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Die Erfindung beschreibt eine Anordnung mit einem Gehäuse und einer elektrisch leitenden Kontaktfeder, wobei diese längs ihrer Sollfederrichtung eine erste und eine zweite orthogonale Hauptebene aufweist, wobei das Gehäuse einen Federschacht zur Aufnahme der Kontaktfeder aufweist, und wobei dieser Federschacht ebenfalls eine erste und eine zweite Hauptebene aufweist, die mit der jeweiligen Hauptebene der Kontaktfeder zusammenfallen. Weiterhin beschreibt die Erfindung ein Leistungshalbleitermodul mit einer derartigen Anordnung und mit einem leistungselektronischen Substrat, das eine Leiterbahn aufweist, wobei das Substrat in dem Gehäuse angeordnet ist.
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Die
DE 10 2007 024 160 A1 offenbart ein Leistungshalbleitermodul mit einem Substrat und einem Gehäuse, wobei das Substrat eine Leiterbahnen bildende Metallstruktur und mit dieser mittels Bondverbindungselementen kontaktierte Leistungshalbleiterchips und das Gehäuse Durchgangskanäle für Druckkontakt-Federelemente aufweist. Zur Erhöhung der Leistungsdichte auf dem Substrat des Leistungshalbleitermoduls wird offenbart, dass die Druckkontakt-Federelemente direkt und unmittelbar mit den Bondverbindungselementen der Leistungshalbleiterchips bzw. an den Kontaktstellen der Bondverbindungselemente mit den Leistungshalbleiterchips und/oder mit den Leiterbahnen kontaktiert sind.
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Die WO 2015/ 020 176 A1 offenbart einen Verbindungsanschluss für ein Leistungsmodul, das mit einem Halbleiterelement und einem Substrat versehen ist, auf dem das Halbleiterelement montiert ist. Weiterhin offenbart ist eine externe Schaltung, die mittels des Verbindungsanschluss mit dem Substrat dauerhaft elektrisch verbunden ist. Der Verbindungsanschluss umfasst: ein erstes Kontaktteil, das mit einer auf dem Substrat bereitgestellten Leiterbahn in Kontakt steht; ein zweites Kontaktteil, das mit einer Leiterbahn in Kontakt steht, die auf der externen Schaltung vorgesehen ist; und ein Verbindungsteil, das mit den ersten und zweiten Kontaktteilen an beiden Enden verbunden ist, eine einheitliche Breite hat und sich zu einer Zickzackform erstreckt, die durch sich wiederholende gekrümmte Abschnitte gebildet wird, die in entgegengesetzte Richtungen vorstehen.
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Die
DE 10 2011 017 500 A1 offenbart ein Leistungshalbleitermodul mit einem elektrisch isolierenden Substrat zur Anordnung mit einer Leiterplatte, die vom Substrat durch ein Gehäuse beabstandet ist. Auf der der Leiterplatte zugewandten Innenseite des Substrates sind erste Leiterbahnen und an diesen Leistungshalbleiterbauelemente kontaktiert, die durch ein Steuer-IC-Bauelement ansteuerbar sind. Auf der dem Substrat zugewandten Innenseite der Leiterplatte sind zweite Leiterbahnen vorgesehen. Im Gehäuse sind zwischen den ersten und den zweiten Leiterbahnen federnde Verbindungselemente mittels eines formstabilen Druckkörpers druckkontaktiert. Eine optimale elektromagnetische Verträglichkeit wird dadurch erreicht, dass an der Innenseite des Substrates zusätzlich zu den ersten Leiterbahnen auch IC-Leiterbahnen und das Steuer-IC-Bauelement vorgesehen sind.
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Die
DE 10 2006 021 412 B3 offenbart ein Leistungshalbleitermodul mit einem elektrisch isolierenden Substrat zur Anordnung mit einer Leiterplatte, die vom Substrat durch ein Gehäuse beabstandet ist. Auf der der Leiterplatte zugewandten Innenseite des Substrates sind erste Leiterbahnen und an diesen Leistungshalbleiterbauelementen kontaktiert, die durch ein Steuer-IC-Bauelement ansteuerbar sind. Auf der dem Substrat zugewandten Innenseite der Leiterplatte sind zweite Leiterbahnen vorgesehen. Im Gehäuse sind zwischen den ersten und den zweiten Leiterbahnen federnde Verbindungselemente mittels eines formstabilen Druckkörpers druckkontaktiert. Eine optimale elektromagnetische Verträglichkeit wird dadurch erreicht, dass an der Innenseite des Substrates zusätzlich zu den ersten Leiterbahnen auch IC-Leiterbahnen und das Steuer-IC-Bauelement vorgesehen sind.
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In Kenntnis des genannten Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung mit einem Gehäuse und einer elektrisch leitenden Kontaktfeder vorzustellen, wobei die Kontaktfeder auf zwei unterschiedliche Weisen in einem zugeordneten Federschacht anordenbar ist, wie auch ein Leistungshalbleitermodul mit einer derartigen Anordnung zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anordnung mit einem Gehäuse und einer elektrisch leitenden Kontaktfeder, wobei diese längs ihrer Sollfederrichtung eine erste und eine zweite orthogonale Hauptebene aufweist, wobei sie zur ersten Hautebene, x-z-Ebene, symmetrisch und zur zweiten Hauptebene, x-y-Ebene, wie auch zu einer Drehung um 180° um die Sollfederrichtung asymmetrisch ausgebildet ist, wobei das Gehäuse einen Federschacht zur Aufnahme der Kontaktfeder aufweist, und wobei dieser Federschacht ebenfalls eine erste und eine zweite Hauptebene aufweist, die mit der jeweiligen Hauptebene der Kontaktfeder zusammenfallen und wobei der Federschacht bezüglich beider Hauptebenen symmetrisch ausgebildet ist und wobei die Kontaktfeder mittels eines entgegen der Sollfederrichtung wirkenden ersten Rückhaltemittels in dem zugeordneten Federschacht verliersicher angeordnet ist.
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Die genannte Asymmetrie besteht somit bezüglich einer Spiegelung an der zweiten Hauptebene wie auch bezüglich einer Drehung um 180° um die Sollfederrichtung.
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Bei einem Federschacht, wobei dessen größter Abschnitt einen rechteckigen Querschnitt aufweist, liegt dessen erste Hauptebene des Federschachts in y-Richtung mittig dem Federschacht, während dessen zweite Hauptebene senkrecht hierauf steht und mittig in x-Richtung liegt.
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Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn die Kontaktfeder aufgrund der Symmetrie des Federschachts zu seiner zweiten Hauptebene unverdreht als auch um 180° verdreht um ihre Sollfederrichtung in dem Federschacht anordenbar ist.
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Grundsätzlich kann es vorteilhaft sein, wenn die Kontaktfeder einen ersten und einen zweiten elektrischen Kontaktabschnitt und einen dazwischen angeordneten Federabschnitt aufweist und vorzugsweise der erste Kontaktabschnitt eine entgegen der Sollfederrichtung angeordnete Kontaktfläche und der zweite Kontaktabschnitt eine in Sollfederrichtung angeordnete Kontaktfläche aufweist. Unter einer entgegen der Sollfederrichtung angeordneter Kontaktfläche soll hierbei verstanden werden, dass die Kontaktfläche zumindest einen Abschnitt aufweist, dessen Normalenvektor entgegengesetzt zur Sollfederrichtung zeigt. Unter einer in Sollfederrichtung angeordneter Kontaktfläche soll hierbei verstanden werden, dass die Kontaktfläche zumindest einen Abschnitt aufweist, dessen Normalenvektor in Richtung der Sollfederrichtung zeigt. Hierbei kann es zudem vorteilhaft sein, wenn der zweite Kontaktabschnitt bei unverdrehter gegenüber verdrehter Anordnung innerhalb der ersten Hauptebene der Kontaktfeder relativ zur zweiten Hauptebene, also in x-Richtung, versetzt angeordnet ist.
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Es ist besonders vorteilhaft, wenn explizit auch bereits der Federabschnitt zur zweiten Hauptebene, x-y-Ebene, wie auch zu einer Drehung um 180° um die Sollfederrichtung asymmetrisch ausgebildet ist.
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Es kann vorteilhaft sein, wenn die Kontaktfeder mittels eines in Sollfederrichtung wirkendes zweites Rückhaltemittels in dem zugeordneten Federschacht verliersicher angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das erste und zweite Rückhaltemittel als ein einziges Gesamtrückhaltemittel ausgebildet sind. Unter verliersicher ist hierbei natürlich zu verstehen, dass das Rückhaltemittel in Bezug auf seine Wirkrichtung das Herausfallen der Kontaktfeder aus dem Federschacht verhindert.
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Hierbei kann das erste Rückhaltemittel als eine Verengung des Federschachts bezüglich seiner ersten Hauptebene und im Lagebereich des ersten Kontaktabschnitts ausgebildet sein.
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Auch kann das erste Rückhaltemittel mit dem Federabschnitt der Kontaktfeder zusammenwirken.
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Es kann hierzu bevorzugt sein, wenn ein Zapfen mit einem Verlauf in y-Richtung und einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet als mindestens eines der Rückhaltemittel ausgebildet ist.
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Gleichfalls kann es bevorzugt sein, wenn eine Verengung des Schachts in x-Richtung entweder als mindestens eines der Rückhaltemittel und gleichzeitig oder alternativ als ein Positioniermittel des ersten Kontaktabschnitts der Kontakter in x-Richtung ausgebildet ist.
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Zudem kann es bevorzugt sein, wenn eine Verengung des Schachts in y-Richtung als mit dem Federabschnitt zusammenwirkendes zweites Rückhaltemittel ausgebildet ist.
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Besonders bevorzugt ist es dann, wenn eine lichte Breitenausdehnung des als Verengung ausgebildeten Positioniermittels größer ist als eine Breitenausdehnung des als Zapfen ausgebildeten zweiten Rückhaltemittels. Dabei ist es bevorzugt, wenn in Projektion in Sollfederrichtung die Breitenausdehnung des Zapfens vollständig innerhalb der lichten Breitenausdehnung der Verengung liegt.
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Grundsätzlich kann es bevorzugt sein, wenn die vorzugsweise als Hochstromkontaktelement mit einer Stromtragfähigkeit von mehr als 10A ausgebildete Kontaktfeder ausgebildet ist aus einem bandförmigen Metallkörper mit rechteckigem Querschnitt und Verformungen, insbesondere zwei S-förmigen Verformungen, dieses Metallkörpers zur Ausbildung des Federabschnitts. Hierbei kann es bevorzugt sein, wenn zwischen zwei Verformungen des Federabschnitts ein Verbindungsabschnitt angeordnet ist, der mit einer Hauptseite an einer zur zweiten Hautebene des Federschachts parallelen ersten Innenwand des Federschachts anliegt. Auch kann es bevorzugt sein, wenn der zweite Kontaktabschnitt mit einer Hauptseite an einer zweiten, der ersten gegenüberliegenden und zur zweiten Hautebene des Federschachts parallelen, Innenwand des Federschachts anliegt. Unter dem Begriff anliegen wird hier explizit keine kraftschlüssige Verbindung verstanden, da der Federabschnitt in Sollfederrichtung beweglich gegenüber dem Federschacht sein muss. Das Anliegen dient hier der Positionierung in x-Richtung wie auch zur Führen der Bewegung in z-Richtung.
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Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch ein Leistungshalbleitermodul mit einer oben genannten erfindungsgemäßen Anordnung und mit einem leistungselektronischen Substrat, das eine Leiterbahn aufweist, wobei das Substrat in dem Gehäuse angeordnet ist.
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Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn der zweite Kontaktabschnitt, insbesondere dessen Kontaktfläche, einen elektrisch leitenden, vorzugsweise kraftschlüssigen, Kontakt mit der Leiterbahn aufweist.
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Es kann vorteilhaft sein, wenn der zweite Kontaktabschnitt bei unverdrehter Anordnung einen elektrisch leitenden Kontakt mit einer ersten Leiterbahn und bei verdrehter Anordnung mit einer zweiten Leiterbahn aufweist.
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Auch kann es vorteilhaft sein, wenn das Gehäuse eine Mehrzahl, vorzugsweise matrixartig angeordneter, Federschächte aufweist, und wobei in mindestens einem dieser Federschächte eine Kontaktfeder unverdreht und in einem weiteren dieser Federschächte mindestens eine Kontaktfeder verdreht angeordnet ist. Weiterhin kann es hierbei vorteilhaft sein, wenn mindestens einer dieser Federschächte unbestückt ist, also keine Kontaktfeder darin angeordnet ist.
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Selbstverständlich können, sofern dies nicht explizit oder per se ausgeschlossen ist oder dem Gedanken der Erfindung widerspricht, die jeweils im Singular genannten Merkmale oder Gruppen von Merkmalen, beispielhaft die Kontaktfeder und der jeweils zugeordnete Federschacht, mehrfach in der erfindungsgemäßen Anordnung oder dem erfindungsgemäßen Leistungshalbleitermodul vorhanden sein.
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Es versteht sich, dass die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung, unabhängig davon ob sie in Zusammenhang mit der Anordnung oder mit dem Leistungshalbleitermodul genannt sind, einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein können, um Verbesserungen zu erreichen. Insbesondere sind die vorstehend und im Folgenden genannten und erläuterten Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Weitere Erläuterungen der Erfindung, vorteilhafte Einzelheiten und Merkmale, ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den 1 bis 10 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung, oder von jeweiligen Teilen hiervon.
- 1, 7 und 9 zeigen eine Anordnung gemäß dem Stand der Technik und ein Leistungshalbleitermodul hiermit in verschiedenen Ansichten.
- 2, 3, 5 und 6 zeigen jeweils verschiedene Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Anordnung in Kombination mit einem Substrat eines Leistungshalbleitermoduls.
- 4 zeigt einige weitere Details der Ausgestaltung gemäß 3.
- 8 zeigt ein erfindungsgemäßes Leistungshalbleitermodul.
- 10 zeigt eine Anordnung gemäß 2 in dreidimensionaler Schnittansicht.
- 1, 7 und 9 zeigen eine Anordnung gemäß dem Stand der Technik und ein Leistungshalbleitermodul hiermit in verschiedenen Ansichten. Das in dreidimensionaler Schnittansicht dargestellte Leistungshalbleitermodul 7 gemäß 9 umfasst ein becherförmiges Gehäuse 2 mit einem hierin angeordneten leistungselektronischen Substrat 6, das somit den Deckel des becherförmigen Gehäuses 2 bildet. Dieses Substrat 6 ist ein fachübliches, auf einer Isolierkeramik basierendes Substrat mit einer Mehrzahl von Leiterbahnen 60,62, vgl. 1. Auf den Leiterbahnen 60,62 sind Leistungshalbleiterbauelement angeordnet und schaltungsgerecht verbunden.
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Die externen, also vom Substrat 2 nach außen reichend Anschlusselemente sind als Hochstromkontaktelemente und genauer als Kontaktfeder 4 ausgebildet. Derartige Kontaktfedern 4 können Ströme von 10A und mehr leiten.
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Jede der Kontaktfedern 4 ist in einem Federschacht 3 des Gehäuses 2 angeordnet. Diese Federschächte 3 sind derart ausgebildet, dass die zugeordnete Kontaktfeder 4 von der offenen Seite des becherförmigen Gehäuses 2 in den Federschacht 3 eingeschoben werden kann. 7 zeigt ein grundsätzlich identisch ausgestaltetes Leistungshalbleitermodul 7 in zweidimensionaler Schnittansicht, wobei hier die Kontaktfedern 4 geringfügig unterschiedlich ausgebildet sind.
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1 zeigt die Lage eine Kontaktfeder 4 im zugeordneten Federschacht 3. Die Kontaktfeder 4 selbst weist hierbei einen ersten elektrischen Kontaktabschnitt 40 auf, der teilweise aus dem Federschacht 3 und damit aus dem Gehäuse 2 herausragt, vgl. auch 7 und 9. Die Kontaktfeder 4 weist weiterhin einen zweiten elektrischen Kontaktabschnitt 44 zur elektrisch leitenden Verbindung mit einer Leiterbahn 60,62 des Substrats auf. Zwischen den beiden Kontaktabschnitten ist ein Federabschnitt 42 angeordneten.
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Nach dem Einbringen der Kontaktfeder 4 in den Federschacht 3 ist diese verliersicher dort angeordnet, da zwei Rückhaltemittel 20,22 des Gehäuses 2 die Kontaktfeder 4 gegen Herausfallen absichern.
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2, 3, 5 und 6 zeigen jeweils verschiedene Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Anordnung 1 in Kombination mit einem Substrat 6 eines Leistungshalbleitermoduls. Dargestellt ist jeweils ein Federschacht 3 mit einer darin angeordneten Kontaktfeder 4, wobei das zugrundeliegende Leistungshalbleitermodul in diesen Ausführungsbeispielen denjenigen gemäß 1, 7 und 9 gleicht, selbstverständlich ohne die erfinderischen Unterschiede. Im linken Teil der jeweiligen Figur ist eine Einbaulage der Kontaktfeder 4 dargestellt, im rechten Teil eine ist eine alternative Einbaulage und, gestrichelt, nochmals die des linken Teils dargestellt.
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2 zeigt eine Anordnung 1 mit einem Gehäuse 2 und einer in einem Federschacht 3 angeordneten Kontaktfeder 4, sowie zusätzlich ein leistungselektronisches Substrat 6 eines Leistungshalbleitermoduls 7. 10 zeigt diese Anordnung in dreidimensionaler Schnittansicht.
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Die elektrisch leitende Kontaktfeder 4 weist einen ersten und einen zweiten elektrischen Kontaktabschnitt 40,44 und einen dazwischen angeordneten Federabschnitt 42 auf. Der aus dem Gehäuse 2 teilweise herausragende erste Kontaktabschnitt 40 weist eine Kröpfung auf und dient mit einer dort angeordneten Kontaktfläche 400 der elektrisch leitenden kraftschlüssigen Verbindung zu einer Leiterplattenleiterbahn einer parallel zum Substrat 6 angeordneten, nicht dargestellten Leiterplatte. Der zweite Kontaktabschnitt 44 dient mit einer dort angeordneten Kontaktfläche 440 der elektrisch leitenden kraftschlüssigen Verbindung zu einer ersten Leiterbahn 60 des Substrats 6. Die Sollfederrichtung 5 der Kontaktfeder 4 ist die negative z-Richtung. Durch Krafteinleitung auf die Leiterplatte wird die Kontaktfeder 4, genauer deren Federabschnitt 42 gespannt, wobei sich der erste Kontaktabschnitt 40 in Sollfederrichtung 5 auf das Substrat 6 zu bewegt, wodurch die jeweiligen kraftschlüssigen elektrisch leitenden Verbindungen ausgebildet werden. Die Gegenkraft wird durch den Federabschnitt 42 der Kontaktfeder 4 erzeugt. Diese Ausgestaltung gilt auch für die weiteren Ausführungsbeispiele gemäß den 3, 5 und 6.
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Der Federschacht 3 besitzt hier eine quaderförmige Grundform, die als in z-Richtung durch das Gehäuse 2 hindurch reichende Ausnehmung ausgebildet ist. In y-Richtung reicht ein Zapfen 200 durch den Federschacht 3 hindurch, wodurch der Federschacht 3 noch zwei, statt der Quadern vorhandenen drei, Spiegelebenen, die erst und zweite Hauptebene, aufweist, Die erste Hauptebene ist hier gebildet durch die x-z-Ebene, während die zweite Hauptebene 30 durch die x-y-Ebene gebildet ist.
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Die elektrisch leitende Kontaktfeder 4 weist als ein Hochstromkontaktelement eine Stromtragfähigkeit von mehr als 10A auf. Hierzu ist sie ausgebildet aus einem bandförmigen Metallkörper mit rechteckigem Querschnitt und zwei S-förmigen Verformungen, dieses Metallkörpers zur Ausbildung des Federabschnitts 42. Somit weist diese Kontaktfeder 4 nur eine Spiegelebene auf, wodurch sie bezüglich ihrer mit derjenigen des Federschacht 3 zusammenfallenden ersten Haupteben symmetrisch und bezüglich ihrer mit derjenigen des Federschacht 3 zusammenfallenden zweiten Haupteben 30 wie auch zu einer Drehung um 180° um die Sollfederrichtung 5 asymmetrisch ausgebildet ist. Die Sollfederrichtung 5 der Kontaktfeder 4 liegt parallel zu beiden Hauptebenen und bildet die Schnittgerade dieser beider Hauptebenen aus.
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Aufgrund der genannten Symmetrieeigenschaften des Federschachts 3 und der Kontaktfeder 4 kann die Kontaktfeder 4 in zwei Einbaulagen im Federschacht 3 angeordnet werden, wobei die beiden Einbaulagen durch Drehung um 180° um die Sollfederrichtung 5 ineinander übergehen. Als unverdreht soll hier die links dargestellte Einbaulage verstanden werden, während rechts die verdrehte und gleichzeitig gestrichelt auch noch die unverdrehte, Einbaulage dargestellt ist.
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Zwischen den beiden S-förmigen Verformungen des Federabschnitts 42 ist ein Verbindungsabschnitt angeordnet ist, der mit einer Hauptseite 426 an einer zur zweiten Hautebene des Federschachts 3 parallelen ersten Innenwand 326 des Federschachts 3 anliegt. Der Federabschnitt 42 der Kontaktfeder 4 weist somit selbst, nicht nur die Kontaktfeder 4 in ihrer Gesamtheit, eine asymmetrische Ausbildung zur zweiten Hauptebene 30 wie auch zu einer Drehung um 180° um die Sollfederrichtung 5 auf. Der zweite Kontaktabschnitt 44 liegt in einem Abschnitt mit einer Hauptseite 446 an einer zweiten, der ersten gegenüberliegenden und zur zweiten Hautebene des Federschachts 3 parallelen, Innenwand 346 des Federschachts 3 an.
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Durch die Ausgestaltung des Federabschnitts 42 und der gesamten Kontaktfeder 4 weist der zweite Kontaktabschnitt 44 bei unverdrehter Anordnung der Kontaktfeder 4 einen elektrisch leitenden Kontakt mit einer ersten Leiterbahn 60 des Substrats 6 auf, während bei verdrehter Anordnung der Kontaktabschnitt 44 einen elektrisch leitenden Kontakt mit einer zweiten Leiterbahn 62 des Substrats 6 aufweist. Die beiden Kontaktstellen liegen symmetrisch zur zweiten Hauptebene 30 des Federschachts 3.
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Zwischen dem Zapfen 200 und der zweiten Innenwand 346 des Federschachts 3 ist eine erste Aussparung 322 ausgebildet. Aufgrund der Symmetrie ist eine zweite spiegelsymmetrische Aussparung 324 zwischen dem Zapfen 200 und der ersten Innenwand 326 des Federschachts 3 ausgebildet. Durch die erste Aussparung 322 wird bei der Montage der Kontaktfeder 4, vgl. auch 4, deren erster Kontaktabschnitt 40 hindurchgeführt, wobei dieser in x-Richtung an einer Gleitkante des V-förmigen Abschnitts des Zapfens 200 gegenüber dem Federabschnitt 42 ausgelenkt wird und nach der Montage wieder in seine ursprüngliche, hier dargestellte Lage bezüglich des Federabschnitts 42 zurückfedert. Anschließen ist die dargestellte Anordnung ausgebildet, bei der der Zapfen 200 eine zum Substrat 6 parallele Oberfläche aufweist, die als zweites Rückhaltemittel 22 wirkt. Hierbei wirkt die Kröpfung des ersten Kontaktabschnitts 40 mit der Oberfläche des Zapfens 200 derart zusammen, dass die Kröpfung in Sollfederrichtung 5 und ohne Federbelastung der Kontaktfeder 4 auf der Oberfläche aufliegt und somit eine Bewegung der Kontaktfeder 4 aus dem Federschacht 3 in Sollfederrichtung 5 verhindert. Gleiches gilt natürlich auch für die verdrehte Einbaulage.
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Der Zapfen 200 erfüllt auch die Funktion des ersten Rückhaltemittel 20, wobei er hierzu mit dem Federabschnitt 42 zusammenwirkt. Aufgrund der Ausdehnung in x-Richtung des Federabschnitts 42 bildet der Zapfen 200 eine Barriere gegen eine Bewegung der Kontaktfeder 4 entgegen der Sollfederrichtung 5 aus dem Federschacht 3 heraus.
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Der Zapfen 200 bildet damit ein Gesamtrückhaltemittel 24 aus und bewirkt eine vollständig, also in und entgegen der Sollfederrichtung 5 wirkende, verliersichere Anordnung der Kontaktfeder 4, die insbesondere dann notwendig ist, solange das Leistungshalbleitermodul 7 nicht vollständig montiert ist und dann die Kontaktfeder 4 mit Druck beaufschlagt ist.
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3 zeigt eine weitere Anordnung 1, wobei gegenüber derjenigen gemäß 2 der Federschacht 3 an seinem äußeren Ende, also im Lagebereich des ersten Kontaktabschnitts 40 der Kontaktfeder 4 eine Verengung 304 aufweist, wobei seine o.g. Symmetrie erhalten bleibt. Die Verengung 304 dient hier vornehmlich als Positioniermittel des ersten Kontaktabschnitts 40 in x-Richtung. Die Verengung 304 weist eine lichte Breitenausdehnung 314, in x-Richtung, auf, die geringfügig größer ist als die Breitenausdehnung des ersten Kontaktabschnitts 40. Gegenüber der Ausgestaltung gemäß 2 ist somit mittels des Positioniermittel, also der Verengung 304, die Lage des ersten Kontaktabschnitts 40 der Kontaktfeder 4 in x-Richtung sowohl bei unverdrehter, wie auch verdrehter Einbaulage gleich.
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4 zeigt einige weitere Details der Ausgestaltung gemäß 3 wobei hier ein Abschnitt des Federschachts 3 und der Kontaktfeder 4 nicht in ihrer Einbaulage dargestellt sind. Dargestellt ist hier, dass die lichte Breitenausdehnung 314 der Verengung 304 in x- Richtung breiter ist eine Breitenausdehnung 214 des als Zapfen 200 ausgebildeten zweiten Rückhaltemittels 22 in x-Richtung. Zudem liegt in Projektion in Sollfederrichtung 5 die Breitenausdehnung 214 des Zapfens 200 vollständig innerhalb der lichten Breitenausdehnung 314 der Verengung. Durch beide Merkmale ist gewährleistet, dass das Gehäuse 2 mit üblichen Herstellungsverfahren für Kunststoffkörper herstellbar ist.
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Bei der Montage der Kontaktfeder 4 im Federschacht 3 des Gehäuses 2 wird die erste Kontakteinrichtung 40 zuerst an der oben beschriebenen Gleitkante des Zapfens 200 und dann noch zusätzlich an einer weiteren Gleitkante der Verengung 304 ausgelenkt und schließlich in durch den engsten Abschnitt der Verengung 304 geführt und dort positioniert.
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5 zeigt eine weitere Anordnung 1, wobei diese gegenüber derjenigen gemäß 4 keinen Zapfen aufweist. Damit wirkt die ansonsten identisch zu 4 ausgebildet Verengung 300,304 im Lagebereich des ersten Kontaktabschnitts 40 der Kontaktfeder 4 nicht nur als Positioniermittel, sondern auch als erstes Rückhaltemittel 20. Die Kontaktfeder 4 kann aufgrund ihrer Ausdehnung in x-Richtung nicht durch die Verengung hindurch.
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Die Funktion des zweiten Rückhaltemittels 22 übernimmt hier eine weitere Verengung 302 des Federschachts 3. Diese weitere Verengung 306 ist hier ausgebildet als zwei vorzugsweise symmetrisch zur ersten Hauptebene angeordnete Verformungen des Federschachts 3 im Übergangsbereich zwischen dem Federabschnitt 42 und dem zweiten Kontaktabschnitt 44 der Kontaktfeder 4. Die weitere Verengung 306 wird erst nach der Anordnung der Kontaktfeder 4 im Federschacht 3 beispielhaft durch thermische unterstütztes Verformen eines Gehäuseabschnitts ausgebildet. Die weitere Verformung wirkt mit dem Federabschnitt 42 derart zusammen, dass die Verengung 306 als Anschlag für den Federabschnitt 42 dient. Somit ist durch beide Verengungen 300,306 die Kontaktfeder 4 verliersicher im Federschacht 3 angeordnet.
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6 zeigt eine weitere Anordnung 1, wobei diese gegenüber derjenigen gemäß 5 eine unterschiedlich ausgebildet weitere Verengung 304, als zweites Rückhaltemittel, aufweist. Diese ist hier als symmetrische Einschnürung des Federschachts 3 im Lagebereich des Federabschnitts 42 der Kontaktfeder 4 ausgebildet. Der Verbindungsabschnitt zwischen den beiden S-förmigen Verformungen des Federabschnitts 42 weist hier eine zur weiteren Verengung korrespondierende Verformung auf, ohne dass die notwenige Bewegung der Kontaktfeder 4 in Sollfederrichtung 5 im Rahmen des beim Betrieb notwendigen eingeschränkt wird. Somit ist auch hier durch beide Verengungen die Kontaktfeder 4 verliersicher im Federschacht 3 angeordnet.
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8 zeigt ein erfindungsgemäßes Leistungshalbleitermodul 7 im Querschnitt und im Vergleich zum Leistungshalbleitermodul gemäß dem Stand der Technik gemäß 7. Beide Leistungshalbleitermodule 7 weisen ein oben bereites beschriebenes becherartiges Gehäuse 2 auf. Das Gehäuse 2 umschließt jeweils fachüblich ein leistungselektronisches Substrat 6 mit einer Mehrzahl von elektrischen Leiterbahnen 60,62. Auf manchen dieser Leiterbahnen 60,62 sind Leistungshalbleiterbauelement angeordnet und mittels Drahtbondverbindungen schaltungsgereicht intern verbunden. Zur externen Kontaktierung weist das jeweilige Leistungshalbleitermodul 7 eine Mehrzahl von Kontaktfedern 4 auf, die in zugeordneten Federschächten 3 des Gehäuses 2 angeordnet sind.
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Es ist bei Leistungshalbleitermodulen 7 fachüblich, dass verschiedene Schaltungstopologien mit unterschiedlichem Layout des Substrats 6 realisiert werden und gleichzeitig die Ausgestaltung des Gehäuses 2 einschließlich der Lage der Federschächte 3 zumindest für eine Mehrzahl von Schaltungstopologien identisch ausgestaltet ist.
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Unter der Voraussetzung, dass alle Federschächte 3 identisch ausgebildet sind weist die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Leistungshalbleitermoduls 7 den wesentlichen Vorteil auf, dass jeder Federschacht 3 eine Kontaktfeder 4 in zwei unterschiedlichen Einbaulagen aufnehmen kann. Hierdurch können die zweiten Kontakteinrichtungen 44 der jeweiligen Kontaktfedern 4 in x-Richtung unterschiedliche Positionen auf dem Substrat 6 einnehmen und damit Leiterbahnen an unterschiedlichen Stellen oder sogar unterschiedliche Leiterbahnen 60,62, vgl. auch 2, 6, 5, 6 kontaktieren, hier sogar ohne dass die Lage des ersten Kontaktabschnitts in beiden Einbaulagen variiert.
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Auch kann der minimale Abstand 700,702 in x-Richtung der zweiten Kontaktelemente 44 im erfindungsmäßen Leistungshalbleitermodul 7 signifikant geringer sein, als im Leistungshalbleitermodul nach dem Stand der Technik.
