DE102014116058B3 - Power semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Leistungshalbleitereinrichtung mit Leistungshalbleiterbauelementen, mit einem Grundkörper und mit hintereinander angeordneten Kondensatoren, wobei die Leistungshalbleitereinrichtung eine Kondensatorbefestigungsvorrichtung aufweist, die einen ersten und einen zweiten Befestigungskörper aufweist, wobei der erste Befestigungskörper hintereinander angeordnete erste Rahmenelemente und der zweite Befestigungskörper hintereinander angeordnete zweite Rahmenelemente aufweist, wobei die ersten und zweiten Rahmenelemente die Kondensatoren lateral einrahmen, wobei der erste Befestigungskörper mit dem zweiten Befestigungskörper mittels einer ersten und zweiten Schnappverbindung verbunden ist, wobei der erste und zweite Befestigungskörper eine identische geometrische Form aufweisen, wobei die vordere Hälfte der ersten Rahmenelemente mit einem Abdeckelement verbunden ist und die hintere Hälfte der zweiten Rahmenelemente mit einem Abdeckelement verbunden ist, oder wobei die hintere Hälfte der ersten Rahmenelemente mit einem Abdeckelement verbunden ist und die vordere Hälfte der zweiten Rahmenelemente mit einem Abdeckelement verbunden ist, wobei das jeweilige Abdeckelement einstückig mit dem jeweiligen Rahmenelement ausgebildet ist.The invention relates to a power semiconductor device with power semiconductor components, with a base body and with capacitors arranged one behind the other, wherein the power semiconductor device has a capacitor fastening device which has a first and a second fastening body, wherein the first fastening body has first frame elements arranged one behind the other and the second fastening body has second frame elements arranged one behind the other wherein the first and second frame members laterally frame the capacitors, the first attachment body being connected to the second attachment body by means of first and second snap connections, the first and second attachment bodies having an identical geometric shape, the front half of the first frame members having a first geometry Cover member is connected and the rear half of the second frame elements is connected to a cover, or wherein the rear half of the first frame members is connected to a cover member and the front half of the second frame members is connected to a cover member, wherein the respective cover member is formed integrally with the respective frame member.
Description
Die Erfindung betrifft eine Leistungshalbleitereinrichtung. The invention relates to a power semiconductor device.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Leistungshalbleitereinrichtungen sind im Allgemeinen auf einem Substrat Leistungshalbleiterbauelemente, wie z.B. Leistungshalbleiterschalter und Dioden angeordnet und mittels einer Leiterschicht des Substrats, Bonddrähten und/oder einem Folienverbund miteinander elektrisch leitend verbunden. In power semiconductor devices known in the art, power semiconductor devices, such as a semiconductor device, are generally mounted on a substrate. Power semiconductor switch and diodes arranged and electrically conductively connected to each other by means of a conductor layer of the substrate, bonding wires and / or a film composite.
Die Leistungshalbleiterbauelemente 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. Leistungshalbleitereinrichtungen weisen dabei im Allgemeinen als Energiespeicher elektrisch parallel und/oder in Reihe geschaltete Kondensatoren auf, die im Allgemeinen eine an der Leistungshalbleitereinrichtung auftretende Gleichspannung puffern. Solche Kondensatoren werden fachüblich auch als Zwischenkreiskondensatoren bezeichnet. The power semiconductor components are often electrically connected to a single or a plurality of so-called half-bridge circuits, which are e.g. be used for Gleich- and inverting electrical voltages and currents. In this case, power semiconductor devices generally have, as an energy store, electrically parallel and / or series-connected capacitors, which generally buffer a DC voltage occurring at the power semiconductor device. Such capacitors are commonly referred to as DC link capacitors.
Die Kondensatoren sind über ihre elektrischen Anschlusselemente mit einem einzelnen oder mehreren Komponenten der Leistungshalbleitereinrichtung mechanisch und elektrisch verbunden. Da Leistungshalbleitereinrichtungen häufig mechanischen Stoß- und/oder Schwingungsbelastungen ausgesetzt sind, kann es zu einem mechanischen Versagen der elektrischen Anschlusselemente der Kondensatoren kommen, was zu einer Beschädigung und Fehlfunktion der Leistungshalbleitereinrichtungen führt. The capacitors are mechanically and electrically connected via their electrical connection elements to a single or multiple components of the power semiconductor device. Since power semiconductor devices are often exposed to mechanical shock and / or vibration loads, mechanical failure of the electrical connection elements of the capacitors can occur, which leads to damage and malfunction of the power semiconductor devices.
Aus der
Aus der
Aus der
Aus der
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Leistungshalbleitereinrichtung zu schaffen, bei der die Kondensatoren der Leistungshalbleitereinrichtung sicher und zuverlässig befestigt sind. It is an object of the invention to provide a power semiconductor device in which the capacitors of the power semiconductor device are secured securely and reliably.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Leistungshalbleitereinrichtung mit Leistungshalbleiterbauelementen, mit einem Grundkörper und mit in einer ersten Richtung hintereinander angeordneten Kondensatoren, die mit den Leistungshalbleiterbauelementen elektrisch leitend verbunden sind, wobei die Leistungshalbleitereinrichtung eine Kondensatorbefestigungsvorrichtung aufweist, die einen einstückig ausgebildeten ersten und einen einstückig ausgebildeten zweiten Befestigungskörper aufweist, wobei der erste Befestigungskörper in der ersten Richtung hintereinander angeordnete erste Rahmenelemente und der zweite Befestigungskörper in der ersten Richtung hintereinander angeordnete zweite Rahmenelemente aufweist, wobei die ersten und zweiten Rahmenelemente gegenüberliegend angeordnet sind, die Kondensatoren lateral einrahmen und einen mechanischen Kontakt mit den Kondensatoren aufweisen, wobei der erste Befestigungskörper mit dem zweiten Befestigungskörper mittels einer ersten und zweiten Schnappverbindung verbunden ist, wobei der erste und zweite Befestigungskörper direkt oder indirekt mit dem Grundkörper verbunden sind, wobei der erste Befestigungskörper ein erstes Schnappelement und ein erstes Schnappgegenelement aufweist und der zweite Befestigungskörper ein zweites Schnappelement und ein zweites Schnappgegenelement aufweist, wobei der erste Befestigungskörper mit dem zweiten Befestigungskörper mittels einer ersten Schnappverbindung verbunden ist, indem das erste Schnappelement mit dem zweiten Schnappgegenelement formschlüssig verbunden ist und mit dem zweiten Befestigungskörper mittels einer zweiten Schnappverbindung verbunden ist, indem das zweite Schnappelement mit dem ersten Schnappgegenelement formschlüssig verbunden ist, wobei der erste und zweite Befestigungskörper eine identische geometrische Form aufweisen, wobei der zweite Befestigungskörper gegenüber dem ersten Befestigungskörper bezüglich einer axialen Richtung der Kondensatoren um 180° gedreht angeordnet ist, wobei die Anzahl der ersten und zweiten Rahmenelemente gerade ist,
wobei in der ersten Richtung die vordere Hälfte der ersten Rahmenelemente mit einem über einer dem Grundkörper abgewandten Oberfläche des jeweiligen Kondensators angeordneten Abdeckelement verbunden ist und in der ersten Richtung die hintere Hälfte der zweiten Rahmenelemente mit einem über einer dem Grundkörper abgewandten Oberfläche des jeweiligen Kondensators angeordneten Abdeckelement verbunden ist, oder
wobei in der ersten Richtung die hintere Hälfte der ersten Rahmenelemente mit einem über einer dem Grundkörper abgewandten Oberfläche des jeweiligen Kondensators angeordneten Abdeckelement verbunden ist und in der ersten Richtung die vordere Hälfte der zweiten Rahmenelemente mit einem über einer dem Grundkörper abgewandten Oberfläche des jeweiligen Kondensators angeordneten Abdeckelement verbunden ist,
wobei das jeweilige Abdeckelement einstückig mit dem jeweiligen Rahmenelement ausgebildet ist. This object is achieved by a power semiconductor device having power semiconductor components, having a main body and having capacitors connected in series in a first direction, which are electrically conductively connected to the power semiconductor components, wherein the power semiconductor device comprises a capacitor mounting device comprising an integrally formed first and an integrally formed second fastening body wherein the first attachment body has first frame elements arranged one behind the other in the first direction and the second attachment body has second frame elements arranged one behind the other in the first direction, wherein the first and second frame elements are arranged opposite each other, frame the capacitors laterally and have a mechanical contact with the capacitors wherein the first attachment body to the second attachment body by means of a first and second A snap connection is connected, wherein the first and second fastening body are directly or indirectly connected to the base body, wherein the first fastening body has a first snap element and a first snap counter element and the second fastening body has a second snap element and a second snap counter element, wherein the first fastening body with the second fastening body is connected by means of a first snap connection by the first snap element is positively connected to the second snap counter element and is connected to the second fastening body by means of a second snap connection by the second snap element is positively connected to the first snap counter element, wherein the first and second fastening body have an identical geometric shape, wherein the second fastening body is arranged rotated relative to the first fastening body with respect to an axial direction of the capacitors by 180 °, wherein the number of the first and second frame members is straight,
wherein in the first direction, the front half of the first frame elements is connected to a facing away from the base body surface of the respective capacitor cover is connected and in the first direction, the rear half of the second frame members with a facing away from the base body surface of the respective capacitor cover connected, or
wherein in the first direction, the rear half of the first frame elements is connected to a facing away from the base body surface of the respective capacitor cover is connected and in the first direction, the front half of the second frame members with a facing away from the base surface of the respective capacitor cover connected is,
wherein the respective cover element is formed integrally with the respective frame element.
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn bezüglich der ersten Richtung das erste Schnappelement am Vordersten und das erste Schnappgegenelement am Hintersten der hintereinander angeordneten ersten Rahmenelemente angeordnet ist, und bezüglich der ersten Richtung das zweite Schnappgegenelement am Vordersten und das zweite Schnappelement am Hintersten der hintereinander angeordneten zweiten Rahmenelemente angeordnet ist, da dann eine sehr zuverlässige Verbindung des ersten Befestigungskörpers mit dem zweiten Befestigungskörpers erreicht wird. It proves to be advantageous if, with respect to the first direction, the first snap element at the front and the first snap counter element at the rear of the successively arranged first frame elements is arranged, and with respect to the first direction, the second snap counter element at the front and the second snap element at the rear of the successively arranged second Frame elements is arranged, since then a very reliable connection of the first mounting body is achieved with the second mounting body.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn das erste und zweite Schnappelement jeweilig als Schnapphaken ausgebildet sind, wobei das jeweilige Schnappelement mit dem jeweilig zugehörigen Schnappgegenelement formschlüssig verbunden ist, indem der jeweilige Schnapphaken mit dem jeweilig zugehörigen Schnappgegenelement verhackt ist. Hierdurch wir eine besonders zuverlässige Ausbildung der ersten und zweiten Schnappverbindung erzielt. Furthermore, it proves to be advantageous if the first and second snap element are each formed as a snap hook, wherein the respective snap element is positively connected to the respective associated snap counter element by the respective snap hook is hooked with the respective associated snap counter element. As a result, we achieved a particularly reliable design of the first and second snap connection.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Leistungshalbleiterbauelemente auf elektrischen leitenden Leiterbahnen angeordnet sind. Hierdurch wird ein kompakter Aufbau der Leistungshalbleitereinrichtung erzielt. Furthermore, it proves to be advantageous if the power semiconductor components are arranged on electrically conductive conductor tracks. As a result, a compact structure of the power semiconductor device is achieved.
In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn zwischen den elektrischen leitenden Leiterbahnen und dem Grundkörper eine elektrisch nicht leitende Isolationsschicht angeordnet ist, da dann der Grundkörper elektrisch potentialfrei angeordnet ist. In this context, it proves to be advantageous if an electrically non-conductive insulating layer is arranged between the electrically conductive interconnects and the base body, since then the base body is arranged electrically floating.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Dabei zeigen: An embodiment of the invention is illustrated in the figures and will be explained in more detail below. Showing:
In den
Die erfindungsgemäße Leistungshalbleitereinrichtung
Die Leistungshalbleiterbauelemente
Die Leistungshalbleiterbauelemente
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass der Grundkörper
Im Rahmen des Ausführungsbeispiels sind die Leistungshalbleiterbauelemente
Die Leistungshalbleitereinrichtung
Die Kondensatoren
Zur mechanischen Befestigung der Kondensatoren
Die jeweilige geometrische Form der ersten und zweiten Rahmenelemente
Der erste Befestigungskörper
Im Rahmen des Ausführungsbeispiels ist bezüglich der ersten Richtung X das erste Schnappelement
Das erste und zweite Schnappelement
Die Kondensatorbefestigungsvorrichtung
Der erste und zweite Befestigungskörper
Der erste und zweite Befestigungskörper
Weiterhin können der erste und zweite Befestigungskörper
Die ersten und zweiten Ausnehmungen
Die Anzahl der ersten und zweiten Rahmenelemente
Die Kondensatoren
Zur Befestigung der Kondensatoren
Anschließend werden der erste und zweite Befestigungskörper
Anschließend werden der erste und zweite Befestigungskörper
Claims (5)
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