CN216213413U - 辅助接触组件、冰球晶闸管和功率半导体模块 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及辅助接触组件、冰球晶闸管和功率半导体模块。所述辅助接触组件包括：第一外部引脚，其用于附接到外部装置；第一连接导线，其被构造成将所述功率半导体部件电连接到所述第一外部引脚，其中，所述第一连接导线具有接触区域，所述接触区域成形为在所述第一连接导线和所述功率半导体部件之间提供稳定的电接触；弹簧，其被构造成使所述第一连接导线的所述接触区域与所述功率半导体部件保持接触；以及绝缘体，其用于承载所述第一连接导线和所述弹簧并在其间提供电绝缘。

Description

辅助接触组件、冰球晶闸管和功率半导体模块
技术领域
本公开涉及一种用于功率半导体部件的辅助接触组件、一种包括所述辅助接触组件的冰球晶闸管(hockey-puck thyristor)、以及一种包括所述辅助接触组件的功率半导体模块。
背景技术
功率半导体部件(诸如，晶闸管芯片)通常被气密密封在功率半导体模块的壳体内，且由此与外部电气装置分离。因此，需要一种用于在内部功率半导体部件和外部电气装置之间建立稳定可靠的电连接的辅助接触组件。
实用新型内容
本公开的目的因此在于提供一种改进的用于功率半导体部件的辅助接触组件。
根据本公开的第一方面，提供了一种用于功率半导体部件的辅助接触组件。所述辅助接触组件包括：第一外部引脚，其用于附接到外部装置；第一连接导线，其被构造成将所述功率半导体部件电连接到所述第一外部引脚，其中，所述第一连接导线具有接触区域，所述接触区域成形为在所述第一连接导线和所述功率半导体部件之间提供稳定的电接触；弹簧，其被构造成使所述第一连接导线的所述接触区域与所述功率半导体部件保持接触；以及绝缘体，其用于承载所述第一连接导线和所述弹簧并在其间提供电绝缘。
根据本公开的第二方面，提供了一种冰球晶闸管。所述冰球晶闸管包括根据本公开的辅助接触组件。
根据本公开的第三方面，提供了一种功率半导体模块。所述功率半导体模块包括根据本公开的辅助接触组件。
附图说明
本实用新型的实施例通过示例而非限制的方式在附图中示出，其中相似的附图标记指示类似的元件。
图1示出了根据本公开的一个实施例的功率半导体模块的三维分解透视图，该功率半导体模块包括辅助接触组件。
图2示出了根据本公开的一个实施例的辅助接触组件的三维分解透视图。
图3A-3C示出了根据本公开的一个实施例的辅助接触组件的细节图，其中，图3A在局部放大图中示出了辅助接触组件，图3B示出了辅助接触组件的另一局部放大图，并且图3C在横截面图中示出了辅助接触组件。
具体实施方式
图1示出了根据本公开的一个实施例的功率半导体模块100的三维分解透视图。功率半导体模块100包括两个功率半导体部件200和两个对应的辅助接触组件300。功率半导体部件200通常被气密密封在功率半导体模块100的壳体内，且由此与模块100的周围(诸如，外部电气装置)分离。因此，需要在内部功率半导体部件和外部电气装置之间建立稳定可靠的电连接，从而确保对功率半导体模块的可靠且安全的使用。为此目的，可提供辅助接触组件300。
参考图1，两个辅助接触组件300均是功率半导体模块100的子组件，它们被压装在模块100的壳体内部。两个辅助接触组件300中的每一个分别连接到一个功率半导体部件200，以便在该内部功率半导体部件和外部电气装置之间提供连接。本公开中的辅助接触组件300允许与内部功率半导体部件进行稳定且可靠的电接触，且由此可以在内部功率半导体部件和外部电气装置之间建立期望的连接。特别地，辅助接触组件300的应用对功率半导体部件的寿命没有负面影响，并且同时确保了用户的使用安全。
将理解，功率半导体模块可以是包括功率半导体部件的任何种类的电气装置。根据本公开的辅助接触组件300可适用于需要与外部电气装置进行辅助连接的任何适当的功率半导体部件。在优选实施例中，功率半导体模块100可以是晶闸管产品，并且功率半导体部件200可以是各自具有栅极和阴极的晶闸管芯片。辅助接触组件300中的每一个可为一个功率半导体部件200同时提供栅极连接和阴极连接两者。
图2进一步示出了根据图1中所示的实施例的辅助接触组件300的三维分解透视图。在功率半导体部件200是具有栅极和阴极的晶闸管芯片的实施例中，辅助接触组件300可通过组件300的栅极部分提供辅助栅极接触并且通过组件300的阴极部分提供辅助阴极接触。
如图2中所示，辅助接触组件300的栅极部分包括第一连接导线320，该第一连接导线被构造成将功率半导体部件200(见图1)的栅极电连接到第一外部引脚310。外部装置可附接到第一外部引脚310，以便经由第一连接导线320连接到功率半导体部件200的栅极。第一连接导线310具有接触区域315，该接触区域成形为在第一连接导线310和功率半导体部件200之间提供稳定的电接触。辅助接触组件300的栅极部分进一步包括弹簧330，该弹簧被构造成使第一连接导线320的接触区域315与功率半导体部件200保持接触。提供绝缘体340以用于承载第一连接导线320和弹簧330并将它们保持在一起。此外，借助于绝缘体340，第一连接导线320和弹簧330可彼此电绝缘并且与功率半导体模块100中的其他部件电绝缘。
类似于功率半导体组件300的栅极部分，组件300的阴极部分包括：第二外部引脚350，其用于附接到外部装置；以及第二连接导线360，其被构造成将功率半导体部件200电连接到第二外部引脚350。为了与功率半导体部件200的阴极连接，功率半导体组件300的栅极部分附加地包括金属板370。
参考图3A-3C，下文中将描述接触区域315的优选布置。图3A和图3B是辅助接触组件100的局部放大图，其示出了第一连接导线320与绝缘体340和弹簧330组装在一起。该部分也在图3C中以横截面图示出。如图所示，接触区域315成形为第一连接导线320的圆弧形端子，以用于提供与功率半导体部件200的稳定且可靠的电接触。优选地，第一连接导线与接触区域315相邻的部分形成预定角度(例如，如图3A-3B中所示的90度的角度)，使得圆弧形端子通过其圆弧形底面与功率半导体部件接触。与导线的常见端子相比，圆弧形端子可至少有助于提高与功率半导体部件200的接触的稳定性和可靠性。
此外，提供弹簧330以使第一连接导线320的接触区域315与功率半导体部件200保持接触。在图3A-3C中所示的实施例中，弹簧330由螺旋弹簧形成并且安装在绝缘体340的上部分341的上面上。第一连接导线320与接触区域315相邻的部分由通道343支撑并被引导朝向功率半导体部件200，该通道由绝缘体340的下部分342限定。如图3C中所示，第一连接导线的圆弧形端子安置在绝缘体340的下部分342的底面外侧。如此一来，第一连接导线320可以被保持并与弹簧330和模块100中的其他电气部件绝缘，并且同时第一连接导线320的圆弧形端子安置在绝缘体340的下部分342的底面外侧，以便与功率半导体部件200建立电接触。优选地，第一连接导线320的圆弧形端子具有圆形横截面，该圆形横截面的直径大于由绝缘体340的下部分342限定的通道343的直径。以此方式，绝缘体340可在弹簧330的压缩作用下将第一连接导线320的圆弧形端子按压到功率半导体部件200上。将理解，图3A-3C中所示的布置是示例性的。弹簧330和绝缘体340可以以任何适当的方式构造，只要绝缘体340可借助于弹簧330的压缩被按压以保持第一连接导线320与功率半导体部件200相接触。
附加地，辅助接触组件300还包括用于支撑第一外部引脚310和第二外部引脚350的塑料夹具380(图2)。第一外部引脚310和第二外部引脚320被构造成用于通过机械结构或通过焊接来连接到外部装置，以便实现强健且方便的连接。
本公开还提供了一种包括如上文提到的辅助接触组件的冰球晶闸管或功率半导体模块。
将理解的是，尽管术语第一、第二、第三等等在本文中可以用来描述各种元件、部件、区、层和/或部分，但是这些元件、部件、区、层和/或部分不应当由这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件、部件、区、层或部分与另一个区、层或部分相区分。因此，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可以被称为第二元件、部件、区、层或部分而不偏离本实用新型的教导。
诸如“在…下面”、“在…之下”、“较下”、“在…下方”、“在…之上”、“较上”等等之类的空间相对术语在本文中可以为了便于描述而用来描述如图中所图示的一个元件或特征与另一个(些)元件或特征的关系。将理解的是，这些空间相对术语意图涵盖除了图中描绘的取向之外在使用或操作中的器件的不同取向。例如，如果翻转图中的器件，那么被描述为“在其他元件或特征之下”或“在其他元件或特征下面”或“在其他元件或特征下方”的元件将取向为“在其他元件或特征之上”。因此，示例性术语“在…之下”和“在…下方”可以涵盖在…之上和在…之下的取向两者。诸如“在…之前”或“在…前”和“在…之后”或“接着是”之类的术语可以类似地例如用来指示光穿过元件所依的次序。器件可以取向为其他方式(旋转90度或以其他取向)并且相应地解释本文中使用的空间相对描述符。另外，还将理解的是，当层被称为“在两个层之间”时，其可以是在该两个层之间的唯一的层，或者也可以存在一个或多个中间层。
本文中使用的术语仅出于描述特定实施例的目的并且不意图限制本实用新型。如本文中使用的，单数形式“一个”、“一”和“该”意图也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。将进一步理解的是，术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时指定所述及特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文中使用的，术语“和/或”包括相关联的列出项目中的一个或多个的任意和全部组合。
将理解的是，当元件或层被称为“在另一个元件或层上”、“连接到另一个元件或层”、“耦合到另一个元件或层”或“邻近另一个元件或层”时，其可以直接在另一个元件或层上、直接连接到另一个元件或层、直接耦合到另一个元件或层或者直接邻近另一个元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在另一个元件或层上”、“直接连接到另一个元件或层”、“直接耦合到另一个元件或层”、“直接邻近另一个元件或层”时，没有中间元件或层存在。然而，在任何情况下“在…上”或“直接在…上”都不应当被解释为要求一个层完全覆盖下面的层。
本文中参考本实用新型的理想化实施例的示意性图示(以及中间结构)描述本实用新型的实施例。正因为如此，应预期例如作为制造技术和/或公差的结果而对于图示形状的变化。因此，本实用新型的实施例不应当被解释为限于本文中图示的区的特定形状，而应包括例如由于制造导致的形状偏差。因此，图中图示的区本质上是示意性的，并且其形状不意图图示器件的区的实际形状并且不意图限制本实用新型的范围。
除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。将进一步理解的是，诸如那些在通常使用的字典中定义的之类的术语应当被解释为具有与其在相关领域和/或本说明书上下文中的含义相一致的含义，并且将不在理想化或过于正式的意义上进行解释，除非本文中明确地如此定义。

Claims (12)

1.一种用于功率半导体部件的辅助接触组件，其特征在于，所述辅助接触组件包括：
第一外部引脚，其用于附接到外部装置；
第一连接导线，其被构造成将所述功率半导体部件电连接到所述第一外部引脚，其中，所述第一连接导线具有接触区域，所述接触区域成形为在所述第一连接导线和所述功率半导体部件之间提供稳定的电接触；
弹簧，其被构造成使所述第一连接导线的所述接触区域与所述功率半导体部件保持接触；以及
绝缘体，其用于承载所述第一连接导线和所述弹簧并在其间提供电绝缘。
2.根据权利要求1所述的辅助接触组件，其特征在于，所述接触区域成形为所述第一连接导线的圆弧形端子，以用于提供与所述功率半导体部件的稳定的电接触。
3.根据权利要求2所述的辅助接触组件，其特征在于，所述绝缘体包括：
上部分，所述上部分用于安装所述弹簧；以及
下部分，所述下部分限定通道，所述通道被构造成支撑所述第一连接导线并将其引导朝向所述功率半导体部件，并且
其中，所述第一连接导线的所述圆弧形端子安置在所述绝缘体的所述下部分的底面外侧，并且
其中，所述弹簧安装在所述绝缘体的所述上部分的上面上，使得借助于所述弹簧的压缩，所述绝缘体朝向所述功率半导体部件按压所述第一连接导线的所述圆弧形端子。
4.根据权利要求3所述的辅助接触组件，其特征在于，所述第一连接导线的所述圆弧形端子具有圆形横截面，所述圆形横截面的直径大于由所述绝缘体的所述下部分限定的所述通道的直径。
5.根据权利要求3所述的辅助接触组件，其特征在于，所述第一连接导线被所述通道引导以形成预定角度，使得所述圆弧形端子通过其圆弧形底面与所述功率半导体部件接触。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的辅助接触组件，其特征在于，所述弹簧由螺旋弹簧形成。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的辅助接触组件，其特征在于，进一步包括用于支撑所述第一外部引脚的塑料夹具。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的辅助接触组件，其特征在于，所述第一外部引脚被构造成用于通过机械结构或通过焊接连接到所述外部装置。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的辅助接触组件，其特征在于，进一步包括：
第二外部引脚；
金属板，其用于连接到所述功率半导体部件；以及
第二连接导线，其被构造成将所述金属板电连接到所述第二外部引脚。
10.根据权利要求9所述的辅助接触组件，其特征在于，所述功率半导体部件是具有栅极和阴极的晶闸管芯片，并且所述第一连接导线和所述第二连接导线分别被构造成提供与所述晶闸管芯片的所述栅极和所述阴极的电接触。
11.一种冰球晶闸管，其特征在于，包括根据权利要求1至10中任一项所述的辅助接触组件。
12.一种功率半导体模块，其特征在于，包括根据权利要求1至10中任一项所述的辅助接触组件。
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