Usporiadanie s tlakovými kontaktmi pre výkonové polovodičové moduly

Číslo patentu: E 11519

Dátum: 03.03.2005

Autori: Stockmeier Thomas, Göbl Christian, Lederer Marco, Popp Rainer

Je ešte 12 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Opis 0001 Vynález opisuje usporiadanie s tlakovými kontaktmi pre zvlášť kompaktné výkonové polovodičové moduly. Modernéstvárnenia takýchto výkonových polovodičových modulov s vysokým výkonom vzhľadom na ich konštrukčnú veľkosť, ktoré sú východiskovým bodom tohto vynálezu, sú známe z DE 196 30 173 C 2 alebo z DE 199 24 993 C 2.0002 Dokument DE 196 30 173 C 2 uverejňuje Výkonový polovodičový modul na priamu montáž na chladiace zariadenie,pozostávajúci zo schránky a z elektricky izolačnej podložky,ktorá, čo sa jej týka, pozostáva z izolačného telesa s množinou na ňom sa nachádzajúcich a navzájom izolovaných kovových vodivých dráh a 2 na nich sa nachádzajúcich a s týmito vodivými dráhami správne elektricky spojených výkonových polovodičových konštrukčných prvkov. Toto externé elektrické spojenie s vodivými dráhami mimo schránky usporiadanej dosky plošných spojov sa dosahuje pomocou kontaktných pružín.0003 Výkonový polovodičový modul má okrem toho najmenej jedno stredovo usporiadané vybranie na uskutočnenie skrutkového spojenia s chladičom. Toto slúži spolu s na od výkonového polovodičového modulu odvrátenej strane usporiadaným a na tejto plošne dosadajúcim, tvarovo stabilným tlačným kusom na tlačné kontaktovanie xnodulu. Toto tlakové kontaktovanie spĺňa súčasne dve úlohy na jednej strane spoľahlivé elektrické pripojenie prípojných prvkov s doskou plošných spojov a na druhej strane tepelný kontakt modulu s chladičom, pričom obidva kontakty sú vratné.0004 Nevýhodou výkonových polovodičových modulov podľa doteraz uvedeného stavu techniky je, že známy tlačný kus na ním prikrytej časti dosky plošných spojov nedovoľuje usporiadanie ďalších konštrukčných prvkov, ako napríklad odpory, kondenzátory alebo integrované obvody. Okrem toho je pritom nevýhodnénajmenej jedno Vybranie na priechod skrutkového spoja. Totoobmedzuje miesto pre aktívne konštrukčné prvky vo vnútri0005 Okrem toho sú napríklad z DE 199 24 993 C 2 známe výkonové polovodičové moduly, pri ktorých sú prípoje medzi výkonovým polovodičovým modulom a doskou plošných spojov uskutočnené ako spájkovacie kolíky. Tieto spájkovacie kolíky slúžia ako riadiace, ako aj výkonové prípojné prvky elektrického spojenia výkonových polovodičových konštrukčných prvkov vo vnútri výkonového modulu s na doske plošných spojov usporiadanými prívodnými vedeniami. Výkonový polovodičový modul tak môže byť alebo priamo alebo, ako je uverejnené V DE 199 24 993, prostredníctvom prispôsobujúcej dosky plošných spojov spojený s doskou plošných spojov. Tepelný kontakt medzi výkonovým polovodičovým modulom a chladičom sa vytvára prostredníctvom skrutkových spojov nezávisle od elektrického prepojenia.0006 Nevýhodou na spracovaní takýchto výkonových polovodičových modulov je, že sú potrebné dve rozličné spojovacie techniky (skrutkové a spájkované spoje, ktoré sa musia uskutočniť na viac pracovných operácií), aby sa takýto modul začlenil do nadradeného usporiadania. Zvláštna nevýhoda spočíva v tom, že pri veľkej životnosti nie je veľká spoľahlivosť spojenia.0007 Z DE 100 64 194 Al je okrem toho známy Výkonový polovodičový modul a chladič na upevnenie tohto výkonového polovodičového modulu, pričom schránka tohto výkonového polovodičového modulu má dolnú a hornú stranu. Na hornej strane je usporiadaný najmenej jeden pružný prvok, ktorý vyčnieva z hornej strany a tak pri usporiadaní tlačí Výkonový polovodičový modul pri usporiadaní do úpinky na chladiči.0008 Preložený vynález rieši úlohu - predstaviť usporiadanie s doskou plošných spojov, s výkonovým polovodičovým modulom a s chladiacim zariadením, ktoré sa dá jednoducho a úspornevyrobiť a ktoré má mimoriadne kompaktné rozmery.N 009 Táto úloha je vyriešená usporiadaním podľa nároku 1,zvláštne stvárnenia sa nachádzajú v závislých nárokoch. Základná myšlienka vynálezu vychádza z výkonového polovodičového modulu pre montáž priamo na chladič, pričom tento výkonový polovodičový modul má rámovitú izolačnú plastovú schránku. Okrem toho má táto plastová schránka predovšetkým V celku s ňou spojenú prvú kryciu plochu. Druhá krycia plocha sa vytvára podložkou, ktorá pozostáva z izolačnej vrstvy a z najmenej jednej na nej usporiadanej kovovej vrstvy, ktorá je privrátená k vnútrajšku výkonového polovodičového modulu. Táto kovová vrstva môže byť štruktúrovaná a vytvára tak najmenej jednu vodivú dráhu výkonového polovodičového modulu. Na tejto vodivej dráhe / na týchto vodivých dráhach je usporiadaný najmenej jeden výkonový polovodičový konštrukčný prvok a s jednou ďalšou vodivou dráhou a/alebo s jedným ďalším výkonovým polovodičovým konštrukčným prvkom je správne elektricky zapojený.0010 Prvá krycia plocha schránky ná. množinu vybraní. Cez tieto ,vybrania siahajú prípojné prvky na elektrické spojenie vodivých dráh výkonového polovodičového modulu s kontaktnými bodmi vodivých dráh nad prvou krycou plochou usporiadanej dosky plošných spojov. Táto doska plošných spojov s izolačnou podložkou s predovšetkým dvoma na nej alebo V nej usporiadanými vodivými dráhami predstavuje elektrické prípoje výkonového polovodičového modulu a nesie najmä ďalšie konštrukčné prvky na riadenie tohto výkonového polovodičového modulu.0011 Na druhej krycej ploche, na podložke, je na od vnútrajška výkonového polovodičového modulu odvrátenej strane usporiadané predovšetkým aktívne chladiace zariadenie. Aktívne chladiace zariadenie, napríklad chladič s na ňom usporiadaným ventilátorom, vykazujú v porovnaní s pasívnymi chladiacimi zariadeniami, napríklad so vzduchovým chladičom, podstatnú výhodu kompaktnej konštrukcie.0012 Prípojné prvky, ako pre výkonové prípoje, tak aj preriadiace prípoje výkonového polovodičového modulu sú aspoňčiastočne pružne vytvorené prípojné vodiče. Tieto prípojné vodiče vytvárajú elektrické spojenie vodivých dráh s mimo schránky usporiadanou doskou plošných spojov a s na nej usporiadanými externými vodivými dráhami. spoľahlivý elektrický kontakt medzi prípojnými vodičmi a externými vodivými dráhami dosky plošných spojov sa dosahuje pomocou ďalej opísaného usporiadania spoja s tlakovými kontaktmi.0013 Pri stvárnení uvedeného usporiadania podľa vynálezu má schránka výkonového polovodičového modulu v smere dosky plošných spojov a/alebo v smere chladiaceho zariadenie výbežky na vzájomné upevnenie jednotlivých komponentov tohto usporiadania. 0014 Tieto výbežky prechádzajú v prvom stvárneni cez vybrania dosky plošných spojov, V druhom stvárnení cez vybrania chladiaceho zariadenia. V prípade prvého stvárnenia sa privádza tlak na spoj výkonového polovodičového modulu s doskou plošných spojov, aby sa vytvorilo spojenie s tlakovými kontaktmi. V zásade sú možné dva spôsoby upevnenia, vratné, pri ktorom sa môžu jednotlivé komponenty znova oddeliť bez veľkých nákladov a nevratné, pri ktorom sú tieto komponenty takým spôsobom navzájom spojené, aby bolo možné oddelenie len so zvýšenými nákladmi.0015 Možné stvárnenie vratného spojenia sú západkové spoje. Pritonl majú výbežky schránky západkové hroty a doska plošných spojov a/alebo chladiace zariadenie priradené opory.0016 Možné stvárnenie nevratného spojenia je vytvorenie výbežkov ako kolíkov. Tieto koliky preniknú cez priradené Vybrania dosky plošných spojov a/alebo chladiaceho zariadenia a na svojich koncoch sa ultrazvukovým alebo tepelným pôsobením tak pretvarujú, že vytvoria nity, ktoré sa oprú o priradené opory.0017 Spoje výkonového polovodičového modulu s doskouplošných spojov sú predovšetkým vytvorené rovnakým spôsobom.

MPK / Značky

MPK: H01L 25/07, H01L 25/16, H01L 23/48, H05K 1/14, H01L 23/40

Značky: moduly, polovodičové, výkonové, kontaktmi, usporiadanie, tlakovými

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/20-e11519-usporiadanie-s-tlakovymi-kontaktmi-pre-vykonove-polovodicove-moduly.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Usporiadanie s tlakovými kontaktmi pre výkonové polovodičové moduly</a>

Podobne patenty