DE102016101726A1 - Power semiconductor device and method for producing a power semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Leistungshalbleitereinrichtung mit einer Grundplatte, mit Leistungshalbleiterschaltern, mit elektrisch leitenden Federelementen, mit einem eine Ausnehmung aufweisenden Gehäuse und mit im Gehäuse angeordneten Kontaktbereichen, wobei in der Ausnehmung ein an dem Gehäuse befestigtes als Stecker oder Buchse ausgebildetes Steckverbindungsteil angeordnet ist, das zur elektrischen Verbindung der Leistungshalbleitereinrichtung an seiner von einer Gehäuseaußenseite des Gehäuses zugänglichen Außenseite elektrisch leitende Kontaktelemente aufweist, wobei die Federelemente gegen die Kontaktbereiche drücken, wodurch ein elektrisch leitender Druckkontakt zwischen den Federelementen und den Kontaktbereichen ausbildet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer diesbezüglichen Leistungshalbleitereinrichtung. Die Erfindung schafft eine rationell herstellbare zuverlässige Leistungshalbleitereinrichtung und ein Verfahren zu deren Herstellung.The invention relates to a power semiconductor device having a base plate, with power semiconductor switches, with electrically conductive spring elements, with a housing having a recess and arranged in the housing contact areas, wherein in the recess a fixed to the housing designed as a plug or socket connector part is arranged, the electrical connection of the power semiconductor device has at its accessible from a housing outside of the housing outside electrically conductive contact elements, wherein the spring elements press against the contact areas, whereby an electrically conductive pressure contact between the spring elements and the contact areas is formed. Furthermore, the invention relates to a method for producing a related power semiconductor device. The invention provides a rationally producible reliable power semiconductor device and a method for the production thereof.
Description
Die Erfindung betrifft eine Leistungshalbleitereinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitereinrichtung. The invention relates to a power semiconductor device and a method for producing a power semiconductor device.
Aus der
Es ist Aufgabe der Erfindung eine rationell herstellbare zuverlässige Leistungshalbleitereinrichtung und ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen. It is an object of the invention to provide a rationally producible reliable power semiconductor device and a method for their production.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Leistungshalbleitereinrichtung mit einer Grundplatte, mit Leistungshalbleiterschaltern, mit einem eine Ausnehmung aufweisenden Gehäuse und mit einer mit den Leistungshalbleiterschaltern elektrisch leitend verbundenen, im Gehäuse angeordneten, an der Grundplatte direkt oder indirekt befestigten, elektrisch leitende Kontaktbereiche aufweisenden ersten Leiterplatte, wobei in der Ausnehmung ein an dem Gehäuse befestigtes als Stecker oder Buchse ausgebildetes Steckverbindungsteil angeordnet ist, das zur elektrischen Verbindung der Leistungshalbleitereinrichtung an seiner von einer Gehäuseaußenseite des Gehäuses zugänglichen Außenseite elektrisch leitende Kontaktelemente aufweist und an seiner, seiner Außenseite abgewandten Innenseite, im Inneren des Gehäuses angeordnete, mit den Kontaktelementen elektrisch leitend verbundene Federelemente aufweist, wobei die Federelemente und die erste Leiterplatte derart zueinander angeordnet sind, dass die Federelemente gegen die Kontaktbereiche der ersten Leiterplatte drücken, wodurch ein elektrisch leitender Druckkontakt zwischen den Federelementen und den Kontaktbereichen der ersten Leiterplatte ausbildet ist. This object is achieved by a power semiconductor device having a base plate, having power semiconductor switches, having a recess having a housing and electrically conductively connected to the power semiconductor switches, arranged in the housing, on the base plate directly or indirectly fixed, electrically conductive contact areas having first circuit board, said in the recess a fixed to the housing designed as a plug or socket connector part is arranged, which has electrically accessible contact elements for electrical connection of the power semiconductor device on its outside accessible from a housing outside of the housing electrically conductive contact elements and arranged on its, the outside facing away from inside, inside the housing , having the contact elements electrically conductively connected spring elements, wherein the spring elements and the first circuit board are arranged to each other such that the Fe press the elements against the contact areas of the first circuit board, whereby an electrically conductive pressure contact between the spring elements and the contact areas of the first circuit board is formed.
Weiterhin wird diese Aufgabe gelöst durch eine Leistungshalbleitereinrichtung mit einer Grundplatte, mit Leistungshalbleiterschaltern, mit einem eine Ausnehmung aufweisenden Gehäuse und mit einer mit den Leistungshalbleiterschaltern elektrisch leitend verbundenen, im Gehäuse angeordneten, an der Grundplatte direkt oder indirekt befestigten, elektrisch leitende Kontaktbereiche aufweisenden ersten Leiterplatte, wobei in der Ausnehmung ein an dem Gehäuse befestigtes als Stecker oder Buchse ausgebildetes Steckverbindungsteil angeordnet ist, das zur elektrischen Verbindung der Leistungshalbleitereinrichtung an seiner von einer Gehäuseaußenseite des Gehäuses zugänglichen Außenseite elektrisch leitende Kontaktelemente aufweist, die elektrisch leitend mit einer direkt oder indirekt am Gehäuse befestigten, im Inneren des Gehäuses angeordneten zweiten Leiterplatte verbunden ist, wobei die Leistungshalbleitereinrichtung elektrisch leitendende, mit der zweiten Leiterplatte stoffschlüssig verbundene Federelemente aufweist, die elektrisch leitend mit den Kontaktelementen verbunden sind, wobei die Federelemente und die erste Leiterplatte derart zueinander angeordnet sind, dass die Federelemente gegen die Kontaktbereiche der ersten Leiterplatte drücken, wodurch ein elektrisch leitender Druckkontakt zwischen den Federelementen und den Kontaktbereichen der ersten Leiterplatte ausbildet ist. Furthermore, this object is achieved by a power semiconductor device having a base plate, with power semiconductor switches, with a recess having a housing and electrically conductively connected to the power semiconductor switches, arranged in the housing, on the base plate directly or indirectly fixed, electrically conductive contact areas having first circuit board, wherein in the recess a fixed to the housing as plug or socket formed plug connection part is arranged, which has electrically conductive contact elements for electrically connecting the power semiconductor device at its accessible from a housing outside of the housing outside electrically conductive contact elements which are directly or indirectly attached to the housing, in the interior of the housing arranged second printed circuit board is connected, wherein the power semiconductor device electrically conductive, with the second printed circuit board material key ig has connected spring elements which are electrically conductively connected to the contact elements, wherein the spring elements and the first circuit board are arranged to each other such that the spring elements press against the contact areas of the first circuit board, whereby an electrically conductive pressure contact between the spring elements and the contact areas of the first PCB is formed.
Weiterhin wird diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung, wobei zur Herstellung der Leistungshalbleitereinrichtung das Gehäuse in Richtung auf die Grundplatte zu bewegt wird, wobei dabei die Federelemente gegen die Kontaktbereiche der ersten Leiterplatte gedrückt werden, wodurch ein elektrisch leitender Druckkontakt zwischen den Federelementen und den Kontaktbereichen der ersten Leiterplatte ausgebildet wird. Furthermore, this object is achieved by a method for producing a power semiconductor device according to the invention, wherein the housing is moved in the direction of the base plate for producing the power semiconductor device, wherein the spring elements are pressed against the contact areas of the first circuit board, whereby an electrically conductive Pressure contact between the spring elements and the contact areas of the first circuit board is formed.
Weiterhin wird diese Aufgabe wird gelöst durch ein Leistungshalbleitereinrichtung mit einer Grundplatte, mit Leistungshalbleiterschaltern, mit einem eine Ausnehmung aufweisenden Gehäuse, und mit einer mit den Leistungshalbleiterschaltern elektrisch leitend verbundenen, im Gehäuse angeordneten, an der Grundplatte direkt oder indirekt befestigten ersten Leiterplatte, wobei in der Ausnehmung ein an dem Gehäuse befestigtes als Stecker oder Buchse ausgebildetes Steckverbindungsteil angeordnet ist, das zur elektrischen Verbindung der Leistungshalbleitereinrichtung an seiner von einer Gehäuseaußenseite des Gehäuses zugänglichen Außenseite elektrisch leitende Kontaktelemente aufweist, die elektrisch leitend mit einer direkt oder indirekt am Gehäuse befestigten, im Inneren des Gehäuses angeordneten, elektrisch leitende Kontaktbereiche aufweisenden, zweiten Leiterplatte verbunden ist, wobei die Kontaktbereiche der zweiten Leiterplatte mit den Kontaktelementen elektrisch leitend verbunden sind, wobei die Leistungshalbleitereinrichtung elektrisch leitendende, mit der ersten Leiterplatte stoffschlüssig verbundene Federelemente aufweist, wobei die Federelemente und die zweite Leiterplatte derart zueinander angeordnet sind, dass die Federelemente gegen die Kontaktbereiche der zweiten Leiterplatte drücken, wodurch ein elektrisch leitender Druckkontakt zwischen den Federelementen und den Kontaktbereichen der zweiten Leiterplatte ausbildet ist. Furthermore, this object is achieved by a power semiconductor device having a base plate, with power semiconductor switches, with a recess having a housing, and arranged with a power semiconductor switches electrically connected, arranged in the housing, directly or indirectly attached to the base plate first circuit board, wherein in the Recess a fixed to the housing designed as a plug or socket connector part is arranged, which has electrically conductive contact elements for electrically connecting the power semiconductor device on its accessible from a housing outside of the housing outside electrically conductive contact elements with a directly or indirectly attached to the housing, inside the Housing arranged, electrically conductive contact areas having, second circuit board is connected, wherein the contact areas of the second circuit board with the contact elements electrically conductively verbun are, wherein the power semiconductor device comprises electrically conductive, cohesively connected to the first circuit board spring elements, wherein the spring elements and the second circuit board are arranged such that the spring elements press against the contact areas of the second circuit board, whereby an electrically conductive pressure contact between the spring elements and the contact areas of the second circuit board is formed.
Weiterhin wird diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung, wobei zur Herstellung der Leistungshalbleitereinrichtung das Gehäuse in Richtung auf die Grundplatte zu bewegt wird, wobei dabei die Federelemente gegen die Kontaktbereiche der zweiten Leiterplatte gedrückt werden, wodurch ein elektrisch leitender Druckkontakt zwischen den Federelementen und den Kontaktbereichen der zweiten Leiterplatte ausgebildet wird. Furthermore, this object is achieved by a method for producing a power semiconductor device according to the invention, wherein the housing is moved in the direction of the base plate for producing the power semiconductor device, wherein the spring elements are pressed against the contact areas of the second printed circuit board, whereby an electrically conductive pressure contact between the spring elements and the contact regions of the second circuit board is formed.
Vorteilhafte Ausbildungen des Verfahrens ergeben sich analog zu vorteilhaften Ausbildungen der Leistungshalbleitereinrichtung und umgekehrt. Advantageous embodiments of the method result analogously to advantageous embodiments of the power semiconductor device and vice versa.
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 die zweite Leiterplatte indirekt am Gehäuse befestigt ist, indem die zweite Leiterplatte mit dem Steckverbindungsteil verbunden ist. Hierdurch ist konstruktiv auf einfache Art und Weise die zweite Leiterplatte mit dem Gehäuse verbunden. It proves to be advantageous if the second circuit board is indirectly attached to the housing by the second circuit board is connected to the connector part. As a result, the second circuit board is structurally connected to the housing in a simple manner.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Federelemente in Richtung senkrecht zur Normalenrichtung der zweiten Leiterplatte seitlich versetzt zu den Kontaktelementen angeordnet sind. Hierdurch werden größere Freiheitsgrade hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Elemente der Leistungshalbleitereinrichtung ermöglicht. Furthermore, it proves to be advantageous if the spring elements are arranged laterally offset in the direction perpendicular to the normal direction of the second circuit board to the contact elements. This allows greater degrees of freedom with respect to the spatial arrangement of the elements of the power semiconductor device.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Kontaktbereiche der ersten Leiterplatte, insbesondere in Normalenrichtung der Grundplatte, eine längliche Form aufweisen. Hierdurch werden die zulässigen Bauteile und- Montagetoleranzen in der Richtung in der sich die längliche Form der Kontaktbereiche erstreckt, erhöht. Furthermore, it proves to be advantageous if the contact regions of the first printed circuit board, in particular in the normal direction of the base plate, have an elongated shape. This increases the allowable components and assembly tolerances in the direction in which the elongate shape of the contact regions extends.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn auf der ersten Leiterplatte Ansteuerschaltungen zur Ansteuerung der Leistungshalbleiterschalter angeordnet sind, da dann die Ansteuerschaltungen zuverlässig elektrisch leitend verbunden sind bzw. bei der Herstellung der Leistungshalbleitereinrichtung schnell mit dem Steckverbindungsteil elektrisch leitend verbindbar sind. Furthermore, it proves to be advantageous if drive circuits for controlling the power semiconductor switches are arranged on the first circuit board, since then the drive circuits are reliably electrically conductively connected or can be electrically conductively connected to the plug connection part in the production of the power semiconductor device.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn zwischen dem Steckverbindungsteil und dem Gehäuse eine Dichtung angeordnet ist. Hierdurch wird das Eindringen von Schmutz in das Gehäuse über einen eventuell zwischen der Ausnehmung und dem Steckverbindungsteil vorhandenen Spalt verhindert. Furthermore, it proves to be advantageous if a seal is arranged between the connector part and the housing. As a result, the ingress of dirt into the housing is prevented by any existing between the recess and the connector part gap.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Kontaktbereiche der zweiten Leiterplatte in Richtung senkrecht zur Normalenrichtung der zweiten Leiterplatte seitlich versetzt zu den Kontaktelementen angeordnet sind. Hierdurch werden größere Freiheitsgrade hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Elemente der Leistungshalbleitereinrichtung ermöglicht. Furthermore, it proves to be advantageous if the contact regions of the second printed circuit board in the direction perpendicular to the normal direction of the second printed circuit board are arranged laterally offset from the contact elements. This allows greater degrees of freedom with respect to the spatial arrangement of the elements of the power semiconductor device.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Kontaktbereiche der zweiten Leiterplatte, insbesondere in Normalenrichtung der Grundplatte, eine längliche Form aufweisen. Hierdurch werden die zulässigen Bauteile und- Montagetoleranzen in der Richtung in der sich die längliche Form der Kontaktbereiche erstreckt, erhöht. Furthermore, it proves to be advantageous if the contact regions of the second printed circuit board, in particular in the normal direction of the base plate, have an elongated shape. This increases the allowable components and assembly tolerances in the direction in which the elongate shape of the contact regions extends.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die unten stehenden Figuren erläutert. Dabei zeigen: Embodiments of the invention will be explained below with reference to the figures below. Showing:
Gleiche Elemente sind in Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Identical elements are provided with the same reference numerals in figures.
In den
Die Leistungshalbleitereinrichtung
Die Leistungshalbleitereinrichtung
Es sei allgemein angemerkt, dass die der Übersichtlichkeit halber die nur in
In der Ausnehmung
Zwischen dem Steckverbindungsteil
Zur Herstellung der Leistungshalbleitereinrichtung
Durch die Druckkontaktierung mittels der Federelemente
Die Kontaktbereiche
In den
Die zweite Leiterplatte
Die erfindungsgemäße Leistungshalbleitereinrichtung
Die Federelemente
Die Leistungshalbleitereinrichtung
In
Zur Herstellung der Variante der Leistungshalbleitereinrichtung
Es sei ganz allgemein bezüglich aller Ausführungsbeispiele angemerkt, dass das Steckverbindungsteil
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass selbstverständlich Merkmale von verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, sofern sich die Merkmale nicht gegenseitig ausschließen, beliebig miteinander kombiniert werden können. It should be noted at this point that, of course, features of different embodiments of the invention, as long as the features are not mutually exclusive, can be combined as desired.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- 2016-02-01 DE DE102016101726.4A patent/DE102016101726B4/en active Active
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |