiadaním podľa nároku l,zvláštne stvárnenia sa nachádzajú v závislých nárokoch.0011 Základná myšlienka vynálezu vychádza z výkonového polovodičového konštrukčného prvku so základovou doskou alebo pre priamu montáž na chladič podľa uvedeného stavu techniky,pozostávajúceho zo schránky s najmenej jednou v nej usporiadanou, elektricky izolačnou podložkou. Tato podložka pozostáva 2 izolačného telesa s množinou na jej prvej hlavnej ploche na nachádzajúcich, navzájom izolovaných spojovacích dráh,ako aj predovšetkým z na jej druhej hlavnej ploche usporiadanej plochej kovovej vrstvy. Na spojovacích dráhach prvej hlavnej plochy a s týmito spojovacími dráhami je usporiadaná a technicky zapojená množina výkonových polovodičových prvkov.0012 Ako prípojne prvky, a to ako pre výkonové prípoje, tak aj pre riadiace pripoje má výkonový polovodičový modul aspoň čiastočne pružne riešené pripojné vodiče. Tieto prípojné vodiče vytvárajú elektrické spojenie spojovacích dráh s mimo schránky usporiadanou doskou plošných spojov a s na nej usporiadanými spojovacími dráhami. Spoľahlivý elektrický kontakt medzi prípojnými vodičmi a externými spojovacimi dráhami dosky plošných spojov sa dosiahne usporiadaním tlakoveho spojenia. Prívod tlaku pri tomto usporiadaní sa uskutočňuje najmenej jedným so základovou doskou alebo chladičom spojeným tvarovo stabilným tlačným kusom, pričom je toto spojenie prednostne vytvorené skrutkovýnn spojom. Existuje takto konštrukcia, ktorá pozostáva z tlačneho kusa, z dosky plošných spojov, z výkonového polovodićového modulu a zo základovej dosky alebo z chladiča. 0013 Stvárnenie tlačného kusa podľa vynálezu má na jehodruhej k doske plošných spojov privrátenej hlavnej plochemnožinu jednotlivých alebo navzájom spojených tlačných prvkov. Tieto tlačné prvky vytvárajú odstup druhej hlavnej plochy tlačného kusa od dosky plošných spojov takým spôsobom, že na prvej k tlačnému kusu privrátenej hlavnej ploche dosky plošných spojov môžu byť usporiadané konštrukčné prvky, ako napriklad odpory, kondenzátory a/alebo integrované zapojenia.0014 Tlačné prvky sú predovšetkým tak usporiadané, aby tlačili na miesta, alebo V blízkosti miest na doske plošných spojov, na ktorých sú na oproti ležiacej hlavnej ploche usporiadané kontaktné miesta prípojných vodičov.0015 Výhodné na stvárnení výkonového polovodičového modulu podľa vynálezu je, že na tlačným kusom prekrytej oblasti dosky plošných spojov sa môžu usporiadať konštrukčné prvky a tak je vzhľadom na lepšie využitie celková potreba plochy tejto dosky plošných spojov menšia, ako v prípade usporiadania podľa stavu techniky.0016 Prednostne je tlačný kus takým spôsobom vytvorený, aby aspoň jedna z jeho oboch hlavných plôch mala spájajúce vybranie a aby boli tlačné kusy takým spôsobom usporiadané, aby bolo možné prúdenie najmenej z jedného okraja tlačnho kusa smerom k vybraniu. Toto je výhodné, lebo takto sa medzi doskou plošných spojov a tlačným kusom nachádzajúce konštrukčné prvky efektívne chladia.0017 Vynález je bližšie vysvetlený pomocou príkladovObr. l trojrozmerne znázorňuje výkonový polovodičový moduls tlačným kusom podľa vynálezu.Obr. 2 znázorňuje v reze výkonový polovodičový moduls tlačným kusom podľa vynálezu.Obr. 3 trojrozmerne znázorňuje ďalšie stvárnenie tlačnêho

MPK / Značky

MPK: H01L 23/48

Značky: kontaktnom, modulom, výkonovým, polovodičovým, usporiadanie, napätí

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/12-e9841-usporiadanie-v-kontaktnom-napati-s-vykonovym-polovodicovym-modulom.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Usporiadanie v kontaktnom napätí s výkonovým polovodičovým modulom</a>

Podobne patenty