CN102145794A - 具有至少一个功率半导体模块和一个运输包装的布置 - Google Patents

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Abstract

一种具有至少一个功率半导体模块和一个运输包装的布置，功率半导体模块具有底部件、壳体和连接件，运输包装针对每个功率半导体模块都具有平面地构成的覆盖层、覆盖膜和至少一个皿形的塑料成型体。所述至少一个塑料成型体仅部分地包围所配属的功率半导体模块，塑料成型体的一部分不直接紧贴在功率半导体模块上。至少一个功率半导体模块的第一侧直接或者间接处于覆盖层的第一主面上，而覆盖膜则直接和/或者间接覆盖功率半导体模块的其他侧并且至少部分地紧贴在塑料成型体上。运输包装对于运输时出现的机械影响是特别坚固耐用的，以及原则上可以用于防止静电放电并且在无需打开运输包装的情况下便可以读出安设在至少一个功率半导体模块上的标记。

Description

具有至少一个功率半导体模块和一个运输包装的布置
技术领域
本发明描述的是一种用于大多数情况下在工厂之外运输至少一个功率半导体模块的布置。在这种情况下，优选的是，多个功率半导体模块以一维或者二维阵列布置在运输包装内。
背景技术
原则上公知大量用于功率半导体模块的不同的运输包装，如具有基体和盖板的简单的纸板箱或者透明塑料罩。从最终用户用的物品的包装中公知所谓的外皮包装。例如依据DE 3909898A1，简单的纸板箱一般具有如下缺点：在运输时，它们不足以保护功率半导体模块免受机械影响。另一缺点是：例如针对海关程序的范围内进行检查时必须打开这种包装并因此会直接触碰功率半导体模块，这可能由于静电放电或者由于接触敏感的表面，例如银涂层的连接件，而导致损坏。
例如由DE 19928368A1公知的所谓的外皮包装形成该发明的出发点，并且所述外皮包装是纸板与包围待包装的物品的塑料膜的组合。这种包装众所周知地具有如下主要缺点：它们可能不足以保护待包装的物品的特别敏感的部位。
发明内容
本发明的目的在于，完成一种具有至少一个功率半导体模块和一个运输包装的布置，其中，该运输包装至少在与其他外包装的组合下对于运输时出现的机械影响是特别坚固耐用的，以及原则上可以用于保护以防止静电放电造成损坏并且在无需打开运输包装的情况下便可以读出安设在至少一个功率半导体模块上的标记。
该目的依据本发明通过一种具有权利要求1特征的布置得以实现。优选的实施方式在从属权利要求中予以说明。
本发明的思路的出发点是上面所提及的外皮包装。该外皮包装进一步形成具有至少一个功率半导体模块的布置。在这种情况下，该布置具有至少一个功率半导体模块，但优选是具有多个以一维或者二维阵列布置的功率半导体模块，和一个运输包装。
功率半导体模块在其普遍的构成方式中具有底部件(优选是金属的底板)、由绝缘材料制成的壳体和用于对在内部相对于底板绝缘地布置的功率半导体模块进行外部接触连通的连接件。其中，在这里应该把概念“功率半导体模块”理解为：除了这些相对于底板电绝缘地构建的功率半导体模块之外，也指圆盘形半导体单元(Scheibenzellen)，正如其长期以来已经是现有技术那样并且具有两个平面的连接件和一个布置在这两个连接件之间的由陶瓷或者塑料制成的绝缘体。依据本发明的布置的运输包装在其那方面针对每个功率半导体模块都具有覆盖层、覆盖膜和至少一个皿形的塑料成型体。优选构成为在其总体上抗静电的复合纸板的覆盖层平面地构成并因此形成运输包装的基础。
相应的功率半导体模块在这种情况下相对于至少一个塑料成型体地布置并且由该塑料成型体部分地包围，其中，塑料成型体不是完全紧贴在功率半导体模块上，而是区段式地与功率半导体模块相距开。为此，优选的是，塑料成型体具有至少一个止挡面，所述塑料成型体利用所述至少一个止挡面直接紧贴在功率半导体模块上。与所述至少一个止挡面相邻地，于是在塑料成型体与功率半导体模块之间设置有至少一个空腔。该空腔例如可以(如果该空腔设置在底部件上)防止与覆加在那里的导热膏体结构相接触。所述至少一个空腔同样可以在运输期间防止机械地接触连接件。
为了相互地固定功率半导体模块和至少一个为此布置的塑料成型体，具有优点的是，该塑料成型体完全覆盖功率半导体模块的一侧并且具有壁，该壁紧贴在功率半导体模块的相邻的侧上并且仅部分覆盖该相邻的侧。
所述至少一个塑料成型体因此在功率半导体模块与包装的其余部分之间构成间隔件，由此，所述包装的该部分在塑料成型体的区域内不是直接，而是仅间接地紧贴在所述塑料成型体上。
优选地，可以将塑料成型体设置在功率半导体模块与覆盖层之间，以便例如保护导热膏体层，可供选择地或者附加地，同样可以将另一塑料成型体设置在功率半导体模块的对置的侧上，以保护那里的连接件。这样布置的塑料成型体同样形成相对于连接件对覆盖膜的保护，这是因为该连接件在相应地构造时可能会损坏覆盖膜并因此可能会不再保护功率半导体模块免受触碰。
附加地优选，可以在覆盖层的第一主面上布置中间层，其中，该中间层具有用于各自所配属的功率半导体模块的凹隙。在这种情况下具有优点的是，覆盖膜基本上仅与该中间层连接，并且仅在其凹隙的区域内与覆盖层连接，由此构成便于打开的运输包装。
为了防止静电放电对功率半导体模块造成损坏，优选的是，覆盖膜和/或者相应的塑料成型体由具有或者不具有金属蒸镀的外表面的、有传导能力的或者抗静电的塑料组成。同样具有优点的是，覆盖膜和/或者相应的塑料成型体至少区段式地，但优选完全透明地构成。
通过布置的依据本发明的构造方式，可以实现的是：
·以机械上相对于彼此并且彼此相距开的方式固定所包装的功率半导体模块并且同时防止功率半导体模块的敏感部位受到机械损坏；
·安设在每个功率半导体模块上的标记也可以借助光电的辅助机构如手持扫描仪来读取，而不必打开运输包装；
·运输包装构成为防止静电充电的防护件；
·运输包装构成为防止来自环境的有害气体对功率半导体模块产生直接影响的防护件，其中，此外可能具有优点的是，在覆盖层和/或者覆盖膜的包围功率半导体模块的区段上设置有用于保护功率半导体模块的连接件的防蚀剂；以及
·通过将包装分开，以及由于相对于其他包装的小的体积和质量来确保对包装进行简单和环保的清理。
另一种优选的实施方式表明：在多个以一维或者二维阵列布置的功率半导体模块的情况下，这些功率半导体模块以在至少一维内平行于覆盖层的主面并且平行于壳体的面的法线的方式彼此间具有如下间距，所述间距大于在该维内壳体连带着所布置的塑料成型体的宽度。因此可以实现的是：两个这种布置以覆盖层的第一主面朝向彼此地并且相互错开两个功率半导体模块的半个间距地组合成功率半导体模块的高充填密度的一个总布置。
附图说明
借助图1至图4的实施例对本发明的解决方案作进一步说明。
图1示出依据本发明的布置的第一构造方式的剖面。
图2和图3示出依据本发明的布置的第二构造方式的剖面。
图4示出两个依据本发明的布置的类似于图1、图2和图3的三维图示。
具体实施方式
图1局部地示出依据本发明的第一布置1沿线A-A(参照图4)的剖面。这里示出运输包装2的覆盖层10连同其第一主面100和第二主面110。在覆盖层10的第一主面100上阵列式地以彼此相距相同的间距的方式布置有待包装的功率半导体模块5。待包装的功率半导体模块5中仅示出底部件40、壳体50和连接件60。
具有优点但非限制性地，这些功率半导体模块5以其底部件40向覆盖层10的第一主面100的方向上布置，该底部件通常可以是金属底板或者也可以直接是内部线路的基底。在这里所设置的构造方式中，连接件60处于功率半导体模块5的与覆盖层10对置的侧上。
相应功率半导体模块5的底部件40在这里都具有导热膏体层42，正如从现有技术中公知的那样。为了保护该膏状的层42，在功率半导体模块5与运输包装2的覆盖层10之间布置有塑料成型体80，由此，功率半导体模块5不直接处于覆盖层10的第一主面100上。
塑料成型体80在这里皿形地构成并且环绕地具有平面的支承棱边82。处于该支承棱边82上的是功率半导体模块5的底部件40的没有导热膏体42的边缘区域。作为选择，取决于功率半导体模块5的构成方式，一部分壳体50也可以处于该支承面82上。在设有导热膏体42的底部件40与覆盖层10之间，塑料成型体80构成空腔86，该空腔用于机械地保护导热膏体42。
覆盖膜30以及塑料成型体80的紧贴在功率半导体模块5上的部分在这里和后面都仅仅为了更好地概览而与覆盖层10相距开以及与功率半导体模块5相距开地示出。此外，覆盖膜30与覆盖层10的第一主面100以粘接技术的方式连接。
通过由带有或者不带有金属蒸镀的外表面的、有传导能力的或者抗静电的塑料构成的覆盖膜30的和优选还有塑料成型体80的构造方式和由有传导能力的或者抗静电的复合纸板构成的覆盖层10的构造方式，形成一种运输包装2，该运输包装提供防止静电充电对功率半导体模块5造成损坏的足够的保护。因为覆盖膜30至少区段式地，但优选完全透明地构成，所以即使出于不同的检验目的也无需打开该保护包装2。
此外，按照图2，依据本发明的布置1以如下方式构造，即，使带有所布置的塑料成型体80的功率半导体模块5彼此间的间距700大于功率半导体模块5的宽度500，由此，可以实现的是，使依据图4的第二布置1′相对于第一布置1错开半个间距并且转动180°地设置，由此，在使各个功率半导体模块5彼此间充分地固定的情况下同时又产生一种具有高充填密度的紧凑的总布置。
图2和图3分别示出依据本发明的第二布置1沿线B-B(参照图4)的剖面，其中，运输包装2再次经改进地示出。该运输包装现在具有附加的中间层20，该附加的中间层包括各一个配属于功率半导体模块5的凹隙230，由此，所配属的功率半导体模块5在其下部区域内被包围，但并不直接和完全紧贴地被包围。在功率半导体模块5的整个周边上，具有优点的是，凹隙230的边缘220最大50％，优选最大仅25％直接紧贴在所配属的功率半导体模块5上，并且边缘220的其余部分与功率半导体模块5具有至少2mm的间距并因此构成中间区域240。当然，直接的紧贴至少在几个部位上，优选在功率半导体模块5的角上是合适的，由此确保功率半导体模块5彼此固定在其位置上。
原则上优选但不是强制性需要的是，除了覆盖膜30与中间层20之间的粘接连接之外，在上述中间区域240内的覆盖层10与覆盖膜30之间以及在覆盖层10与中间层20之间也具有粘接连接。首先提到的粘接连接在这种情况下不必构成为可拆分开的连接。
图2示出具有功率半导体模块5和运输包装2的布置1。在这种情况下，覆盖层10以部分地与中间层20分开的方式示出。该图示相应于打开运输包装2，以便从该运输包装中取出功率半导体模块5。在这种情况下，分开覆盖层10与中间层20之间的可拆分开的连接，和/或者分开中间区域240内的覆盖层10与覆盖膜30之间的那种可拆分开的连接。
优选但不受到局限地，中间层20以及覆盖层10由厚纸或者纸板或者复合纸板组成。为了防止静电放电造成损坏，经证实特别具有优点的是，中间层20和(但优选仅)覆盖层10由有传导能力的或者抗静电的复合纸板组成。该复合纸板于是示例性地具有有传导能力的或者抗静电的薄膜中间层。
在该构造方式中，塑料成型体80布置在功率半导体模块5的远离覆盖层10的侧上，以便在那里防止在运输期间机械地损坏负载和辅助端子的连接件60、62。为此，塑料成型体80具有与负载连接件60的止挡面82，以及与之相邻地具有各一个用于辅助连接件的空腔86。该空腔86防止：相应的辅助连接件62由于其作为插头的构造方式可能损坏覆盖膜30。因此，同样可以防止其他金银丝细工地构成的连接件60、62免受外部损坏。该塑料成型体80在这里，如普遍优选的那样，覆盖功率半导体模块5的整个具有连接件的侧。
此外，塑料成型体80在至少两个对置的侧上，但优选在所有侧上，具有壁84。该壁84紧贴在功率半导体模块5的与被覆盖的侧邻接的那些侧上。在这种情况下，优选的是，这些壁84仅部分地覆盖相应的侧。
所提及的功率半导体模块5的典型尺寸(并非由此形成限制)是：在宽度500包括塑料成型体80在内和高度同样为1cm至6cm时，长度在3cm至15cm的范围内。运输包装2的覆盖层10具有0.2mm至1mm的典型厚度，中间层20具有0.5mm至3mm的厚度，而覆盖膜30具有处于100μm的数量级的厚度。塑料成型体80优选具有如下厚度，即，该厚度比覆盖膜30的厚度高出至少5倍。
图3现在示出从运输包装2中取出功率半导体模块5的进一步的步骤。在这种情况下，沿中间层20的第一主面200的面的法线方向按压中间层20，直至中间层20几乎处于由壳体50的上侧形成的平面上。在这样移动中间层20时，覆盖膜30至少部分地与功率半导体模块5的壳体50拆分开，并且然后该覆盖膜仅仅或者至少几乎仅仅还紧贴在塑料成型体80的壁84上，由此可以将功率半导体模块5简单地并且无需使用工具地从该塑料成型体80中取出。
图4类似于图1、图2和图3地示出两个依据本发明的布置1、1′的三维图，所述布置分别具有一个运输包装2和多个功率半导体模块5。在这些功率半导体模块5中分别示出壳体50和多个连接件60、62。这些功率半导体模块5利用其在这里为金属的底板的、不可见的底部件40(参照图1)以二维阵列布置在相应运输包装2的覆盖层10的第一主面100上，方法是：底部件40(参照图2)分别直接或者如上所述地间接利用布置在它们之间的塑料成型体80处于所述第一主面上。
中间层20以其第二主面210布置在覆盖层10的该第一主面100上。该中间层20具有多个凹隙230，这些凹隙分别配属于功率半导体模块5。在这种情况下，功率半导体模块5以如下方式布置在该凹隙230内，即，使凹隙230的边缘220仅在少数几个区段上直接紧贴在功率半导体模块5的壳体50上。占优势的是在功率半导体模块5的壳体50与凹隙230的边缘220之间设置有构成中间区域240的间距。
没有示出透明的覆盖膜30以及相应的塑料成型体80本身。此外，在二维阵列布置中的、在这里所示的多个功率半导体模块5中，像在一维布置中那样，同样具有优点的是，运输包装2(在这里仅示出第二布置1′中的情况)在相应的功率半导体模块5之间具有穿孔70，以便使所包装的功率半导体模块5的分离得以简化。

Claims (12)

1.具有至少一个功率半导体模块(5)和一个运输包装(2)的布置(1)，其中，所述功率半导体模块(5)具有底部件(40)、壳体(50)和连接件(60、62)，并且，所述运输包装(2)针对每个功率半导体模块(5)都具有平面地构成的覆盖层(10)、覆盖膜(30)和至少一个皿形的塑料成型体(80)，
其中，至少一个所述塑料成型体(80)仅部分地包围所配属的所述功率半导体模块(5)，并且在此，所述塑料成型体(80)的一部分不直接紧贴在所述功率半导体模块(5)上，并且其中，至少一个所述功率半导体模块(5)的第一侧直接或者间接处于所述覆盖层的第一主面(100)上，并且其中，所述覆盖膜(30)直接和/或者间接覆盖所述功率半导体模块(5)的其他侧，并且在这种情况下所述覆盖膜(30)至少部分地紧贴在所述塑料成型体(80)上。
2.按权利要求1所述的布置(1)，其中，
所述塑料成型体(80)具有至少一个止挡面(82)，所述塑料成型体利用所述至少一个止挡面直接紧贴在所述功率半导体模块(5)上并且与所述至少一个止挡面相邻地在所述塑料成型体(80)与所述功率半导体模块(5)之间构成至少一个空腔(86)。
3.按权利要求1或2所述的布置(1)，其中，
所述塑料成型体(80)完全覆盖所配属的所述功率半导体模块(5)的一侧，并且所述塑料成型体具有壁(84)，所述壁紧贴在所述功率半导体模块(5)的相邻的侧上并且在这种情况下仅部分覆盖所述相邻的侧。
4.按权利要求1所述的布置(1)，其中，
所述覆盖膜(30)和/或者所述塑料成型体(80)由具有或者不具有金属蒸镀的外表面的、有传导能力的或者抗静电的塑料构成。
5.按权利要求1所述的布置(1)，其中，
所述覆盖膜(30)和/或者所述塑料成型体(80)至少区段式地，但优选完全透明地构成。
6.按权利要求1所述的布置(1)，其中，
与所述塑料成型体(80)的厚度相比，所述覆盖膜(30)具有至少小5倍的厚度，并且因此所述塑料成型体机械上更稳固地构成。
7.按权利要求1所述的布置(1)，其中，
所述运输包装(2)具有附加的中间层(20)，附加的所述中间层包括各一个配属于至少一个所述功率半导体模块(5)的凹隙(230)，并且所述中间层以其第二主面(210)布置在所述覆盖层(10)的所述第一主面(100)上，并且在这种情况下，所述功率半导体模块(5)布置在所述中间层(20)的至少一个所述凹隙(230)内。
8.按权利要求7所述的布置(1)，其中，
所述覆盖层(10)和所述中间层(20)以能彼此拆分开的方式相互连接。
9.按权利要求7所述的布置(1)，其中，
所述覆盖膜(30)在通过所述中间层(20)的相应的凹隙(230)在所述功率半导体器件(5)旁边空出的中间区域(240)内与所述覆盖层(10)的所述第一主面(100)能拆分开地连接。
10.按权利要求1或7所述的布置(1)，其中，
所述中间层(20)和/或者覆盖层(10)由厚纸或者纸板或者复合纸板组成。
11.按权利要求1所述的布置(1)，其中，
在多个以一维或者二维阵列布置的功率半导体模块(5)的情况下，所述功率半导体模块以至少一维平行于所述覆盖层(10)的主面并且平行于所述壳体(50)的面的法线的方式彼此间具有如下间距(700)，所述间距大于在所述维内所述壳体(50)连带着所布置的塑料成型体(80)的宽度(500)。
12.按权利要求1所述的布置(1)，其中，
在多个以一维或者二维阵列布置的功率半导体模块(5)的情况下，所述运输包装(2)在相应的所述功率半导体器件(5)之间具有穿孔(70)。
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