CN101908512B - 可安装在散热片上的功率半导体模块的拧固型组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及可安装在散热片上的功率半导体模块的拧固型组件，包括功率半导体模块(1)和散热片(2)以及至少一个用来将功率半导体模块(1)连接到散热片(2)上的紧固件(7)。功率半导体模块包括具有第一热接触表面(13)的底部(12)，散热片(2)包括具有第二热接触表面(23)的顶部(21)，功率半导体模块(1)包括数量为N1≥1的第一定位元件(15a，15b，15c)，散热片(2)具有数量为N2≥1的第二定位元件(25a，25b，25c)，每个第一定位元件对应于一个第二定位元件并组成一对。功率半导体模块(1)和散热片(2)彼此对准，使得当功率半导体模块(1)安装到散热片(2)上时，每一对当中的两个定位元件相互配合。

Description

可安装在散热片上的功率半导体模块的拧固型组件
技术领域
本发明涉及一种可以在例如整流器中应用的功率半导体模块。
背景技术
通常，功率半导体模块都是安装在散热片上用于冷却。此外，这些模块还可以连接到电子电路装置，例如印刷电路板或者从外部与它们连接的母线。这也就是为何模块和散热片需要机械对准并且热接触对应的热接触表面以进行接触。尤其当在模块和散热片之间使用粘滞的导热膏(例如导热膏)时，模块相对于散热片可能会变扭曲，导致本来已限定其厚度分布的导热膏被污染，并导致其施加不规则。
当只采用一个单独的紧固件(例如螺丝钉)将功率半导体模块连接到散热片上时，这尤其是一个问题，即使使用两个或以上的紧固件，由于螺纹孔需要具有足够大的尺寸以便于旋入螺丝钉，这仍然是一个问题。在这种情况下，模块相对于散热片可能发生扭曲，污染导热膏。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种能够可靠地拧固安装在散热片上的功率半导体模块。另一目的涉及一种将功率半导体模块可靠地拧固安装在散热片上的方法。
这些目的通过如权利要求1所述的功率半导体模块和如权利要求27所述的将功率半导体模块安装在散热片上的方法而实现。本发明的各种方面和其他实施例记载为从属权利要求的主题。
下面将要描述的功率半导体模块系统包括功率半导体模块和散热片以及至少一个紧固件，通过至少一个紧固件能将功率半导体模块与散热片连接。功率半导体模块包括具有第一热接触表面的底部，散热片对应地包括具有第二热接触表面的顶部。那么通过将第一热接触表面与第二热接触表面接触实现功率半导体模块的热量的消散。
此外，功率半导体模块包括数量为N1≥1的第一定位元件，散热片具有数量为N2≥1的第二定位元件，每个第一定位元件对应每个第二定位元件组成一对。现在这是可能的：设置功率半导体模块和散热片，以使当功率半导体模块安装在散热片上的时候，每一对的两个定位元件能完全或至少部分地相互配合，导致功率半导体模块和散热片相互被拧固并且然后利用至少一个紧固件被连接。
附图说明
下面将参考附图以实施例的形式详细描述本发明。其中相同的附图标记表示具有相同功能的相同元件。其中：
图1A是以几个构造为凸起为特征的功率半导体模块的底部的图解视图；
图1B是通过包括图1A所示通过紧固件螺丝拧紧到散热片上的功率半导体模块的功率半导体模块系统沿着E1截面的纵剖面图；
图2A是以构造为凹槽的定位元件为特征的功率半导体模块的底部的图解视图；
图2B是通过包括图2A所示通过紧固件螺丝拧紧到散热片上的功率半导体模块的功率半导体模块系统沿着E2截面的纵剖面图；
图3A是以几个定位元件设置在其一个侧边上为特征的功率半导体模块的底部的图解视图；
图3B是图3A所示的功率半导体模块安装到散热片上之后的侧面图；
图3C是沿着图3A和3B中E3截面的如图3B所示的布置的纵剖面图；
图4A是通过包括功率半导体模块和具有弹簧定位元件的散热片的功率半导体模块系统的一部分的纵剖面图；
图4B是如图4A所示的功率半导体模块系统在将功率半导体模块安装在散热片上之后使得散热片的定位元件与功率半导体模块上对应的定位元件相互配合时的图解视图；
图5A是包括功率半导体模块和散热片的功率半导体模块系统的一部分的纵剖面图，其中功率半导体模块具有弹簧定位元件；
图5B是如图5A所示的功率半导体模块系统在将功率半导体模块安装在散热片上之后使得功率半导体模块的定位元件与散热片上对应的定位元件相互配合时的图解视图；
图6是功率半导体模块系统的一部分的纵剖面图，其中功率半导体模块包括一体配置在功率半导体模块的封装上的弹簧定位元件；
图7A是如图6中所示的功率半导体模块的图解视图，其中通过筛网和刮刀将导热膏施加到模块的热接触表面；
图7B是如图7A中所示的功率半导体模块的图解视图，其中移除了具有导热膏的图案化应用的筛网。
具体实施方式
在下面的详细描述中，参考作为说明书一部分的附图，并且其中通过示例性具体实施例的方式显示本发明是如何实现的。出于此考虑，方向性的术语，例如“顶”、“底”、“前”、“后”、“领先的”、“随后的”等等，是参考附图中描述的方向使用的。因为实施例中的组件可以在数个不同的方向上定位，方向性的术语用于进行说明，但并不作为限制。应理解，可以使用其它的实施例，并且在不脱离本发明范围的情况下可以进行结构上或逻辑上的改变。因此，下列详细说明，并不用于进行限制，并且本发明的保护范围由附加的权利要求进行限制。
参考图1A，示出了具有其底部12视图的功率半导体模块1。底部12的大部分被第一热接触表面13占据，用来驱散在操作功率半导体模块时在与第一热接触表面13接触的散热片2的方向上产生的热量。与底部12接触的散热片2的面限定以虚线标出。设置在底部12上的是多个第一定位元件15a、15b、15c，所述多个第一定位元件15a、15b、15c配置为在散热片2要被安装的方向上延伸超出第一热接触表面13的凸起。横向地，大致在其中间，功率半导体模块1包括唯一的中央紧固件螺纹孔1B，垂直于第一热接触表面13完全穿过功率半导体模块1。
参考图1B，其示出了图1A中所示的功率半导体模块沿在其中所示的的E1截面的纵剖面图，除了散热片2还示出了紧固件7，所述紧固件7构造成螺丝钉用来连接功率半导体模块1和散热片2。不只是只有一个这样的紧固件——在所有方面也是一样——也可以提供两个或多个紧固件以将功率半导体模块1连接到散热片2上。
散热片2包括顶部21以及与其相对的底部22。顶部21主要被平坦或至少接近平坦的第二热接触表面23占据，以与功率半导体模块1的第一热接触表面13进行热接触，从而驱散在操作功率半导体模块1时由例如功率半导体芯片1c(例如IGBT、二极管、闸流管、MOSFET、JFET或其它任何功率半导体芯片)产生的热量。在功率半导体模块1中，功率半导体芯片1c安装在基底1s上，例如一面或两面涂覆金属的陶瓷板，例如安装功率半导体芯片1c的直接敷铜(DCB)、直接敷铝(DAB)或活性金属钎焊(AMB)基底。
对于第一定位元件15a、15b、15c中的每一个，散热片2相应地包括对应的第二定位元件25a、25b和25c，每一个例如构造为散热片2中的凹槽。功率半导体模块1的第一定位元件15a、15b、15c成形在和/或定位在底部12上，使得功率半导体模块1在使功率半导体模块1的第一热接触表面13与散热片2的第二热接触表面23之间热接触的同时，只能相互配合地且拧固地安装在散热片2上。
当功率半导体模块1安装在散热片2的顶部21上，将功率半导体模块1对准，从而使得第一热接触表面13与第二热接触表面23彼此面对面，并且功率半导体模块1的第一定位元件15a、15b、15c中的每一个分别位于与散热片2的相应的第二定位元件25a、25b和25c相对的位置上。一旦功率半导体模块1相对于散热片2对准，那么功率半导体模块1就安装在散热片2上，使得每个第一定位元件15a、15b、15c分别与相应的第二定位元件25a、25b和25c相互配合，之后通过紧固件7将功率半导体模块1与散热片2连接。为此，散热片2包括螺纹孔2b，其螺纹在图1B中没有示出。
在如图1A和1B所示的功率半导体模块1中，第一定位元件15a和15b构造为具有不同直径的销而定位元件15c构造为细长的连接板，同时散热片2相应的第二定位元件分别构造为具有不同直径的第二定位元件25a和25b，而定位元件25c构造为槽。功率半导体模块1的第一定位元件15a、15b、15c的几何形状分别与相应的第二定位元件25a、25b和25c的几何形状相适应，使得每个第一定位元件15a、15b、15c分别与相应的第二定位元件25a、25b和25c相互配合。
如在图1B中所示，第一定位元件15b和第二定位元件25a和25b的位置并不明显，因而仅画成虚线。
应理解，在功率半导体模块1的底部12上的第一定位元件15a、15b、15c的形状和位置以及在散热片2的顶部21上的第二定位元件25a、25b、25c的形状和位置仅仅是作为例子。换言之，功率半导体模块1的底部12上的第一定位元件15a、15b、15c的形状和位置以及在散热片2的顶部21上的第二定位元件25a、25b、25c的形状和位置可以是任意的，只要其保证功率半导体模块1(关于任意可能的与第一热接触表面13和第二热接触表面23垂直定位的旋转轴线)仅能相互配合地被安装在散热片2的顶部，以使得每个第一定位元件15a、15b、15c分别与相应的第二定位元件25a、25b和25c相互配合。
为了确保只可有唯一一个拧固的位置，例如，第一和第二定位元件全部中的至少一个或至少两个定位元件可以构造成细长的、分别平行于第一热接触表面13和/或第二热接触表面23延伸。
同样地，例如，第一和第二定位元件的全部中的至少三个定位元件可以构造成销。
参考图2A，其示出了功率半导体模块1的底部12与图1A中所示的功率半导体模块1不同，不同之处在于第一定位元件16a、16b、16c没有像封装1A中所示的第一定位元件15a、15b、15c那样构造成凸起，而是相对于第一热接触表面13构造成凹槽。
参考图2B，其示出了图2A中所示的功率半导体模块1沿着截面E2的纵剖面图，以及散热片2，功率半导体模块1通过构造为螺丝钉的紧固件7而被固定到散热片2。
如在图2B中所示，很明显相对于功率半导体模块1的第一热接触表面13，第一定位元件16a、16b、16c被构造为在功率半导体模块1中的凹槽。因此，相对于散热片2的第二热接触表面23，与第一定位元件16a、16b、16c相对应的第二定位元件26a、26b、26c被构造为凸起，所述凸起以功率半导体模块1要被安装在第二热接触表面23上的方向延伸超过所述第二热接触表面23。
同时在图1A、1B、2A和2B中所示的功率半导体模块1和散热片2中，第一定位元件15a、15b、15c或16a、16b、16c间隔离开功率半导体模块1的底部12的侧边设置，而第二定位元件25a、25b、25c或26a、26b、26c间隔离开散热片2的顶部21的侧边设置，图3中所示的功率半导体模块1的第一定位元件17a、17b、17c直接布置在其底部12的侧边上。
参考图3a——与图1A和2A一样——其中示出了没有安装散热片的功率半导体模块1的底部12的视图。构造为销形凸起的第一定位元件17a和17b和构造为钥匙形凸起的17c，沿着散热片要被安装的方向延伸超过功率半导体模块1的第一热接触表面13。
参考图3B，其中示出了图1中所示的安装在散热片2上的功率半导体模块1侧面图，而图3C是沿着图3A和3B中所示的截面E3的组件的纵剖面图。
现在参考图3B和3C，很明显当功率半导体模块1的第一热接触表面13与散热片2的第二热接触表面23彼此热接触的时候，构造为功率半导体模块1的凸起的每个第一定位元件17a、17b、17c与相对第二热接触表面23构造为散热片2上的凹槽的第二定位元件27a、27b、27c相互配合。在这种构造中，第一定位元件17a、17b、17c布置在功率半导体模块1的底部12的侧边，第二定位元件27a、27b、27c布置在散热片2的顶部21的侧边。第一定位元件17a、17b、17c形成扣紧散热片2的顶端的支架。
参考图4A，其示出了包括功率半导体模块1和散热片2的功率半导体模块系统的一部分的纵剖面图。散热片2上包括第二定位元件28，所述第二定位元件28构造成例如在功率半导体模块1要被安装的方向上延伸超过散热片2的顶部21的销。第二定位元件28通过弹性键28f(例如通过压力弹簧)被弹性地安装，从而使得其能够克服由按键式的弹性键28f施加的力而完全或部分地被推进到散热片2的接收空间28d中。功率半导体模块包括，与第二定位元件28对应的第一定位元件18，所述第一定位元件18相对于第一热接触表面13，被构造为在功率半导体模块1中的凹槽。除了压力弹簧28f，任何其他类型的弹性键可以主要地用来沿着功率半导体模块1将要被安装的方向推动定位元件28。
现在参考图4B，其示出了当功率半导体模块1被安装在散热片2上，使得功率半导体模块的第一热接触表面13与散热片2的第二热接触表面23彼此面对面，并且功率半导体模块1的第一定位元件18和散热片2的可移动的第二定位元件28位置彼此相对定位时，第一定位元件18和第二定位元件28如何能够相互配合，从而关于与第一热接触表面13和第二热接触表面23垂直的旋转轴线将功率半导体模块1相对于散热片2极化。
弹性键28f的弹性被选择为当功率半导体模块1被松散地放置(换言之，当安装在散热片2的合适位置上时，没有外力作用，仅依靠其自重)在散热片2的顶部21上时，使得第一热接触表面13和第二热接触表面23之间具有大于施加到第一热接触表面13的导热膏4的厚度的间距d。导热膏4可以被配置为连续的层或者——如图所示，作为可以图案化的层，可包括例如，导热膏。可选地或者额外地，导热膏4也可以施加到第二热接触表面22上。
弹性键28f的弹性被选择为在任何情况下，当功率半导体模块1如上面所解释的被松散地放置在散热片2的顶部21上时，施加在第一热接触表面13和/或第二热接触表面23的导热膏4不会导致第一热接触表面13和第二热接触表面23之间的直接热接触。
这确保了在功率半导体模块1被安装在散热片2的顶部21上之后和功率半导体模块1和散热片2被紧固件连接之前，施加在第一热接触表面13和/或第二热接触表面23的导热膏4不会被相对于散热片2移动的功率半导体模块1由于疏忽而污染。
当随后使用紧固件(未示出)，例如通过螺丝钉将功率半导体模块1和散热片2连接之后，如图1B和2B中所示，功率半导体模块1和散热片2被按压在一起，使得第二定位元件28克服弹性键28f的弹力，被推进散热片2的接收空间28d中，直到在第一热接触表面13和第二热接触表面23之间由于夹在第一热接触表面13和第二热接触表面23中间的导热膏4而实现充分的热接触。这导致图案化施加的导热膏4被横向分布到图案的缝隙中，使得一旦功率半导体模块1被连接到散热片2，导热膏4就理想地形成一个全表面层，所述全表面层使第一热接触表面13和第二热接触表面23之间形成连续的接触。
参考图5A和5B，此处所示的功率半导体模块系统实质上与已经参考图4A和4B描述过的功率半导体模块系统具有同样的特性，因此将其作为参考。然而，图5A和5B中所示的与图4A和4B中所示的相比，区别在于功率半导体模块1中包括弹性键19f和配置在功率半导体模块1上的接收空间19d的第一定位元件19的结构和作用，与第二定位元件28的结构和作用相对应，并且其与图4A和4B所示的弹性键28f和接收空间28d相配合，并且对应于图5A和5B中所示第一定位元件18的第二定位元件29，关于其结构和与定位元件19的配合，对应于图4A和4B所示的定位元件28。
离开图4A、4B、5A、5B中所示的简化了的图示，在这些附图中分别示出的可移动的定位元件28和19可以被控制地分别通过合适的方式，例如通过闭锁键或者通过构造在可移动的定位元件28和19的侧边上的导向销以分别与在对应的接收空间28d或19d的侧壁中机械加工的对应的槽相配合，来连接到散热片2和功率半导体模块1。
现在参考图6，其中示出了具有可移动定位的第一定位元件14的功率半导体模块系统的另一方面的纵剖面图。第一定位元件14通过由封装1a的弹性部分形成的弹性键14f与功率半导体模块1连接。由于弹性键14f的弹性，定位元件14由于外力作用被充分推到接收空间14d中，即被向下推到至少第一热接触表面13的层面上。
设定弹性键14f的弹性的大小，使得当功率半导体模块1被松散地放置在散热片2的顶部21上(换言之，仅仅在其自重的作用下)时，第一热接触表面13与第二热接触表面23间隔开，使得第一定位元件14插入散热片2上构造为凹槽的对应的第二定位元件24中，并且使得第一定位元件14与第二定位元件24至少部分相互配合。以相同的方式，在图1B、2B、3B、3C、4A、4B中示出的组件中，以及在按照本发明的所有功率半导体模块系统中，可以在将功率半导体模块1安装到散热片2上之前，将导热膏(图6中未显示)施加到功率半导体模块1的第一热接触表面13和/或散热片2的第二热接触表面23上，以使第一热接触表面13和第二热接触表面23之间的热接触最大化。
现在参考下面的图7A和7B，其中示出了导热膏4是如何施加到如图6所示的包含可移动的定位元件14的功率半导体模块1的第一热接触表面13上。
现在参考图7A，其中示出了为了这个目的，具有开口31的筛网3或可选地设置有开口的型板是怎样按压到功率半导体模块1的底部12上的，使得第一定位元件14在弹性键14f的偏压下的筛网3的按压力F的作用下能够充分或者至少部分地被推进接收空间14d中，导致筛网3或型板与第一热接触表面13接触或者与其间隔极小的距离，以允许利用筛网3或者型板来涂覆导热膏4。
施加到筛网3或型板上的导热膏4可以用刮刀5从筛网3的顶端撇去，从而使导热膏4填满筛网3或型板中的开口31。
在从第一热接触表面13移除去筛网3或型板之后，在第一热接触表面13上还留着一层根据开口31被图案化的导热膏4。一旦移除筛网3或型板，第一定位元件14降低到如图6所示的其起始位置。
当配置适当时，一旦导热膏4施加到第一热接触表面13上，功率半导体模块1的任何可移动的定位元件可以被完全或至少部分地推进对应的接收空间14d或19d内(见图5A和5B)。此外，导热膏可以对应地施加到包含可移动定位元件28(见图4A和4B)的散热片2的第二热接触表面23上，该可移动定位元件28在克服弹性键28d的弹力下被暂时完全或部分地推进散热片2的接收空间28f中。
应当理解，尽管通过举例的方式阐述了本发明，然而本发明并不局限于这些实施例。尤其功率半导体模块全部的第一定位元件可以包括一个或更多的定位元件，其相对于第一热接触表面可以构造为凸块，也可以包括构造为凹槽或凹陷的一个或更多的定位元件，同样散热片全部的第二定位元件也可以包括一个或更多的定位元件，其相对于第二热接触表面可以构造为凸块，也可以包括构造为凹槽或凹陷的一个或更多定位元件。
此外，功率半导体模块的第一定位元件和对应的散热片的第二定位元件可以设计为使得在功率半导体模块和散热片之间不能形成形状锁定接合和/或力锁定接合。

Claims (28)

1.一种功率半导体模块系统，包括功率半导体模块(1)和散热片(2)以及至少一个紧固件(7)，所述功率半导体模块(1)通过所述至少一个紧固件(7)与所述散热片(2)连接，其中
所述功率半导体模块(1)包括具有第一热接触表面(13)的底部(12)；
所述散热片包括具有第二热接触表面(23)的顶部(21)；
所述功率半导体模块(1)包括数量为N1≥1的第一定位元件(14，15a，15b，15c，16a，16b，16c，17a，17b，17c，18，19)，所述散热片(2)具有数量为N2≥1的第二定位元件(24，25a，25b，25c，26a，26b，26c，27a，27b，27c，28，29)，每个所述第一定位元件对应于一个所述第二定位元件并与之组成一对(14，24；15a，25a；15b，25b；15c，25c；16a，26a；16b，26b；16c，26c；17a，27a；17b，27b；17c，27c；18，28；19，29)；
所述功率半导体模块(1)和所述散热片(2)能相对彼此对准，以使得当所述功率半导体模块(1)安装到所述散热片(2)上时，每一对中的两个定位元件相互配合；
所述第一定位元件(14，19)中的至少一个、多个或每个相对于所述第一热接触表面(13)是可移动的，或者所述第二定位元件(28)中的至少一个、多个或每个被构造为相对于所述第二热接触表面(23)可移动的凸起。
2.如权利要求1所述的功率半导体模块系统，其中所述第一定位元件中的至少一个、多个或每个与所述功率半导体模块(1)连接。
3.如权利要求1所述的功率半导体模块系统，其中所述第二定位元件中的至少一个、多个或每个与所述散热片(2)连接。
4.如权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块系统，其中所述第一定位元件(14，15a，15b，15c，17a，17b，17c，19)中的至少一个、多个或每个被构造为延伸超出所述第一热接触表面(13)的凸起。
5.如权利要求4所述的功率半导体模块系统，其中所述第一定位元件(14，15a，15b，15c，17a，17b，17c，19)中的至少一个、多个或每个被构造为销或细长的连接板。
6.如权利要求1所述的功率半导体模块系统，其中当所述功率半导体模块(1)安装在所述散热片(2)上时，所述第一定位元件(14，19)中的至少一个、多个或每个通过至少部分地被压插到设置在所述功率半导体模块(1)上的接收空间(14d，19d)内的弹性键(14f，19f)而被弹性地定位。
7.如权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块系统，其中当所述功率半导体模块(1)以其底部(12)面向下安装在所述散热片(2)上以使得每个所述第一定位元件与对应的所述第二定位元件相互配合时，所述第一热接触表面(13)和所述第二热接触表面(23)彼此间隔开。
8.如权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块系统，其中所述第一定位元件(16a，16b，16c，18)中的至少一个、多个或每个被构造为凹槽或在所述第一热接触表面上的凹槽。
9.如权利要求1所述的功率半导体模块系统，其中所述第二定位元件(26a，26b，26c，28)中的至少一个、多个或每个被构造为销(26a，26b，28)或细长的连接板(26c)。
10.如权利要求1所述的功率半导体模块系统，其中当所述功率半导体模块(1)安装在所述散热片(2)上时，可移动的第二定位元件(28)中的至少一个、多个或每个通过至少部分地被压插到设置在所述散热片(2)上的接收空间(28d)内的弹性键(28f)而被弹性地定位。
11.如权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块系统，其中所述第二定位元件(24，25a，25b，25c，27b，27c，29)中的至少一个、多个或每个被构造为凹槽(24，25a，25b，25c，29)或在第二热接触表面(23)上的凹槽(27b，27c)。
12.如权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块系统，其中所述第一定位元件和第二定位元件的全部中的至少两个被构造为细长的连接板(15c)。
13.如权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块系统，其中所述第一定位元件和第二定位元件的全部中的至少三个被构造为销(14，15a，15b，26a，26b，17a，17b，19，28)。
14.如权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块系统，其中所述第一定位元件中的至少一个、多个或每个被设置在所述功率半导体模块(1)的底部(12)上。
15.如权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块系统，其中所述第二定位元件中的至少一个、多个或每个被设置在所述散热片(2)的顶部(21)上。
16.如权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块系统，其中所述第一定位元件中的至少一个、多个或每个被设置在所述功率半导体模块(1)的底部(12)的侧边上。
17.如权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块系统，其中所述第二定位元件中的至少一个、多个或每个被设置在所述散热片(2)的顶部(21)的侧边上。
18.如权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块系统，其中
所述功率半导体模块(1)包括模块外壳(1a)；
所述第一定位元件中的至少一个、多个或每个在所述模块外壳(1a)上与所述第一热接触表面(13)间隔开设置。
19.如权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块系统，其中所述第一定位元件和第二定位元件不对称地设置，以使得所述功率半导体模块(1)能被拧紧固定地安装在所述散热片(2)上。
20.如权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块系统，其中所述第一定位元件和所述对应的第二定位元件被设计为在所述功率半导体模块和所述散热片之间不能实现形状锁定接合和/或力锁定接合。
21.如权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块系统，包括能够在所述功率半导体模块(1)和所述散热片(2)之间实现形状锁定接合和/或力锁定接合的至少一个紧固件(7)。
22.如权利要求20所述的功率半导体模块系统，包括精确的一个紧固件(7)。
23.如权利要求21所述的功率半导体模块系统，其中所述紧固件(7)中的至少一个、多个或每个被构造为螺丝钉，利用所述螺丝钉，能使所述功率半导体模块(1)通过所述散热片(2)内的对应的螺纹孔(2b)而被拧紧到所述散热片(2)上。
24.一种将功率半导体模块(1)安装到散热片(2)上的方法，包括步骤：
提供如前述任一权利要求所述的功率半导体模块；
将所述功率半导体模块(1)和所述散热片(2)相对于彼此定位，使得每个第一定位元件至少部分地与所述对应的第二定位元件相互配合；
通过至少一个紧固件(7)在所述功率半导体模块(1)和散热片(2)之间形成连接。
25.如权利要求24所述的方法，其中在将所述功率半导体模块(1)和所述散热片(2)相对于彼此定位之前，将导热膏(4)施加到所述第一热接触表面(13)和/或第二热接触表面(23)。
26.如权利要求25所述的方法，其中
按照权利要求6构造所述功率半导体模块(1)；
利用筛网(3)或利用型板将导热膏(4)施加到所述第一热接触表面(13)上；
当施加所述导热膏(4)时，相对于所述第一热接触表面(13)可移动的所述第一定位元件(14，19)被暂时地完全推进所述功率半导体模块(1)的所述接收空间(14d，19d)中。
27.如权利要求25或26所述的方法，其中
按照权利要求10构造所述功率半导体模块(1)；
利用筛网(3)或利用型板将所述导热膏(4)施加到所述第二热接触表面(23)上；
当施加所述导热膏(4)时，相对于所述第二热接触表面(23)可移动的所述第二定位元件(28)被暂时地完全推进所述散热片(2)的所述接收空间(28d)中。
28.如权利要求24到26中的任一项所述的方法，其中按照权利要求7构造所述功率半导体模块系统，所述功率半导体模块(1)以其底部(12)面向下地被安装在所述散热片(2)上，使得每个所述第一定位元件与所述对应的第二定位元件相互配合，并且所述第一热接触表面(13)和第二热接触表面(23)具有大于施加的导热膏(4)的厚度的间距(d)。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010022562A1 (de) * 2010-06-02 2011-12-08 Vincotech Holdings S.à.r.l. Elektrisches Leistungsmodul und Verfahren zum Verbinden eines elektrischen Leistungsmoduls mit einer Leiterplatte und einer Wärmesenke
US9087829B2 (en) 2011-08-05 2015-07-21 Infineon Technologies Ag Semiconductor arrangement
US9875951B2 (en) * 2011-11-22 2018-01-23 Lenovo Enterprise Solutions (Singapore) Pte. Ltd. Heat sink with orientable fins
WO2014013883A1 (ja) * 2012-07-18 2014-01-23 富士電機株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
CN103456438B (zh) * 2013-01-09 2016-05-25 国网山东省电力公司泰安供电公司 高压开关设备三相共箱盘式绝缘子导体平行度的校正工具和方法
DE102013104949B3 (de) * 2013-05-14 2014-04-24 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungselektronische Schalteinrichtung und Anordnung hiermit
JP6165025B2 (ja) * 2013-10-31 2017-07-19 三菱電機株式会社 半導体モジュール
DE102014106570B4 (de) * 2014-05-09 2016-03-31 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit Schalteinrichtung und Anordnung hiermit
CN106571349B (zh) * 2015-10-09 2020-03-24 上海纯米电子科技有限公司 一种igbt散热结构及电饭煲
US10117356B2 (en) * 2016-11-28 2018-10-30 Advanced Micro Devices, Inc. Heat sink connector pin and assembly
EP4195893A1 (en) * 2021-12-07 2023-06-14 Infineon Technologies AG Housing for a power semiconductor module arrangement

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2629153B1 (fr) * 1988-03-22 1990-05-04 Bull Sa Dispositif de fixation a pression de deux pieces l'une a l'autre
JPH03183157A (ja) * 1989-12-12 1991-08-09 Mitsubishi Electric Corp 高放熱型半導体装置
US5304735A (en) * 1992-02-14 1994-04-19 Aavid Engineering, Inc. Heat sink for an electronic pin grid array
JP2809026B2 (ja) * 1992-09-30 1998-10-08 三菱電機株式会社 インバ−タ装置およびインバ−タ装置の使用方法
US5402077A (en) * 1992-11-20 1995-03-28 Micromodule Systems, Inc. Bare die carrier
US5847452A (en) * 1997-06-30 1998-12-08 Sun Microsystems, Inc. Post mounted heat sink method and apparatus
US6058014A (en) * 1998-10-13 2000-05-02 International Business Machines Corporation Enhanced mounting hardware for a circuit board
TW468820U (en) * 2000-03-15 2001-12-11 Foxconn Prec Components Co Ltd Cooler device
US6717806B2 (en) * 2002-06-25 2004-04-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Component alignment and retention mechanism
US7242583B2 (en) * 2002-12-16 2007-07-10 Paricon Technologies, Corporation System for loading a heat sink mechanism independently of clamping load on electrical device
US6829144B1 (en) * 2003-08-05 2004-12-07 International Business Machines Corporation Flip chip package with heat spreader allowing multiple heat sink attachment
US7203065B1 (en) * 2003-11-24 2007-04-10 Ciena Corporation Heatsink assembly
US7270176B2 (en) * 2005-04-04 2007-09-18 Tyco Electronics Power Systems, Inc. System and apparatus for fixing a substrate with a heat transferring device
JP4336719B2 (ja) * 2007-02-22 2009-09-30 三菱電機株式会社 半導体装置
TWI334531B (en) * 2007-12-05 2010-12-11 Wistron Corp Heat sink and electronic apparatus using the same
JP5180722B2 (ja) * 2008-07-30 2013-04-10 オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド 半導体装置の製造方法

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