CH621435A5

CH621435A5 - Semiconductor module

Info

Publication number: CH621435A5
Application number: CH1036777A
Authority: CH
Inventors: Winfried Schierz
Original assignee: Semikron Gleichrichterbau
Priority date: 1976-09-04
Filing date: 1977-08-24
Publication date: 1981-01-30
Also published as: GB1584783A; ATA617777A; JPS5332673A; DE2639979C3; DE2639979A1; DE2639979B2; AT377386B; FR2363893A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleiterbaueinheit mit den Merkmalen gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a semiconductor unit with the features according to the preamble of claim 1.

Derartige Halbleiterbaueinheiten sind aus dem DT-GBM 75 12 573 bekannt. Sie zeigen einen kompakten Aufbau und ermöglichen in vorteilhafter Weise eine Anordnung zu mehreren in gewünschter elektrischer Verschaltung, weisen jedoch auch einige Nachteile auf. So erfordert die Halterung der Isolierstoffscheibe und der mit Halbleiterplättchen versehenen Kontaktbauteile zu ihrer jeweiligen Befestigung durch Löten einen unerwünschten Verfahrensaufwand. Weiter ist die zur festen flächenhaften Auflage auf einem Kühlbauteil vorgesehene, metallische Grundplatte nicht in gewünschtem Masse plan, weil bereits bei ihrer Herstellung unvermeidliche mechanische Spannungen auftreten, die aus unterschiedlicher Wärmedehnung aneinandergrenzender Materialien resultieren. Dadurch ist der Wärmeübergang zum Kühlbauteil beeinträchtigt. Such semiconductor devices are known from DT-GBM 75 12 573. They have a compact structure and advantageously allow an arrangement of several in the desired electrical connection, but also have some disadvantages. For example, the mounting of the insulating material disk and the contact components provided with semiconductor chips for their respective attachment by soldering requires an undesirable outlay in terms of process. Furthermore, the metallic base plate provided for the firm, flat support on a cooling component is not flat to the desired extent, because mechanical stresses already inevitable arise during their production, which result from different thermal expansion of adjacent materials. This affects the heat transfer to the cooling component.

Schliesslich ergeben sich infolge der Wölbung der als Gehäuseteil dienenden Grundplatte beim Verbinden derselben mit dem Gehäuseoberteil durch Kleben unterschiedlich dicke Klebeschichten, wodurch beim Füllen des Gehäuses mit Isoliermasse und beim Aushärten derselben an der Klebefuge unerwünschte Spannungen entstehen, die zu einer weiteren Wölbung der Grundplatte führen. Finally, as a result of the curvature of the base plate serving as the housing part, when bonding it to the upper part of the housing by gluing, adhesive layers of different thicknesses result, which, when the housing is filled with insulating material and when it cures at the adhesive joint, result in undesirable stresses which lead to a further curvature of the base plate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halbleiterbaueinheit der eingangs erwähnten Art zu schaffen, deren Bauteile einen gegenüber der bekannten Anordnung rationelleren Zusammenbau ermöglichen, und deren Gehäuse eine einwandfreie gegenseitige Verbindung seiner Teile aufweist sowie einwandfreie Ableitung der Verlustwärme auf ein Kühlbauteil gewährleistet. The invention has for its object to provide a semiconductor device of the type mentioned, the components enable a more rational assembly compared to the known arrangement, and the housing has a perfect mutual connection of its parts and ensures proper dissipation of the heat loss to a cooling component.

Die Lösung der Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. The solution to the problem consists in the characterizing features of claim 1.

Anhand der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele wird der Gegenstand der Erfindung aufgezeigt und erläutert. In The subject matter of the invention is shown and explained on the basis of the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 1 to 4. In

Figur 1 ist eine Halbleiterbaueinheit im Schnitt dargestellt. FIG. 1 shows a semiconductor unit in section.

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

55 55

4<i 4 <i

45 45

)(J ) (J

55 55

bO bO

b5 b5

Figur 2 zeigt in Draufsicht die erfindungsgemäss besonders ausgebildete Grundplatte der Baueinheit, FIG. 2 shows a top view of the base plate of the structural unit that is specially designed according to the invention,

Figur 3 im Ausschnitt einen Aufbau zur lagebestimmten Anordnung von Isolierstoffscheibe und Kontaktbauteil auf der Grundplatte, und in Figure 3 in section a structure for the location-specific arrangement of insulating material and contact component on the base plate, and in

Figur 4 ist eine Halbleiteranordnung mit Baueinheiten gemäss der Erfindung in Drehstrombrückenschaltung auf einem Kühlbauteil dargestellt. FIG. 4 shows a semiconductor arrangement with units according to the invention in a three-phase bridge circuit on a cooling component.

Für gleiche Teile sind in allen Figuren gleiche Bezeichnungen gewählt. The same designations are used for the same parts in all figures.

Die Bauform I nach Figur 1 ist auf einer wannenförmigen Grundplatte 1 aus einem zur Wärmeleitung besonders geeigneten Metall, beispielsweise Kupfer oder Aluminium, oder aus einer Verbindung dieser Metalle oder aus einer Legierung aus diesen Metallen aufgebaut. Die Kontaktbauteile 3 und 13 als Trägerkörper je eines Halbleiterbauelements sind in gegenseitigem Abstand über eine gemeinsame, elektrisch isolierende, thermisch leitende Schicht 2, beispielsweise aus Oxidkeramik, auf der inneren Bodenfläche der Grundplatte 1 durch Löten fest aufgebracht. Es kann auch für jedes Kontaktbauteil eine derartige Schicht vorgesehen sein. Zur rationellen, lagebestimmten Anordnung der Scheibe aus Oxidkeramik 2 auf einem vorbestimmten Flächenabschnitt ist die Bodenfläche der Grundplatte mit Erhebungen 111 versehen, zwischen welchen die Scheibe 2 eingelegt ist. Grundplatte 1, Scheibe 2 und Kontaktbauteile 3,13 sind in dieser Reihenfolge gestapelt und gegenseitig durch Löten fest verbunden. Sie weisen zu diesem Zweck jeweils einen lötfähigen, metallischen Überzug auf. The design I according to FIG. 1 is constructed on a trough-shaped base plate 1 made of a metal which is particularly suitable for heat conduction, for example copper or aluminum, or of a compound of these metals or of an alloy of these metals. The contact components 3 and 13 as carrier bodies each of a semiconductor component are firmly attached to the inner bottom surface of the base plate 1 by soldering at a mutual distance via a common, electrically insulating, thermally conductive layer 2, for example made of oxide ceramic. Such a layer can also be provided for each contact component. For a rational, position-specific arrangement of the disc made of oxide ceramic 2 on a predetermined surface section, the base surface of the base plate is provided with elevations 111, between which the disc 2 is inserted. Base plate 1, washer 2 and contact components 3.13 are stacked in this order and mutually connected by soldering. For this purpose, they each have a solderable, metallic coating.

Die Seitenwand la der Grundplatte 1 ist an ihrem oberen Rand durch Bördeln an der beispielsweise abgeschrägten oder in anderer Form ausgebildeten, zugeordneten Randzone des Isolierstoffgehäuseteils 12 fest angebracht. Dazu ist das als Hohlkörper ohne Boden- und Deckplatte vorliegende Gehäuseteil 12 in seiner maximalen Ausdehnung der lichten Weite an der inneren Bodenfläche der Grundplatte 1 entsprechend ange-passt ausgebildet, so dass es, beim Zusammenbau, durch Einstecken innerhalb der Seitenwand la gehaltert ist. Die untere Randzone 12a des Gehäuseteils 12 kann zur Gewährleistung der mechanischen Stabilität bei der Herstellung der Bördelverbindung mit der Grundplatte 1 verstärkt oder beispielsweise als flanschförmiger Ansatz ausgebildet sein. The side wall 1 a of the base plate 1 is fixedly attached at its upper edge by flanging to the associated edge zone of the insulating housing part 12, for example beveled or designed in another form. For this purpose, the housing part 12, which is in the form of a hollow body without a base and cover plate, is correspondingly adapted in its maximum extent to the inside width of the inner base surface of the base plate 1, so that it is held during assembly by being plugged into the side wall 1 a. The lower edge zone 12a of the housing part 12 can be reinforced to ensure the mechanical stability in the production of the flange connection with the base plate 1 or can be designed, for example, as a flange-shaped extension.

Die Erhebungen 111 auf der Bodenfläche der Grundplatte können jeweils soweit verlaufen, dass sie gleichzeitig auch, zusammen mit der Seitenwand la der Grundplatte, zur Halterung des Gehäuseteils 12 dienen und damit zur festen Anordnung des letzteren bei der Verbindung mit der Grundplatte beitragen. The elevations 111 on the bottom surface of the base plate can each extend so far that they also serve, together with the side wall 1 a of the base plate, for holding the housing part 12 and thus contribute to the fixed arrangement of the latter when connected to the base plate.

Die Kontaktbauteile 3,13 können, gemäss der Darstellung in Figur 1, aus einem plattenförmigen Abschnitt zur Auflage auf der Oxidkeramikscheibe 2, aus einem dazu im Winkel, beispielsweise senkrecht zur Grundplatte, verlaufenden Abschnitt 3b bzw. 13b, jeweils an der Stirnseite der Baueinheit, und aus einem daran anschliessenden weiteren, zur Mitte der Baueinheit hin abgewinkelten Abschnitt 3c bzw. 13c als Plattform für je einen Kontaktbolzen 7 bestehen. Beide Kontaktbauteile 3,13 weisen mit ihren vorbeschriebenen Abschnitten L-förmigen Querschnitt auf. Die Abschnitte 3b, 13b und 3c, 13c dienen jeweils als Stromleiterteile für die der Grundplatte zugewandte Kontaktelektrode der Halbleiterplättchen 4 zum als Stromanschlussteil vorgesehenen Kontaktbolzen 7. As shown in FIG. 1, the contact components 3, 13 can consist of a plate-shaped section for resting on the oxide ceramic disk 2, and of a section 3b or 13b running at an angle thereto, for example perpendicular to the base plate, on the end face of the structural unit, and consist of an adjoining further section 3c or 13c angled towards the center of the structural unit as a platform for a contact pin 7 each. Both of the contact components 3, 13 have an L-shaped cross section with their above-described sections. The sections 3b, 13b and 3c, 13c each serve as current conductor parts for the contact electrode of the semiconductor plates 4 facing the base plate to the contact bolt 7 provided as the current connection part.

Die elektrische Reihenschaltung der beiden Halbleiterbauelemente ist dadurch hergestellt, dass das Kontaktbauteil 13 des zweiten Halbleiterbauelements 134-6 an seinem stegför-mig ausgebildeten und treppenförmig abgewinkelten, zum ersten Halbleiterbauelement 3-4-5 gerichteten Ansatz 13a mit dem oberen Stromleiter 5 des ersten Halbleiterbauelements fest verbunden ist. The electrical series connection of the two semiconductor components is established in that the contact component 13 of the second semiconductor component 134-6 is fixed to the upper current conductor 5 of the first semiconductor component at its web-shaped and stair-shaped angled extension 13a directed towards the first semiconductor component 3-4-5 connected is.

Die Kontaktbolzen 7 sind jeweils mit einer Gewindeboh621 435 The contact bolts 7 are each with a threaded hole 621 435

rung 27 zum Schraubanschluss von Stromleiterteilen versehen. Die Abschnitte 3c, 13c der Kontaktbauteile liegen zum Beispiel in der Ebene parallel zu derjenigen der Grundplatte 1 und bilden je eine Stützfläche für eine beide verbindende Anschlussplatte 8 aus Isoliermaterial. Diese weist Löt- und/oder Steckanschlussteile 31,33 auf, die zur Verbindung der Anschlussleitungen von Schalt- und Steuerbauteilen mit den Halbleiterbauelementen dienen, in ihrer Lage durch diejenige der Halbleiterbauelemente festgelegt sind und aus der fertigen Baueinheit entsprechend herausragen. tion 27 for screw connection of current conductor parts. The sections 3c, 13c of the contact components lie, for example, in the plane parallel to that of the base plate 1 and each form a support surface for a connecting plate 8 made of insulating material and connecting them. This has soldering and / or plug-in connection parts 31, 33, which are used to connect the connecting lines of switching and control components to the semiconductor components, the position of which is determined by that of the semiconductor components and protrude accordingly from the finished structural unit.

Schliesslich ist auf der Anschlussplatte 8 auch der Kontaktbolzen 9 mit dem Kontaktbügel 10 für den oberen Stromleiter 6 des zweiten Halbleiterbauelements 134-6 befestigt. Finally, the contact pin 9 with the contact bracket 10 for the upper current conductor 6 of the second semiconductor component 134-6 is also fastened on the connection plate 8.

Die Kontaktbauteile und Anschlussteile können beliebige Form aufweisen und beliebig angeordnet sein, da ihre Ausbildung und Anordnung nicht Gegenstand der Erfindung ist. The contact components and connecting parts can have any shape and can be arranged in any way, since their design and arrangement is not the subject of the invention.

Der aufgezeigte Aufbau ist in dem aus Gehäuseteil 12 und Grundplatte 1 bestehenden, oben offenen Gebäuden untergebracht und in Giessmasse 22 soweit eingebettet, dass die Anschlussteile der Baueinheit herausragen. The structure shown is housed in the building consisting of housing part 12 and base plate 1 and open at the top and embedded in casting compound 22 to such an extent that the connecting parts of the structural unit protrude.

In Figur 2 ist die erfindungsgemässe Grundplatte in Draufsicht auf die innere Bodenfläche dargestellt. Sie kann gemäss dem linken Teil der Figur streifenförmige Erhebungen 111 aufweisen, die jeweils parallel zur Längsachse angeordnet sind. Es können Erhebungen 111 a an den Längsseiten und solche ( 111 b) an den Schmalseiten vorgesehen sein. Sie dienen zur Verhinderung einer Seitenbewegung der Oxidkeramikscheibe 2 bei deren Lötkontaktierung mit der Grundplatte 1. An den Längsseiten der Grundplatte 1 sollen die Erhebungen geringstmögliche Breite aufweisen, die Breite der Erhebungen 11 lb ist unkritisch. Die Höhe der Erhebungen 111 ist gleich der oder kleiner als die Dicke der Keramikscheibe. Um bei unterschiedlichem Potential der Grundplatte 1 und der Kontaktbauteile 3, 13 eine ausreichende Überschlagsfestigkeit zwischen beiden Bauteilen zu gewährleisten, ragt die Oxidkeramikscheibe 2 an allen Seiten über die Kontaktbauteile 3,13 hinaus. Die Länge aller Erhebungen 111 ist unkritisch. Je eine Erhebung 11 la und 111b können auch zu einer Erhebung 11 lc kombiniert sein, wie dies ebenfalls in Figur 2 dargestellt ist. In Figure 2, the base plate according to the invention is shown in plan view of the inner bottom surface. According to the left part of the figure, it can have strip-shaped elevations 111, which are each arranged parallel to the longitudinal axis. Elevations 111 a can be provided on the long sides and such (111 b) on the narrow sides. They serve to prevent a lateral movement of the oxide ceramic disk 2 when it is soldered to the base plate 1. The elevations on the long sides of the base plate 1 should have the smallest possible width, the width of the elevations 11 lb is not critical. The height of the elevations 111 is equal to or less than the thickness of the ceramic disk. In order to ensure sufficient flashover resistance between the two components when the base plate 1 and the contact components 3, 13 have a different potential, the oxide ceramic disc 2 projects beyond the contact components 3, 13 on all sides. The length of all elevations 111 is not critical. Each elevation 11 la and 111b can also be combined into one elevation 11 lc, as is also shown in FIG. 2.

Anstelle der Erhebungen 111 können stift- oder höckerför-mige Ansätze 112 vorgesehen sein (rechte Hälfte der Figur), gegen welche sich Oxidkeramikscheibe 2 und Gehäuseteil 12 beim Einbringen abstützen. Instead of the elevations 111, pin-shaped or cusp-shaped lugs 112 can be provided (right half of the figure), against which oxide ceramic disk 2 and housing part 12 are supported during insertion.

Eine andere Ausführungsform der Grundplatte 1 besteht darin, dass der zur Auflage der Oxidkeramikscheibe 2 vorgesehene Flächenabschnitt 113 vertieft ausgebildet ist. Die dadurch erzielte Verringerung der Dicke der Grundplatte 1 ergibt eine zusätzliche Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen den Kontaktbauteilen 3,13 und dem an der äusseren Bodenfläche anliegenden Kühlbauteil. Another embodiment of the base plate 1 consists in that the surface section 113 provided for supporting the oxide ceramic disk 2 is recessed. The resulting reduction in the thickness of the base plate 1 results in an additional improvement in the heat transfer between the contact components 3, 13 and the cooling component resting on the outer bottom surface.

Die Grundplatte 1 kann beispielsweise durch Kaltfliesspres-sen in der Weise hergestellt sein, dass die an die innere Bodenfläche angrenzende Schicht aus Kupfer besteht und damit eine vorteilhafte Verbindung mit der Oxidkeramikscheibe 2 ermöglicht, und dass die an die äussere Bodenfläche angrenzende Schicht aus Aluminium besteht, und damit eine vorteilhafte Verbindung mit einem angrenzenden Kühlbauteil aus Aluminium ermöglicht. Dabei ist die Dicke der Kupferteilschicht stets grösser als die Tiefe der Vertiefung 113 zur Aufnahme der Oxidkeramikscheibe 2, und die Aluminiumteilschicht ist in einer nur durch die mechanische Festigkeit der Grundplatte 1 bestimmten, minimalen Dicke ausgebildet. The base plate 1 can be produced, for example, by cold extrusion in such a way that the layer adjacent to the inner bottom surface consists of copper and thus enables an advantageous connection to the oxide ceramic disk 2, and that the layer adjacent to the outer bottom surface consists of aluminum, and thus enables an advantageous connection with an adjacent cooling component made of aluminum. The thickness of the copper partial layer is always greater than the depth of the recess 113 for receiving the oxide ceramic disk 2, and the aluminum partial layer is formed in a minimum thickness that is only determined by the mechanical strength of the base plate 1.

Die Grundplatte kann auch aus einer an sich bekannten Aluminium-Magnesium-Legierung bestehen und ist dann auf ihrer inneren Bodenfläche mit einem Überzug aus Nickel zur Erzielung einer Lötverbindung mit der Oxidkeramikscheibe 2 versehen. The base plate can also consist of a known aluminum-magnesium alloy and is then provided on its inner bottom surface with a nickel coating to achieve a soldered connection with the oxide ceramic disk 2.

In Figur 3 ist im Ausschnitt eine weitere Ausführungsform A further embodiment is shown in the detail in FIG

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

3!.' 3 !. '

•15 • 15th

55 55

65 65

621 435 621 435

des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Anstelle von Erhebungen weist die Grundplatte 1 Bohrungen 114 auf, durchgehend oder als Vertiefungen ausgebildet. Diese dienen zur Aufnahme von bolzenförmigen Begrenzungteilen 115, die aus elastischem Kunststoff bestehen und mit Haftsitz in den Bohrungen 114 angebracht sind. Die Begrenzungsteile 115 sind so bemessen, dass sie mit einem ersten herausragenden Längenabschnitt etwa entsprechend der Dicke der Oxidkeramikscheibe 2 diese haltern und mit einem anschliessenden Längenabschnitt mit grösserem Querschnitt das im Stapel folgende Kontaktbau- i teil justieren. Das Material der Begrenzungsteile 115 ist bei den angewandten Weichlöttemperaturen beständig und im übrigen von solcher Elastizität, dass Formänderungen beim Stapelaufbau der Bauteile unschädlich sind. Die Begrenzungsteile 115 können nach Herstellung der Lötverbindungen im Aufbau ver- : bleiben. of the subject of the invention. Instead of elevations, the base plate 1 has bores 114, formed continuously or as depressions. These serve to receive bolt-shaped boundary parts 115, which consist of elastic plastic and are attached with an adhesive fit in the bores 114. The limiting parts 115 are dimensioned such that they hold this with a first protruding length section approximately corresponding to the thickness of the oxide ceramic disk 2 and adjust the contact component that follows in the stack with a subsequent length section with a larger cross section. The material of the delimiting parts 115 is stable at the soft soldering temperatures used and, moreover, is of such elasticity that changes in shape during the stacking of the components are harmless. The boundary parts 115 can remain in the structure after the solder connections have been made.

Mit Ausbildungen der Grundplatte 1 und mit einem Aufbau jeweils gemäss der Erfindung ist eine besonders einfache Herstellung und ein einwandfreier Zusammenbau einer Halbleiterbaueinheit mit optimalem Betriebsverhalten und für vielseitigen Einsatz gewährleistet. With designs of the base plate 1 and with a structure in each case according to the invention, particularly simple manufacture and flawless assembly of a semiconductor unit with optimum operating behavior and for versatile use are ensured.

Figur 4 zeigt ein Beispiel für die Verwendung von Halbleiterbaueinheiten nach der Erfindung. Auf einem Kühlbauteil 20, vorzugsweise aus Strangpressmaterial und mit gewünschtem Profil, sind mithilfe von in der Auflagefläche für die Bauein- ; heiten angebrachten, schlitzförmigen Aussparungen 21 drei Baueinheiten gemäss der Erfindung befestigt. Zu diesem Zweck kann das Gehäuseteil 12 der Baueinheit an seinen Schmalseiten je eine Einbuchtung 12b senkrecht zur Grundplatte aufweisen, und in Fortsetzung derselben ist dann in der Grundplatte 1 je eine Durchbohrung zur Durchführung von Schrauben 23 angebracht. Die Baueinheiten können jedoch auch in der Weise ausgebildet sein, dass die Grundplatte 1 an ihren Stirnseiten über das Gehäuseteil 12 hinausragt und in dem freien Flächenabschnitt jeweils wenigstens eine Durchbohrung zur Befestigung aufweist. Weiterhin kann die Grundplatte an allen Seiten über das Gehäuseteil hinausragen und dadurch eine Rundum-Befestigung mittels Spannflansch ermöglichen. Figure 4 shows an example of the use of semiconductor devices according to the invention. On a cooling component 20, preferably made of extruded material and with the desired profile, are in the support surface for the building; Units attached, slot-shaped recesses 21 three units according to the invention attached. For this purpose, the housing part 12 of the structural unit can have an indentation 12b perpendicular to the base plate on its narrow sides, and in continuation thereof, a through-hole is made in the base plate 1 for the passage of screws 23. However, the structural units can also be designed in such a way that the base plate 1 projects beyond the housing part 12 on its end faces and in each case has at least one through-bore for fastening in the free surface section. Furthermore, the base plate can protrude from the housing part on all sides and thus enable all-round fastening by means of a clamping flange.

Aufgrund der besonderen Anordnung der Stromleiter (17) der Halbleiterbauelemente jeder Baueinheit sind in überraschend einfacher Weise drei Baueinheiten, die insgesamt 6 Halbleiterbauelemente jeweils in Reihenschaltung aufweisen, lediglich durch die beiden Stromschienen 22 zu einer Dreh-strombrückenschaltung verbunden. Nachdem an jeder Baueinheit auch Anschlussmittel für Steuer- und Beschaltungsleitun-gen vorgesehen sind oder angebracht werden können (31,33), ist bei geeignetem Profil des Kühlbauteils auf einer weiteren Seite desselben beispielsweise auf wenigstens einer im Kühlmi-telstrom liegenden, mithilfe von Befestigungsnuten angebrachten Schaltungsplatte 25 aus Isoliermaterial auch die zusätzliche Anbringung von Schaltungsbauteilen (27) mit Steuer- und Beschaltungsfunktionen für die Halbleiterbaueinheiten sowie die Verbindung mit besonderen Steuersätzen in einfacher Weise möglich, beispielsweise über an sich bekannte Löt- und/ oder Steckanschlussteile 28. Due to the special arrangement of the current conductors (17) of the semiconductor components of each component, three components, which have a total of 6 semiconductor components in series, are connected in a surprisingly simple manner only by the two busbars 22 to form a three-phase current bridge circuit. Since connection means for control and wiring lines are also provided or can be attached to each structural unit (31, 33), with a suitable profile of the cooling component on another side of the cooling component, it is attached, for example, to at least one in the cooling medium flow, using fastening grooves Circuit board 25 made of insulating material also allows the additional attachment of circuit components (27) with control and wiring functions for the semiconductor units as well as the connection to special control sets in a simple manner, for example via soldering and / or plug-in connection parts 28 known per se.

Die Verwendung der erfindungsgemässen Halbleiterbaueinheit ist nicht auf die dargestellte Schaltung beschränkt. Die Halbleiterbaueinheiten können Halbleiterbauelemente mit zwei oder mehr Elektroden und mit beliebiger Struktur enthalten. Es können Baueinheiten in beliebiger Anzahl auf einem gemeinsamen Kühlbauteil verschaltet oder getrennt für Einzelschaltung angeordnet sein. Der Austausch einer Baueinheit ist in besonders einfacher Weise ohne Massnahmen an und mit anderen Baueinheiten möglich. Weiter sind beliebige Schaltungen mit einer oder mehreren Baueinheiten je Zweig in Reihe oder parallel auch mit Anordnung von Beschaltungsgliedern erzielbar. The use of the semiconductor assembly according to the invention is not limited to the circuit shown. The semiconductor components can contain semiconductor components with two or more electrodes and with any structure. Any number of units can be connected on a common cooling component or arranged separately for individual switching. The exchange of a structural unit is possible in a particularly simple manner without measures on and with other structural units. Furthermore, any circuits with one or more units per branch in series or in parallel can also be achieved with an arrangement of circuit elements.

G G

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

621 435 PATENT CLAIMS

1.Semiconductor unit in which two semiconductor components are arranged on a common, metallic base plate in an electrically insulated and thermally conductive manner in an electrical series connection such that one power line connection assigned to the input and the output of the series connection and one third power line connection assigned to the connecting conductor between the semiconductor components Row and the third arranged at one end of the row and each of the two outer power line connections together with the associated semiconductor component each firmly attached to a common contact component and fastened with this via an insulating disk on the base plate, and in which the semiconductor components with their contact and Connection components are accommodated in a housing consisting of the base plate and a plastic housing part, characterized in that a trough-shaped base plate (1) which is flat on its outer bottom surface is provided t, which has on its inner bottom surface formations (111, 112, 113, 114) for arranging and holding the insulating material pane (2) and contact components (3, 13) that the edge zone (12a) of the housing part (12) facing the base plate (1) has one for connection to the base plate has a suitable design by flanging and the side wall (1 a) of the base plate (1) is firmly connected to the edge zone (12a) by flanging, and that the base plate (1) consists of a material which is made up of components made of copper, for the construction of the unit, as well as with components made of light metal enables a permanently firm connection.

2. Semiconductor assembly according to claim 1, characterized in that the base plate on a surface circumferential line of the inner surface of the surface determined by the support of the insulating material (2) has elevations (111, 112) for holding the solder connection of the insulating material plate (2) to the base plate.

3. Semiconductor assembly according to claim 2, characterized in that the elevations are strip-shaped (111) or hump-shaped (112) and have a height equal to or less than that of the insulating material disc (2).

4. Semiconductor assembly according to claim 1, characterized in that the base plate (1) has on its inner bottom surface one of those of the insulating washers (2) corresponding to the expansion and thickness of the insulating washers adapted recesses (113) for receiving one insulating washer (2) .

5. Semiconductor module according to claim 1, characterized in that the base plate (1) on a by the support of the insulating material (2) determined surface circumferential line of its inner bottom recesses (114) for the fixed arrangement of bolt-shaped boundary parts (115) for the position-specific attachment of components has that the boundary parts (115) consist of an elastic plastic and, in the course of their longitudinal sections projecting over the base plate, first a smaller cross-section for the position-specific arrangement of the insulating material disc (2) and then a larger cross-section for the position-specific arrangement of the contact components (3, 13) on the insulating washer (2).

6. The semiconductor assembly according to claim 5, characterized in that the limiting parts (115) consist of a material resistant to the intended temperature for soft soldering of the base plate (1), insulating material disc (2) and contact components (3, 13).

7. Semiconductor assembly according to one of claims 1 to 5, characterized in that the base plate (1) consists of an aluminum-magnesium alloy and has a coating of nickel on its inner bottom surface to achieve a soldered connection with the metallized insulating material disc (2).

8. Semiconductor unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the base plate on its side facing the insulating material disc (2) consists of copper and on the opposite side of aluminum, that the thickness of the copper partial layer is greater than the depth of the depression ( 113) for receiving the insulating material disc (2), and that the aluminum partial layer has a minimum thickness determined only by the mechanical strength of the base plate.

9. Use of semiconductor devices according to one of claims 1 to 7 in a circuit arrangement, characterized in that at least two semiconductor devices with their base plate (1) attached to a common cooling component (20) and attached to one another in a row and electrically connected by busbars (24) are.

10. Use according to claim 9, characterized in that on at least one further side of the cooling component (20) at least one circuit board (25) made of insulating material is provided and is fastened to the cooling component (20) with the aid of fastening grooves, on which circuit components (27) with Control and wiring functions for the semiconductor components fastened to the cooling component as well as soldering and / or plug-in connection parts (28) for producing switching connections between circuit components and semiconductor components are attached.