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Die Erfindung betrifft ein Leistungshalbleitereinrichtungssystem.
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Bei aus dem Stand der Technik bekannten Leistungshalbleitereinrichtungen sind im Allgemeinen auf einem Substrat Leistungshalbleiterschalter angeordnet und mittels einer Leiterschicht des Substrats, sowie Bonddrähten und/oder einem Folienverbund miteinander elektrisch leitend verbunden. Die Leistungshalbleiterschalter liegen dabei im Allgemeinen in Form von Transistoren, wie z.B. IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) oder MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), oder in Form von Thyristoren vor. Das Substrat ist im Allgemeinen direkt oder indirekt mit einem metallischen Grundkörper verbunden, der im Allgemeinen als Kühlkörper oder als Grundplatte, die zur Verbindung mit einem Kühlkörper vorgesehen ist, ausgebildet ist.
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Die auf dem Substrat angeordneten Leistungshalbleiterschalter sind dabei häufig elektrisch zu einer einzelnen oder mehreren sogenannten Halbbrückenschaltungen verschalten, die z.B. zum Gleich- und Wechselrichten von elektrischen Spannungen und Strömen verwendet werden.
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Häufig weist eine einzelne Leistungshalbleitereinrichtung nicht die für eine vorgesehene Anwendung (z.B. Windkraftanlage) erforderliche elektrische Leistung auf. In diesem Fall wird techniküblich häufig ein Leistungshalbleitereinrichtungssystem eingesetzt, das mehrere Leistungshalbleitereinrichtungen aufweist. Solche Leistungshalbleitereinrichtungssysteme sind aus der
DE 10 2009 043 181 A1 und der
EP 2 325 990 A2 bekannt. Die Leistungshalbleitereinrichtungen des Leistungshalbleitereinrichtungssystems werden dabei im Allgemeinen durch elektrische Verschaltung ihrer Lastanschlusselemente, entsprechend der gewünschten elektrischen Schaltung, welche durch das Leistungshalbleitereinrichtungssystem realisiert werden soll, miteinander elektrisch verschalten.
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An ein Leistungshalbleitereinrichtungssystems wird im Allgemeinen die Anforderungen gestellt kompakt aufgebaut zu sein und z.B. gegen Staub und Spritzwasser geschützt zu sein.
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Aus der
DE 91 04 384 U1 ist ein elektronisches Baugruppensystem bekannt, bei dem kapselförmige Baugruppen an jeweils zugeordneten, berührungssicher ummantelten Baugruppenträgern gehalten und über elektrische Steckkontakte mit diesen kontaktiert sind, wobei die Baugruppen mit ihren Baugruppenträgern modular aneinanderreihbar sind, wobei über weitere elektrische Verbindungsgliedern die Baugruppenträger miteinander kontaktierbar sind, wobei für den Potentialausgleich und/oder die Stromführung zwischen den Baugruppenträgern in jedem Baugruppenträger Stromschienenabschnitte vorgesehen sind, die aus den Flanken der Baugruppenträger weisende freie Enden haben.
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Aus der
DE 29 04 012 A1 ist ein elektronisches Gerät mit einem Grundgerät und mit mindestens einer Einrichtung zum Anschluss externer Leitungen an das elektronische Gerät bekannt, wobei das Grundgerät und die Einrichtung zum Anschluss externer Leitungen durch Mittel zur Signalübertragung miteinander gekoppelt und räumlich unabhängig voneinander aufstellbar sind.
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Aus der
DE 43 16 291 A1 ist ein Baugruppenträger zur geschützten Aufnahme von Steckkarten, bei denen ein zusätzlicher Frontanschluss für Externleitungen vorgesehen ist, bekannt, wobei der Baugruppenträger am Baugruppenträger angeordnete Kapseln zur Aufnahme der Steckkarten, einen an einer Kapsel vorgesehenen Anschlussblock, an der Außenseite der Kapsel liegende Anschlusselemente für die Externleitungen, Kontaktteile an der Innenseite der Kapsel und an den Steckkarten angeordnete entsprechende Gegenkontakte zu den Kontaktteilen, aufweist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung eine kompakt ausgebildetes Leistungshalbleitereinrichtungssystem zu schaffen, das zuverlässig gegenüber der Umgebung des Leistungshalbleitereinrichtungssystems abgedichtet ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Leistungshalbleitereinrichtungssystem, wobei das Leistungshalbleitereinrichtungssystem mehrere in einer ersten Richtung aneinander angeordnete Leistungshalbleitereinrichtungen, ein den Leistungshalbleitereinrichtungen gemeinsam zugeordnetes, auf die Leistungshalbleitereinrichtungen aufsteckbares Aufsteckmodul und ein elastisches, einstückig ausgebildetes, eine Struktur aufweisendes Dichtelement aufweist, wobei die Leistungshalbleitereinrichtungen jeweilig Leistungshalbleiterschalter, ein um die Leistungshalbleiterschalter lateral umlaufendes erstes Gehäuseteil und zur elektrischen Kontaktierung der jeweiligen Leistungshalbleitereinrichtung elektrisch leitende Lastanschlusselemente aufweisen, wobei das erste Gehäuseteil eine erste Öffnung aufweist, wobei die jeweilige Leistungshalbleitereinrichtung einen fluchtend zur ersten Öffnung angeordneten ersten Teil eines Kontaktverbinders aufweist, wobei der erste Teil des Kontaktverbinders elektrisch leitende erste Kontaktelemente aufweist, wobei das erste Gehäuseteil eine umlaufend um die erste Öffnung angeordnete Erhebung aufweist, die über den ersten Teil des Kontaktverbinders hervorsteht, wobei das Aufsteckmodul einen Gehäusekörper aufweist, der eine, um ein im Inneren des Gehäusekörpers angeordnete Bodenplatte, umlaufene Seitenwand aufweist, wobei das Aufsteckmodul zu den ersten Teilen der Kontaktverbinder zugeordnete zweite Teile der Kontaktverbinder und eine Schnittstelle zum Empfang von Eingangssignalen aufweist, wobei die zweiten Teile der Kontaktverbinder jeweilig elektrisch leitende zweite Kontaktelemente aufweisen, die mit den jeweilig zugeordneten ersten Kontaktelementen einen elektrisch leitenden Kontakt aufweisen, wobei das Aufsteckmodul dazu ausgebildet ist, Ansteuersignale zur Ansteuerung der Leistungshalbleiterschalter an den zweiten Kontaktelementen in Abhängigkeit von den Eingangssignalen auszugeben, wobei ein jeweiliger erster Abschnitt des Dichtelements zwischen der Bodenplatte und der jeweiligen Erhebung der ersten Gehäuseteile der Leistungshalbleitereinrichtungen angeordnet ist und die Bodenplatte gegen die jeweilige Erhebung der ersten Gehäuseteile der Leistungshalbleitereinrichtungen abdichtet, wobei ein zweiter Abschnitt des Dichtelements zwischen der Seitenwand des Gehäusekörpers und den ersten Gehäuseteilen der Leistungshalbleitereinrichtungen angeordnet ist und die Seitenwand des Gehäusekörpers gegen die ersten Gehäuseteile der Leistungshalbleitereinrichtungen abdichtet.
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Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Es erweist sich als vorteilhaft, wenn das Dichtelement weder stoffschlüssig mit den ersten Gehäuseteilen der Leistungshalbleitereinrichtungen noch stoffschlüssig mit der Bodenplatte verbunden ist. Das erste Dichtelement kann somit, z.B. im Falle eines Fehlers, leicht ausgetauscht werden.
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Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Bodenplatte als Leiterplatte ausgebildet ist. Eine Ausbildung der Bodenplatte als Leiterplatte stellt eine übliche Ausbildung der Bodenplatte dar.
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Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Dichtelement aus einem Elastomer besteht, da dann das Dichtelement besonders langlebig ist.
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Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der jeweilige erste Abschnitt des Dichtelements eine in Richtung der Bodenplatte hervorstehende Auswölbung aufweist. Hierdurch wird eine besonders zuverlässige Abdichtung der Bodenplatte gegen die jeweilige Erhebung der ersten Gehäuseteile der Leistungshalbleitereinrichtungen erzielt.
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Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Struktur des Dichtelements erste Nuten ausbildet, wobei zumindest ein Teil der Erhebung des jeweiligen ersten Gehäuseteils in der jeweiligen ersten Nut angeordnet ist. Hierdurch wird eine besonders zuverlässige Abdichtung der Bodenplatte gegen die jeweilige Erhebung der ersten Gehäuseteile der Leistungshalbleitereinrichtungen erzielt.
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Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Struktur des Dichtelements eine umlaufend um die ersten Öffnungen der ersten Gehäuseteile der Leistungshalbleitereinrichtungen angeordnete zweite Nut ausbildet, wobei zumindest ein Teil der Seitenwand des Gehäusekörpers in der zweiten Nut angeordnet ist. Hierdurch wird eine besonders zuverlässige Abdichtung der Seitenwand des Gehäusekörpers gegen die ersten Gehäuseteile der Leistungshalbleitereinrichtungen erzielt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines noch nicht fertig hergestellten erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtungssystems,
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2 eine Schnittdarstellung eines Bereichs eines erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtungssystems,
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3 eine perspektivische Schnittdarstellung eines Dichtelements und
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4 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtungssystems.
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In 1 ist eine perspektivische Darstellung eines noch nicht fertig hergestellten erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtungssystems 1 dargestellt. In 2 ist eine Schnittdarstellung eines Bereichs des erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtungssystems 1 dargestellt. In 3 ist eine perspektivische Schnittdarstellung eines Dichtelements 4 des erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtungssystems 1 dargestellt und in 4 ist eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtungssystems 1 dargestellt, wobei das Leistungshalbleitereinrichtungssystems 1 gegenüber 1 um 90° gedreht dargestellt ist.
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Das Leistungshalbleitereinrichtungssystem 1 weist mehrere in einer ersten Richtung X aneinander angeordnete Leistungshalbleitereinrichtungen 2, ein den Leistungshalbleitereinrichtungen 2 gemeinsam zugeordnetes, auf die Leistungshalbleitereinrichtungen 2 aufsteckbares Aufsteckmodul 3 und ein elastisches, einstückig ausgebildetes, eine Struktur aufweisendes Dichtelement 4 auf.
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Die Leistungshalbleitereinrichtungen 2 weisen jeweilig Leistungshalbleiterschalter 26, ein um die Leistungshalbleiterschalter 26 lateral umlaufendes erstes Gehäuseteil 6 und zur elektrischen Kontaktierung der jeweiligen Leistungshalbleitereinrichtung 2 elektrisch leitende Lastanschlusselemente 5 auf (siehe 1 und 2). Es sei dabei angemerkt, dass das erste Gehäuseteil 6 nicht notweniger Weise auf derselben Ebene auf der die Leistungshalbleiterschalter 26 angeordnet sind, die Leistungshalbleiterschalter 26 lateral umläuft, sondern die Leistungshalbleiterschalter 26 auch etwas oberhalb der Leistungshalbleiterschalter 26 lateral umlaufen kann. Das erste Gehäuseteil 6 besteht vorzugsweise aus Kunststoff.
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Im Rahmen des Ausführungsbeispiels weist die jeweilige Leistungshalbleitereinrichtung 2, wie beispielshaft in 2 dargestellt, eine Leiterplatte 27 (PCB) auf. Die Leiterplatte 27 weist elektrisch leitende Leiterbahnen auf. Eine im Rahmen des Ausführungsbeispiels vorhandene Ausnehmung 25 der Leiterplatte gibt in 2 den Blick frei auf die unterhalb der Leiterplatte 27 auf einem Substrat 40 angeordneten Leistungshalbleiterschalter 26. Das Substrat 40 weist in 2, der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellte, elektrisch leitende Leiterbahnen auf, auf denen die Leistungshalbleiterschalter 26 angeordnet sind, wobei die Leistungshalbleiterschalter 26 mit den Leiterbahnen vorzugsweise stoffschlüssig (z.B. mittels einer Löt- oder Sinterschicht) verbunden sind. Das Substrat 40 kann, wie beim Ausführungsbeispiel, z.B. in Form eines Direct Copper Bonded Substrats (DCB-Substrat) oder in Form eines Insulated Metal Substrats (IMS) vorliegen. Die Leiterbahnen des Substrats können z.B. auch durch elektrisch leitende Leadframes gebildet werden, die auf einem Isolierstoffkörper, wie z.B. einer elektrisch nicht leitenden Folie angeordnet sind. Die Leadframes und die elektrisch nicht leitenden Folie bilden solchermaßen ein Substrat aus.
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Die Leistungshalbleiterschalter 26 liegen im Allgemeinen in Form von Transistoren, wie z.B. IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) oder MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), oder in Form von Thyristoren vor. Es sei angemerkt, dass die Leistungshalbleiterschalter 26 an Ihrer dem Substrat 40 abgewandten Seite, mittels z.B. Bonddrähten und/oder einem Folienverbund miteinander und mit den Leiterbahnen des Substrats 40, entsprechend der gewünschten elektrischen Schaltung, welche die jeweilige Leistungshalbleitereinrichtung 2 realisieren soll, elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Der Übersichtlichkeit halber sind diese elektrischen Verbindungen in 2 nicht dargestellt.
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Das Substrat 40 ist im Rahmen des Ausführungsbeispiels mit einem Kühlkörper 41 (siehe 1) der jeweiligen Leistungshalbleitereinrichtung 2 thermisch leitend gekoppelt. Der Kühlkörper 41 ist vorzugsweise als Flüssigkeitskühlkörper ausgebildet. Das erste Gehäuseteil 6 ist im Rahmen des Ausführungsbeispiels auf dem Kühlkörper 41 angeordnet.
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Zur elektrischen Kontaktierung der jeweiligen Leistungshalbleitereinrichtung 2 mit externen elektrischen Leitungseinrichtungen, wie z.B. elektrische leitenden Schienen oder Kabeln, weist die jeweilige Leistungshalbleitereinrichtung 2 elektrisch leitende Lastanschlusselemente 5 auf. Die Lastanschlusselemente 5 dienen zum Führen von Lastströmen und weisen dabei in der Regel, im Gegensatz zu Steuerströmen, welche z.B. zur Ansteuerung der Leistungshalbleiterschalter dienen, eine hohe Stromstärke auf. Die Lastanschlusselemente 5, weisen jeweilig einen außerhalb des ersten Gehäuseteils 6 angeordneten Außenanschlussabschnitt 5a und einen innerhalb des ersten Gehäuseteils 6 der jeweiligen Leistungshalbleitereinrichtung 2 angeordneten Innenanschlussabschnitt 5b auf. Weiterhin weist die jeweilige Leistungshalbleitereinrichtung 2 elektrisch leitende Verbindungselemente 24 auf, die das Substrat 40, mit den elektrisch leitenden Lastanschlusselementen 5 verbinden. Die Lastanschlusselemente 5 können mit den jeweilig zugeordneten Verbindungselementen 24 auch einstückig ausgebildet sein. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels verlaufen die elektrisch leitenden Lastanschlusselemente 5 durch das erste Gehäuseteil 6 in lateraler Richtung hindurch nach außen. Die Lastanschlusselemente 5 verlaufen vorzugsweise durch zweite Öffnungen des ersten Gehäuseteils 6 hindurch, wobei zur Abdichtung zwischen den Lastanschlusselementen 5 und dem ersten Gehäuseteils 6 Dichtungen 42 angeordnet sind, die die zweiten Öffnungen verschließen.
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Das erste Gehäuseteil 6 weist eine erste Öffnung 7 auf, wobei die jeweilige Leistungshalbleitereinrichtung 2 einen fluchtend zur ersten Öffnung 7 angeordneten ersten Teil 8 eines Kontaktverbinders 43 aufweist. Der erster Teil 8 des Kontaktverbinders 43 ist vorzugsweise zumindest zum Teil in der ersten Öffnung 7 angeordnet. Das erste Gehäuseteil 6 weist eine umlaufend um die erste Öffnung 7 angeordnete Erhebung 10 auf, die über den ersten Teil 8 des Kontaktverbinders 43 hervorsteht. Die Erhebung 10 bildet im Rahmen des Ausführungsbeispiels eine die erste Öffnung 7 umschließende Seitenwand aus.
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Es sei dabei angemerkt, dass die Erhebung 10 nicht notweniger Weise auf derselben Ebene auf der die Öffnung 7 angeordnet ist, die Öffnung 7 umläuft, sondern dass die Erhebung 10 auch etwas oberhalb der Öffnung 7, die Öffnung 7 umlaufen kann.
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Das Aufsteckmodul 3 weist einen Gehäusekörper 11 auf, der eine, um ein im Inneren des Gehäusekörpers 11 angeordnete Bodenplatte 12, umlaufene Seitenwand 15 aufweist. Weiterhin weist der Gehäusekörper 11 einen vorzugsweise mit der Seitenwand 15 des Gehäusekörpers 11 verbundenen Gehäusekörperdeckel 44 auf, der den Gehäusekörper 11 nach Außen abschließt. Die Seitenwand 15 des Gehäusekörpers 11 ist vorzugsweise mit dem Gehäusekörperdeckel 44 einstückig ausgebildet. Der Gehäusekörper 11 weist vorzugsweise eine schalenförmige Grundform auf. Der Gehäusekörper 11 ist vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet.
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Die Bodenplatte 12 ist im Rahmen des Ausführungsbeispiels als Leiterplatte (PCB) ausgebildet. Die Leiterplatte weist elektrisch leitende Leiterbahnen auf. Auf der Leiterplatte 12 sind vorzugsweise elektrische Bauelemente 20 (z.B. elektrische Widerstände, integrierte Schaltkreise etc.) angeordnet, die mittels der Leiterplatte elektrisch miteinander verschalten sind.
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Das Aufsteckmodul 3 weist zu den ersten Teilen 8 der Kontaktverbinder 43 zugeordnete zweite Teile 13 der Kontaktverbinder 43 und eine Schnittstelle 33 (siehe 4) zum Empfang von Eingangssignalen auf, wobei die zweiten Teile 13 der Kontaktverbinder 43 jeweilig elektrisch leitende zweite Kontaktelemente 22 aufweisen, die mit den jeweilig zugeordneten ersten Kontaktelementen 23 einen elektrisch leitenden Kontakt aufweisen. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels ist der jeweilige Kontaktverbinder 43 als Steckverbinder ausgebildet. Beim Ausführungsbeispiel ist dabei das erste Teil 8 des jeweiligen Kontaktverbinders 43 als Buchse und der zweite Teil 13 des jeweiligen Kontaktverbinders 43 als Stecker ausgebildet. Alternativ kann das erste Teil 8 des jeweiligen Kontaktverbinders 43 als Stecker und der zweite Teil 13 des jeweiligen Kontaktverbinders 43 als Buchse ausgebildet sein.
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Der jeweilige Kontaktverbinder 43 kann z.B. auch als Federkontaktverbinder ausgebildet sein. In diesem Fall sind die ersten Kontaktelemente 23 als Kontaktflächen und die zweiten Kontaktelemente 22 als Federelemente, oder die ersten Kontaktelemente 23 als Federelemente und die zweiten Kontaktelemente 22 als Kontaktflächen ausgebildet.
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Das Aufsteckmodul 3 ist dazu ausgebildet, Ansteuersignale zur Ansteuerung der Leistungshalbleiterschalter 26 an den zweiten Kontaktelementen 22 in Abhängigkeit von den von der Schnittstelle 33 empfangen Eingangssignalen auszugeben. Mittels der Ansteuersignale können die Leistungshalbleiterschalter 26 ein- und ausgeschaltet werden. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels werden hierzu, z.B. von einer externen Steuerung erzeugte, Steuersignale vom Aufsteckmodul 3 an der Schnittstelle 33 als Eingangssignale empfangen und in Abhängigkeit der Eingangssignale Ansteuersignale zur Ansteuerung der Leistungshalbleiterschalter 26 erzeugt und an den zweiten Kontaktelementen 22 ausgegeben. Die auf der Leiterplatte 12 angeordneten Halbleiterbauelemente 20 bilden dabei unter anderem den niederspannungsseitigen Teil von Treiberschaltungen zur Ansteuerung der Leistungshalbleiterschalter 26 aus, während in den Leistungshalbleitereinrichtungen 2 der hochspannungsseitige Teil der Treiberschaltungen zur Ansteuerung der Leistungshalbleiterschalter 26 angeordnet ist. Beim Ausführungsbeispiel ist der hochspannungsseitige Teil der Treiberschaltungen auf der jeweiligen Leiterplatte 27 der Leistungshalbleitereinrichtungen 2 angeordnet. Der hochspannungsseitige Teil der Treiberschaltungen erzeugt an den Steuereingängen der Leistungshalbleiterschalter 26, entsprechend der vom niederspannungsseitigen Teil von Treiberschaltungen erzeugten Ansteuersignale, elektrische Spannungen zum Ein- und Ausschalten der Leistungshalbleiterschalter 26. Selbstverständlich kann das Aufsteckmodul 3 aber z.B. auch den niederspannungsseitigen und den hochspannungsseitigen Teil der Treiberschaltungen aufweisen, so dass in diesem Fall die vom Aufsteckmodul 3 ausgebenden Ansteuersignale zur Ansteuerung Leistungshalbleiterschalter 26 in Form der Ausgangssignale des hochspannungsseitigen Teils der Treiberschaltungen vorliegen. Im einfachsten Fall weisen die Leistungshalbleitereinrichtungen 2 sowohl die ihr jeweilig zugeordneten niederspannungsseitigen Teile als auch die ihr jeweilig zugeordneten hochspannungsseitigen Teile der Treiberschaltungen auf, so dass in diesem Fall das Aufsteckmodul 3 die an der Schnittstelle 33 empfangenen Eingangssignale unverändert oder nur geringfügig elektrisch angepasst als Ansteuersignale zur Ansteuerung Leistungshalbleiterschalter 26 an die Leistungshalbleitereinrichtungen 2 über die jeweiligen zweiten Kontaktelemente 22 ausgibt.
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Vorzugsweise ist die Schnittstelle 33 zusätzlich auch zum Senden von Signalen ausgebildet. So können z.B. Rückmeldesignale über die Schnittstelle 33 an die externe Steuerung übertragen werden.
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Ein jeweiliger erster Abschnitt 18 des Dichtelements 4 ist zwischen der Bodenplatte 12 und der jeweiligen Erhebung 10 der ersten Gehäuseteile 6 der Leistungshalbleitereinrichtungen 2 angeordnet, wobei der jeweilige erste Abschnitt 18 des Dichtelements 4 die Bodenplatte 12 gegen die jeweilige Erhebung 10 der ersten Gehäuseteile 6 der Leistungshalbleitereinrichtungen 2 abdichtet. Ein zweiter Abschnitt 16 des Dichtelements 4 ist zwischen der Seitenwand 15 des Gehäusekörpers 11 und den ersten Gehäuseteilen 6 der Leistungshalbleitereinrichtungen 2 angeordnet, wobei der zweite Abschnitt 16 des Dichtelements 4 die Seitenwand 15 des Gehäusekörpers 11 gegen die ersten Gehäuseteile 6 der Leistungshalbleitereinrichtungen 2 abdichtet.
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Das Dichtelement 4 schützt somit zuverlässig die Leistungshalbleitereinrichtungen 2 und das Aufsteckmodul 3 gegen das Eindringen von Staub und Spritzwasser.
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Das Dichtelement 4 besteht vorzugsweise aus einem Elastomer, wie z.B. Silikon oder einem Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk. Das Silikon liegt vorzugsweise in Form eines vernetzten Liquid Silicone Rubbers oder in Form eines vernetzten Solid Silicone Rubbers vor.
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Das Dichtelement 4 ist vorzugsweise weder stoffschlüssig mit den ersten Gehäuseteilen 6 der Leistungshalbleitereinrichtungen 2 noch stoffschlüssig mit der Bodenplatte 12 verbunden und liegt solchermaßen vorzugsweise als von den ersten Gehäuseteilen 6 der Leistungshalbleitereinrichtungen 2 abnehmbares Einzelteil vor.
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Alternativ kann das Dichtelement 4 stoffschlüssig mit dem Gehäusekörper 11 des Aufsteckmoduls 3 verbunden sein.
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Das Dichtelement 4 weist mehrere den ersten Öffnungen 7 der ersten Gehäuseteile 2 zugeordnete Ausnehmungen 32 auf.
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Die ersten Abschnitte 18 des Dichtelements 4 weisen vorzugsweise jeweilig eine in Richtung der Bodenplatte 12 hervorstehende Auswölbung 18 auf.
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Das Dichtelement 4 weist vorzugsweise einen zusammenhängenden Bereich 31 auf, der die ersten Abschnitte 18 des Dichtelements 4 untereinander und mit dem zweiten Abschnitt 16 des Dichtelements verbindet (siehe 3).
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Im Rahmen des Ausführungsbeispiels bildet die Struktur des Dichtelements 4 erste Nuten 21 aus, wobei zumindest ein Teil der Erhebung 10 des jeweiligen ersten Gehäuseteils 6 in der jeweiligen ersten Nut 21 angeordnet ist. Hierdurch wird eine besonders zuverlässige Abdichtung erzielt. Die Breite der jeweiligen ersten Nut 21 ist im nicht montierten Zustand des Dichtelements 4 vorzugsweise kleiner, als die Breite der Erhebung 10 des jeweiligen ersten Gehäuseteils 6, so dass die lateralen Wände, der ersten Nut 21, im montierten Zustand des Dichtelements 4 einen Anpressdruck auf den Teil der Erhebung 10 des jeweiligen ersten Gehäuseteils 6, der in der jeweiligen ersten Nut 21 angeordnet ist, ausüben. Alternativ oder zusätzlich kann der Umfang der jeweiligen ersten Nut 21 auch kleiner sein als der Umfang der Erhebung 10 des jeweiligen ersten Gehäuseteils 6, so dass durch die vorhandene Ausweitung des Umfangs der jeweiligen ersten Nut 21 im montierten Zustand des Dichtelements 4, die äußere laterale Wand der jeweiligen ersten Nut 21 ein Anpressdruck auf den Teil der Erhebung 10 des jeweiligen ersten Gehäuseteils 6, der in der jeweiligen ersten Nut 21 angeordnet ist, ausübt. Hierdurch wird eine sehr gute zusätzliche Abdichtung erzielt.
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Weiterhin bildet im Rahmen des Ausführungsbeispiels die Struktur des Dichtelements 4 eine umlaufend um die ersten Öffnungen 7 der ersten Gehäuseteile 4 der Leistungshalbleitereinrichtungen 2 angeordnete zweite Nut 17 aus, wobei zumindest ein Teil der Seitenwand 15 des Gehäusekörpers 11 in der zweiten Nut 17 angeordnet ist. Hierdurch wird eine besonders zuverlässige Abdichtung erzielt. Die Breite der zweiten Nut 17 ist im nicht montierten Zustand des Dichtelements 4 vorzugsweise kleiner, als die Breite der Seitenwand 15 des Gehäusekörpers 11, so dass die lateralen Wände der zweiten Nut 17 im montierten Zustand des Dichtelements 4 einen Anpressdruck auf den Teil der Seitenwand 15 des Gehäusekörpers 11, der in der zweiten Nut 17 angeordnet ist, ausüben. Alternativ oder zusätzlich kann der Umfang der zweiten Nut 17 auch kleiner sein als der Umfang der Seitenwand 15 des Gehäusekörpers 11, so dass durch die vorhandene Ausweitung des Umfangs der zweiten Nut 17 im montierten Zustand des Dichtelements 4, die äußere laterale Wand der zweiten Nut 17 ein Anpressdruck auf den Teil der Seitenwand 15 des Gehäusekörpers 11, der in der zweiten Nut 17 angeordnet ist, ausübt. Hierdurch wird eine sehr gute zusätzliche Abdichtung erzielt.
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Im Rahmen des Ausführungsbeispiels weist der zusammenhängende Bereich 31 zwischen den ersten Nuten 21, und zwischen den ersten Nuten 21 und der zweiten Nut 17 des Dichtelements 4 einen flachen Verlauf auf.
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Im Rahmen des Ausführungsbeispiels weist das Leistungshalbleitereinrichtungssystem 1 an den beiden Enden der in der ersten Richtung X aneinander angeordneten Leistungshalbleitereinrichtungen 2 jeweilig ein Abschlusselement 28 bzw. 29 auf (siehe 1). Die Abschlusselemente 28 und 29 weisen dritte Öffnungen 57 auf, über die Kühlflüssigkeit (z.B. Wasser) für den beim Ausführungsbeispiel als Flüssigkeitskühlkörper ausgebildeten Kühlkörper 41 der Leistungshalbleitereinrichtungen 2 in das Leistungshalbleitereinrichtungssystem 1 ein- und austritt. Die Kühlflüssigkeit wird über Kanäle 58 an die Kühlkörper 41 der Leistungshalbleitereinrichtungen 2 verteilt.
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In einem ersten Montageschritt wird das in 1 beispielhaft dargestellte Dichtelement 4 derart auf die ersten Gehäuseteile 4 der Leistungshalbleitereinrichtungen 2 gelegt, dass die Ausnehmungen 32 des Dichtelements 4 fluchtend zu den ersten Öffnungen 7 der ersten Gehäuseteile 6 angeordnet sind. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels werden in eine nachfolgenden Schritt, die ersten Nuten 21 auf die Erhebungen 10 der ersten Gehäuseteile 6 gestülpt. Anschließend wird das Aufsteckmodul 3 derart angeordnet, dass die zweiten Teile 13 der Kontaktverbinder 43 fluchtet zu den ersten Teilen 8 der Kontaktverbinder 43 angeordnet sind. Anschließend wird das Aufsteckmodul 3 in Richtung auf die ersten Teile 8 der Kontaktverbinder 43 gedrückt, so dass die ersten und zweiten Teile 8 und 13 des Kontaktverbinder 43 zusammen gesteckt sind und die elektrisch leitenden zweiten Kontaktelemente 22 einen elektrisch leitenden Kontakt mit den jeweilig zugeordneten ersten Kontaktelementen 23 aufweisen. Dabei wird im Rahmen des Ausführungsbeispiels die Seitenwand 15 des Gehäusekörpers 11 in die zweite Nut 17 hineingedrückt.
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Anschließend wird das Aufsteckmodul 3 vorzugsweise mit zumindest einem Teil der Leistungshalbleitereinrichtungen 2 verbunden, wobei beim Ausführungsbeispiel das Aufsteckmodul 3 mit einem Teil der Leistungshalbleitereinrichtungen 2 mittels Schrauben 55 verbunden ist (siehe 4). Der Gehäusekörper 11 des Aufsteckmoduls 3 weist hierzu vorzugsweise einen Befestigungsflansch 56 auf, durch den die Schraubenschäfte der Schrauben 55 verlaufen.
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Es sei angemerkt, dass das Gehäuse der jeweiligen Leistungshalbleitereinrichtung nur aus dem ersten Gehäuseteil bestehen kann oder noch auch mehr Gehäuseteile wie das erste Gehäuseteil aufweisen kann.
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Es sei weiterhin angemerkt, dass selbstverständlich Merkmale von verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, sofern sich die Merkmale nicht gegenseitig ausschließen, beliebig miteinander kombiniert werden können.
