DE102007007223B4 - Modular aufgebautes Leistungshalbleitermodul - Google Patents
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Abstract
Leistungshalbleitermodul,
bestehend aus einer Anzahl Teilmodule (10), die jeweils ein Gehäuse (14)
aufweisen, wobei die Gehäuse
(14) der Teilmodule (10) im zum Leistungshalbleitermodul (44) zusammengebauten
Zustand mit ihren Seitenflächen
(12, 34) aneinander anliegen und mittels an den Seitenflächen (12,
34) vorgesehenen Verbindungselementen (36, 16) miteinander verbunden
sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (16,
36) der miteinander zu verbindenden Teilmodul-Gehäuse (14)
an der einen Seitenfläche
(34) des jeweiligen Teilmoduls (10) von formstabilen Rastelementen (36)
und an der anderen Seitenfläche
(12) von an diese formmäßig angepassten
Gegenrastelementen (16) gebildet sind, wobei die Rastelemente (36)
und die Gegenrastelemente (16) in Richtung senkrecht zu den Seitenflächen (12,
34) der Teilmodul-Gehäuse (14)
Hinterschneidungen bilden, derart dass die Verbindungselemente (16,
36) der Teilmodul-Gehäuse
(14) die Teilmodul-Gehäuse
(14) im zusammengebauten Zustand in Bezug zueinander zentrieren,
und dass die Rast- und Gegenrastelemente (36, 16) partiell aus der
jeweiligen Seitenfläche
(12, 34) des Teilmodul-Gehäuses
(14) mit einem Podest...
Description
- Die Erfindung betrifft ein modular aufgebautes Leistungshalbleitermodul, bestehend aus einer Anzahl Teilmodule, die jeweils ein Gehäuse aufweisen, wobei die Gehäuse der Teilmodule in dem zum Leistungshalbleitermodul zusammengebauten Zustand mit ihren Seitenflächen aneinander anliegen und mittels an den Seitenflächen vorgesehenen Verbindungselementen miteinander zum Leistungshalbleitermodul verbunden sind.
- Ein derartiges Leistungshalbleitermodul ist beispielsweise in der
DE 103 16 356 A1 beschrieben. Bei diesem bekannten Leistungshalbleitermodul sind die Verbindungselemente bspw. als federnde Finger mit Rastnasen ausgebildet, wobei die Rastnasen eines Teilmodul-Gehäuses an Widerlagern des benachbarten Teilmodul-Gehäuses anliegen, um die benachbarten Teilmodule miteinander zum Leistungshalbleitermodul zu verbinden. Derartige federnde Rastfinger sind filigrane Gebilde, die leicht vom zugehörigen Teilmodul-Gehäuse abbrechen können. Infolge der Federungseigenschaften der federnden Rastfinger ergibt sich auch nur eine bedingte Zentrierung der benachbarten Teilmodule in Bezug zueinander. - Der Zusammenbau der Teilmodule zum Leistungshalbleitermodul erfolgt bei diesem bekannten Leistungshalbleitermodul durch eine Zusammenbaubewegung, die senkrecht zu den Seitenflächen der Teilmodul-Gehäuse orientiert ist.
- Aus der
DE 695 30 221 T2 sind optoelektronische Bauelemente bekannt, die jeweils ein Gehäuse aufweisen, wobei jedes Gehäuse an seinen Seitenflächen mit Verbindungselementen ausgebildet ist, die an einer Seitenfläche von formstabilen Rastelementen und an der gegenüberliegenden anderen Seitenfläche von an die Rastelemente formmäßig angepassten Gegenrastelementen gebildet sind. Die Rastelemente und die Gegenrastelemente bilden in Richtung senkrecht zu den Seitenflächen der Gehäuse Hinterschneidungen. - Integrierte Schaltungen in Gehäusen, die an einer Seitenfläche formstabile Rastelemente und an der gegenüberliegenden anderen Seitenfläche an diese formstabilen Rastelemente formmäßig angepasste Gegenrastelemente aufweisen, sind aus der
US 6 512 293 B1 bekannt. Auch bei diesen Gehäusen bilden die Rastelemente und die Gegenrastelemente in Richtung senkrecht zu den Seitenflächen der Gehäuse Hinterschneidungen. - Aus der
US 4 600 968 A ist eine Halbleitervorrichtung mit einem ersten Gehäuse und mit einem zweiten Gehäuse bekannt, wobei das erste Gehäuse an einer Seitenfläche ein formstabiles Rastelement und das zweite Gehäuse an der zugehörigen Seitenfläche ein Gegenrastelement aufweist, das an das Rastelement formmäßig angepasst ist. Das Rastelement und das Gegenrastelement bilden in Richtung senkrecht zu den genannten Seitenflächen Hinterschneidungen. - Eine den oben genannten Ausbildungen ähnliche Ausbildung mit einem ersten Gehäuseteil und mit einem zweiten Gehäuseteil ist auch aus der
US 6 801 436 B2 bekannt, wobei das erste Gehäuseteil an einer Seitenfläche mit formstabilen Rastelemente und das zweite Gehäuseteil an der zugehörigen Seitenfläche mit Gegenrastelementen ausgebildet ist, die formmäßig an die Rastelemente angepasst sind und in Richtung senkrecht zu den besagten Seitenflächen Hinterschneidungen bilden. - Bei allen diesen bekannten Ausbildungen wird die Bewegung der miteinander zu kombinierenden Gehäuse in Richtung senkrecht zu den mit den Rastelementen und den Gegenrastelementen ausgebildeten Seitenflächen nicht begrenzt, so dass der Zusammenbau der Gehäuse Mängel aufweisen kann.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leistungshalbleitermodul der eingangs genannten Art zu schaffen, das einfach ausgebildet einen zuverlässig selbstzentrierenden Zusammenbau der Teilmodule zum Leistungshalbleitermodul ermöglicht.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1, d. h. dadurch gelöst, dass die Verbindungselemente der miteinander zu verbindenden Teilmodul-Gehäuse an der einen Seitenfläche des jeweiligen Teilmoduls von formstabilen Rastelementen und an der anderen Seitenfläche von an diese formmäßig angepassten Gegenrastelementen gebildet sind, wobei die Rastelemente und die Gegenrastelemente in Richtung senkrecht zu den Seitenflächen der Teilmodul-Gehäuse Hinterschneidungen bilden, derart dass die Verbindungselemente der Teilmodul-Gehäuse die Teilmodul-Gehäuse im zusammengebauten Zustand in Bezug zueinander zentrieren, und dass die Rast- und Gegenrastelemente partiell aus der jeweiligen Seitenfläche des Teilmodul-Gehäuses mit einem Podest vorstehen und partiell gegen die jeweilige Seitenfläche des Teilmodul-Gehäuses mit einer Aussparung zurückversetzt sind.
- Erfindungsgemäß sind die Gegenrastelemente als an die Rastelemente angepasste Rastausnehmungen ausgebildet. Die Rast- und Gegenrastelemente können z. B. mit einem Schwalbenschwanzprofil oder mit einem konkav-konvexen Profil ausgebildet sein.
- Erfindungsgemäß stehen die Rast- und Gegenrastelemente – in Projektion auf die Grundfläche des Teilmodul-Gehäuses gesehen – partiell aus der jeweiligen Seitenfläche des Teilmodul-Gehäuses mit einem Podest vor und sind partiell gegen die jeweilige Seitenfläche mit einer Aussparung zurückversetzt. Dabei ist es bevorzugt, wenn die Rast- und Gegenrastelemente hälftig aus der jeweiligen Seitenfläche des Teilmodul-Gehäuses mit dem Podest vorstehen und hälftig gegen die jeweilige Seitenfläche mit der Aussparung zurückversetzt sind. Dabei können die Höhe des Podestes und die Tiefe der Aussparung gleich groß sein. Desgleichen ist es möglich, dass die Höhe des Podestes kleiner oder größer ist als die Tiefe der Aussparung.
- Erfindungsgemäß kann das Podest mit einer das Gegenrastelement bildenden Durchgangs-Rastausnehmung ausgebildet sein. Zweckmäßig kann es jedoch sein, wenn das Podest mit einer das Gegenrastelement bildenden Sackloch-Rastausnehmung ausgebildet ist.
- Erfindungsgemäß können die Rast- und Gegenrastelemente in Zusammenbaurichtung der Teilmodul-Gehäuse orientierte, d. h. zur Zusammenbaurichtung parallel orientierte Hinterschneidungsflächen besitzen. Der selbstzentrierende Zusammenbau benachbarter Teilmodule ist erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise jedoch dadurch weiter verbessert möglich, dass die Rast- und Gegenrastelemente in Zusammenbaurichtung der Teilmodul-Gehäuse konisch verjüngte Hinterschneidungsflächen besitzen. Durch eine derartige konisch verjüngte Ausbildung ergibt sich beim Zusammenbau benachbarter Teilmodule in vorteilhafter Weise eine Selbstzentrierung.
- Erfindungsgemäß kann es vorteilhaft sein, wenn die Hinterschneidungsflächen mit einem selbsthemmenden Konuswinkel ausgebildet sind, um im zusammengebauten Zustand benachbarter Teilmodule ein ungewolltes Loslösen derselben voneinander zu verhindern.
- Um das erfindungsgemäße modulare Leistungshalbleitermodul mit seinen Teilmodulen auf einem ebenflächigen Grundkörper, wie beispielsweise einem Kühlkörper, in an sich bekannter Weise befestigen, d. h. beispielsweise festschrauben, zu können, sind die Rastelemente und die Podeste der Gegenrastelemente jeweils mit einem Durchgangsloch ausgebildet, die miteinander axial fluchten, so dass durch die Rastelemente eine Befestigungsschraube durchsteckbar ist.
- Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele beispielhaft näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 abschnittweise perspektivisch eine erste Ausführungsform eines Teilmoduls, -
2 abschnittweise perspektivisch das Teilmodul gemäß1 in Blickrichtung auf die der Seitenfläche gemäß1 gegenüberliegende Seitenfläche, -
3 eine der1 prinzipiell ähnliche abschnittweise perspektivische Ansicht einer anderen Ausbildung eines Teilmoduls in Blickrichtung auf eine Seitenfläche desselben, -
4 abschnittweise perspektivisch das Teilmodul gemäß3 in Blickrichtung auf die von der Seitenfläche gemäß3 abgewandte Seitenfläche des Teilmoduls, -
5 abschnittweise perspektivisch in einer der4 ähnlichen Blickrichtung zwei miteinander verbundene Teilmodule, und -
6 drei zu einem Leistungshalbleitermodul zusammengebaute Teilmodule – ähnlich den Teilmodulen gemäß den3 bis5 , wobei die Gegenrastelemente jedoch ohne Podeste ausgebildet sind. -
1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen Abschnitt eines Teilmoduls10 in Blickrichtung von schräg oben auf die eine Seitenfläche12 seines Gehäuses14 . - Die Seitenfläche
12 ist mit Gegenrastelementen16 ausgebildet, von welchen in1 nur ein Gegenrastelement16 dargestellt ist. Das/jedes Gegenrastelement16 ist als Rastausnehmung18 ausgebildet. - Das Gegenrastelement
16 ist mit einem Podest20 ausgebildet. Das Podest20 steht partiell bzw. hälftig aus der Seitenfläche12 vor. Das ist in1 durch den Pfeil22 angedeutet. Das Podest20 ist außerdem gegen die Seitenfläche12 mit einer Aussparung24 zurückversetzt. Das ist in1 durch den Pfeil26 angedeutet. - Die Höhe des Podestes
20 ist mit H und die Tiefe der Aussparung24 ist mit T bezeichnet. - Das von der Rastausnehmung
18 gebildete Gegenrastelement16 weist ein konkaves Profil28 auf. Bei diesem Profil kann es sich um ein zylindrisches Profil handeln, das zu der durch den Pfeil30 in1 angedeuteten Zusammenbaurichtung benachbarter Teilmodule parallel orientiert ist. Die das Gegenrastelement16 bildende Rastausnehmung18 kann in Zusammenbaurichtung jedoch auch konisch verjüngt ausgebildet sein. - Das jeweilige Podest
20 kann mit einer das Gegenrastelement16 bildenden durchgehenden Rastausnehmung18' (siehe6 ) oder mit einer Sackloch-Rastausnehmung18'' ausgebildet sein, wie die1 und3 verdeutlichen. Während bei der Ausbildung gemäß1 die Rastausnehmung18 als mit einem konkaven Profil28 ausgebildete Sackloch-Rastausnehmung18'' gestaltet ist, ist bei der Ausbildung gemäß3 die Rastausnehmung18 mit einem Schwalbenschwanzprofil32 ausgebildet und ebenfalls als Sackloch-Rastausnehmung18'' gestaltet. -
2 zeigt abschnittweise perspektivisch das Teilmodul10 gemäß1 in Blickrichtung auf die von der Seitenfläche12 abgewandte Seitenfläche34 mit einem formstabilen Rastelement36 . Das Rastelement36 ist formmäßig an das Gegenrastelement16 (siehe1 ) angepasst, d. h. es besitzt ein konvexes Profil38 , das an das konkave Profil28 der als Sackloch-Rastausnehmung18'' gestalteten Rastausnehmung18 angepasst ist. - Entsprechend dem Zurückversatz
26 der Aussparung24 gemäß1 steht das Rastelement36 über die Seitenfläche34 vor. Das ist in2 durch den Pfeil40 angedeutet. Dem durch den Pfeil22 in1 angedeuteten Überstand des Gegenrastelementes16 entsprechend ist das Rastelement36 gegen die Seitenfläche34 zurückversetzt. Das ist in2 durch den Pfeil42 angedeutet. -
4 verdeutlicht in einer der2 ähnlichen Ansicht ein Teilmodul10 , wobei das an der Seitenfläche34 vorgesehene Rastelement36 – dem Schwalbenschwanzprofil32 der Rastausnehmung18 entsprechend – mit einem Schwalbenschwanzprofil42 ausgebildet ist. - Unabhängig davon, ob das jeweilige Rastelement und die zugehörige Rastausnehmung konkav-konvex profiliert oder mit einem Schwalbenschwanzprofil ausgebildet ist, ergeben sich Hinterschneidungen, so dass der Zusammenbau benachbarter Teilmodule
10 nur in der Zusammenbaurichtung30 , d. h. parallel zu den Seitenflächen12 ,34 , möglich ist. -
6 verdeutlicht ein modulares Leistungshalbleitermodul44 mit drei miteinander zentriert fest verbundenen Teilmodulen10 , d. h. Halbbrückenschaltungen, beispielsweise einer Drei-Phasen-Vollbrückenschaltung, wobei die Rastelemente36 mit Durchgangslöchern46 ausgebildet sind. Im Vergleich hierzu verdeutlichen die1 ,2 bzw.3 ,4 Ausbildungen, wobei nicht nur die Rastelemente36 mit Durchgangslöchern46 sondern außerdem auch das jeweilige Podest20 an seinem unterseitigen Verbindungsabschnitt48 mit einem Durchgangsloch50 ausgebildet ist, das mit dem Durchgangsloch46 des zugehörigen Rastelementes36 axial fluchtet. -
- 10
- Teilmodul
(von
44 ) - 12
- Seitenfläche (von
10 bzw.14 ) - 14
- Gehäuse (von
10 ) - 16
- Gegenrastelement
(von
10 bzw.14 ) - 18, 18', 18''
- Rastausnehmung
(von
16 ) - 20
- Podest
(von
16 ) - 22
- Pfeil
(Vorstand von
20 ) - 24
- Aussparung
(bei
12 in14 für36 ) - 26
- Pfeil/Einsenkung
(für
24 in12 ) - 28
- konkaves
Profil (von
18 ) - 30
- Zusammenbaurichtung
(von
10 mit10 ) - 32
- Schwalbenschwanzprofil
(von
18 ) - 34
- Seitenfläche von
(
10 bzw.14 ) - 36
- Rastelement
(an
34 für18 ) - 38
- konvexes
Profil (von
36 ) - 40
- Pfeil/Vorstand
(von
36 über34 ) - 41
- Pfeil/Einsenkung
(von
36 in34 ) - 42
- Schwalbenschwanzprofil
(von
36 ) - 44
- Leistungshalbleitermodul
- 46
- Durchgangsloch
(in
36 ) - 48
- Verbindungsabschnitt
(von
20 ) - 50
- Durchgangsloch
(in
48 )
Claims (13)
- Leistungshalbleitermodul, bestehend aus einer Anzahl Teilmodule (
10 ), die jeweils ein Gehäuse (14 ) aufweisen, wobei die Gehäuse (14 ) der Teilmodule (10 ) im zum Leistungshalbleitermodul (44 ) zusammengebauten Zustand mit ihren Seitenflächen (12 ,34 ) aneinander anliegen und mittels an den Seitenflächen (12 ,34 ) vorgesehenen Verbindungselementen (36 ,16 ) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (16 ,36 ) der miteinander zu verbindenden Teilmodul-Gehäuse (14 ) an der einen Seitenfläche (34 ) des jeweiligen Teilmoduls (10 ) von formstabilen Rastelementen (36 ) und an der anderen Seitenfläche (12 ) von an diese formmäßig angepassten Gegenrastelementen (16 ) gebildet sind, wobei die Rastelemente (36 ) und die Gegenrastelemente (16 ) in Richtung senkrecht zu den Seitenflächen (12 ,34 ) der Teilmodul-Gehäuse (14 ) Hinterschneidungen bilden, derart dass die Verbindungselemente (16 ,36 ) der Teilmodul-Gehäuse (14 ) die Teilmodul-Gehäuse (14 ) im zusammengebauten Zustand in Bezug zueinander zentrieren, und dass die Rast- und Gegenrastelemente (36 ,16 ) partiell aus der jeweiligen Seitenfläche (12 ,34 ) des Teilmodul-Gehäuses (14 ) mit einem Podest (20 ) vorstehen und partiell gegen die jeweilige Seitenfläche (12 ,34 ) des Teilmodul-Gehäuses (14 ) mit einer Aussparung (24 ) zurückversetzt sind. - Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenrastelemente (
16 ) als an die Rastelemente (36 ) angepasste Rastausnehmungen (18 ) ausgebildet sind. - Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Rast- und Gegenrastelemente (
36 ,16 ) ein Schwalbenschwanzprofil (32 ,42 ) aufweisen. - Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rast- und Gegenrastelemente (
36 ,16 ) ein konkav-konvexes Profil (28 ,38 ) aufweisen. - Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rast- und Gegenrastelemente (
36 ,16 ) hälftig aus der jeweiligen Seitenfläche (12 ,34 ) des Teilmodulgehäuses (14 ) mit dem Podest (20 ) vorstehen und hälftig gegen die jeweilige Seitenfläche mit der Aussparung (24 ) zurückversetzt sind. - Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (H) des Podestes (
20 ) kleiner, gleich oder größer ist als die Tiefe (T) der Aussparung (24 ). - Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Podest (
20 ) mit einer das Gegenrastelement (16 ) bildenden Durchgangs-Rastausnehmung (18' ) ausgebildet ist. - Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Podest (
20 ) mit einer das Gegenrastelement (16 ) bildenden Sackloch-Rastausnehmung (18'' ) ausgebildet ist. - Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rast- und Gegenrastelemente (
36 ,16 ) in Zusammenbaurichtung (30 ) der Teilmodul-Gehäuse (14 ) orientierte Hinterschneidungsflächen besitzen. - Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rast- und Gegenrastelemente (
36 ,16 ) in Zusammenbaurichtung (30 ) der Teilmodul-Gehäuse (14 ) konisch verjüngte Hinterschneidungsflächen besitzen. - Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterschneidungsflächen mit einem selbsthemmenden Konuswinkel ausgebildet sind.
- Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Rastelemente (
36 ) mit Durchgangslöchern (46 ) ausgebildet sind. - Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Podest (
20 ) einen Verbindungsabschnitt (48 ) mit einem Durchgangsloch (50 ) aufweist, das mit dem Durchgangsloch (46 ) des zugehörigen Rastelementes (36 ) axial fluchtet.
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DE102007007223A DE102007007223B4 (de) | 2007-02-14 | 2007-02-14 | Modular aufgebautes Leistungshalbleitermodul |
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DE102007007223A DE102007007223B4 (de) | 2007-02-14 | 2007-02-14 | Modular aufgebautes Leistungshalbleitermodul |
Publications (2)
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DE102007007223A1 DE102007007223A1 (de) | 2008-09-04 |
DE102007007223B4 true DE102007007223B4 (de) | 2008-11-20 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102007007223A Active DE102007007223B4 (de) | 2007-02-14 | 2007-02-14 | Modular aufgebautes Leistungshalbleitermodul |
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