CN108172550B - 用于电力电子开关装置的压力装置、开关装置及其配置 - Google Patents

用于电力电子开关装置的压力装置、开关装置及其配置 Download PDF

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Abstract

提出一种用于电力电子开关装置的压力装置，其被实施为包括具有平面范围的刚性主要主体，并且包括可弹性变形的弹性体主体，其中主要主体和弹性体主体以强制锁定或主动锁定的方式并且可逆地连接到彼此，并且其中弹性体主体包括多个压力主体。此外，提出两个电力电子开关装置和包括这种压力装置的配置。

Description

用于电力电子开关装置的压力装置、开关装置及其配置
技术领域
本发明描述了一种用于电力电子开关装置的压力装置，该电力电子开关装置由于下述事实能够形成功率半导体模块或功率电子系统的基本单元，所述事实即其通过其本身或者与其它优选相同的基本单元组合的方式形成功率半导体模块或功率电子系统的电力电子基础构件。此外，本发明描述了第一电力电子开关装置，以及包括第二电力电子开关装置的配置，在每种情况下,所述电力电子开关装置包括根据本发明的压力装置。
背景技术
例如在DE 10 2013 104 949 B3中公开的现有技术公开了一种开关装置，其包括衬底、功率半导体部件、连接装置、负载终端装置和压力装置。在这种情况下，衬底具有电绝缘的导体迹线，其中功率半导体部件布置在导体迹线上。该连接装置被实施为膜复合物，其包括导电膜和电绝缘膜，并具有第一和第二主区域。开关装置因此在内部以符合电路的方式连接。压力装置具有压力主体，该压力主体具有第一切口，压力元件布置成从第一切口突出，其中压力元件压在膜复合物的第二主区域的区域部分上，并且在这种情况下，所述区域部分布置在功率半导体部件的沿着功率半导体部件的法线方向投影的区域内。
发明内容
在获知所提及条件的情况下，本发明的目的在于提供一种压力装置，该压力装置制造简单并且也适用于相应的电力电子开关装置，以及本发明的目的还在于提供相关联的第一开关装置和包括第二开关装置的配置，在每种情况下所述开关装置分别包括所述压力装置。
根据本发明，该目的通过具有如下特征的压力装置、通过具有如下特征的第一电力电子开关装置、以及通过包括具有如下特征的第二电力电子开关装置的配置来实现。在下文中分别描述了优选实施例。
根据本发明的用于电力电子开关装置的压力装置被实施为包括具有平面范围的刚性主要主体，并且包括可弹性变形的弹性体主体，其中主要主体和弹性体主体以强制锁定或主动锁定的方式并且可逆地连接到彼此，并且其中弹性体主体包括多个压力主体。在这种情况下，主要主体可优选地以一体的方式实施，但是为了更高的载荷也可以以两部分或者多部分的方式实施，特别是作为由具有金属嵌入物的塑料构成的主要主体。强制锁定或主动锁定连接应理解为意指非材料结合的连接，其或者仅以强制锁定或主动锁定的方式实施，或者其中这些类型的连接中的一个形成主要部分，并且相应的其它类型的连接形成剩余部分。
如果压力主体各自具有设计成或设置成用于将压力间接地或直接地在远离主要主体的方向上施加到开关装置上的压力区域，则其是优选的。在这种情况下，无负载状态下的压力区域可以被实施为凹面、平面或凸面。在每种情况下只有部分具有这样的实施例也是可能的。
如果弹性体主体的压力主体包括连接部分，该连接部分与主要主体的相应的第一连接装置一起形成强制锁定或主动锁定连接，则会是有利的。
如果弹性体主体包括连接主体，所述连接主体在压力主体之外并独立于压力主体存在，并且所述连接主体与主要主体的相应的第二连接装置一起形成强制锁定或主动锁定连接会同样是有利的。
此外，如果弹性体主体的压力主体通过连接板彼此连接或者弹性体主体以具有突出的压力主体的垫状方式实施，则会是优选的。
特别是，主要主体可由绝缘物质构成，优选为耐高温塑料，优选为热塑性塑料，特别是聚苯硫醚，并且在这种情况下还可以包括例如为金属芯形式的附加的加强装置。可选的，主要主体本身可被实施为金属成形体。弹性体主体可由弹性体材料构成，弹性体材料优选为硅树脂弹性体或硅树脂橡胶，特别是交联的液体硅树脂。
此外，如果主要主体被实施为功率半导体模块的壳体或壳体部分，则会是有利的。
根据本发明的第一电力电子开关装置被实施为包括上述压力装置，其包括衬底并且包括连接装置。在这种情况下，衬底具有彼此电绝缘的导体迹线以及功率半导体部件，该功率半导体部件通过其第一主区域布置在其中一个导体迹线上，并与所述导体迹线导电连接。在每种情况下，压力装置通过压力主体其中之一的压力区域，压在连接装置的第一区域部分上，所述第一区域部分面对压力装置，其中所述第一区域部分布置成与功率半导体部件在衬底的法线方向上的区域对准。功率半导体部件的区域应该理解为是指其垂直于法线方向的平面范围。
如果连接装置被实施为包括导电膜和电绝缘膜的膜复合物，其中开关装置通过连接装置以符合电路的方式内部地连接，则是优选的。连接装置与功率半导体部件，或与衬底的导体迹线的导电连接的配置，原则上可以本领域内的常规方式配置，也就是说作为材料结合的连接或作为强制锁定连接。
有利的是，压力主体的压力区域完全位于功率半导体部件沿衬底的法线方向投影的区域内。
此外有利的是，压力装置通过另外的压力主体的压力区域压在连接装置的第二区域部分上，所述第二区域部分面对压力装置，其中所述第二区域部分布置在存在的所有功率半导体部件的沿衬底的法向方向投影的区域的外侧。换言之，压力被施加到一个区域上，该区域不与功率半导体部件或功率半导体部件其中之一的任何区域对准，而是被实施在一个功率半导体部件的旁边，或者如果存在多个功率半导体部件，则被实施在所有这些功率半导体部件的旁边。
根据本发明的配置被实施为包括第二电子开关装置，所述第二电子开关装置包括上述压力装置，根据本发明的配置被实施为包括冷却装置，包括印刷电路板并且包括用于压力连接这些部分的压力引入装置。在这种情况下，第二开关装置被实施为功率半导体模块。压力引入装置将压力装置的压力主体以如此的方式按压到印刷电路板上，以使印刷电路板被按压到功率半导体模块的终端元件上，并且这些终端元件因此导电地连接到印刷电路板。结果，功率半导体模块进一步被按压到冷却装置上，并且功率半导体模块由此与冷却装置导热地连接。
优选地，在功率半导体模块和冷却装置之间布置导热层，特别是具有小于20μm、特别是小于10μm、尤其是小于5μm厚度的导热层。
当然，除非本身排除在外，上述以单数形式提到的特征可以复数存在。特别是，功率半导体部件可在相应的电力电子开关装置或其配置中以复数存在。
不言而喻，为了实现改进，可以单独或以任意组合实现本发明的不同配置。特别是，不管它们是否在压力装置、电力电子开关装置或配置的上下文中提及，上文和下文中所提及和解释的特征不仅可以以所示的组合使用，而且可以以其它组合使用，或者可以以其本身使用，而不偏离本发明的范围。
附图说明
根据下文对图1至图11中所图示的示例性实施例的描述，本发明的进一步的阐述和有利的细节以及特征是显而易见的。
图1和图2示出根据本发明的压力装置。
图3示出根据本发明的压力装置的另一配置的概要。
图4至图6示出根据本发明的压力装置的各种配置。
图7以分解图示示出根据本发明的包括第一电力电子开关装置的配置。
图8示出根据本发明的另一第一电力电子开关装置。
图9以分解图示示出根据本发明的包括根据本发明的第二电力电子开关装置的装置。
图10和图11分别示出根据本发明的配置及其部分。
具体实施方式
图1和图2以横截面视图示出根据本发明的适于电力电子开关装置的压力装置5。在这种情况下，压力装置5具有主要主体50，主要主体50在这些配置中具有以相同的方式实施的多个切口500。所述主要主体50在此由耐高温的聚苯硫醚形成并且可以包括附加的加强结构(未示出)。
此外，压力装置5具有可弹性变形的弹性体主体52，其由交联的液体硅树脂构成，并且其具有多个压力主体520,522以及将所述压力主体520,522连接到彼此的多个连接板540。
弹性体主体52的每个压力主体520,522被分配给主要主体50的切口500并被设置成用于布置在其中，参考图2。弹性体主体52和主要主体50之间的连接明确地不实施为材料结合的连接。因此，与现有技术相反，压力装置5不是通过双组分注塑方法生产的。相反，主要主体50和弹性体主体52彼此独立地制造。这允许具有不同物理性能的多个弹性体52连接到主要主体50，以便以特别简单的方式形成压力装置5。
另一主要优点是整个压力装置5的更简单、更具成本效益和更灵活的生产。特别是，可以更容易地实施对电力电子电路进行适应性变化，例如连接装置的配置或功率半导体部件的数量上的变化。
主要主体50和弹性体主体52之间的连接以强制锁定(force-locking)或主动锁定(positively locking)的方式或者以其混合形式实现。在此图示了该连接的两个变型。第一变型是压力主体520,522在切口500中的主要是强制锁定的布置，其中压力主体520,522在x-y平面上的尺寸略大于分配的切口500，并且因此在布置于其中之后，由于压力主体520,522的弹性性能而保持在其中，并形成强制锁定的可逆连接。第二变型是压力主体520,522在切口中的主要是主动锁定的布置。为此目的，在该配置中，主要主体50在相应的切口500中具有第一连接装置，或者压力主体520具有连接部分。所述第一连接装置或连接部分在此例如被实施为一个或多个凸起部504或者被实施为周向突出部526，并且相应的配对件被实施为分配的切口524,506。凸起部或者突出部的布置产生主动锁定的可逆连接。所提及的连接全部是弹性体52到主要主体50的第一连接装置的可逆连接。这些连接的明显特征在于，连接通过压力主体520,522形成，更确切地说是通过压力主体的一部分形成。
每个压力主体520,522具有用于在电力电子电路上施加压力的压力区域560,562。在此仅通过实例的方式示出具有不同高度580,582的压力主体520,522的两种配置，其用于形成压力区域560,562的平行偏移，也参考图8。与其具有等同的效果，附加地或备选地，虽然没有示出，但是主要主体50的切口500的深度也可以变化。
图3示出根据本发明的压力装置5的另一配置的概要。在这种情况下，主要主体50不具有切口，而是具有在其基本形状方面呈圆柱形的隆起部508。所述隆起部还在其边缘处具有周向突出部。弹性体主体52的分配的压力主体520一起围绕所述隆起部508和突出部，并因此至少主要以主动锁定的方式可逆地再次连接到主要主体50，即使作为压力主体520弹性的结果连接也具有强制锁定的部分。
压力区域560在此纯粹通过实例的方式具有带有凹入凹陷的平面配置。然而原则上，压力区域560,562的形状是可自由选择的并且适用于任务。然而，在大多数应用中，平面或稍微凸起的形状能极好地完成任务，尤其是由于在引入压力的情况下，压力主体的材料适应于施加压力到其上的表面。
图4至图6以三维图示示出根据本发明的压力装置的各种配置，其中图4和图5是分解图，或者说示出了在主要主体和此处每种情况下的弹性体主体之间形成可逆连接之前的状态。
图4示出压力装置5的主要主体50，所述主要主体被实施为壳体部分，在此为功率半导体模块的塑料盖，并且还具有加强结构。所述主要主体50不仅具有用于弹性体主体52的压力主体520的切口500，而且具有用于将所述压力主体互相连接的连接板540的切口500。弹性体52和主要主体50之间的可逆连接在此由弹性体主体52的连接主体582形成，该连接主体582与主要主体50的分配的第二连接装置580进入强制锁定连接。结果，如果需要或必要的话，可以省略弹性主体的压力主体与主要主体的连接。
图5示出具有平面区域的主要主体50，垫状弹性体主体52,542以平面方式抵靠平面区域。压力装置520从所述垫状弹性体主体作为隆起部突出。在此，压力主体520的位置和直径、甚至基本形状都可以自由配置，而不必改变主要主体50的配置。弹性体主体52的连接主体582和主要主体50相应的第二连接装置580分别布置在拐角区域内。在此连接主体582在所述拐角区域中围绕主要主体接合。
图6示出被实施为平面金属成型主体的主要主体50，除了布置有螺纹装置的拐角区域之外，所述主要主体的面向弹性体主体52的区域被弹性体主体完全覆盖。弹性体主体52的连接主体582在其侧面包围金属成形体，其中这里的侧面形成第二连接装置。
图7以示意分解图示示出包括根据本发明的第一电力电子开关装置1的配置。该图示示出原则上以本领域内的常规方式实施的衬底2，并且其包括绝缘物质体20和布置在其上并且相互电绝缘的导体迹线22，所述导体迹线具有不同的电位，特别是负载电位，此外还有辅助物，特别是开关装置的开关和测量电位。在此具体图示出具有诸如功率电子电路的典型半桥拓扑的、负载电势的三个导体迹线22。
相应的功率半导体部件7被布置在两个导体迹线22上，该功率半导体部件可以本领域内的常规方式被实施为单独的开关，例如被实施为MOS-FET，或者被实施为具有在此图示的反向并联连接的功率二极管的IGBT。功率半导体部件7，更确切地说是它们的第一主区域的第一接触区域700，以本领域内常规的方式以材料结合的方式导电连接到分配的导体迹线22，优选地通过压力烧结连接84。
开关装置1的内部连接通过膜复合物制成的连接装置3形成，膜复合物具有交替导电膜30,34和电绝缘膜32。在此膜复合物恰好具有两个导电膜和布置在两者间的一个绝缘膜。在这种情况下，所述膜复合物3的面向衬底2的表面形成所述膜复合材料的第一主区域300，而相反的表面形成所述膜复合材料的第二主区域340。特别的，连接装置3的导电膜30,34固有地构造并因此形成彼此电绝缘的导体迹线部分。所述导体迹线部分具体是将相应的功率半导体部件7，更确切地说是其背离衬底2一侧上的接触区域，连接到衬底的导体迹线22。在该配置中，导体迹线部分通过压力烧结连接82以材料结合方式连接到衬底2的接触区域。
对于外部电链接，电力电子开关装置1具有负载和辅助终端元件，在此仅示出负载终端元件100,102。所述负载终端元件仅通过实例的方式被实施为金属成形体100，该金属成形体100通过接触底脚以材料结合的方式连接至衬底2的导体迹线22，有利地同样通过压力烧结连接。同样示出作为接触弹簧102的负载终端元件的本领域内常规的可选配置。原则上，连接装置3本身的部分也可以被实施为负载或辅助终端元件。辅助终端元件(未示出)，诸如栅极或传感器终端，优选同样以本领域内的常规方式实施，特别是以与上述负载终端元件在功能上相同的方式实施。
压力装置5如在图1,图2和图4下描述的那样被实施，并且具有主要主体50和在所述主要主体的切口500中可逆地布置的压力主体520，所述压力主体通过连接板相互连接。压力主体520的压力区域560以垫状的方式实施。
该配置还具有散热器9，散热器9的表面覆盖有导热层900，电力电子开关装置10(更确切地说是其衬底2)布置在导热层900上。考虑到所述布置的根据本发明的配置，导热层900可以具有非常小的厚度，此处其厚度是在5μm和10μm之间。原则上，可以完全省去导热层900。这取决于表面构造，特别是散热器9的粗糙度。
备选地并且通过实例的方式，衬底2的绝缘层20可以被实施为直接层叠到散热器9上的电绝缘膜。在这种情况下，导体迹线22也可以被实施为由铜构成的平面导电元件。后者有利地具有0.5mm至1.0mm的厚度。
该配置还具有压力引入装置6，该压力引入装置6布置在连接装置3的上方并且具有弹簧元件600，该弹簧元件600在该配置中居中压在压力装置5上。以未示出的方式抵靠散热器支撑的所述压力引入装置6将压力60引入到压力主体50上。在每种情况下，所述压力60通过压力元件520及其压力区域560作为分压62直接传递到膜复合物3的第二主区域340的第一区域部分360。所述区域部分360随后通过形成强制锁定连接而间接地将膜复合材料3的第一主区域300的接触区域按压到功率半导体部件7的第二主区域的所分配的接触区域700上。所述区域部分360布置为在衬底2的法向方向N投影在功率半导体部件7的区域760内。
通过传送的压力60，衬底2通过散热器9上的压力68布置并与其导热地连接。在每种情况下，这两种压力接触，连接装置3和功率半导体部件7之间的导电连接压力接触，以及在衬底2和散热器9之间的导电连接压力接触，在衬底的法向方向N上以及因此在功率半导体部件7的法向方向N上产生作用。因此，首先，连接装置3和功率半导体部件7之间的高效的强制锁定和导电连接被形成，所述连接表现出非常低的接触电阻。其次，在基底2与散热器9之间同时形成相似效率的热传递连接，由于施加压力的压力主体50在此对准布置，该连接精确地在具有最高发热量的位置即功率半导体部件7处形成最有效的热传递。因此可以省去衬底2和散热器9之间的大面积且材料结合的连接，该连接在本领域内是常规的并且难以耐用地制造。
图8示出根据本发明的另一个第一电力电子开关装置10，其类似于在图7中已经示出和所述的第一电力电子开关装置。
在此图示示出包括一个绝缘层20和两个导体迹线22的衬底2。在右侧的导体迹线22上布置有被实施作为功率二极管的功率半导体部件7，并且该功率半导体部件7通过材料结合连接(在此是压力烧结连接84)导电地连接到导体迹线22。
功率半导体部件7，更确切地说是其背离衬底2的第二主区域的接触区域700，通过连接装置3导电地连接到左侧导体迹线22上。为此目的，连接装置3具有第一导电膜30，其中第一导电膜30的接触区域与功率半导体部件7的对应接触区域在此处仅通过强制锁定连接(但并不限于此)实现。
所述强制锁定连接由分压62直接引入到连接装置(在此为膜复合物3)的第二主区域340的第一区域部分360上形成。强制锁定连接的相应接触位置在此优选设置有金表面，特别是几微米的薄金层，因为这些金层具有最佳的接触性能和接触电阻。此外，在根据ENISO 4287确定的各种情况中，强制锁定连接的相应的接触位置具有小于5μm，特别是小于2μm的粗糙度深度(Rz)以及小于1μm的平均粗糙度(Ra)，特别是小于0.5μm的平均粗糙度。
功率半导体部件7的第二接触区域与左侧导体迹线22导电连接。为此目的，膜复合物3的第一金属膜30从与功率半导体部件7的接触位置、延伸远至左侧导体迹线22的接触位置222。连接装置3的接触位置322与衬底2的导体迹线22的接触位置222之间的连接以强制锁定的方式形成。为此目的，压力装置5的分配的压力主体522的另外的分压62被引入到导体迹线22和金属膜30的接触位置222,322上。因此，在这种情况下，分压62被施加到连接装置的第二主区域340的第二区域部分362上，由此第一导电膜30的接触区域322被按压到左侧导体迹线22的接触区域222上并以强制锁定的方式与其导电连接。
为了补偿由功率半导体部件的厚度导致的第一区域部分360,362相对于第二区域部分360,362的高度偏移382，参考图1和图2，与右侧第一压力主体520的高度580相比，左侧第一压力主体522具有更高的高度582。这与被分配到左侧压力主体的切口不比被分配到右侧压力主体的切口深的事实有关联。两个压力主体的高度差优选但不是绝对必须与高度偏移382精确地对应。在此，高达10％，通常甚至高达25％范围内的差异是完全可以容忍的。
作为导体迹线22的接触位置222,322与金属膜30之间的强制锁定连接的替代，所述连接也可以被实施为压力烧结连接，或者被实施为本领域内常规的一些其它连接。
此外，连接装置3具有电绝缘膜32和另外的导电膜34，电绝缘膜32和另外的导电膜34在相互作用中形成电力电子开关装置10的另外的符合电路的内部连接。通过导电膜30、34之间的电绝缘膜32的电镀通孔320也在该实例中示出。
此外，电力电子开关装置10还具有布置在衬底2、连接装置3和功率半导体部件7之间的间隙中的优选为凝胶状的绝缘物质38。该物质用于内部电绝缘，特别是连接装置3的第一导电膜30和衬底2的右侧导体迹线22之间的内部电绝缘。
图9以分解图示示出根据本发明的装置，其包括根据本发明的第二电力电子开关装置和功率半导体模块。在此的配置具有以下组成部分：压力引入装置6，功率半导体模块12的压力装置5，印刷电路板8，功率半导体模块12的壳体4，具有布置在其中的电路载体2和冷却装置9。
冷却装置9被实施为空气冷却装置，其具有具有内螺纹的切口96。功率半导体模块12的壳体4在此以杯状的方式实施，并且朝向冷却装置9覆盖电路载体2。壳体4具有带引导装置402的两个切口400，在此在切口中的每一个中布置有分配的终端元件42。
电路载体2被实施为带有衬底20，衬底20具有彼此电位隔离的第一导体迹线22。功率半导体部件7布置在所述导体迹线22上并且通过其第一接触区域与分别分配的导体迹线22导电连接。内部连接装置在此被实施为多个导线结合连接40，这在本领域内是常规的，在每种情况下其以符合电路的方式将功率半导体部件7的第二接触区域连接到第一导体迹线22，或者以未示出的方式连接到其它功率半导体部件的第二接触区域。
终端元件42在每种情况下被实施为具有第一端部分420和第二端部分422以及在其间形成的中间部分的螺栓。在此所示的螺栓以其整体被实施为具有3mm2横截面积的圆柱体或空心圆柱体，同时由具有银的表面涂层的铜构成。在这种情况下，在此以平面方式实施的第一端部分420具有在终端元件42和电路载体2之间的接触区域，更确切地是电路载体的接触区域，其中如图所示和优选的接触区域可以是第一导体迹线22的一部分或连接装置的一部分，如果连接装置如图8所示那样实施的话。布置在分配的引导装置402中的相应的终端元件42，通过切口400从壳体4突出，由此终端元件42的第二端部分422从壳体4突出，所述第二端部分同样以平面或凸面方式实施形成功率半导体模块的外部接触装置。
第二端部分422，更确切地说是其接触区域，被设计成与为印刷电路板8的导体迹线的、第二导体迹线82机械和电接触。所述第二导体迹线82在此被设计成将功率半导体模块连接到负载和辅助(诸如控制或传感器)电位。
此外还图示了该配置的压力装置5。所述压力装置具有刚性主要主体50以及，可逆地连接到其的弹性体主体，所述弹性体主体具有多个压力主体，其压力区域面朝向壳体4或印刷电路板8的方向。第一主要主体50此处由聚苯硫醚形成，并且必要时还具有金属加强结构，该金属加强结构被注入或布置在为其设置的凹槽中，参考图10和图11。弹性体主体还是由硅树脂橡胶组成，在此是所谓的交联液体硅树脂橡胶或者备选地所谓的交联固体硅树脂橡胶。弹性体主体52的压力主体520布置成与引导装置402对准并且因此也与终端元件42对准。
压力引入装置6在此被实施为单独的螺钉620，其穿过压力装置5、印刷电路板8、壳体4以及电路载体2的相互对准的切口56,86,46,26，并且接合冷却装置9的同样对准的切口96。借助于所述压力引入装置6、通过压力引入60实现提及的组成部分的压力连接。在这种情况下，与壳体4的引导装置402对准的、压力装置5的压力主体520按压64到印刷电路板8上。后者即印刷电路板8将压力66传递到终端元件42的第二端部分422上，由此在所述第二端部分422和印刷电路板8的第二导体迹线82之间形成压力接触连接，也就是说强制锁定机械连接以及还有导电连接。
相应的终端元件42用于在印刷电路板8的第二导体迹线82与电路载体2之间传输电流。为此目的，在终端元件42的第一端部分420与电路载体2的分配接触区域之间，同样通过压力引入装置6形成压力接触的(也就是强制锁定的)机械连接以及导电连接。
此外，由于通过终端元件42的机械力传递，电路载体2被按压到冷却装置9上，由此这些以强制锁定的方式机械连接。结果，电路载体2还有功率半导体部件7到冷却装置9的良好的热耦联可以因此实现。
图10和图11分别以三维图示示出根据本发明的装置及其部件。图10图示包括金属加强结构的压力装置5，该金属加强结构在此被实施为平面金属板508并且布置在主要主体50的凹部中，该主要主体由塑料形成，如关于图9所述。作为压力引入装置，螺钉620延伸穿过所述金属板508并因此也延伸穿过第一主要主体50的切口。所述螺钉620进一步延伸穿过弹性体主体的切口(参考图11)印刷电路板8和壳体4以及电路载体(不可见)的那些切口(参考图9)直接进入冷却装置9。
图11以分解图示示出根据图10的压力装置。该图示示出具有为平面金属板508形式的、金属加强结构的主要主体，以及还有以垫状方式实施的弹性体主体，所述弹性体主体具有多个压力主体和连接到主要主体的第二连接装置的连接主体。

Claims (18)

1.用于电力电子开关装置(1)的压力装置(5)，其包括具有平面范围的刚性主要主体(50)，并且包括可弹性变形的弹性体主体(52)，其中主要主体(50)和弹性体主体(52)以强制锁定或主动锁定的方式并且可逆地连接到彼此，并且其中弹性体主体(52)包括多个压力主体(520，522)，其中弹性体主体(52)的压力主体(520，522)通过连接板(540)连接到彼此或者弹性体主体以具有突出的压力主体(520，522)的垫状方式实施。
2.根据权利要求1所述的用于电力电子开关装置(1)的压力装置(5)，其特征在于：
压力主体(520，522)各自具有压力区域(560，562)，压力区域(560，562)设计成在远离主要主体的方向上施加压力到开关装置上。
3.根据前述权利要求中任一项所述的用于电力电子开关装置(1)的压力装置(5)，其特征在于弹性体主体的压力主体(520，522)包括连接部分(524，526)，该连接部分(524，526)与主要主体的相应的第一连接装置(504，506)一起形成强制锁定或主动锁定连接。
4.根据前述权利要求1或2所述的用于电力电子开关装置(1)的压力装置(5)，其特征在于弹性体主体包括连接主体(582)，所述连接主体(582)与主要主体(50)的相应的第二连接装置(580)一起形成强制锁定或主动锁定连接。
5.根据前述权利要求1或2所述的用于电力电子开关装置(1)的压力装置(5)，其特征在于主要主体(50)由绝缘物质构成，或主要主体(50)由金属成形体构成，并且弹性体主体(52)由弹性体材料构成。
6.根据前述权利要求5所述的用于电力电子开关装置(1)的压力装置(5)，其特征在于主要主体(50)由耐高温塑料构成，并且弹性体主体(52)由硅树脂弹性体或硅树脂橡胶构成。
7.根据前述权利要求5所述的用于电力电子开关装置(1)的压力装置(5)，其特征在于主要主体(50)由热塑性塑料构成，并且弹性体主体(52)由交联的液体硅树脂构成。
8.根据前述权利要求5所述的用于电力电子开关装置(1)的压力装置(5)，其特征在于主要主体(50)由聚苯硫醚构成。
9.根据前述权利要求1或2所述的用于电力电子开关装置(1)的压力装置(5)，其特征在于主要主体(50)被实施为功率半导体模块的壳体(4)或壳体部分(40)。
10.第一电力电子开关装置(10)，其包括根据前述权利要求中任一项所述的压力装置，包括衬底(2)并且包括连接装置(3)，其特征在于：
所述衬底(2)具有彼此电绝缘的导体迹线(22)以及功率半导体部件(7)，该功率半导体部件(7)通过其第一主区域布置在其中一个导体迹线(22)上并与所述导体迹线(22)导电连接；
其特征在于在每种情况下，压力装置(5)通过压力主体(520)中之一的压力区域(560)压在连接装置(3)的第一区域部分(360)上，所述第一区域部分(360)面对压力装置，其中所述第一区域部分(360)布置成与功率半导体部件(7)的区域在衬底(2)的法线方向(N)上对准。
11.根据权利要求10所述的第一电力电子开关装置(10)，其特征在于：
连接装置(3)被实施为包括导电膜(30，34)和电绝缘膜(32)的膜复合物，其中开关装置通过连接装置(3)以符合电路的方式内部地连接。
12.根据权利要求10或11所述的第一电力电子开关装置(10)，其特征在于：
压力主体(520)的压力区域(560)在衬底(2)的法线方向上投影在完全位于功率半导体部件(7)的区域(760)内。
13.根据权利要求10或11所述的第一电力电子开关装置(10)，其特征在于：
压力装置(5)通过另外的压力主体(522)的压力区域(562)压在连接装置(3)的第二区域部分(362)上，所述第二区域部分面对压力装置(5)，其中所述第二区域部分(362)布置成在衬底(2)的法线方向(N)上投影在所有功率半导体部件(7)的区域(760)的外侧。
14.一种包括第二电子开关装置(12)的配置，其包括根据权利要求1至9任一项所述的压力装置(5)，所述第二电子开关装置(12)包括冷却装置(9)，包括印刷电路板(8)并且包括用于这些元件部分压力连接的压力引入装置(6)，其特征在于第二电子开关装置(12)被实施为功率半导体模块(4)，并且其中压力引入装置(6)将压力装置(5)的压力主体(520，522)压在印刷电路板(8)上，以使得印刷电路板(8)被压在功率半导体模块(4)的终端元件(42)上，并且因此将这些终端元件导电地连接到印刷电路板(8)，并且功率半导体模块(4)进一步被压到冷却装置(9)上，并且功率半导体模块(4)由此与冷却装置(9)导热地连接。
15.根据权利要求14所述的包括第二电子开关装置(12)的配置，其特征在于：
在功率半导体模块(4)和冷却装置(9)之间布置导热层(900)。
16.根据权利要求15所述的包括第二电子开关装置(12)的配置，其特征在于：
导热层(900)具有小于20μm的厚度。
17.根据权利要求15所述的包括第二电子开关装置(12)的配置，其特征在于：
导热层(900)具有小于10μm的厚度。
18.根据权利要求15所述的包括第二电子开关装置(12)的配置，其特征在于：
导热层(900)具有小于5μm的厚度。
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