DE102017107763B4

DE102017107763B4 - Power semiconductor device, power semiconductor arrangement and method for producing a power semiconductor arrangement

Info

Publication number: DE102017107763B4
Application number: DE102017107763.4A
Authority: DE
Inventors: Christian Walter
Original assignee: Semikron Elektronik GmbH and Co KG
Current assignee: Semikron Elektronik GmbH and Co KG
Priority date: 2017-04-11
Filing date: 2017-04-11
Publication date: 2020-07-16
Anticipated expiration: 2037-04-12
Also published as: DE102017107763A1

Abstract

Leistungshalbleitereinrichtung mit einem Leistungshalbleiterbauelement (11), mit einem eine Gehäuseöffnung (12) aufweisenden Gehäuse (2), mit einem innerhalb des Gehäuses (2) angeordneten und mit dem Leistungshalbleiterbauelement (11) elektrisch leitend verbundenen elektrisch leitenden Verbindungselement (3), mit einem durch die Gehäuseöffnung (12) hindurchlaufendem Stiftelement (7), das zumindest außerhalb des Gehäuses (2) ein Gewinde aufweist, mit einem zwischen einer, die Gehäuseöffnung (12) begrenzenden, um das Stiftelement (7) umlaufenden, Gehäuseöffnungswand (2a) des Gehäuses (2) und dem Stiftelement (7) angeordneten elastischen Dichtelement (6), mit einer über dem Verbindungselement (3) angeordneten elektrisch leitenden Hülse (5), wobei das Stiftelement (7) durch die Hülse (5) und durch eine Dichtelementöffnung (6g) des Dichtelements (6) hindurchverläuft und die Hülse (5) eine Schneide (5a) aufweist, wobei die Hülse (5) derart durch einen Teil des Dichtelements (6) verläuft, dass zwischen der Schneide (5a) und einer dem Verbindungselement (3) abgewandten Seite (6d) des Dichtelements (6) ein zur Durchtrennung mit der Schneide (5a) vorgesehener Verbindungsabschnitt (6c) des Dichtelements (6) angeordnet ist, wobei der Verbindungsabschnitt (6c) ein zwischen der Gehäuseöffnungswand (2a) und der Hülse (5) angeordnetes erstes Dichtelementteil (6a) des Dichtelements (6) und ein zwischen der Hülse (5) und dem Stiftelement (7) angeordnetes zweites Dichtelementteil (6b) des Dichtelements (6) verbindet.Power semiconductor device with a power semiconductor component (11), with a housing (2) having a housing opening (12), with an electrically conductive connecting element (3) arranged inside the housing (2) and electrically conductively connected to the power semiconductor component (11), with a through the housing opening (12) extends through a pin element (7), which has a thread at least outside the housing (2), with a housing opening wall (2a) of the housing (2) which delimits the housing opening (12) and surrounds the pin element (7) 2) and the pin element (7) arranged elastic sealing element (6), with an electrically conductive sleeve (5) arranged above the connecting element (3), the pin element (7) through the sleeve (5) and through a sealing element opening (6g) of the sealing element (6) and the sleeve (5) has a cutting edge (5a), the sleeve (5) running through a part of the sealing element (6) that s between the cutting edge (5a) and a side (6d) of the sealing element (6) facing away from the connecting element (3) there is a connecting section (6c) of the sealing element (6) provided for cutting through with the cutting edge (5a), the connecting section ( 6c) a first sealing element part (6a) of the sealing element (6) arranged between the housing opening wall (2a) and the sleeve (5) and a second sealing element part (6b) of the sealing element (6) arranged between the sleeve (5) and the pin element (7) ) connects.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leistungshalbleitereinrichtung, eine Leistungshalbleiteranordnung und Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleiteranordnung.The invention relates to a power semiconductor device, a power semiconductor arrangement and a method for producing a power semiconductor arrangement.

Aus der DE 10 2012 219 791 A1 ist eine Leistungshalbleitereinrichtung mit Leistungshalbleiterbauelementen, einem Gehäuse und elektrisch leitenden Leistungsanschlüssen bekannt. Die Leistungsanschlüsse dienen zum elektrischen Anschluss von elektrisch leitenden Lastromstromanschlusselementen. Die Leistungsanschlüsse verlaufen dabei durch eine Gehäusewand hindurch von der Innenseite zur Außenseite des Gehäuses. Um das Eindringen von Schmutzpartikeln und Feuchtigkeit in das Innere des Gehäuses zu verhindern, sind die Leistungsanschlüsse gegen die Gehäusewand zuverlässig abgedichtet.From the DE 10 2012 219 791 A1 A power semiconductor device with power semiconductor components, a housing and electrically conductive power connections is known. The power connections are used for the electrical connection of electrically conductive load current connection elements. The power connections run through a housing wall from the inside to the outside of the housing. To prevent dirt particles and moisture from entering the interior of the housing, the power connections are reliably sealed against the housing wall.

Aus der DE 10 2008 005 547 A1 ist ein Leistungshalbleitermodul bekannt, das einen Schaltungsträger mit wenigstens einer ebenen Leiterfläche und wenigstens ein Kontaktelement aufweist, wobei das jeweilige Kontaktelemente mit seiner ersten Umbördelung voran so auf eine der ebenen Leiterflächen aufgelötet ist, dass die Längsrichtung dieses Kontaktelementes senkrecht zu der betreffenden ebenen Leiterfläche verläuft.From the DE 10 2008 005 547 A1 A power semiconductor module is known which has a circuit carrier with at least one flat conductor surface and at least one contact element, the respective contact element with its first flanging being soldered to one of the flat conductor surfaces in such a way that the longitudinal direction of this contact element is perpendicular to the plane conductor surface in question.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Leistungshalbleitereinrichtung und eine Leistungshalbleiteranordnung mit einem Gehäuse zu schaffen, bei das Eindringen von Schmutzpartikeln und Feuchtigkeit in das Innere des Gehäuses zuverlässig vermieden werden.It is an object of the invention to provide a power semiconductor device and a power semiconductor arrangement with a housing in which the penetration of dirt particles and moisture into the interior of the housing can be reliably avoided.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Leistungshalbleitereinrichtung mit einem Leistungshalbleiterbauelement, mit einem eine Gehäuseöffnung aufweisenden Gehäuse, mit einem innerhalb des Gehäuses angeordneten und mit dem Leistungshalbleiterbauelement elektrisch leitend verbundenen elektrisch leitenden Verbindungselement, mit einem durch die Gehäuseöffnung hindurchlaufendem Stiftelement, das zumindest außerhalb des Gehäuses ein Gewinde aufweist, mit einem zwischen einer, die Gehäuseöffnung begrenzenden, um das Stiftelement umlaufenden, Gehäuseöffnungswand des Gehäuses und dem Stiftelement angeordneten elastischen Dichtelement, mit einer über dem Verbindungselement angeordneten elektrisch leitenden Hülse, wobei das Stiftelement durch die Hülse und durch eine Dichtelementöffnung des Dichtelements hindurchverläuft und die Hülse eine Schneide aufweist, wobei die Hülse derart durch einen Teil des Dichtelements verläuft, dass zwischen der Schneide und einer dem Verbindungselement abgewandten Seite des Dichtelements ein zur Durchtrennung mit der Schneide vorgesehener Verbindungsabschnitt des Dichtelements angeordnet ist, wobei der Verbindungsabschnitt ein zwischen der Gehäuseöffnungswand und der Hülse angeordnetes erstes Dichtelementteil des Dichtelements und ein zwischen der Hülse und dem Stiftelement angeordnetes zweites Dichtelementteil des Dichtelements verbindet.This object is achieved by a power semiconductor device with a power semiconductor component, with a housing having a housing opening, with an electrically conductive connecting element arranged inside the housing and electrically conductively connected to the power semiconductor component, with a pin element running through the housing opening and having a thread at least outside the housing having an elastic sealing element arranged between a housing opening wall of the housing and the pin element, delimiting the housing opening and surrounding the pin element, with an electrically conductive sleeve arranged above the connecting element, the pin element running through the sleeve and through a sealing element opening of the sealing element and the sleeve has a cutting edge, the sleeve running through part of the sealing element such that between the cutting edge and a side facing away from the connecting element ite of the sealing element, a connecting section of the sealing element provided for severing with the cutting edge is arranged, the connecting section connecting a first sealing element part of the sealing element arranged between the housing opening wall and the sleeve and a second sealing element part of the sealing element arranged between the sleeve and the pin element.

Weiterhin wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleiteranordnung mit folgenden Verfahrensschritten:

a) Bereitstellen einer erfindungsgemäß ausgebildeten Leistungshalbleitereinrichtu ng,
b) Anordnen eines eine erste Ausnehmung aufweisenden elektrisch leitenden Laststromanschlusselements außerhalb des Gehäuses der Leistungshalbleitereinrichtung auf dem Dichtelement derart, dass das Stiftelement durch die erste Ausnehmung hindurch verläuft,
c) Anordnen und Drehen eines ein Gewinde aufweisenden Krafterzeugungselements auf das Gewinde des Stiftelements, so dass das Krafterzeugungselement eine in Richtung auf die Hülse wirkende Kraft auf das Laststromanschlusselement erzeugt, wodurch das Laststromanschlusselement gegen die Hülse gedrückt wird und von der Schneide der Hülse der Verbindungsabschnitt des Dichtelements durchtrennt wird und ein elektrisch leitender Druckkontakt der Hülse mit dem Laststromanschlusselement ausgebildet wird.

Weiterhin wird diese Aufgabe wird gelöst durch eine Leistungshalbleiteranordnung mit einem Leistungshalbleiterbauelement, mit einem eine Gehäuseöffnung aufweisenden Gehäuse, mit einem innerhalb des Gehäuses angeordneten und mit dem Leistungshalbleiterbauelement elektrisch leitend verbundenen elektrisch leitenden Verbindungselement, mit einem durch die Gehäuseöffnung hindurchlaufendem Stiftelement, das zumindest außerhalb des Gehäuses eine Gewinde aufweist, mit einem zwischen einer die Gehäuseöffnung begrenzenden, um das Stiftelement umlaufenden Gehäuseöffnungswand des Gehäuses und dem Stiftelement angeordneten elastischen Dichtelement, mit einer auf dem Verbindungselement angeordneten und mit dem Verbindungelement elektrisch leitend kontaktierten elektrisch leitenden Hülse, wobei das Stiftelement durch die Hülse und durch eine Dichtelementöffnung des Dichtelements hindurchverläuft und die Hülse eine Schneide aufweist, wobei die Hülse durch das Dichtelement verläuft und das Dichtelement mittels der Schneide in ein zwischen der Gehäuseöffnungswand und der Hülse angeordnetes erstes Dichtelementteil des Dichtelements und ein zwischen der Hülse und dem Stiftelement angeordnetes zweites Dichtelementteil des Dichtelements durchtrennt ist, wobei eine erste Ausnehmung aufweisendes elektrisch leitendes Laststromanschlusselement außerhalb des Gehäuses auf dem Dichtelement derart angeordnet ist, dass das Stiftelement durch die erste Ausnehmung hindurch verläuft, wobei ein auf das Gewinde des Stiftelements gedrehtes, ein Gewinde aufweisendes Krafterzeugungselement eine in Richtung auf die Hülse wirkende Kraft auf das Laststromanschlusselement erzeugt, wodurch das Laststromanschlusselement gegen die Hülse gedrückt angeordnet ist und ein elektrisch leitender Druckkontakt der Hülse mit dem Laststromanschlusselement ausgebildet ist.This object is further achieved by a method for producing a power semiconductor arrangement with the following method steps:

a) providing a power semiconductor device designed according to the invention,
b) arranging an electrically conductive load current connection element having a first recess outside the housing of the power semiconductor device on the sealing element such that the pin element runs through the first recess,
c) arranging and rotating a threaded force generating element on the thread of the pin element, so that the force generating element generates a force acting in the direction of the sleeve on the load current connection element, whereby the load current connection element is pressed against the sleeve and the cutting portion of the sleeve of the connecting portion of the Sealing element is severed and an electrically conductive pressure contact of the sleeve is formed with the load current connection element.

This object is further achieved by a power semiconductor arrangement having a power semiconductor component, having a housing having a housing opening, having an electrically conductive connecting element arranged inside the housing and electrically conductively connected to the power semiconductor component, and having a pin element which extends through the housing opening and which is at least outside the housing has a thread, with an elastic sealing element arranged between a housing opening wall of the housing and the pin element and surrounding the pin element, with an electrically conductive sleeve arranged on the connecting element and making electrical contact with the connecting element, the pin element being passed through the sleeve and extends through a sealing element opening of the sealing element and the sleeve has a cutting edge, the sleeve running through the sealing element and the sealing element is cut by means of the cutting edge into a first sealing element part of the sealing element arranged between the housing opening wall and the sleeve and a second sealing element part of the sealing element arranged between the sleeve and the pin element, an electrically conductive load current connection element having a first recess outside the Housing is arranged on the sealing element such that the pin element extends through the first recess, wherein a threaded force-generating element rotated on the thread of the pin element generates a force acting in the direction of the sleeve on the load current connection element, whereby the load current connection element against the sleeve is arranged pressed and an electrically conductive pressure contact of the sleeve is formed with the load current connection element.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Advantageous developments of the invention result from the dependent claims.

Vorteilhafte Ausbildungen der Leistungshalbleiteranordnung und vorteilhafte Ausbildungen des Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleiteranordnung ergeben sich analog zu vorteilhaften Ausbildungen der Leistungshalbleitereinrichtung und umgekehrt.Advantageous designs of the power semiconductor arrangement and advantageous designs of the method for producing a power semiconductor arrangement result analogously to advantageous designs of the power semiconductor device and vice versa.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn das Dichtelement in die Gehäuseöffnung eingespritzt ist, da dann das Dichtelement zuverlässig mit dem Gehäuse verbunden ist.It proves to be advantageous if the sealing element is injected into the housing opening, since the sealing element is then reliably connected to the housing.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die dem Verbindungselement abgewandte Seite des Dichtelements eine Kontur aufweist. Hierdurch kann, wenn das Laststromanschlusselement gegen das Dichtelement gedrückt wird, das Material des Dichtelements in die infolge der Kontur vorhandenen Vertiefungen des Dichtelements hineingedrückt werden, so dass das Dichtelement keine unerwünschte Auswölbungen ausbildet.It proves to be advantageous if the side of the sealing element facing away from the connecting element has a contour. As a result, when the load current connection element is pressed against the sealing element, the material of the sealing element can be pressed into the depressions in the sealing element which are present as a result of the contour, so that the sealing element does not form any undesirable bulges.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Dichtelement und die Hülse hohlzylinderförmig ausgebildet sind und das Stiftelement eine kreisförmige Querschnittsfläche aufweist, da runde Konturen besonders zuverlässig abgedichtet werden können.Furthermore, it proves to be advantageous if the sealing element and the sleeve have a hollow cylindrical shape and the pin element has a circular cross-sectional area, since round contours can be sealed particularly reliably.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Dichtelement an einer dem Verbindungselement zugewandten Seite des Dichtelements eine Sacknut aufweist, in der ein Teil der Hülse angeordnet ist, wobei die Sacknut nicht durch einen Schneidvorgang mittels der Schneide ausgebildet ist. Hierdurch wird eine besonders einfache Herstellung der Leistungshalbleiteranordnung ermöglicht, da die Schneide nicht das komplette Dichtelement durchtrennen muss. Weiterhin wird hierdurch auch eine besonders einfache Herstellung der erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung ermöglicht, da ein Teil der Hülse, insbesondere die Schneide, bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung auf einfache Art und Weise in der Nut angeordnet werden kann.It also proves to be advantageous if the sealing element has a blind groove on a side of the sealing element facing the connecting element, in which part of the sleeve is arranged, the blind groove not being formed by a cutting process by means of the cutting edge. This enables a particularly simple manufacture of the power semiconductor arrangement, since the cutting edge does not have to cut through the complete sealing element. Furthermore, this also enables a particularly simple production of the power semiconductor device according to the invention, since part of the sleeve, in particular the cutting edge, can be arranged in the groove in a simple manner during the production of the power semiconductor device according to the invention.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn das zweite Dichtelementteil eine, dem Stiftelement zugewandte und das Stiftelement umlaufende, Auswölbung aufweist. Hierdurch wird eine sehr zuverlässige Abdichtung erzielt.It also proves to be advantageous if the second sealing element part has a bulge which faces the pin element and surrounds the pin element. A very reliable seal is achieved in this way.

In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Stiftelement eine umlaufende Nut aufweist, wobei zumindest ein Teil der Auswölbung innerhalb der Nut angeordnet ist. Hierdurch wird eine besonders zuverlässige Abdichtung erzielt.In this context, it proves to be advantageous if the pin element has a circumferential groove, at least part of the bulge being arranged within the groove. A particularly reliable seal is achieved in this way.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn dass das Dichtelement aus einem Elastomer besteht, da dann eine sehr zuverlässige Abdichtung erzielt wird.Furthermore, it proves to be advantageous if the sealing element consists of an elastomer, since a very reliable seal is then achieved.

In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Elastomer aus Silikon besteht, insbesondere aus einem vernetzten Silikonkautschuk besteht, da dann eine besonders zuverlässige Abdichtung erzielt wird.In this context, it proves to be advantageous if the elastomer consists of silicone, in particular of a cross-linked silicone rubber, since a particularly reliable seal is then achieved.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Hülse eine Silberbeschichtung aufweist, da Silber gut auf einem Elastomer, insbesondere auf Silikon, gleitet.It also proves to be advantageous if the sleeve has a silver coating, since silver slides well on an elastomer, in particular on silicone.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die das Stiftelement eine Außenkante aufweist, auf dem das zweite Dichtelementteil aufliegt. Die Außenkante stützt das zweites Dichtelementteil nach dem Durchtrennen des Dichtelements zuverlässig ab.Furthermore, it proves to be advantageous if the pin element has an outer edge on which the second sealing element part rests. The outer edge reliably supports the second sealing element part after severing the sealing element.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn das die Leistungshalbleitereinrichtung einen Haltekörper aufweist, wobei das Stiftelement mit dem Haltekörper verdrehsicher verbunden ist, insbesondere in den Haltekörper eingespritzt ist. Hierdurch ist das Stiftelement mechanisch sehr zuverlässig mit der übrigen Leistungshalbleitereinrichtung verbunden.Furthermore, it proves to be advantageous if the power semiconductor device has a holding body, the pin element being connected to the holding body in a rotationally secure manner, in particular being injected into the holding body. As a result, the pin element is mechanically very reliably connected to the rest of the power semiconductor device.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Hülse auf dem Verbindungselement angeordnet ist. Hierdurch wird eine Bewegung der Hülse in Richtung auf das Verbindungselement, wenn das Krafterzeugungselement eine in Richtung auf die Hülse wirkende Kraft auf das Laststromanschlusselement erzeugt, zuverlässig vermieden.Furthermore, it proves to be advantageous if the sleeve is arranged on the connecting element. This reliably prevents movement of the sleeve in the direction of the connecting element when the force generating element generates a force acting on the load current connecting element in the direction of the sleeve.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die unten stehenden Figuren erläutert. Dabei zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleiteranordnung,
2 eine perspektivische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleiteranordnung,
3 eine Detailansicht von 2 und
4 eine Detailansicht in Form einer Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtu ng.

Exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the figures below. Show:

1 2 shows a perspective view of a power semiconductor arrangement according to the invention,
2nd 2 shows a perspective sectional view of a power semiconductor arrangement according to the invention,
3rd a detailed view of 2nd and
4th a detailed view in the form of a sectional view of a power semiconductor device according to the invention.

In 1 ist eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleiteranordnung 1, in 2 eine perspektivische Schnittansicht der Leistungshalbleiteranordnung 1 und in 3 eine Detailansicht gemäß einem Ausschnitt A von 2 dargestellt. Die Leistungshalbleiteranordnung 1 weist eine Leistungshalbleitereinrichtung 30 und Lastanschlusselemente 4 auf, die mittels eines jeweiligen eine Gewinde aufweisendes Krafterzeugungselements 9, das vorzugsweise als Schraubenmutter ausgebildet ist, an einen jeweiligen elektrischen Anschluss der Leistungshalbleitereinrichtung 30 montiert sind. Die Lastanschlusselemente 4 können z.B. mit einem Elektromotor zur Energieversorgung des Elektromotors elektrisch leitend verbunden sein. Die Lastanschlusselemente 4 können z.B. als Stromschienen oder Kabelschuhe ausgebildet sein. Die Leistungshalbleitereinrichtung 30 weist in der Regel zu einem Stromrichter elektrisch verschaltete Leistungshalbleiterbauelemente auf und kann z.B. die zur Energieversorgung eines Elektromotors benötigten elektrischen Ströme erzeugen. Die in den 1 bis 3 dargestellte Leistungshalbleitereinrichtung 30 unterscheidet sich von der erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung nur darin, dass bei der erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung, wie in 4 dargestellt, die Schneide 5a der Hülse 5 den Verbindungsabschnitt 6c des Dichtelements 6 noch nicht durchtrennt hat und somit das Dichtelement 6 bei der erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung noch einstückig ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Leistungshalbleitereinrichtung ist somit gegenüber der Leistungshalbleitereinrichtung 30 in einem Zustand bei dem noch kein Lastanschlusselement 4 an die erfindungsgemäße Leistungshalbleitereinrichtung elektrisch angeschlossen wurde. Ansonsten entspricht die erfindungsgemäße Leistungshalbleitereinrichtung, der in den 1 bis 3 dargestellten Leistungshalbleitereinrichtung 30. Bei Anschluss der Lastanschlusselemente 4 an die erfindungsgemäße Leistungshalbleitereinrichtung wird bei Durchtrennung des Dichtelements 6 mittels der Schneide 5a aus der erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung die Leistungshalbleitereinrichtung 30 ausgebildet, so dass die nachfolgend bezüglich der Leistungshalbleitereinrichtung 30 beschriebenen Merkmale mit Ausnahme der oben genannten Ausnahme in identischer Weise auch für die erfindungsgemäße Leistungshalbleitereinrichtung gültig sind. Es sei weiterhin angemerkt, dass der Übersichtlichkeit halber in den Figuren eventuell vorhandene Löt-, Sinter- oder Schweißmetallschichten nicht dargestellt sind.In 1 is a perspective view of a power semiconductor device according to the invention 1 , in 2nd a perspective sectional view of the power semiconductor device 1 and in 3rd a detailed view according to a section A from 2nd shown. The power semiconductor arrangement 1 has a power semiconductor device 30th and load connection elements 4th on, by means of a respective force-generating element 9 , which is preferably designed as a screw nut, to a respective electrical connection of the power semiconductor device 30th are mounted. The load connection elements 4th can, for example, be connected in an electrically conductive manner to an electric motor for supplying energy to the electric motor. The load connection elements 4th can be designed, for example, as busbars or cable lugs. The power semiconductor device 30th usually has power semiconductor components that are electrically connected to a converter and can, for example, generate the electrical currents required to supply energy to an electric motor. The in the 1 to 3rd Power semiconductor device shown 30th differs from the power semiconductor device according to the invention only in that in the power semiconductor device according to the invention, as in 4th illustrated the cutting edge 5a the sleeve 5 the connecting section 6c of the sealing element 6 has not yet severed and thus the sealing element 6 is still formed in one piece in the power semiconductor device according to the invention. The power semiconductor device according to the invention is thus compared to the power semiconductor device 30th in a state where there is no load connection element 4th was electrically connected to the power semiconductor device according to the invention. Otherwise, the power semiconductor device according to the invention corresponds to that in the 1 to 3rd Power semiconductor device shown 30th . When connecting the load connection elements 4th to the power semiconductor device according to the invention when the sealing element is severed 6 by means of the cutting edge 5a the power semiconductor device from the power semiconductor device according to the invention 30th formed so that the following with respect to the power semiconductor device 30th Features described with the exception of the above-mentioned exception are also valid for the power semiconductor device according to the invention in an identical manner. It should also be noted that, for the sake of clarity, any solder, sinter or welding metal layers that may be present are not shown in the figures.

Die Leistungshalbleitereinrichtung 30 weist mindestens ein Leistungshalbleiterbauelement 11, in der Regel aber mehrere Leistungshalbleiterbauelemente 11 auf, die mit elektrisch leitenden Verbindungselementen 3 elektrisch leitend verbundenen sind, auf. Die Leistungshalbleiterbauelemente 11 sind vorzugsweise auf mindestens einer elektrischen leitenden Leiterbahn 3 eines Substrats 11 der Leistungshalbleitereinrichtung 30 angeordnet. Die Leistungshalbleiterbauelemente 11 sind dabei mit der mindestens einen Leiterbahnen, vorzugsweise über eine zwischen den Leistungshalbleiterbauelementen 11 und den Leiterbahnen 3 angeordnete Löt- oder Sintermetallschicht, elektrisch leitend verbunden. Die Leiterbahnen 3 werden durch eine elektrisch leitende strukturierte erste Leitungsschicht ausgebildet. Das jeweilige Leistungshalbleiterbauelement 11 liegt vorzugweise in Form eines Leistungshalbleiterschalters oder einer Diode vor. Die Leistungshalbleiterschalter liegen dabei vorzugsweise in Form von Transistoren, wie z.B. IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) oder MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) vor. Die Leistungshalbleiterbauelemente 11 sind vorzugsweise zu einen Stromrichter elektrisch verschalten.The power semiconductor device 30th has at least one power semiconductor component 11 , but usually several power semiconductor components 11 on that with electrically conductive connectors 3rd are electrically conductively connected. The power semiconductor components 11 are preferably on at least one electrically conductive conductor track 3rd of a substrate 11 the power semiconductor device 30th arranged. The power semiconductor components 11 are with the at least one conductor tracks, preferably via one between the power semiconductor components 11 and the conductor tracks 3rd arranged solder or sintered metal layer, electrically connected. The conductor tracks 3rd are formed by an electrically conductive structured first conduction layer. The respective power semiconductor component 11 is preferably in the form of a power semiconductor switch or a diode. The power semiconductor switches are preferably in the form of transistors such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) or MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). The power semiconductor components 11 are preferably electrically connected to a converter.

Weiterhin weist das Leistungshalbleitermodul 30 vorzugsweise eine Grundplatte 31 auf, auf der das Substrat 10, das im Rahmen des Ausführungsbeispiels als ein Direct Copper Bonded Substrat (DCB-Substrat) ausgebildet, angeordnet ist.Furthermore, the power semiconductor module 30th preferably a base plate 31 on which the substrate 10th , which is configured as a direct copper bonded substrate (DCB substrate) within the scope of the exemplary embodiment.

Es sei angemerkt, dass die nachfolgend zur Realisierung eines elektrischen Anschlusses der Leistungshalbleitereinrichtung 30 notwenigen Elemente pro elektrischem Anschluss der Leistungshalbleitereinrichtung 30 vorhanden sind, so dass diese hier im Singular beschriebenen Elemente, falls die Leistungshalbleitereinrichtung 30 mehrere erfindungsgemäß ausgebildete elektrische Anschlüsse aufweist, gegebenfalls mehrfach vorhanden sein können.It should be noted that the following for realizing an electrical connection of the power semiconductor device 30th necessary elements per electrical connection of the power semiconductor device 30th are present, so that these elements described here in the singular, if the power semiconductor device 30th has a plurality of electrical connections designed in accordance with the invention, and may be present several times.

Das Verbindungselement 3 ist mit dem Leistungshalbleiterbauelement 11 elektrisch leitend verbunden. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels ist das Verbindungselement 3 hierzu mit dem Substrat 10, z.B. mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, wie z.B. eine Löt-, Sinter- oder Schweißverbindung, elektrisch leitend kontaktiert. Das Verbindungselement 3 besteht vorzugsweise zumindest im Wesentlichen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung.The connecting element 3rd is with the power semiconductor device 11 electrically connected. In the context of the embodiment is the connecting element 3rd do this with the substrate 10th , for example by means of a material connection, such as a soldered, sintered or welded connection, made electrically conductive. The connecting element 3rd preferably consists at least essentially of copper or a copper alloy.

Die Leistungshalbleitereinrichtung 30 weist ein Gehäuse 2 auf, das vorzugsweise aus Kunststoff besteht. Das Gehäuse 2 ist vorzugsweise auf der Grundplatte 31 angeordnet und vorzugsweise, z.B. mittels Schrauben 19, mit dieser verbunden. Das Gehäuse 2 bedeckt die Leistungshalbleiterbauelemente 11.The power semiconductor device 30th has a housing 2nd on, which is preferably made of plastic. The housing 2nd is preferably on the base plate 31 arranged and preferably, for example by means of screws 19th , connected to it. The housing 2nd covers the power semiconductor components 11 .

Das Gehäuse 2, weist eine Gehäuseöffnung 2a auf durch ein Stiftelement 7 der Leistungshalbleitereinrichtung 30 hindurchläuft, das zumindest außerhalb des Gehäuses 2 ein Gewinde aufweist, wobei das Gewinde der Übersichtlichkeit halber in den Figuren nicht dargestellt ist. The housing 2nd , has a housing opening 2a on through a pin element 7 the power semiconductor device 30th runs through, at least outside the housing 2nd has a thread, the thread not being shown in the figures for the sake of clarity.

Die Leistungshalbleitereinrichtung 30 weist weiterhin ein zwischen einer, die Gehäuseöffnung 12 begrenzenden, um das Stiftelement 7 umlaufenden, Gehäuseöffnungswand 2a des Gehäuses 2 und dem Stiftelement 7 angeordnetes elastisches Dichtelement 6 auf, das vorzugsweise aus einem Elastomer besteht. Das Elastomer besteht vorzugsweise aus Silikon, insbesondere aus einem vernetzten Silikonkautschuk, der vorzugsweise als vernetzter Liquid Silicone Rubber oder als vernetzter Solid Silicone Rubber, ausgebildet ist. Das Dichtelement 6 ist vorzugsweise in die Gehäuseöffnung 12 eingespritzt. Das Dichtelement 6 weist vorzugsweise, wie beispielhaft in 4 dargestellt, auf seiner dem Verbindungselement 3 abgewandten Seite 6d eine Kontur 6e auf.The power semiconductor device 30th also has one between, the housing opening 12th delimiting to the pin element 7 circumferential, housing opening wall 2a of the housing 2nd and the pin element 7 arranged elastic sealing element 6 on, which preferably consists of an elastomer. The elastomer preferably consists of silicone, in particular of a cross-linked silicone rubber, which is preferably designed as a cross-linked liquid silicone rubber or as a cross-linked solid silicone rubber. The sealing element 6 is preferably in the housing opening 12th injected. The sealing element 6 preferably has, as exemplified in 4th shown on its the connecting element 3rd opposite side 6d a contour 6e on.

Die Leistungshalbleitereinrichtung 30 weist weiterhin eine über dem Verbindungselement 3 angeordnete elektrisch leitende Hülse 5 auf, wobei das Stiftelement 7 durch die Hülse 5 und durch eine Dichtelementöffnung 6g des Dichtelements 6 hindurchverläuft. Die Hülse 5 ist vorzugsweise, wie in den Figuren dargestellt, auf dem Verbindungselement 3 angeordnet und weist einen elektrisch leitenden Kontakt mit dem Verbindungselement 3 auf. Beim Ausführungsbeispiel ist die Hülse 5 auf dem Verbindungselement 3 angeordnet, indem sie auf dem Verbindungselement 3 aufliegt. Die Hülse 5 kann mit dem Verbindungselement 3 stoffschlüssig, z.B. mittels einer Löt-, Sinter- oder Schweißverbindung verbunden sein. Beim Ausführungsbeispiel weist die Hülse 5 mit dem Verbindungselement 3 keine stoffschlüssige Verbindung auf. Die Hülse 5 kann auch auf dem Verbindungselement 3 angeordnet und einen elektrisch leitenden Kontakt mit dem Verbindungselement 3 aufweisen, indem zwischen Hülse 5 und dem Verbindungselement 3 eine Löt-, Sinter- oder Schweißschicht angeordnet ist. Wenn die Hülse 5 nicht auf dem Verbindungselement 3 angeordnet ist, dann kann zwischen der Hülse 5 und dem Verbindungselement 3 ein Luftspalt angeordnet sein.The power semiconductor device 30th still has one over the connector 3rd arranged electrically conductive sleeve 5 on, the pin element 7 through the sleeve 5 and through a sealing element opening 6g of the sealing element 6 runs through. The sleeve 5 is preferably, as shown in the figures, on the connecting element 3rd arranged and has an electrically conductive contact with the connecting element 3rd on. In the embodiment, the sleeve 5 on the connector 3rd arranged by being on the connector 3rd lies on. The sleeve 5 can with the fastener 3rd be cohesively connected, for example by means of a soldered, sintered or welded connection. In the embodiment, the sleeve has 5 with the connecting element 3rd no integral connection. The sleeve 5 can also on the connector 3rd arranged and an electrically conductive contact with the connecting element 3rd exhibit by between sleeve 5 and the connecting element 3rd a soldering, sintering or welding layer is arranged. If the sleeve 5 not on the connector 3rd is then arranged between the sleeve 5 and the connecting element 3rd an air gap may be arranged.

Die Hülse 5 besteht vorzugsweise zumindest im Wesentlichen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Die Hülse 5 kann eine Silberbeschichtung aufweisen. Das Dichtelement 6 und die Hülse 5 sind im Rahmen des Ausführungsbeispiels hohlzylinderförmig ausgebildet, wobei das Stiftelement 7 vorzugsweise eine kreisförmige Querschnittsfläche aufweist. Das Verbindungselement 3 weist vorzugsweise eine Verbindungselementausnehmung 18 auf, durch dass das Stiftelement 7 hindurchverläuft. Die Leistungshalbleitereinrichtung 30 weist vorzugsweise einen Haltekörper 17 auf, wobei das Stiftelement 7 mit dem Haltekörper 17 verdrehsicher verbunden ist, insbesondere in den Haltekörper 17 eingespritzt ist. Der Haltekörper 17 ist vorzugsweise auf der Grundplatte 31 angeordnet und vorzugsweise mit der Grundplatte 31, z.B. mittels einer Schraubverbindung, verbunden.The sleeve 5 preferably consists at least essentially of copper or a copper alloy. The sleeve 5 can have a silver coating. The sealing element 6 and the sleeve 5 are formed in the shape of a hollow cylinder within the scope of the exemplary embodiment, the pin element 7 preferably has a circular cross-sectional area. The connecting element 3rd preferably has a connecting element recess 18th on through that the pin element 7 runs through. The power semiconductor device 30th preferably has a holding body 17th on, the pin element 7 with the holding body 17th is connected against rotation, in particular in the holding body 17th is injected. The holding body 17th is preferably on the base plate 31 arranged and preferably with the base plate 31 , for example by means of a screw connection.

Die Hülse 5 weist eine Schneide 5a auf. Die Schneide 5a ist an einem dem Verbindungselement 3 abgewandten Ende der Hülse 5 angeordnet.The sleeve 5 has a cutting edge 5a on. The cutting edge 5a is on the connecting element 3rd opposite end of the sleeve 5 arranged.

Bei der erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung verläuft, wie beispielhaft in 4 dargestellt, die Hülse 5 derart durch einen Teil des Dichtelements 6, dass zwischen der Schneide 5a und der dem Verbindungselement 3 abgewandten Seite 6d des Dichtelements 6 ein zur Durchtrennung mit der Schneide 5a vorgesehener Verbindungsabschnitt 6c des Dichtelements 6 angeordnet ist, wobei der Verbindungsabschnitt 6c ein zwischen der Gehäuseöffnungswand 2a und der Hülse 5 angeordnetes erstes Dichtelementteil 6a des Dichtelements 6 und ein zwischen der Hülse 5 und dem Stiftelement 7 angeordnetes zweites Dichtelementteil 6b des Dichtelements 6 verbindet. Die Hülse 5 ist zwischen dem Verbindungsabschnitt 6c des Dichtelements 6 und dem Verbindungselement 3 angeordnet.In the power semiconductor device according to the invention, as exemplarily in FIG 4th shown the sleeve 5 so through part of the sealing element 6 that between the cutting edge 5a and the connecting element 3rd opposite side 6d of the sealing element 6 one for cutting with the cutting edge 5a provided connecting section 6c of the sealing element 6 is arranged, the connecting portion 6c one between the housing opening wall 2a and the sleeve 5 arranged first sealing element part 6a of the sealing element 6 and one between the sleeve 5 and the pin element 7 arranged second sealing element part 6b of the sealing element 6 connects. The sleeve 5 is between the connecting section 6c of the sealing element 6 and the connecting element 3rd arranged.

Wie beispielhaft in 4 dargestellt, liegt eine die Dichtelementöffnung 6g begrenzende Innenwand 6b' des Dichtelements 6 an dem Stiftelement 7 an und verhindert somit das Eindringen von Schmutzpartikeln und Feuchtigkeit in das Innere des Gehäuses 2. Das zweite Dichtelementteil 6b weist vorzugsweise eine, dem Stiftelement 7 zugewandte und das Stiftelement 7 umlaufende, Auswölbung 6f auf. Hierdurch wird die Dichtwirkung des Dichtelements 6 bezüglich des Stiftelements 7 verstärkt. Das Stiftelement 7 weist vorzugsweise eine umlaufende Nut 7a auf, wobei zumindest ein Teil der Auswölbung 6f innerhalb der Nut 7a angeordnet ist. Hierdurch wird die Dichtwirkung des Dichtelements 6 bezüglich des Stiftelements 7 weiter verstärkt.As exemplified in 4th shown, is the sealing element opening 6g delimiting inner wall 6b ' of the sealing element 6 on the pin element 7 on and thus prevents the ingress of dirt particles and moisture into the interior of the housing 2nd . The second sealing element part 6b preferably has one, the pin element 7 facing and the pin element 7 circumferential, bulge 6f on. As a result, the sealing effect of the sealing element 6 regarding the pin element 7 reinforced. The pin element 7 preferably has a circumferential groove 7a on, with at least part of the bulge 6f inside the groove 7a is arranged. As a result, the sealing effect of the sealing element 6 regarding the pin element 7 further strengthened.

Das Dichtelement 6 weist vorzugsweise an einer dem Verbindungselement 3 zugewandten Seite 6h des Dichtelements 6 eine Sacknut 14 auf, in der ein Teil der Hülse 5 angeordnet ist, wobei die Sacknut 14 nicht durch einen Schneidvorgang mittels der Schneide 5a ausgebildet ist.The sealing element 6 preferably points to the connecting element 3rd facing side 6h of the sealing element 6 a blind groove 14 on, in part of the sleeve 5 is arranged, the blind groove 14 not by cutting with the cutting edge 5a is trained.

Das Stiftelement 7 weist vorzugsweise eine Außenkante 7c auf, auf dem das zweite Dichtelementteil 6b aufliegt. Der Übersichtlichkeit halber ist die Außenkante 7c nur in 4 gestrichelt gezeichnet dargestellt. Das Stiftelement 7 kann z.B. eine Auswölbung 7d aufweisen, die die Außenkante 7c ausbildet.The pin element 7 preferably has an outer edge 7c on which the second sealing element part 6b lies on. For the sake of clarity, the outer edge is 7c only in 4th shown in dashed lines. The pin element 7 can, for example, a bulge 7d have the outer edge 7c trains.

Die erfindungsgemäße Leistungshalbleitereinrichtung wird beim Ausführungsbeispiel derart hergestellt, dass die Hülse 5 mit ihrer Schneide 5a voran in die Nut 14 des Dichtelements gedrückt wird und anschließend das Gehäuse 2 derart angeordnet wird, dass die Hülse auf dem Verbindungselement 3 angeordnet ist und das Stiftelement 7 durch die Dichtelementöffnung 6g des Dichtelements 6 hindurchverläuft. Beim Ausführungsbeispiel wird das Gehäuse 2 mittels Schrauben 19 mit der Grundplatte 31 der erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung verbunden. Dabei kann sich gegebenfalls beim Zudrehen der Schrauben 19 das Gehäuse 2 noch geringfügig in Richtung auf die Grundplatte 31 bewegen, wodurch die Schneide 5a geringfügig in das Dichtelement 6 einschneidet, wobei der zur Durchtrennung mit der Schneide 5a vorgesehener Verbindungsabschnitt 6c des Dichtelements 6 verbleibt und nicht von der Schneide 5a durchtrennt wird. The power semiconductor device according to the invention is produced in the exemplary embodiment such that the sleeve 5 with her cutting edge 5a ahead into the groove 14 of the sealing element is pressed and then the housing 2nd is arranged such that the sleeve on the connecting element 3rd is arranged and the pin element 7 through the sealing element opening 6g of the sealing element 6 runs through. In the embodiment, the housing 2nd by means of screws 19th with the base plate 31 connected to the power semiconductor device according to the invention. This can happen when the screws are tightened 19th the housing 2nd still slightly towards the base plate 31 move, causing the cutting edge 5a slightly in the sealing element 6 cuts in, which is for cutting with the cutting edge 5a provided connecting section 6c of the sealing element 6 remains and not from the cutting edge 5a is severed.

Die erfindungsgemäße Leistungshalbleitereinrichtung kann z.B. in ein Fahrzeug, wie z.B. einem Gabelstapler, oder z.B. in einen Schaltschrank eingebaut werden. Das Fahrzeug, der Schaltschrank, bzw. allgemein eine externe elektrische Komponente, die mit der die erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung elektrisch leitend verbunden werden soll, weist elektrisch leitende Laststromanschlusselemente auf, die dazu vorgesehen sind mit der erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung elektrisch leitend verbunden zu werden. Beim elektrischen Anschluss der erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung wird die Leistungshalbleiteranordnung 1 hergestellt und aus der erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung wird die Leistungshalbleitereinrichtung 30 ausgebildet.The power semiconductor device according to the invention can be installed, for example, in a vehicle, such as a forklift, or in a control cabinet, for example. The vehicle, the control cabinet, or generally an external electrical component which is to be electrically conductively connected to the power semiconductor device according to the invention, has electrically conductive load current connection elements which are intended to be electrically conductively connected to the power semiconductor device according to the invention. When the power semiconductor device according to the invention is electrically connected, the power semiconductor arrangement becomes 1 is produced and the power semiconductor device is made from the power semiconductor device according to the invention 30th educated.

Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung einer beispielhaft in den 1 bis 3 dargestellten Leistungshalbleiteranordnung 1 beschrieben.Below is a method for producing an example in the 1 to 3rd Power semiconductor arrangement shown 1 described.

In einem ersten Verfahrensschritt a) erfolgt ein Bereitstellen einer erfindungsgemäß ausgebildeten Leistungshalbleitereinrichtung. Der zur Durchtrennung mit der Schneide 5a vorgesehener Verbindungsabschnitt 6c des Dichtelements 6 ist somit noch nicht mittels der Schneide 5a durchtrennt.In a first method step a), a power semiconductor device designed according to the invention is provided. The one for cutting with the cutting edge 5a provided connecting section 6c of the sealing element 6 is therefore not yet by means of the cutting edge 5a severed.

In einem nachfolgenden Verfahrensschritt b) erfolgt ein Anordnen eines eine erste Ausnehmung 4b aufweisenden elektrisch leitenden Laststromanschlusselements 4 außerhalb des Gehäuses 2 der Leistungshalbleitereinrichtung auf dem Dichtelement 6 derart, dass das Stiftelement 7 durch die erste Ausnehmung 4b hindurch verläuft. Das Laststromanschlusselement 4 besteht vorzugsweise zumindest im Wesentlichen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung.In a subsequent method step b), a first recess is arranged 4b having electrically conductive load current connection element 4th outside the case 2nd the power semiconductor device on the sealing element 6 such that the pin element 7 through the first recess 4b runs through. The load current connector 4th preferably consists at least essentially of copper or a copper alloy.

In einem nachfolgenden Verfahrensschritt c) erfolgt ein Anordnen und Drehen eines ein Gewinde aufweisenden Krafterzeugungselements (9) auf das Gewinde des Stiftelements 7, so dass das Krafterzeugungselement 9 eine in Richtung auf die Hülse 5 wirkende Kraft F auf das Laststromanschlusselement 4 erzeugt, wodurch das Laststromanschlusselement 4 gegen die Hülse 5 gedrückt wird und von der Schneide 5a der Hülse 5 der Verbindungsabschnitt 6c des Dichtelements 6 durchtrennt wird und ein elektrisch leitender Druckkontakt 24 der Hülse 5 mit dem Laststromanschlusselement 4 ausgebildet wird. Die Schneide 5a kann dabei gegebenfalls geringfügig in das Laststromanschlusselement eindringen und sich dabei gegebenenfalls verformen. Die Hülse 5 ist elektrisch leitend mit dem Verbindungselement 3 kontaktiert. Der elektrisch leitende Kontakt zwischen Hülse 5 und dem Verbindungselement 3 kann entweder in Form eines elektrisch elektrischen leitenden stoffschlüssigen Kontakts (z.B. Löt-, Schweiß- oder Sinterverbindung) oder wie beim Ausführungsbeispiel als Druckkontakt realisiert sein. Die Hülse 5 drückt dabei gegen das Verbindungselement 3. Falls zwischen der Hülse 5 und dem Verbindungselement 3 ein Luftspalt angeordnet ist, dann wird der Luftspalt geschlossen, indem sich die Hülse 5 durch die Kraft F auf das Verbindungselement 3 zu bewegt, bis sie einen mechanischen Kontakt und somit auch einen elektrisch leitenden Kontakt mit dem Verbindungselement 3 aufweist. Das Verbindungelement 3 bildet ein Widerlager für die Hülse 5. Der Haltekörper 17 bildet ein Widerlager für das Verbindungelement 3. Das Laststromanschlusselement 4 ist über die Hülse 7 mit dem Verbindungselement 3 elektrisch leitend verbunden. Das Krafterzeugungselement 9 ist vorzugsweise als Schraubenmutter ausgebildet.In a subsequent method step c), a force generating element with a thread is arranged and rotated ( 9 ) on the thread of the pin element 7 so that the force generating element 9 one towards the sleeve 5 force F acting on the load current connection element 4th generated, causing the load current connector 4th against the sleeve 5 is pressed and by the cutting edge 5a the sleeve 5 the connecting section 6c of the sealing element 6 is cut and an electrically conductive pressure contact 24th the sleeve 5 with the load current connection element 4th is trained. The cutting edge 5a can possibly penetrate slightly into the load current connection element and possibly deform. The sleeve 5 is electrically conductive with the connecting element 3rd contacted. The electrically conductive contact between the sleeve 5 and the connecting element 3rd can be realized either in the form of an electrically electrically conductive material contact (for example a soldered, welded or sintered connection) or as in the exemplary embodiment as a pressure contact. The sleeve 5 presses against the connecting element 3rd . If between the sleeve 5 and the connecting element 3rd an air gap is arranged, then the air gap is closed by the sleeve 5 by the force F on the connecting element 3rd to moves until they make a mechanical contact and thus also an electrically conductive contact with the connecting element 3rd having. The connecting element 3rd forms an abutment for the sleeve 5 . The holding body 17th forms an abutment for the connecting element 3rd . The load current connector 4th is over the sleeve 7 with the connecting element 3rd electrically connected. The force generating element 9 is preferably designed as a screw nut.

Die Leistungshalbleiteranordnung 1 weist somit ein Leistungshalbleiterbauelement 11, eine Gehäuseöffnung 12 aufweisendes Gehäuse 2, ein innerhalb des Gehäuses 2 angeordnetes und mit dem Leistungshalbleiterbauelement 11 elektrisch leitend verbundenen elektrisch leitendes Verbindungselement 3, ein durch die Gehäuseöffnung 12 hindurchlaufendes Stiftelement 7, das zumindest außerhalb des Gehäuses 2 eine Gewinde aufweist, ein zwischen einer die Gehäuseöffnung 12 begrenzenden, um das Stiftelement 7 umlaufenden Gehäuseöffnungswand 2a des Gehäuses 2 und dem Stiftelement 7 angeordnetes elastisches Dichtelement 6, und eine auf dem Verbindungselement 3 angeordnete und mit dem Verbindungelement 3 elektrisch leitend kontaktierte elektrisch leitende Hülse 5 auf. Das Stiftelement 7 verläuft durch die Hülse 5 und durch eine Dichtelementöffnung 6g des Dichtelements 6 hindurch. Die Hülse 5 weist eine Schneide 5a auf, wobei die Hülse 5 durch das Dichtelement 6 verläuft und das Dichtelement 6 mittels der Schneide 5a in ein zwischen der Gehäuseöffnungswand 2a und der Hülse 5 angeordnetes erstes Dichtelementteil 6a des Dichtelements 6 und ein zwischen der Hülse 5 und dem Stiftelement 7 angeordnetes zweites Dichtelementteil 6b des Dichtelements 6 durchtrennt ist. Die Leistungshalbleiteranordnung 1 weist weiterhin eine erste Ausnehmung 4b aufweisendes elektrisch leitendes Laststromanschlusselement 4 auf, das außerhalb des Gehäuses 2 auf dem Dichtelement 6 derart angeordnet ist, dass das Stiftelement 7 durch die erste Ausnehmung 4b hindurch verläuft, wobei ein auf das Gewinde des Stiftelements 7 gedrehtes, ein Gewinde aufweisendes Krafterzeugungselement 9 der Leistungshalbleiteranordnung 1 eine in Richtung auf die Hülse 5 wirkende Kraft F auf das Laststromanschlusselement 4 erzeugt, wodurch das Laststromanschlusselement 4 gegen die Hülse 5 gedrückt angeordnet ist und ein elektrisch leitender Druckkontakt der Hülse 5 mit dem Laststromanschlusselement 4 ausgebildet ist.The power semiconductor arrangement 1 thus has a power semiconductor device 11 , a case opening 12th having housing 2nd , one inside the case 2nd arranged and with the power semiconductor device 11 electrically conductively connected electrically conductive connecting element 3rd , one through the case opening 12th pin element passing through 7 that at least outside the case 2nd has a thread, one between a housing opening 12th delimiting to the pin element 7 circumferential housing opening wall 2a of the housing 2nd and the pin element 7 arranged elastic sealing element 6 , and one on the connector 3rd arranged and with the connecting element 3rd electrically conductive contacted electrically conductive sleeve 5 on. The pin element 7 runs through the sleeve 5 and through a sealing element opening 6g of the sealing element 6 through it. The sleeve 5 has a cutting edge 5a on, with the sleeve 5 through the sealing element 6 runs and the sealing element 6 by means of the cutting edge 5a into a between the housing opening wall 2a and the sleeve 5 arranged first sealing element part 6a of the sealing element 6 and one between the sleeve 5 and the pin element 7 arranged second sealing element part 6b of the sealing element 6 is severed. The power semiconductor arrangement 1 still has a first recess 4b having electrically conductive load current connection element 4th on that outside the case 2nd on the sealing element 6 is arranged such that the pin element 7 through the first recess 4b runs through, one on the thread of the pin element 7 rotated, force-generating element having a thread 9 the power semiconductor arrangement 1 one towards the sleeve 5 force F acting on the load current connection element 4th generated, causing the load current connector 4th against the sleeve 5 is arranged pressed and an electrically conductive pressure contact of the sleeve 5 with the load current connection element 4th is trained.

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, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It should be noted at this point that, of course, features of different exemplary embodiments of the invention, as long as the features are not mutually exclusive, can be combined with one another as desired without departing from the scope of the invention.

Claims

Power semiconductor device with a power semiconductor component (11), with a housing (2) having a housing opening (12), with an electrically conductive connecting element (3) arranged inside the housing (2) and electrically conductively connected to the power semiconductor component (11), with a through the housing opening (12) extends through a pin element (7), which has a thread at least outside the housing (2), with a housing opening wall (2a) of the housing (2) which delimits the housing opening (12) and surrounds the pin element (7) 2) and the pin element (7) arranged elastic sealing element (6), with an electrically conductive sleeve (5) arranged above the connecting element (3), the pin element (7) through the sleeve (5) and through a sealing element opening (6g) of the sealing element (6) and the sleeve (5) has a cutting edge (5a), the sleeve (5) running through a part of the sealing element (6) that s between the cutting edge (5a) and a side (6d) of the sealing element (6) facing away from the connecting element (3) there is a connecting section (6c) of the sealing element (6) provided for cutting through with the cutting edge (5a), the connecting section ( 6c) a first sealing element part (6a) of the sealing element (6) arranged between the housing opening wall (2a) and the sleeve (5) and a second sealing element part (6b) of the sealing element (6) arranged between the sleeve (5) and the pin element (7) ) connects.

Power semiconductor device after Claim 1 , characterized in that the sealing element (6) is injected into the housing opening (6g).

Power semiconductor device according to one of the preceding claims, characterized in that the side (6d) of the sealing element (6) facing away from the connecting element (3) has a contour (6e).

Power semiconductor device according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing element (6) and the sleeve (5) are hollow-cylindrical and the pin element (7) has a circular cross-sectional area.

Power semiconductor device according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing element (6) on a side (6h) of the sealing element (6) facing the connecting element (3) has a blind groove (14) in which part of the sleeve (5) is arranged The blind groove (14) is not formed by a cutting process using the cutting edge (5a).

Power semiconductor device according to one of the preceding claims, characterized in that the second sealing element part (6b) has a bulge (6f) which faces the pin element (7) and surrounds the pin element (7).

Power semiconductor device after Claim 6 , characterized in that the pin element (7) has a circumferential groove (7a), at least part of the bulge (6f) being arranged within the groove (7a).

Power semiconductor device according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing element (6) consists of an elastomer.

Power semiconductor device after Claim 8 , characterized in that the elastomer consists of silicone, in particular consists of a cross-linked silicone rubber.

Power semiconductor device according to one of the preceding claims, characterized in that the pin element (7) has an outer edge (7c) on which the second sealing element part (6b) rests.

Power semiconductor device according to one of the preceding claims, characterized in that the power semiconductor device (30) has a holding body (17), the pin element (7) with the holding body (17) being secured against rotation is connected, in particular is injected into the holding body (17).

Power semiconductor device according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve (5) is arranged on the connecting element (3).

Method for producing a power semiconductor arrangement (1) with the following method steps: d) providing one according to one of the Claims 1 to 12th designed power semiconductor device, e) arranging an electrically conductive load current connection element (4) having a first recess (4b) outside the housing (2) of the power semiconductor device on the sealing element (6) such that the pin element (7) through the first recess (4b) passes through it, f) arranging and rotating a force-generating element (9) with a thread on the thread of the pin element (7), so that the force-generating element (9) exerts a force (F) acting in the direction of the sleeve (5) on the load current connection element ( 4), whereby the load current connection element (4) is pressed against the sleeve (5) and the cutting section (5a) of the sleeve (5) cuts through the connecting section (6c) of the sealing element (6) and an electrically conductive pressure contact (24) the sleeve (5) with the load current connection element (4) is formed.

Power semiconductor arrangement with a power semiconductor component (11), with a housing (2) having a housing opening (12), with an electrically conductive connecting element (3) arranged inside the housing (2) and electrically conductively connected to the power semiconductor component (11), with a through the housing element (12) extends through a pin element (7), which has a thread at least outside the housing (2), with a housing opening wall (2a) of the housing (2) which delimits the housing opening (12) and surrounds the pin element (7) and the pin element (7) arranged elastic sealing element (6), with an electrically conductive sleeve (5) arranged on the connecting element (3) and electrically conductively contacted with the connecting element (3), the pin element (7) through the sleeve (5 ) and through a sealing element opening (6g) of the sealing element (6) and the sleeve (5) has a cutting edge (5a), the sleeve (5) runs through the sealing element (6) and the sealing element (6) by means of the cutting edge (5a) into a first sealing element part (6a) of the sealing element (6) arranged between the housing opening wall (2a) and the sleeve (5) and a between the second sealing element part (6b) of the sealing element (6) which is arranged in the sleeve (5) and the pin element (7), an electrically conductive load current connection element (4) having a first recess (4b) outside the housing (2) on the sealing element (6 ) is arranged in such a way that the pin element (7) runs through the first recess (4b), a force-generating element (9) rotated onto the thread of the pin element (7) having a thread acting in the direction of the sleeve (5) Force (F) on the load current connection element (4), whereby the load current connection element (4) is arranged pressed against the sleeve (5) and an electrically conductive pressure contact of the sleeve (5) with the load current connection element (4) is formed.