DE2423070A1

DE2423070A1 - ARRANGEMENT OF A POWER SEMICONDUCTOR

Info

Publication number: DE2423070A1
Application number: DE19742423070
Authority: DE
Inventors: Friedrich Ing Kalny
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-07-06
Filing date: 1974-05-13
Publication date: 1975-01-23
Also published as: FR2236272B1; IT1022057B; FR2236272A1

Description

Arrangement of a power semiconductor

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Leistungshalbleiters an einem der Wärmeabfuhr dienenden, brührbaren metallischen Geräteaußenteil.The invention relates to an arrangement of a power semiconductor on one of the heat-dissipating, heatable metallic device outer part.

In Geräten mit Leistungshalbleitern ist es oft erforderlich, die Abfuhr der in den Regel- und Stellgliedern entstehenden Verlustwärme an die Umgebung des Gerätes durch besondere Maßnahmen zu begünstigen, was jedoch Schwierigkeiten bereitet, wenn zusätzlich eine Betriebs- oder Schutzisolation um die metallischen Teile der Halbleiterbauelemente erzielt werden soll, da elektrische Isolation auch wärmeisolierend wirkt. Dazu ist es üblich, unter den Bauelementen Glimmer- oder Kunst st off zwischenlagen anzubringen, die von den Halbleiterherstellern geliefert werden. Diese Zwischenlagen haben zufolge der kleinen Berührungsfläche trotz ihrer Auslegung auf Betriebsisolation bereits einen großen Wärmedurchgangswiderstand. Es ist weiters bekannt, die Halbleiterbauelemente tragende Montagewinkel mittels mit Kunstharz getränkter Glasfasermatten an eine Montagefläche zu kleben; dabei sind große Schichtdicken erforderlich und es sind auch Lufteinschlüsse und damit Inhomogenitäten in der Isolierschicht nicht auszuschließen. In devices with power semiconductors it is often necessary the dissipation of the heat losses occurring in the control and actuating elements to the environment of the device through special To favor measures, which, however, creates difficulties if operational or protective insulation around the metallic parts of the semiconductor components is also achieved should, since electrical insulation also has a heat-insulating effect. For this purpose, it is common to use mica or Plastic liners to be attached by the semiconductor manufacturers to be delivered. As a result of the small contact area, these intermediate layers have, despite their design Operational insulation already has a large heat transfer resistance. It is also known, the semiconductor components Supporting mounting brackets using fiberglass mats soaked with synthetic resin glue to a mounting surface; great layer thicknesses are required and there are also air pockets and thus inhomogeneities in the insulating layer cannot be ruled out.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Montageanordnung zu schaffen, die eine gute Wärmeabfuhr vom Leistungshalbleiter mit einer Betriebsisolation und einer einfachen Montage vereinigt.The invention is based on the object of a mounting arrangement to create that good heat dissipation from the power semiconductor with an operational insulation and a simple Assembly united.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst} daß der Leistungshalbleiter unmittelbar mit einem metallischen Körper verbunden ist, welcher seinerseits mit einer Fläche, die wesentlicherößer ist als seine Berührungsfläche mit dem Halbleiter, unter Verwendung einer elektrisch isolierenden Zwischenlage mit dem metallischen Geräteaußenteil verbunden ist. .According to the invention, this object is achieved in that the power semiconductor is directly connected to a metallic one Body is connected, which in turn with a surface that is substantially larger than its contact surface with the semiconductor, connected to the metallic device outer part using an electrically insulating intermediate layer is. .

Zur Erzielung eines besonders guten Wärmeübergangs und trotzdem platzsparenden Aufbaues erweist es sich als vorteilhaft, den Körper plattenförmig auszubilden. Als isolierende Zwischenlage eignet sich zweckmäßig eine Isolierstoff olie, die gegebenenfalls ein - oder zweiseitig klebend ausgebildet sein kann.To achieve particularly good heat transfer and Despite the space-saving structure, it proves to be advantageous to design the body in the form of a plate. As an insulating A suitable intermediate layer is an insulating material which is optionally adhesive on one or both sides can be formed.

Es ist aber auch, wenn Schrauben oder Klebestellen vermieden werden sollen, gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorteilhaft, den Leistungshalbleiter und/oder den Körper durch ein elastisches Element, insbesondere eine Feder, an den Geräteaußenteil anzudrücken. Zur Vermeidung von Funk=- störspannungen ist es zweckmäßig, eine metallische Zwischenlage zwischen der elektrisch isolierenden Zwischenlage und dem Geräteaußenteil anzuordnen.However, it is also according to a further feature of the invention if screws or glue points are to be avoided advantageous to the power semiconductor and / or the body by an elastic element, in particular a spring to press the outer part of the device. To avoid radio frequency = - interference voltages, it is useful to place a metallic intermediate layer between the electrically insulating intermediate layer and to be arranged on the outside of the device.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung dargestellt.Various embodiments of the invention are shown in FIGS. 1 and 2 of the drawing.

Prinzipiell liegt, wie in Fig. 1 dargestellt, der Leistungshalbleiter 1, dessen Verlustleistung abzuleiten ist,mit einer Fläche an einem metallischen Körper 2 an, welcher die Verlustleistung längs dieser Berührungsfläche übernimmt und sie entlang der durch eine Zwischenlage 3 elektrisch vom Geräteaußenteil4 isolierten Berührungsfläche verteilt. Durch die metallische Leitfähigkeit des Körpers 2 ist für diese Wärmeverteilung nur eine geringfügige Temperaturdifferenz erforderlich. Da der Körper2 mit einer gegenüber In principle, as shown in FIG. 1, the power semiconductor 1, the power loss of which is to be derived, is also present a surface on a metallic body 2, which takes over the power loss along this contact surface and they are distributed along the contact surface, which is electrically isolated from the device outer part 4 by an intermediate layer 3. Due to the metallic conductivity of the body 2, only a slight temperature difference is required for this heat distribution. Since the body2 with an opposite

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- 3 - VPA 73/9813- 3 - VPA 73/9813

der Berührungsfläche mit dem Leistungshalbleiter 1 wesentlich vergrößerten Fläche über die elektrisch isolierende Zwischenlage 3 an dem Gehäuseteil 4 anliegt, wird bei gleich dicker Isolierzwischenlage für den Wärmestrom durch diese Isolierzwischenlage nur eine entsprechend verringerte Temperaturdifferenz benötigt. Die Veründung des Leistungshalbleiters 1 mit dem Körper 2 erfolgt bei der Ausführung nach Fig.. 1 durch Verschraubung, während der Körper 2 mit der Zwischenlage 3 und diese mit dem Geräteaußenteil durch Verklebung verbunden ist.the contact area with the power semiconductor 1 is significantly increased area over the electrically insulating Intermediate layer 3 rests on the housing part 4, is equal to thicker insulating layer for the heat flow through this insulating layer only a correspondingly reduced Temperature difference required. The ignition of the power semiconductor 1 with the body 2 takes place during execution according to Fig. 1 by screwing, while the body 2 with the intermediate layer 3 and this with the device outer part Bonding is connected.

Eine andere Art der Befestigung :_ zeigt die Ausführung nach Fig. 2. Dort sind die Teile 1 bis 4 durch eine Feder 5 zusammengehalten und aneinandergepreßt. Die Feder 5 kann entweder» wie dargestellt, in Form eines Bügels ausgebildet sein oder aber auch die Form einer Klammer oder dgl. aufweisen. Another type of fastening: _ shows the embodiment according to FIG. 2. There parts 1 to 4 are held by a spring 5 held together and pressed together. The spring 5 can either »as shown, in the form of a bracket be or also in the form of a bracket or the like. Have.

6 Patentansprüche
2 Figuren6 claims
2 figures

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Claims

Arrangement of a power semiconductor on a touchable metallic external device part serving for heat dissipation, characterized in that the power semiconductor is directly connected to a metallic body is connected, v / elcher in turn with an area that is significantly larger than its contact area with the semiconductor, using an electrically insulating intermediate layer with the metallic outer part of the device connected is.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the body is plate-shaped.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that an insulating film serves as the insulating intermediate layer.

4. Arrangement according to claim 1 to 3 »characterized in that one or both sides as an insulating intermediate layer adhesive film is used.

5. Arrangement according to claim 1, characterized in that the power semiconductor and / or the body by an elastic Element, in particular a spring, can be pressed against the outer part of the device.

6. Arrangement according to claim 1, characterized in that a metallic to avoid radio interference voltages Intermediate layer is arranged between the electrically insulating intermediate layer and the device outer part.

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