CN108010904B - 一种功率半导体模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种功率半导体模块,包括:衬板组件、外壳框架、负载连接装置、压力件和辅助连接件。衬板组件设置于外壳框架的底部,压力件通过与外壳框架的连接配合将负载连接装置和辅助连接件压接于衬板组件上,负载连接装置以弹性触通方式压接于衬板组件上。通过负载连接装置与衬板组件的压接实现负载电路的连通,通过辅助连接件与衬板组件的压接实现控制电路的连通。本发明结构简单,便于拆装维护,易形成标准化的模块,能够解决现有功率半导体模块结构复杂、不便于拆装维护、连接不可靠的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子器件领域,尤其是涉及一种采用压接结构的功率半导体模块。
背景技术
目前,为了实现功率半导体模块,如:IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor,即绝缘栅双极型晶体管)模块的高集成度或高功率密度,压接技术成为受关注的一类技术解决方案。在现有技术中,文献1(由赛米控电子股份有限公司于2010年07月29日申请,并于2011年03月23日公开,公开号为CN101989597A的中国发明专利申请《具有电流对称式负载连接件的功率半导体模块》)以及文献2(由赛米控电子股份有限公司于2010年12月03日申请,并于2011年08月03日公开,公开号为CN102142406B的中国发明专利《具有混合蓄压器的、压力接触连通的功率半导体模块》)均涉及到了功率半导体模块的压接技术。
文献1公开了一种具有电流对称式负载连接件的功率半导体模块,该模块具有至少两个功率电子分电路、壳体和向外引导的负载连接件,负载连接件具有带状区段且彼此平行的布置形成堆叠,通过对从带状区段出发延伸的接触脚施加压力进行导电连接。
文献2公开了一种具有混合蓄压器的、压力接触连通的功率半导体模块,其具有至少一个基底、功率半导体器件、壳体和负载接头元件以及具有压力元件的压力装置。负载接头元件构成为具有压力传导区段和各自至少一个从该区段伸出的触脚的金属成型体,触脚从压力传导区段延伸至基底进行符合线路要求地接触连通。此外,具有带至少两个弹性常数不同的分区的塑料成型体用于蓄压及压力的传导。
包括文献1和文献2在内的现有技术还存在如下技术缺陷:
(1)结构相对复杂,为了实现电路的压力触通,多处设置有力锁合(如卡扣)装置、定位结构及支撑结构等构造,负载连接装置为适应该构造而相应制成了较多避让结构,由此存在导流能力薄弱的隐患;
(2)负载连接装置采用多件式制成结构,且各自都采用刚性的压力触通连接方式,可拆装性不强,电路连通的可靠性受到一定程度的制约。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种功率半导体模块,能够解决现有功率半导体模块结构复杂、不便于拆装维护、连接不可靠的技术问题。
为了实现上述发明目的,本发明具体提供了一种功率半导体模块的技术实现方案,一种功率半导体模块,包括:衬板组件、外壳框架、负载连接装置、压力件和辅助连接件。所述衬板组件设置于所述外壳框架的底部内,所述压力件通过与所述外壳框架的连接配合将所述负载连接装置和所述辅助连接件压接于所述衬板组件上,所述负载连接装置以弹性触通方式压接于所述衬板组件上。通过所述负载连接装置与所述衬板组件的压接实现负载电路的连通,通过所述辅助连接件与所述衬板组件的压接实现控制电路的连通。
优选的,所述外壳框架的底面为第二主体面,所述衬板组件设置于所述第二主体面的凹隙内。所述衬板组件与所述外壳框架构成功率半导体模块的底部,并布置于冷却元件的表面。所述压力件上设置有第二凹部,所述外壳框架上设置有第一凹部,所述第二凹部与所述第一凹部之间通过力锁合方式连接。
优选的,所述衬板组件的底面为第一主体面,在所述第二凹部与所述第一凹部力锁合后,所述第一主体面与所述第二主体面平齐。所述压力件的底部顶面为第三主体面,所述负载连接装置包括与所述衬板组件相接触的接触件,所述接触件在所述第三主体面的阻挡作用下承受一定压缩量的形变。
优选的,所述辅助连接件包括与所述衬板组件相接触的活动连接部,以及位于所述活动连接部上部的止挡部,所述活动连接部在所述止挡部的阻挡作用下承受一定压缩量的形变。
优选的,所述衬板组件包括从上至下依次布置的半导体芯片、导电带、绝缘件和导热层,通过所述接触件和所述活动连接部使所述导热层与冷却元件紧密贴合,从而将所述半导体芯片的热量传导出至所述冷却元件。所述辅助连接件穿过开设在所述压力件上的第三凹部,并与所述衬板组件相接触,所述辅助连接件与所述衬板组件的接合区域位于所述导电带的上表面,所述辅助连接件通过与所述第三凹部的针孔配合将所述导电带的电信号传导至外部。
优选的,所述导热层设置为金属化层,或设置为包含金属化层与相变材质的复合材料层。
优选的,所述接触件与所述导电带接合,或所述接触件与所述半导体芯片直接接合。
优选的,所述负载连接装置包括至少一层绝缘层和至少一个负载连接件,当所述负载连接装置包括两个以上的负载连接件时,所述负载连接件之间通过夹层地设置绝缘层而构成堆叠结构,并通过热压合形成整体构造。所述外壳框架上还设置有定位柱,通过贯通所述绝缘层和所述负载连接件的定位孔与所述定位柱的配合实现所述负载连接装置的定位安装。
优选的,所述负载连接装置通过所述接触件实现所述负载连接件与所述导电带的连接。每个负载连接件与至少一个接触件通过包括焊接、烧结、粘接在内的任一种材料锁合方式连接,或通过包括铆接、卡扣在内的任一种力锁合方式连接。
优选的,所述负载连接装置包括从上至下依次布置的第一负载连接件、第二负载连接件和第三负载连接件。所述第一负载连接件、第二负载连接件和第三负载连接件均包括用于实现对外连接的负载接合部,与所述接触件相连的压力传导部,以及连接于所述压力传导部和所述接触件之间的延伸区段。所述第一负载连接件包括第一压力传导部、第一延伸区段和第一负载接合部,所述第二负载连接件包括第二压力传导部、第二延伸区段和第二负载接合部,所述第三负载连接件包括第三压力传导部、第三延伸区段和第三负载接合部。所述第三负载连接件作为压力传导的最末端将所述接触件直接锁合在所述第三压力传导部的下方,与所述第一负载连接件相连的接触件同所述第一延伸区段通过材料锁合方式连接,与所述第二负载连接件相连的接触件同所述第二延伸区段通过材料锁合方式连接。
优选的,在所述定位孔与所述定位柱配合安装,以及所述第二凹部与所述第一凹部力锁合后,所述功率半导体模块通过分别对应于第一负载连接件、第二负载连接件和第三负载连接件的第一负载接合部、第二负载接合部和第三负载接合部实现与外部电路的连接。
优选的,所述负载连接装置包括至少一个条形垫片以实现电路的压力触通,所述条形垫片包括垫片本体,以及自所述垫片本体朝向所述功率半导体模块底部布置的至少一个能弹性浮动的压力触爪。所述垫片本体的两端设置有限位凸缘,所述垫片本体布置在由所述限位凸缘约束的区域内,所述压力件的底部顶面为第三主体面。在所述第一凹部与所述第二凹部力锁合后,所述压力触爪通过承受垂直于所述第三主体面方向的压缩变形来传导压力,从而使所述负载连接装置的负载连接件与所述衬板组件连通。
优选的,所述辅助连接件包括与所述衬板组件相接触的活动连接部,以及位于所述活动连接部上部的止挡部,所述活动连接部在所述止挡部的阻挡作用下承受一定压缩量的形变。
优选的,所述负载连接装置包括至少一层绝缘层和至少一个负载连接件,当所述负载连接装置包括两个以上的负载连接件时,所述负载连接件之间通过夹层地设置绝缘层而构成堆叠结构,并通过热压合形成整体构造。
优选的,所述衬板组件包括从上至下依次布置的半导体芯片、导电带、绝缘件和导热层,通过所述条形垫片和所述活动连接部使所述导热层与冷却元件紧密贴合,从而将所述半导体芯片的热量传导出至所述冷却元件。所述辅助连接件穿过开设在所述压力件上的第三凹部,并与所述衬板组件相接触,所述辅助连接件与所述衬板组件的接合区域位于所述导电带的上表面,所述辅助连接件通过与所述第三凹部的针孔配合将所述导电带的电信号传导至外部。
优选的,所述负载连接装置包括从上至下依次布置的第一负载连接件、第二负载连接件和第三负载连接件。所述第一负载连接件、第二负载连接件和第三负载连接件均包括用于实现对外连接的负载接合部,与所述接触件相连的压力传导部,以及连接于所述压力传导部和所述接触件之间的延伸区段。所述第一负载连接件包括第一压力传导部、第一延伸区段和第一负载接合部,所述第二负载连接件包括第二压力传导部、第二延伸区段和第二负载接合部,所述第三负载连接件包括第三压力传导部、第三延伸区段和第三负载接合部。所述第一延伸区段、第二延伸区段和第三延伸区段均直接与所述导电带相接触。
优选的,所述条形垫片采用金属成型体结构,所述第一负载连接件、第二负载连接件和第三负载连接件均直接刚性地与所述导电带接合。
优选的,所述限位凸缘形成于所述第三主体面,并与所述压力件形成一体化结构。
优选的,所述压力件与所述负载连接装置通过注塑方式形成一体式结构。
优选的,所述压力件的内部填充有加固件,所述加固件的刚度和弯曲强度高于所述压力件。
通过实施上述本发明提供的功率半导体模块的技术方案,具有如下有益效果:
(1)本发明结构简单,便于拆装维护,易形成标准化的模块。
(2)本发明辅助连接件与压力件采用针孔配合安装,并自带止挡部实现止挡固定,结构简单,无须在外壳框架上设置导向定位安装结构及其支撑结构,仅通过简易的定位孔对位安装即可实现与衬板组件的压力触通。
(3)本发明负载连接装置的堆叠结构采用整体式构造,当选用接触件实现电路的压力触通时,可以将负载连接装置与压力件进行一件式合成,更加有利于模块的拆装维护及标准化模块单元的形成。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1是本发明实施例1的功率半导体模块的装配结构示意图;
图2是本发明实施例1的功率半导体模块的在另一视角下的装配结构示意图;
图3是本发明实施例1中功率半导体模块L-L向的剖面结构示意图;
图4是本发明实施例2的功率半导体模块的剖面结构示意图;
图5是本发明实施例1中功率半导体模块的衬板组件立体结构示意图;
图6是本发明实施例1中功率半导体模块的外壳框架立体结构示意图;
图7是本发明实施例1中功率半导体模块的压力件立体结构示意图;
图8是本发明实施例1中功率半导体模块的压力件在另一视角下的立体结构示意图;
图中:10-衬板组件,10a-绝缘件,10b-导电带,10c-半导体芯片,10d-导热层,100-第一主体面,4-负载连接装置,20-外壳框架,20a-第二主体面,201-第一凹部,202-定位柱,30-压力件,301-第三主体面,302-加固件,303-第二凹部,304-第三凹部,400-接触件,40-绝缘层,401-第一绝缘层,402-第二绝缘层,403-第三绝缘层,41-第一负载连接件,41a-第一压力传导部,41b-第一延伸区段,41c-第一负载接合部,42-第二负载连接件,42a-第二压力传导部,42b-第二延伸区段,42c-第二负载接合部,43-第三负载连接件,43a-第三压力传导部,43c-第三负载接合部,44-定位孔,50-辅助连接件,501-活动连接部,502-止挡部,60-条形垫片,60a-垫片本体,60b-压力触爪,600-限位凸缘。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
如附图1至附图8所示,给出了本发明功率半导体模块的具体实施例,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明具体实施例描述的功率半导体模块,包括:衬板组件10、外壳框架20、压力件30、负载连接装置4及辅助连接件50。衬板组件10设置于外壳框架20的底部,与外壳框架20一起构成功率半导体模块的底,一起置于冷却件上。压力件30通过与外壳框架20的力锁合将负载连接装置4和辅助连接件50压接于衬板组件10上,从而实现特定电路(符合电路功能要求的负载电路及控制电路)连通。其中,负载连接装置4以弹性触通(即弹性接触连通)方式压接于衬板组件10上。本发明具体实施例提供的功率半导体模块具有结构简单、便于拆装维护、电路连通可靠等优点。下面将结合附图1~8所示实施例进行本发明技术方案的详细阐述。
实施例1
如附图1~3所示,给出了本发明所提供的功率半导体模块的一种实施例,功率半导体模块包括:衬板组件10、外壳框架20、负载连接装置4、压力件30及辅助连接件50。外壳框架20的底面为第二主体面20a,衬板组件10设置于外壳框架20第二主体面20a的凹隙内,与外壳框架20一起构成功率半导体模块的底,一起置于冷却件(图中未示出)的表面。压力件30上设置有第二凹部303,压力件30的立体结构如附图7和8所示。外壳框架20上设置有第一凹部201,外壳框架20的立体结构如附图6所示。压力件30的第二凹部303与外壳框架20的第一凹部201通过力锁合(如通过螺纹或卡扣等方式依靠外力实现接触锁合)的方式连接,将负载连接装置4和辅助连接件50同时压接于衬板组件10上,从而实现符合电路功能要求的电气线路连通。通过负载连接装置4与衬板组件10的压接实现负载电路连通,通过辅助连接件50与衬板组件10的压接实现控制电路连通。
如附图2所示,衬板组件10的底面为第一主体面100,压力件30的底部顶面为第三主体面301。负载连接装置4包括与衬板组件10相接触的接触件400。衬板组件10包括从上至下依次布置的半导体芯片10c、导电带10b、绝缘件10a和导热层10d,衬板组件10的立体结构如附图5所示。在压力件30的第二凹部303与外壳框架20的第一凹部201力锁合后,衬板组件10的第一主体面100与外壳框架20的第二主体面20a平齐,此时负载连接装置4的接触件400在压力件30的第三主体面301的阻挡作用下承接着0~2mm压缩量的形变。同时,辅助连接件50的活动连接部501在止挡部502的作用下也承担着0~2mm压缩量的弹性力,共同使衬板组件10的导热层10d与未示出的冷却件紧密贴合,从而将半导体芯片10c的废热传导出至冷却件。导热层10d设置为金属化层,且为了改善导热性能,导热层10d优选构造为包含金属化层与相变材质(如凝胶、软金属等)的复合材料层。辅助连接件50穿过开设在压力件30上的第三凹部304,并与衬板组件10相接触。此外,优选辅助连接件50构造成内置弹簧的方式实现活动连接部501的弹性伸缩,其与衬板组件10的接合区域位于绝缘件10a表面的导电带10b上,并通过与压力件30第二凹部303的针孔配合将导电带10b的电信号传导至外部。实施例1采用终端带可伸缩活动连接部的辅助连接件50与衬板组件10接合,辅助连接件50与压力件30采用针孔配合安装,并自带止挡部502实现止挡固定,无须在外壳框架20上设置辅助连接件50的定位安装结构及其支撑结构。在实施例1中示出了接触件400与导电带10b接合的情况,在实际情况中接触件400也可以与导电带10b上的半导体芯片10c直接接合。
负载连接装置4包括至少一层绝缘层和至少一个负载连接件,多个负载连接件之间通过夹层地设置绝缘层而构成堆叠结构,并采用热压合形成一个整体构造,通过如附图1中所示贯通的定位孔44与外壳框架20中的定位柱202配合进行定位安装,利用简易定位孔实现了对位安装。此外,每个负载连接件同至少一个接触件400通过材料锁合(如焊接、烧结、粘接等通过材料连接实现锁合)或力锁合(如铆接、卡扣等)的方式连接。以附图1~3所示,本发明实施例1示出的负载连接装置4包括三种负载连接件,分别为从上至下依次布置的第一负载连接件41、第二负载连接件42和第三负载连接件43。第一负载连接件41、第二负载连接件42和第三负载连接件43均包括用于实现对外连接的负载接合部,与接触件400相连的压力传导部,以及连接于压力传导部和接触件400之间的延伸区段。第一负载连接件41包括第一压力传导部41a、第一延伸区段41b和第一负载接合部41c,第二负载连接件42包括第二压力传导部42a、第二延伸区段42b和第二负载接合部42c,第三负载连接件43包括第三压力传导部43a、第三延伸区段43b(在附图4的剖视图中不可见,以虚线表示)和第三负载接合部43c。其中,第三负载连接件43作为压力传导的最末端将接触件400直接锁合在第三压力传导部43a的下方,而为了方便连接,第一负载连接件41的接触件400与第二负载连接件42的接触件400分别同第一压力传导部41a的第一延伸区段41b与第二压力传导部42a的第二延伸区段42b进行材料锁合连接。在定位孔44与定位柱202配合安装及第二凹部303与第一凹部201力锁合后,功率半导体模块呈现对应三种负载连接件的三处负载接合部41c、42c及43c(如附图1中所示)供外部电路连接。
在第二凹部303与第一凹部201力锁合后,压力件30优选构造成为该功率半导体模块的外壳,并且作为一种改进,压力件30与负载连接装置4通过注塑的方式形成一件式的整体构造,从而使该功率半导体模块获得更好的密封效果及可拆装性。为了使压力件30在第二凹部303与第一凹部201力锁合后一直保持较好的刚性及抗弯曲性能,优选在压力件30的内部填充加固件302,加固件302的材质应比绝缘塑性材料制成的压力件30具有更强的刚度和弯曲强度(如钢板)。
实施例1的电路压力触通方式采用接触件400,使每个负载连接件与至少一个接触件400通过材料锁合或力锁合连接,在压力件30与外壳框架20锁合后,通过接触件400自身的压缩变形来实现负载电路的连通。
实施例2
如附图4所示,给出了本发明所提供的功率半导体模块的另一实施例,相较于附图1~3示出的实施例1,本实施例中取消了接触件400,转用至少一个条形垫片60来实施电路的压力触通。具体实施方式为:条形垫片60包括垫片本体60a,以及自垫片本体60a朝向功率半导体模块底部布置的至少一个能弹性浮动的压力触爪60b。条形垫片60的垫片本体60a设置在由限位凸缘600(构造成为压力件30的一部分)约束构成的区域内,在第一凹部201与第二凹部303力锁合后,可弹性浮动的压力触爪60b通过承担0~2mm垂直于第三主体面301方向的压缩变形来传导压力,从而使负载连接装置4的负载连接件与导电带10b连通。在该实施例中,负载连接件40、41及42均直接刚性地与导电带10b接合,条形垫片60优选由金属成型体制成。实施例2的电路压力触通方式采用设置在压力件30的限位凸缘600约束区域内的条形垫片60,在压力件30与外壳框架20锁合后,弹性浮动的压力触爪60b对负载连接装置4进行压接,最终实现负载电路的压力触通。
通过实施本发明具体实施例描述的功率半导体模块的技术方案,能够产生如下技术效果:
(1)本发明具体实施例描述的功率半导体模块结构简单,便于拆装维护,易形成标准化的模块。
(2)本发明具体实施例描述的功率半导体模块采用辅助连接件与压力件针孔配合安装,并自带止挡部实现止挡固定,而根据现有技术,须在安放衬板组件的外壳框架凹隙内设置导向定位安装结构及其支撑结构,从而将衬板组件与负载连接装置隔开,并由此进一步地需要考虑该结构与负载连接件贯通配合的问题,相较而言,本发明结构简单,无须在外壳框架上设置导向定位安装结构及其支撑结构,其提供的负载连接装置仅通过简易的定位孔对位安装即可实现与衬板组件的压力触通。
(3)本发明具体实施例描述的功率半导体模块采用整体式构造堆叠结构的负载连接装置,当选用接触件实现电路的压力触通时,还可以将负载连接装置与压力件进行一件式合成,更加利于模块的拆装维护及标准化模块单元的形成。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围。
Claims (21)
1.一种功率半导体模块,其特征在于,包括:衬板组件(10)、外壳框架(20)、负载连接装置(4)、压力件(30)和辅助连接件(50);所述衬板组件(10)设置于所述外壳框架(20)的底部,所述压力件(30)通过与所述外壳框架(20)的连接配合将所述负载连接装置(4)和所述辅助连接件(50)压接于所述衬板组件(10)上,所述负载连接装置(4)以弹性触通方式压接于所述衬板组件(10)上;通过所述负载连接装置(4)与所述衬板组件(10)的压接实现负载电路的连通,通过所述辅助连接件(50)与所述衬板组件(10)的压接实现控制电路的连通;所述外壳框架(20)的底面为第二主体面(20a),所述衬板组件(10)设置于所述第二主体面(20a)的凹隙内;所述衬板组件(10)与所述外壳框架(20)构成功率半导体模块的底部,并布置于冷却元件的表面;所述压力件(30)上设置有第二凹部(303),所述外壳框架(20)上设置有第一凹部(201),所述第二凹部(303)与所述第一凹部(201)之间通过力锁合方式连接。
2.根据权利要求1所述的功率半导体模块,其特征在于:所述衬板组件(10)的底面为第一主体面(100),在所述第二凹部(303)与所述第一凹部(201)力锁合后,所述第一主体面(100)与所述第二主体面(20a)平齐;所述压力件(30)的底部顶面为第三主体面(301),所述负载连接装置(4)包括与所述衬板组件(10)相接触的接触件(400),所述接触件(400)在所述第三主体面(301)的阻挡作用下承受一定压缩量的形变。
3.根据权利要求2所述的功率半导体模块,其特征在于:所述辅助连接件(50)包括与所述衬板组件(10)相接触的活动连接部(501),以及位于所述活动连接部(501)上部的止挡部(502),所述活动连接部(501)在所述止挡部(502)的阻挡作用下承受一定压缩量的形变。
4.根据权利要求3所述的功率半导体模块,其特征在于:所述衬板组件(10)包括从上至下依次布置的半导体芯片(10c)、导电带(10b)、绝缘件(10a)和导热层(10d),通过所述接触件(400)和所述活动连接部(501)使所述导热层(10d)与冷却元件紧密贴合,从而将所述半导体芯片(10c)的热量传导出至所述冷却元件;所述辅助连接件(50)穿过开设在所述压力件(30)上的第三凹部(304),并与所述衬板组件(10)相接触,所述辅助连接件(50)与所述衬板组件(10)的接合区域位于所述导电带(10b)的上表面,所述辅助连接件(50)通过与所述第三凹部(304)的针孔配合将所述导电带(10b)的电信号传导至外部。
5.根据权利要求4所述的功率半导体模块,其特征在于:所述导热层(10d)设置为金属化层,或设置为包含金属化层与相变材质的复合材料层。
6.根据权利要求5所述的功率半导体模块,其特征在于:所述接触件(400)与所述导电带(10b)接合,或所述接触件(400)与所述半导体芯片(10c)直接接合。
7.根据权利要求5或6所述的功率半导体模块,其特征在于:所述负载连接装置(4)包括至少一层绝缘层(40)和至少一个负载连接件,当所述负载连接装置(4)包括两个以上的负载连接件时,所述负载连接件之间通过夹层地设置绝缘层(40)而构成堆叠结构,并通过热压合形成整体构造;所述外壳框架(20)上还设置有定位柱(202),通过贯通所述绝缘层(40)和所述负载连接件的定位孔(44)与所述定位柱(202)的配合实现所述负载连接装置(4)的定位安装。
8.根据权利要求7所述的功率半导体模块,其特征在于:所述负载连接装置(4)通过所述接触件(400)实现所述负载连接件与所述导电带(10b)的连接;每个负载连接件与至少一个接触件(400)通过包括焊接、烧结、粘接在内的任一种材料锁合方式连接,或通过包括铆接、卡扣在内的任一种力锁合方式连接。
9.根据权利要求8所述的功率半导体模块,其特征在于:所述负载连接装置(4)包括从上至下依次布置的第一负载连接件(41)、第二负载连接件(42)和第三负载连接件(43);所述第一负载连接件(41)、第二负载连接件(42)和第三负载连接件(43)均包括用于实现对外连接的负载接合部,与所述接触件(400)相连的压力传导部,以及连接于所述压力传导部和所述接触件(400)之间的延伸区段;所述第一负载连接件(41)包括第一压力传导部(41a)、第一延伸区段(41b)和第一负载接合部(41c),所述第二负载连接件(42)包括第二压力传导部(42a)、第二延伸区段(42b)和第二负载接合部(42c),所述第三负载连接件(43)包括第三压力传导部(43a)、第三延伸区段(43b)和第三负载接合部(43c);所述第三负载连接件(43)作为压力传导的最末端将所述接触件(400)直接锁合在所述第三压力传导部(43a)的下方,与所述第一负载连接件(41)相连的接触件(400)同所述第一延伸区段(41b)通过材料锁合方式连接,与所述第二负载连接件(42)相连的接触件(400)同所述第二延伸区段(42b)通过材料锁合方式连接。
10.根据权利要求9所述的功率半导体模块,其特征在于:在所述定位孔(44)与所述定位柱(202)配合安装,以及所述第二凹部(303)与所述第一凹部(201)力锁合后,所述功率半导体模块通过分别对应于第一负载连接件(41)、第二负载连接件(42)和第三负载连接件(43)的第一负载接合部(41c)、第二负载接合部(42c)和第三负载接合部(43c)实现与外部电路的连接。
11.根据权利要求10所述的功率半导体模块,其特征在于:所述压力件(30)与所述负载连接装置(4)通过注塑方式形成一体式结构。
12.根据权利要求1、2、3、4、5、6、8、9、10或11所述的功率半导体模块,其特征在于:所述压力件(30)的内部填充有加固件(302),所述加固件(302)的刚度和弯曲强度高于所述压力件(30)。
13.根据权利要求1所述的功率半导体模块,其特征在于:所述负载连接装置(4)包括至少一个条形垫片(60)以实现电路的压力触通,所述条形垫片(60)包括垫片本体(60a),以及自所述垫片本体(60a)朝向所述功率半导体模块底部布置的至少一个能弹性浮动的压力触爪(60b);所述垫片本体(60a)的两端设置有限位凸缘(600),所述垫片本体(60a)布置在由所述限位凸缘(600)约束的区域内,所述压力件(30)的底部顶面为第三主体面(301);在所述第一凹部(201)与所述第二凹部(303)力锁合后,所述压力触爪(60b)通过承受垂直于所述第三主体面(301)方向的压缩变形来传导压力,从而使所述负载连接装置(4)的负载连接件与所述衬板组件(10)连通。
14.根据权利要求13所述的功率半导体模块,其特征在于:所述辅助连接件(50)包括与所述衬板组件(10)相接触的活动连接部(501),以及位于所述活动连接部(501)上部的止挡部(502),所述活动连接部(501)在所述止挡部(502)的阻挡作用下承受一定压缩量的形变。
15.根据权利要求14所述的功率半导体模块,其特征在于:所述负载连接装置(4)包括至少一层绝缘层(40)和至少一个负载连接件,当所述负载连接装置(4)包括两个以上的负载连接件时,所述负载连接件之间通过夹层地设置绝缘层(40)而构成堆叠结构,并通过热压合形成整体构造。
16.根据权利要求14或15所述的功率半导体模块,其特征在于:所述衬板组件(10)包括从上至下依次布置的半导体芯片(10c)、导电带(10b)、绝缘件(10a)和导热层(10d),通过所述条形垫片(60)和所述活动连接部(501)使所述导热层(10d)与冷却元件紧密贴合,从而将所述半导体芯片(10c)的热量传导出至所述冷却元件;所述辅助连接件(50)穿过开设在所述压力件(30)上的第三凹部(304),并与所述衬板组件(10)相接触,所述辅助连接件(50)与所述衬板组件(10)的接合区域位于所述导电带(10b)的上表面,所述辅助连接件(50)通过与所述第三凹部(304)的针孔配合将所述导电带(10b)的电信号传导至外部。
17.根据权利要求16所述的功率半导体模块,其特征在于:所述负载连接装置(4)包括从上至下依次布置的第一负载连接件(41)、第二负载连接件(42)和第三负载连接件(43);所述第一负载连接件(41)、第二负载连接件(42)和第三负载连接件(43)均包括用于实现对外连接的负载接合部,与所述接触件(400)相连的压力传导部,以及连接于所述压力传导部和所述接触件(400)之间的延伸区段;所述第一负载连接件(41)包括第一压力传导部(41a)、第一延伸区段(41b)和第一负载接合部(41c),所述第二负载连接件(42)包括第二压力传导部(42a)、第二延伸区段(42b)和第二负载接合部(42c),所述第三负载连接件(43)包括第三压力传导部(43a)、第三延伸区段(43b)和第三负载接合部(43c);所述第一延伸区段(41b)、第二延伸区段(42b)和第三延伸区段(43b)均直接与所述导电带(10b)相接触。
18.根据权利要求17所述的功率半导体模块,其特征在于:所述条形垫片(60)采用金属成型体结构,所述第一负载连接件(41)、第二负载连接件(42)和第三负载连接件(43)均直接刚性地与所述导电带(10b)接合。
19.根据权利要求13、14、15、17或18所述的功率半导体模块,其特征在于:所述限位凸缘(600)形成于所述第三主体面(301),并与所述压力件(30)形成一体化结构。
20.根据权利要求19所述的功率半导体模块,其特征在于:所述压力件(30)与所述负载连接装置(4)通过注塑方式形成一体式结构。
21.根据权利要求13、14、15、17、18或20所述的功率半导体模块,其特征在于:所述压力件(30)的内部填充有加固件(302),所述加固件(302)的刚度和弯曲强度高于所述压力件(30)。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH113972A (ja) * | 1997-06-12 | 1999-01-06 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
CN1717800A (zh) * | 2002-11-27 | 2006-01-04 | Abb研究有限公司 | 功率半导体模块 |
CN1722418A (zh) * | 2004-06-08 | 2006-01-18 | 富士电机电子设备技术株式会社 | 半导体装置 |
CN1278412C (zh) * | 2001-01-23 | 2006-10-04 | 株式会社东芝 | 压触式半导体器件 |
CN101064299A (zh) * | 2006-02-13 | 2007-10-31 | 塞米克朗电子有限及两合公司 | 压力接触构造的功率半导体模块 |
JP2016157835A (ja) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 三菱電機株式会社 | パワーモジュール、及びパワーモジュールの製造方法 |
CN107026136A (zh) * | 2016-02-01 | 2017-08-08 | 赛米控电子股份有限公司 | 具有压力施加体的功率半导体模块及其布置 |
-
2016
- 2016-11-02 CN CN201610949501.3A patent/CN108010904B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH113972A (ja) * | 1997-06-12 | 1999-01-06 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
CN1278412C (zh) * | 2001-01-23 | 2006-10-04 | 株式会社东芝 | 压触式半导体器件 |
CN1717800A (zh) * | 2002-11-27 | 2006-01-04 | Abb研究有限公司 | 功率半导体模块 |
CN1722418A (zh) * | 2004-06-08 | 2006-01-18 | 富士电机电子设备技术株式会社 | 半导体装置 |
CN101064299A (zh) * | 2006-02-13 | 2007-10-31 | 塞米克朗电子有限及两合公司 | 压力接触构造的功率半导体模块 |
JP2016157835A (ja) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 三菱電機株式会社 | パワーモジュール、及びパワーモジュールの製造方法 |
CN107026136A (zh) * | 2016-02-01 | 2017-08-08 | 赛米控电子股份有限公司 | 具有压力施加体的功率半导体模块及其布置 |
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