CN103545654A - 用于具有密封插接器的功率半导体装置的连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于具有壳体的功率半导体装置的连接装置，其具有插接器和密封材料模制体，插接器具有带有联接的接触装置的引线，接触装置构造有定位装置，密封材料模制体（40）单件地构造有两个相互对应的可接合的分体（41）；为了将密封连接装置（10）相对于在功率半导体装置（1）的壳体（20）内配属的第二凹部（21）密封在其外侧上具有第一薄片（410）；并且具有布置在分体（4）的各自的内侧上的第二薄片，分体（41）的第二薄片（420）相互啮合地布置；以及具有用于容纳引线（31）和接触装置（32）的第一凹部（430）。此外，本发明还涉及一种功率半导体装置和用于利用所述的连接装置（10）构造连接的方法。

Description

用于具有密封插接器的功率半导体装置的连接装置

技术领域

本发明涉及一种用于具有壳体的功率半导体装置的连接装置，其中，连接装置具有插接器和密封材料模制体，该插接器具有带有联接的接触装置的引线，有利地，连接装置具有多个插接器。这种连接装置在功率电子装置中得到应用。

背景技术

这种连接装置必须能在困难的环境条件下长年起作用。腐蚀性的负载如湿气、蒸汽、水等导致使用受到限制或者导致所建立的连接失效。而且出于安全原因也必须保护工业插接器免受来自外部的影响，例如尘埃、水等的影响。该保护必须通过壳体及其锁止装置以及合适的密封装置来保证。

公知的是，为了密封插接装置免受喷水的影响，按照保护等级IP54或者更高的保护等级使用专用插接器，这些专用插接器可以是防喷水的并且可以密封安装。商业通用的插接器具有由弹性密封材料例如硅构成的以本领域通用的方式成型的密封装置。

由印刷文献WO2006/054574公开了一种可与插接器连接的防水套筒连接器，其中，插接器设有多个插头联接部，其中每个插头联接部都具有前端部段作为电连接部段，其中，插头联接部从插头壳体向前伸出并且由该插头壳体保持，其中，插头壳体设有凸出部，其中每个凸出部从用于相应的插头联接部的插头壳体的前端面伸出，以便覆盖电连接部段的后部，其中，防水套筒连接器具有：多个套筒联接部，在其中相应地可装入插头联接部的电连接部段；套筒壳体，其具有用于容纳相应的套筒联接部的联接部容纳室以及用于将套筒联接部锁止在各自的联接部容纳室和插头联接部导入开口内的联接部锁止部段，插头联接部可相应地导入该插头联接部导入开口内以装入套筒联接部内，其中，插头联接部导入开口构造在套筒联接部之前；由弹性材料构成的防水密封件，其具有用于与套筒壳体的前端面紧密接触的形状和用于保持防水密封件的密封件保持器。

上述现有技术的缺点是，商业通用的防喷水插接器常常造成额外的成本，因为已经提前批量生产的插接器必须与之适配，而且必要时已经存在的插接器必须由防喷水插接器来替代。

发明内容

本发明的任务是，提供一种连接装置，该连接装置具有至少一种按照保护等级IP54、尤其是按照IP65的保护，其中，可以使用提前批量生产的标准插接器，其中，该连接装置应本身以及相对于壳体受到密封保护以防喷水。

根据本发明，该任务通过一种用于具有壳体的功率半导体装置的连接装置解决，其中，所述连接装置具有密封材料模制体和至少一个插接器，所述插接器具有带有联接的接触装置的引线，其中，所述接触装置构造有定位装置，并且其中，所述密封材料模制体

·单件式或多件式地构造有至少两个相互对应的能接合的分体，

·为了将所述连接装置相对于在所述功率半导体装置的壳体内配属的第二凹部密封在其外侧上具有第一薄片，

·具有布置在所述分体的相应的内侧上的第二薄片，其中，所述分体的第二薄片在接合的状态下相互啮合，以及

·具有至少一个用于容纳所述引线和所述接触装置的第一凹部。

本发明的任务还通过一种功率半导体装置解决，其中，所述功率半导体装置具有壳体和上述连接装置。

本发明的任务还通过一种用于利用所述的连接装置构造连接的方法，所述方法包括以下方法步骤：

·将插接器放入密封材料模制体的分体内；

·将所述密封材料模制体的分体封闭；

·将所述密封材料模制体与所述壳体接合。

根据本发明的连接装置尤其被设置用于将控制线路与具有壳体的功率半导体装置连接。连接装置具有密封材料模制体和至少一个插接器，该插接器具有带有联接的接触装置的引线，其中，接触装置分别构造有定位装置，并且其中，密封材料模制体优选地单件地构造有两个相互对应的可接合的分体。为了将密封连接装置相对于在功率半导体装置的壳体内配属的第二凹部密封在其外侧上具有第一薄片。在分体的各自的内侧上布置有第二薄片，其中，分体的这些第二薄片相互啮合地布置。此外，连接装置优选具有多个用于容纳配属的引线或接触装置的第一凹部。

根据本发明的连接装置由密封元件，优选仅由一个元件构成，该元件构造为单件的密封材料模制体，其具有两个相互对应的可接合的分体，这两个分体借助可弯曲的接片来连接。由此，可以进行插接器快速且简单的安装和拆卸。该实施方式提供例如通过压铸低成本地生产密封材料模制体的优点。替代地，密封材料模制体也可以由两个或者多个相互对应的分体构成。

此外有利的是，可以设置各种不同的插接器构造方式，即具有不同的接触装置和不同的引线。就是说可以应用光波导体或者电导体的各种不同的构造方式。

另一优点是，密封材料模制体在接合的状态下仅包覆插接器的一个部段。由此，接触装置的一部分裸露，该部分可以布置到附属的插座内，该插座不是连接装置的一部分。

此外，证明有利的是，密封材料模制体整体上由弹性材料构成。由此保证了长时间密封作用。当密封材料模制体由电绝缘材料构成时也是有利的。由此不需要插接器的额外绝缘。

此外，证明有利的是，密封材料模制体在分体上具有另外的接片，这些分体根据在连接装置中的布置在壳体内也是可接近的。由此可以容易地将连接装置插入壳体内并且也可以容易地再次从壳体移开。接片额外提供的优点是，通过在将密封材料模制体从壳体移开时将接片压在一起，可以固定插接器的引线。

此外，证明有利的是，分体具有凸鼻，优选卡止凸鼻，并且对应的分体具有配属的凹部。由此分体额外地相互地机械固定。另一实施方式是一种不可松开的连接装置，其中，分体示例性地通过粘合来连接。

此外，证明有利的是，密封材料模制体具有至少一个止挡棱边，该止挡棱边分别被构造用于止挡在壳体内配属的支座上。由此保证了更密封且更耐久的安置。

此外，本发明还描述了一种用于根据以下方法步骤构造连接装置的方法：

·将插接器放入密封材料模制体的分体内；

·将密封材料模制体的分体封闭；

·将密封材料模制体与壳体接合。

在放入插接器时，带有联接的接触装置的引线被放入两个分体的一个中的第一凹部内。在此，插接器以较轻的压力被放入，从而薄片部分地包围引线。

在封闭密封材料模制体的两个分体时，分体被压在一起。在此，一个分体的卡止凸鼻卡合到对应的分体所配属的卡合凹部内。

最后的方法步骤包含密将封材料模制体与壳体的接合。这里连接装置被插入功率半导体装置的壳体内。

该方法的优点在于，连接装置根据上述方法步骤可以快速地被安装。此外，该方法设计简单，从而非专业人员也可以执行该方法步骤。

附图说明

本发明的优选实施方式在图1至图4中示出且在下文中对其进行详细说明。在附图中：

图1示出带有密封材料模制体的内部区域的立体图的根据本发明的连接装置；

图2示出根据本发明的连接装置的三维图；

图3示出带有壳体的根据本发明的连接装置的三维图；

图4示出根据图3的连接装置的剖面图。

相同的细部在图1至图4中分别用同一附图标号标注，从而无需结合所有附图分别详细地描述所有细部。

具体实施方式

图1示出带有密封材料模制体40的内部区域的立体图的根据本发明的连接装置10的三维图。单件地构成的密封材料模制体40在这里在打开的状态下与两个分体41一起示出。示出的是，在两个分体41中的一个内插有插接器30，就是说两个具有联接的接触装置32的引线31。接触装置32与引线31分别通过轴形的耦接器323连接。耦接器323可以由金属或者塑料构成。在耦接器323下方布置有面式圆盘形状的另一定位装置322，具有定位装置321的圆柱形接触销联接到该另一定位装置322上。

引线31在耦接器323上方的区域内由薄片420包围。由此，引线31防滑地布置在分体内。薄片420在两个分体41内安设在与分体41的外侧上的薄片410相同的高度上并与薄片410连接。另外，这些薄片面式且排成两行地构造有用于引线31的各自排成两行的凹部430并且相互错开地布置在分体上。由此，薄片420在密封材料模制体40的分体41接合时相互啮合并且封闭这些分体。

对应的分体41垂直于密封棱边440具有两个凹部430，这两个凹部430从分体41的下侧延伸到密封棱边440。在上部中构造有匹配于引线31的凹部430。在分体41的下部中构造有呈接触装置32形状的凹部430。此外，凹部430还具有轴形的耦接器323形状、在其下的面式盘形的另一定位装置322以及圆柱形的接触销。凹部430可以各自就其自身而言原则上任意地且针对各种不同类型的插接器30来设计。

在分体41的下部中额外布置有卡止凸鼻45。该卡止凸鼻45圆柱形地构造有由与密封材料模制体40相同的材料制成的环绕的薄片并垂直于密封棱边440来布置。在相应的分体41内布置有附属的卡合凹部46。通过这个卡合功能额外地将两个分体41在接合状态下保持在一起。

两个分体41通过弹性接片42相互连接。接片42构造为如下桥接片，该桥接片在密封材料模制体40的上侧相对于密封棱边440居中地布置。为了更好的可折叠性，接片42居中地具有材料打薄（Ausdünnung）。

密封材料模制体40具有另外两个半圆形的接片43，这些接片43同样在上侧上沿纵向侧在分体的边缘区域上与密封棱边440平行地布置。由此借助于两个另外的接片43可以容易地将连接装置10从壳体移开或者插入壳体中。但是，接片43也可以以其它几何形状来构造。

图2示出根据本发明的连接装置10的三维图，该连接装置10具有两个插接器30和密封材料模制体40，该插接器30具有带有联接的接触装置32的两个引线31。如图1已经描述的那样，密封材料模制体40在上侧上具有用于将两个分体41连接的接片42和半圆形的接片43。密封材料模制体40的上部呈长方六面体形状地在对置的宽侧上构造有倒圆角。在该上部下方，在分体41的外侧上布置有环绕的薄片410。这些薄片410面式地构造并排成两行相叠地布置。

密封材料模制体40的下部同样设计成长方六面体，该长方六面体在宽侧上阶梯形地成斜面。另外，该下部通过很小的居中定位的矩形的空隙构造有朝密封材料模制体40的下侧的斜面。通过阶梯形的斜面，在分体41的宽侧上成型出有止挡棱边44，这些止挡棱边44阻止连接装置10滑移穿过壳体20（参见图4）。

具有定位装置321的接触装置32垂直于密封棱边440穿过凹部430从密封材料模制体40的下部凸出，这些接触装置32在将连接装置10插入壳体20中之后（参见图3和图4）与附属的插座连接。两个引线31在半圆形的接片43之间居中地穿过在密封材料模制体40的密封棱边440的纵向侧上的空隙凸出，这两个引线31构造为电导体或者光波导体。通过在接片43之间的定位，引线31可以在将密封材料模制体40移开或插入时通过将接片43压在一起来固定并且避免了滑移。

图3示出根据本发明的具有集成的插接器30和壳体20的连接装置10的三维图。壳体20单件地呈长方六面体形状地构造有穹顶状凸出的上部并在对置的宽侧上构造有倒圆角。密封材料模制体40单件地由两个相互对应的接合的分体41构成。

接合的分体41的密封棱边440平行于壳体20的纵向侧。两个分体41通过可弯曲的接片42来连接，该接片42侧向布置在密封材料模制体40的上侧上。由此，连接装置10可以没有问题地插入壳体20内，因为接片42通过其定位布置在壳体20之上。

图4示出根据图3的具有壳体20的连接装置10的剖面图。密封材料模制体40在接合的状态下与插入的插接器30一起示出。壳体20具有凹部21，密封材料模制体40插入该凹部21内。凹部21具有两个支座22，在这两个支座22上放置有分体41的止挡棱边44。薄片410额外地朝壳体20密封。

附图标记列表

1    功率半导体装置

10   连接装置

20   壳体

21   第二凹部

22   支座

30   插接器

31   30的引线

32   30的接触装置

321  定位装置

322  另外的定位装置

323  耦接器

40   密封材料模制体

41   分体

410  第一薄片

420  第二薄片

430  第一凹部

440  密封棱边

42   可弯曲的接片

43   另外的接片

44   止挡棱边

45   卡止凸鼻

46   卡合凹部

Claims (11)

1.一种用于具有壳体（20）的功率半导体装置（1）的连接装置（10），其中，所述连接装置（10）具有密封材料模制体（40）和至少一个插接器（30），所述插接器（30）具有带有联接的接触装置（32）的引线（31），其中，所述接触装置（32）构造有定位装置（321），并且其中，所述密封材料模制体（40）

·单件式或多件式地构造有至少两个相互对应的能接合的分体（41），

·为了将所述连接装置（10）相对于在所述功率半导体装置（1）的壳体（20）内配属的第二凹部（21）密封在其外侧上具有第一薄片（410），

·具有布置在所述分体（41）的相应的内侧上的第二薄片（420），其中，所述分体（41）的第二薄片（420）在接合的状态下相互啮合，以及

·具有至少一个用于容纳所述引线（31）和所述接触装置（32）的第一凹部（430）。

2.根据权利要求1所述的连接装置（10），其中，所述插接器（30）被构造用于传输光信号或电信号。

3.根据权利要求1或2所述的连接装置（10），其中，所述密封材料模制体（40）在接合的状态下包覆所述插接器（30）的部段。

4.根据权利要求1-2中任一项所述的连接装置（10），其中，每两个分体（41）借助能弯曲的接片（42）相互连接。

5.根据权利要求1-2中任一项所述的连接装置（10），其中，所述密封材料模制体（40）由弹性材料构成。

6.根据权利要求1-2中任一项所述的连接装置（10），其中，所述密封材料模制体（40）由电绝缘材料构成。

7.根据权利要求1-2中任一项所述的连接装置（10），其中，所述密封材料模制体（40）具有布置在所述分体（41）上的另外的接片（43）。

8.根据权利要求1-2中任一项所述的连接装置（10），其中，分体（41）具有凸鼻，尤其是卡止凸鼻（45），并且对应的分体（41）具有配属的凹部（46）。

9.根据权利要求1-2中任一项所述的连接装置（10），其中，所述密封材料模制体（40）具有止挡棱边（44），所述止挡棱边（44）被构造为用于止挡在所述壳体（20）的支座（22）上。

10.功率半导体装置（1），其中，所述功率半导体装置（1）具有壳体（20）和根据上述权利要求中任一项所述的连接装置（10）。

11.一种用于利用根据权利要求1至9所述的连接装置（10）构造连接的方法，所述方法包括以下方法步骤：

·将插接器（30）放入密封材料模制体（40）的分体（41）内；

·将所述密封材料模制体（40）的分体（41）封闭；

·将所述密封材料模制体（40）与所述壳体（20）接合。

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