DE2639979A1 - SEMI-CONDUCTOR UNIT - Google Patents

SEMI-CONDUCTOR UNIT

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Description

SEMIKRONSEMICRON

Gesellschaft für Gleichrichterbau und EleKtronik m.b 8500 Nürnberg, Wiesentalstraße 40 Telefon 0911 / 37781 - Telex 06 -22155Society for rectifier construction and electronics m.b 8500 Nuremberg, Wiesentalstraße 40 Telephone 0911/37781 - Telex 06-22155

3. September 1976 PA - Bu/au K 17605September 3, 1976 PA - Bu / au K 17605

HALBLEITERBAUEINHEITSEMI-CONDUCTOR UNIT

Die Erfindung betrifft eine Halbleiterbaueinheit mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a semiconductor module having the features according to the preamble of claim 1.

Derartige Halbleiterbaueinheiten sind aus dem DT-GBM 75 12 573 bekannt. Sie zeigen einen kompakten Aufbau und ermöglichen in vorteilhafter Weise eine Anordnung zu mehreren in gewünschter elektrischer Verschaltung, weisen jedoch auch einige Nachteile auf. So erfordert die Halterung der Isolierstoffscheibe und der mit Halbleiterplättchen versehenen Kontaktbauteile zu ihrer jeweiligen Befestigung durch Löten einen unerwünschten Verfahrensaufwand. Weiter ist die zur festen flächenhaften Auflage auf einem Kühlbauteil vorgesehene, metallische Grundplatte nicht in gewünschtem Maße plan, weil bereits bei ihrer Herstellung unvermeidliche mechanische Spannungen auftreten, die aus unterschiedlicher Wärmedehnung aneinandergrenzender Materialien resultieren. Dadurch ist der Wärmeübergang zum Kühlbauteil beeinträchtigt.Such semiconductor components are known from DT-GBM 75 12 573. They show a compact structure and enable more advantageous Way an arrangement to several in desired electrical Interconnection, however, also have some disadvantages. So requires the holder of the insulating disk and the one with semiconductor wafers provided contact components for their respective fastening by soldering an undesirable procedural effort. Next is that intended for a firm, areal support on a cooling component, metallic base plate not flat to the desired extent because it is already unavoidable mechanical stresses occur during their manufacture, those from different thermal expansion of adjoining materials result. As a result, the heat transfer to the cooling component is impaired.

Schließlich ergeben sich infolge der Wölbung der als Gehäuseteil dienenden Grundplatte beim Verbinden derselben mit dem Gehäuseoberteil durch Kleben unterschiedlich dicke Klebeschichten, wodurch beim Füllen des Gehäuses mit Isoliermasse und beim Aushärten derselben an der Klebefuge unerwünschte Spannungen entstehen, die zu einer weiteren Wölbung der Grundplatte führen.Finally, as a result of the curvature, the housing part Serving base plate when connecting the same to the upper part of the housing by gluing adhesive layers of different thicknesses, whereby when filling the housing with insulating compound and when hardening the same undesirable tensions arise at the adhesive joint that lead to lead to another curvature of the base plate.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halbleiterbaueinheit der eingangs erwähnten Art zu schaffen, deren Bauteile einen gegenüber der bekannten Anordnung rationelleren Zusammenbau ermöglichen, und deren Gehäuse eine einwandfreie gegenseitige Verbindung seiner Teile aufweist sowie einwandfreie Ableitung der Verlustwärme auf ein Kühlbauteil gewährleistet.The invention is based on the object of a semiconductor module to create of the type mentioned, the components of which allow a more rational assembly compared to the known arrangement, and their housing a proper mutual connection of its Has parts and ensures proper dissipation of the heat loss to a cooling component.

Die Lösung der Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.The solution to the problem lies in the characteristic features of the Claim 1.

Anhand der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele wird der Gegenstand der Erfindung aufgezeigt und erläutert. In Figur 1 ist eine Halbleiterbaueinheit im Schnitt dargestellt. Figur 2 zeigt in Draufsicht die erfindungsgemäß besonders ausgebildete Grundplatte der Baueinheit, Figur 3 im Ausschnitt einen Aufbau zur lagebestimmten Anordnung von Isolierstoffscheibe und Kontaktbauteil auf der Grundplatte, und in Figur 4 ist eine Halbleiteranordnung mit Baueinheiten gemäß der Erfindung in Drehstrombrückenschaltung auf einem Kühlbauteil dargestellt. Für gleiche Teile sind in allen Figuren gleiche Bezeichnungen gewählt.Using the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 to 4 the subject matter of the invention is shown and explained. In Figure 1, a semiconductor unit is shown in section. Figure 2 shows in plan view the base plate of the structural unit specially designed according to the invention; Arrangement of insulating disk and contact component on the base plate, and FIG. 4 shows a semiconductor arrangement with structural units according to the invention in a three-phase bridge circuit on a cooling component shown. The same designations are chosen for the same parts in all figures.

Die Bauform I nach Figur 1 ist auf einer wannenförmigen Grundplatte aus einem zur Wärmeleitung besonders geeigneten Metall, beispielsweise Kupfer oder Aluminium, oder aus einer Verbindung dieser Metalle oder aus einer Legierung aus diesen Metallen aufgebaut. Die Kontaktbauteile 3 und 13 als Trägerkörper je eines Halbleiterbauelements sind in gegenseitigem Abstand über eine gemeinsame, elektrisch isolierende, thermisch leitende Schicht 2, beispielsweise aus Oxidkeramik, auf der inneren Bodenfläche der Grundplatte 1 durch Löten fest aufgebracht. Es kann auch für jedes Kontaktbauteil eine derartige Schicht vorgesehen sein. Zur rationellen, lagebestimmten AnordnungThe design I according to Figure 1 is on a trough-shaped base plate from a metal particularly suitable for heat conduction, for example copper or aluminum, or from a combination of these metals or composed of an alloy of these metals. The contact components 3 and 13 as a carrier body each of a semiconductor component are at a mutual distance over a common, electrically insulating, thermally conductive layer 2, for example made of oxide ceramic, firmly attached to the inner bottom surface of the base plate 1 by soldering. There can also be one such component for each contact component Layer be provided. For a rational, positional arrangement

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der Scheibe aus Oxidkeramik 2 auf einem vorbestimmten Flächenabschnitt ist die Bodenfläche der Grundplatte mit Erhebungen 111 versehen, zwischen welchen die Scheibe 2 eingelegt ist. Grundplatte 1, Scheibe 2 und Kontaktbauteile 3, 13 sind in dieser Reihenfolge gestapelt und gegenseitig durch Löten fest verbunden. Sie weisen zu diesem Zweck jeweils einen lötfähigen metallischen Überzug auf.of the disc made of oxide ceramic 2 on a predetermined surface section the bottom surface of the base plate is provided with elevations 111, between which the disc 2 is inserted. Base plate 1, disc 2 and contact components 3, 13 are stacked and in this order firmly connected to each other by soldering. For this purpose, they each have a solderable metallic coating.

Die Seitenwand la der Grundplatte 1 ist an ihrem oberen Rand durch Bördeln an der beispielsweise abgeschrägten oder in anderer Form ausgebildeten, zugeordneten Randzone des Isolierstoffgehäuseteils 12 fest angebracht. Dazu ist das als Hohlkörper ohne Boden- und Deckplatte vorliegende Gehäuseteil 12 in seiner maximalen Ausdehnung der lichten Weite an der inneren Bodenfläche der Grundplatte 1 entsprechend angepaßt ausgebildet, so daß es, beim Zusammenbau, durch Einstecken innerhalb der Seitenwand la gehaltert ist. Die untere Randzone 12a des Gehäuseteils 12 kann zur Gewährleistung der mechanischen Stabilität bei der Herstellung der Bördelverbindung mit der Grundplatte 1 verstärkt oder beispielsweise als flanschförmiger Ansatz ausgebildet sein.The side wall la of the base plate 1 is through at its upper edge Flanging on the associated edge zone of the insulating material housing part 12, which is for example beveled or embodied in another shape firmly attached. For this purpose, the housing part 12, which is present as a hollow body without a base and cover plate, is in its maximum extent Clearance on the inner bottom surface of the base plate 1 adapted accordingly, so that it, during assembly, by plugging is supported within the side wall la. The lower edge zone 12a of the Housing part 12 can be reinforced to ensure mechanical stability when producing the flanged connection with the base plate 1 or be designed, for example, as a flange-shaped approach.

Die Erhebungen 111 auf der Bodenfläche der Grundplatte können jeweils soweit verlaufen, daß sie gleichzeitig auch, zusammen mit der Seitenwand la der Grundplatte, zur Halterung des Gehäuseteils 12 dienen und damit zur festen Anordnung des letzteren bei der Verbindung mit der Grundplatte beitragen.The elevations 111 on the bottom surface of the base plate can each so far that they run at the same time, together with the side wall la the base plate, used to hold the housing part 12 and thus for the fixed arrangement of the latter when connected to the Contribute to the base plate.

Die Kontaktbauteile 3, 13 können, gemäß der Darstellung in Figur 1, aus einem plattenförmigen Abschnitt zur Auflage auf der Oxidkeramikscheibe 2, aus einem dazu im Winkel, beispielsweise senkrecht zur Grundplatte, verlaufenden Abschnitt 3b bzw. 13b, jeweils an der Stirnseite der Baueinheit, und aus einem daran anschließenden weiteren, zur Mitte der Baueinheit hin abgewinkelten Abschnitt 3c bzw. 13c alsThe contact components 3, 13 can, as shown in Figure 1, from a plate-shaped section for resting on the oxide ceramic disk 2, from a section at an angle thereto, for example perpendicular to the Base plate, extending section 3b or 13b, each on the front side of the structural unit, and from an adjoining further, for Middle of the structural unit angled section 3c or 13c as

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Plattform für je einen Kontaktbolzen 7 bestehen. Beide Kontaktbauteile 3, 13 weisen mit ihren vorbeschriebenen Abschnitten L-förmigen Querschnitt auf. Die Abschnitte 3b, 13b und 3c, 13c dienen jeweils als Stromleiterteile für die der Grundplatte zugewandte Kontaktelektrode der Halbleiterplättchen 4 zum als Stromanschlußteil vorgesehenen Kontaktbolzen 7.Platform for one contact pin 7 each. Both contact components 3, 13 have an L-shaped cross section with their previously described sections. The sections 3b, 13b and 3c, 13c each serve as Current conductor parts for the contact electrode of the semiconductor wafer 4 facing the base plate for the contact bolt provided as a current connection part 7th

Die elektrische Reihenschaltung der beiden Halbleiterbauelemente ist dadurch hergestellt, daß das Kontaktbauteil 13 des zweiten Halbleiterbauelements 13-4-6 an seinem stegförmig ausgebildeten und treppenförmig abgewinkelten, zum ersten Halbleiterbauelement 3-4-5 gerichteten Ansatz 13a mit dem oberen Stromleiter 5 des ersten Halbleiterbauelements fest verbunden ist.The electrical series connection of the two semiconductor components is produced in that the contact component 13 of the second semiconductor component 13-4-6 on its web-shaped and step-shaped angled, to the first semiconductor component 3-4-5 directed approach 13a with the upper conductor 5 of the first semiconductor component is firmly connected.

Die Kontaktbolzen 7 sind jeweils'mit einer Gewindebohrung 27 zum Schraubanschluß von Stromleiterteilen versehen. Die Abschnitte 3c, 13c der Kontaktbauteile liegen z.B. in der Ebene parallel zu derjenigen der Grundplatte 1 und bilden je eine Stützfläche für eine beide verbindende Anschlußplatte 8 aus Isoliermaterial. Diese weist Lot- und/ oder Steckanschlußteile 31, 33 auf, die zur Verbindung der Anschlußleitungen von Schalt- und Steuerbauteilen mit den Halbleiterbauelementen dienen, in ihrer Lage durch diejenige der Halbleiterbauelemente festgelegt sind und aus der fertigen Baueinheit entsprechend herausragen.The contact bolts 7 are each provided with a threaded hole 27 for the screw connection of current conductor parts. The sections 3c, 13c of the contact components lie, for example, in the plane parallel to that of the base plate 1 and each form a support surface for a connecting plate 8 made of insulating material that connects the two. This has solder and / or plug connection parts 31 , 33, which are used to connect the connection lines of switching and control components with the semiconductor components, are determined in their position by that of the semiconductor components and protrude from the finished unit accordingly.

Schließlich ist auf der Anschlußplatte 8 auch der Kontaktbolzen 9 mit dem Kontaktbügel 10 für den oberen Stromleiter 6 des zweiten Halbleiterbauelements 13-4-6 befestigt.Finally, the contact bolt 9 with the contact clip 10 for the upper conductor 6 of the second semiconductor component is also on the connection plate 8 13-4-6 attached.

Die Kontaktbauteile und Anschlußteile können beliebige Form aufweisen und beliebig angeordnet sein, da ihre Ausbildung und Anordnung nicht Gegenstand der Erfindung ist.The contact components and connection parts can have any shape and be arranged in any way, since their design and arrangement is not the subject of the invention.

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Der aufgezeigte Aufbau ist in dem aus Gehäuseteil 12 und Grundplatte 1 bestehenden, oben offenen Gehäuse untergebracht und in Gießmasse 22 soweit eingebettet, daß die Anschlußteile der Baueinheit herausragen.The structure shown is made up of housing part 12 and base plate 1 existing, open-top housing housed and in casting compound 22 embedded so far that the connecting parts of the unit protrude.

In Figur 2 ist die erfindungsgemäße Grundplatte in Draufsicht auf die innere Bodenfläche dargestellt. Sie kann gemäß dem linken Teil der Figur streifenförmige Erhebungen 1Π aufweisen, die jeweils parallel zur Längsachse angeordnet sind. Es können Erhebungen lila an den Längsseiten und solche (HIb) an den Schmalseiten vorgesehen sein. Sie dienen zur Verhinderung einer Seitenbewegung der Oxidkeramikscheibe 2 bei deren Lötkontaktierung mit der Grundplatte 1 . An den Längsseiten der Grundplatte 1 sollen die Erhebungen geringstmögliche Breite aufweisen, die Breite der Erhebungen 111b ist unkritisch. Die Höhe der Erhebungen 111 ist gleich der oder kleiner als die Dicke der Keramikscheibe. Um bei unterschiedlichem Potential der Grundplatte 1 und der Kontaktbauteile 3, 13 eine ausreichende Überschlagsfestigkeit zwischen beiden Bauteilen zu gewährleisten, ragt die Oxidkeramikscheibe 2 an allen Seiten über die Kontaktbauteile 3,13 hinaus. Die Länge aller Erhebungen 111 ist unkritisch. Je eine Erhebung lila und 111b können auch zu einer Erhebung 111c kombiniert sein, wie dies ebenfalls in Figur 2 dargestellt ist.In Figure 2, the base plate according to the invention is in plan view of the inner floor area shown. You can according to the left part of the Figure have strip-shaped elevations 1Π, each parallel are arranged to the longitudinal axis. There can be lilac elevations on the long sides and those (HIb) on the narrow sides. They serve to prevent lateral movement of the oxide ceramic disk 2 when it is soldered to the base plate 1. On the long sides of the base plate 1, the elevations should have the smallest possible width, the width of the elevations 111b is not critical. The high of Elevations 111 is equal to or smaller than the thickness of the ceramic disk. In order to have sufficient flashover strength between the base plate 1 and the contact components 3, 13 at different potentials To ensure both components, the oxide ceramic disk 2 protrudes on all sides beyond the contact components 3, 13. The length of all bumps 111 is not critical. One elevation each purple and 111b can can also be combined to form an elevation 111c, as is also shown in FIG.

.Anstelle der Erhebungen 111 können stift- oder höckerförmige Ansätze 112 vorgesehen sein (rechte Hälfte der Figur), gegen welche sich Oxidkeramikscheibe 2 und Gehäuseteil 12 beim Einbringen abstützen..Instead of the elevations 111, pin-shaped or hump-shaped approaches 112 should be provided (right half of the figure), against which oxide ceramic disc Support 2 and housing part 12 when inserting them.

Eine andere Ausführungsform der Grundplatte 1 besteht darin, daß der zur Auflage der Oxidkeramikscheibe 2 vorgesehene Flächenabschnitt 113 vertieft ausgebildet ist. Die dadurch erzielte Verringerung der Dicke der Grundplatte 1 ergibt eine zusätzliche Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen den Kontaktbauteilen 3, 13 und dem an der äußeren Bodenfläche anliegenden Kühlbauteil.Another embodiment of the base plate 1 is that the Surface section 113 provided for supporting the oxide ceramic disk 2 is deeply trained. The resulting reduction in the thickness of the base plate 1 results in an additional improvement in the heat transfer between the contact components 3, 13 and the cooling component resting on the outer bottom surface.

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Die Grundplatte 1 kann beispielsweise durch Kaltfließpressen in der Weise hergestellt sein, daß die an die innere Bodenfläche angrenzende Schicht aus Kupfer besteht und damit eine vorteilhafte Verbindung mit der Oxidkeramikscheibe 2 ermöglicht, und daß die an die äußere Bodenfläche angrenzende Schicht aus Aluminium besteht, und damit eine vorteilhafte Verbindung mit einem angrenzenden Kühlbauteil aus Aluminium ermöglicht. Dabei ist die Dicke der Kupferteilschicht stets größer als die Tiefe der Vertiefung Π 3 zur Aufnahme der Oxidkeramikscheibe 2, und die Aluminiumteilschicht ist in einer nur durch die mechanische Festigkeit der Grundplatte 1 bestimmten, minimalen Dicke ausgebildet.The base plate 1 can, for example, by cold extrusion in the Be made in such a way that the layer adjoining the inner bottom surface consists of copper and thus an advantageous connection with the oxide ceramic disc 2 allows, and that to the outer Layer adjoining the floor surface is made of aluminum, and thus an advantageous connection with an adjoining cooling component Aluminum makes it possible. The thickness of the partial copper layer is always greater than the depth of the recess Π 3 for receiving the oxide ceramic disc 2, and the aluminum partial layer is in a minimum thickness determined only by the mechanical strength of the base plate 1 educated.

Die Grundplatte kann auch aus einer an sich bekannten Aluminium-Magnesium-Legierung bestehen und ist dann auf ihrer inneren Bodenfläche mit einem Überzug aus Nickel zur Erzielung einer Lötverbindung mit der Oxidkeramikscheibe 2 versehen.The base plate can also be made of an aluminum-magnesium alloy known per se consist and is then on its inner bottom surface with a coating of nickel to achieve a soldered connection provided with the oxide ceramic disk 2.

In Figur 3 ist im Ausschnitt eine weitere Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Anstelle von Erhebungen weist die Grundplatte 1 Bohrungen 114 auf, durchgehend oder als Vertiefungen ausgebildet. Diese dienen zur Aufnahme von bolzenförmigen Begrenzungsteilen 115, die aus elastischem Kunststoff bestehen und mit Haftsitz in den Bohrungen 114 angebracht sind. Die Begrenzungsteile 115 sind so bemessen, daß sie mit einem ersten herausragenden Längenabschnitt etwa entsprechend der Dicke der Oxidkeramikscheibe 2 diese haltern und mit einem anschließenden Längenabschnitt mit größerem Querschnitt das im Stapel folgende Kontaktbauteil justieren. Das Material der Begrenzungsteile 115 ist bei den angewandten Weichlöttemperaturen beständig und im übrigen von solcher Elastizität, daß Formänderungen beim Stapelaufbau der Bauteile unschädlich sind. Die Begrenzungsteile 115 können nach Herstellung der Lötverbindungen im Aufbau verbleiben.In Figure 3 is a further embodiment of the object in detail of the invention shown. Instead of elevations, the base plate 1 has bores 114, continuously or as depressions educated. These serve to accommodate bolt-shaped delimitation parts 115, which are made of elastic plastic and with Adhesive fit in the bores 114 are attached. The limiting parts 115 are dimensioned so that they have a first protruding length section approximately corresponding to the thickness of the oxide ceramic disk 2, this holder and with a subsequent length section with a larger Adjust the cross section of the following contact component in the stack. The material of the limiting parts 115 is at the soldering temperatures used stable and otherwise of such elasticity that changes in shape when the components are stacked are harmless. The boundary parts 115 can remain in the structure after the soldered connections have been made.

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Mit Ausbildungen der Grundplatte 1 und mit einem Aufbau jeweils gemäß der Erfindung ist eine besonders einfache Herstellung und ein einwandfreier Zusammenbau einer Halbleiterbaueinheit mit optimalem Betriebsverhalten und für vielseitigen Einsatz gewährleistet.With designs of the base plate 1 and with a structure according to FIG According to the invention, a particularly simple manufacture and perfect assembly of a semiconductor module with optimal operating behavior and guaranteed for versatile use.

Figur 4 zeigt ein Beispiel für die Anwendung von Halbleiterbaueinheiten nach der Erfindung. Auf einem Kühlbauteil 20, vorzugsweise aus Strangpressmaterial und mit gewünschtem Profil, sind mithilfe von in der Auflagefläche für die Baueinheiten angebrachten, schlitzförmigen Aussparungen 21 drei Baueinheiten gemäß der Erfindung befestigt. Zu diesem Zweck kann das Gehäuseteil 12 der Baueinheit an seinen Schmalseiten je eine Einbuchtung 12b senkrecht zur Grundplatte aufweisen, und in Fortsetzung derselben ist dann in der Grundplatte 1 je eine Durchbohrung zur Durchführung von Schrauben 23 angebracht. Die Baueinheiten können jedoch auch in der Weise ausgebildet sein, daß die Grundplatte 1 an ihren Stirnseiten über das Gehäuseteil 12 hinausragt und in dem freien Flächenabschnitt jeweils wenigstens eine Durchbohrung zur Befestigung aufweist. Weiterhin kann die Grundplatte an allen Seiten über das Gehäuseteil hinausragen und dadurch eine Rundum-Befestigung mittels Spannflansch ermöglichen. FIG. 4 shows an example of the use of semiconductor components according to the invention. On a cooling component 20, preferably made of extruded material and with the desired profile, are used of slot-shaped attached in the support surface for the structural units Recesses 21 attached to three structural units according to the invention. For this purpose, the housing part 12 of the structural unit can its narrow sides each have an indentation 12b perpendicular to the base plate have, and in continuation of the same is then in the base plate 1 each a through hole for the implementation of screws 23 attached. However, the structural units can also be designed in such a way that the base plate 1 on its end faces over the Housing part 12 protrudes and in each case has at least one through-hole for fastening in the free surface section. Farther the base plate can protrude on all sides over the housing part and thus enable all-round fastening by means of a clamping flange.

Aufgrund der besonderen Anordnung der Stromleiter (17) der Halbleiterbauelemente jeder Baueinheit sind in überraschend einfacher Weise drei Baueinheiten, die insgesamt 6 Halbleiterbauelemente jeweils in Reihenschaltung aufweisen, lediglich durch die beiden Stromschienen 22 zu einer Drehstrombrückenschaltung verbunden. Nachdem an jeder Baueinheit auch Anschlußmittel für Steuer- und Beschaltungsleitungen vorgesehen sind oder angebracht werden können (31, 33), ist bei geeignetem Profil des Kühlbauteils auf einer weiteren Seite desselben beispielsweise auf wenigstens einer im Kühlmittelstrom liegenden, mithilfe von Befestigungsnuten angebrachten Schaltungsplatte 25 ausDue to the special arrangement of the current conductors (17) of the semiconductor components of each structural unit are surprisingly simple three units, each with a total of 6 semiconductor components Have series connection, only through the two busbars 22 connected to a three-phase bridge circuit. After that, connection means for control and wiring lines are also provided on each structural unit are provided or can be attached (31, 33), is with suitable Profile of the cooling component on a further side of the same, for example on at least one lying in the coolant flow, circuit board 25 attached by means of fastening grooves

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Isoliermaterial auch die zusätzliche Anbringung von Schaltungsbauteilen (27) mit Steuer- und Beschaltungsfunktionen für die Halbleiterbaueinheiten sowie die Verbindung mit besonderen Steuersätzen in einfacher Weise möglich, beispielsweise über an sich bekannte Lot- und/oder Steckanschlußteile 28.Insulating material also allows the additional attachment of circuit components (27) with control and wiring functions for the semiconductor components as well as the connection with special tax rates possible in a simple manner, for example via solder and / or plug connection parts 28 known per se.

Der Einsatz der erfindungsgemäßen Halbleiterbaueinheit ist nicht auf die dargestellte Schaltung beschränkt. Die Halbleiterbaueinheiten können Halbleiterbauelemente mit zwei oder mehr Elektroden und mit beliebiger Struktur enthalten. Es können Baueinheiten in beliebiger Anzahl auf einem gemeinsamen Kühlbauteil verschaltet oder getrennt für Einzelschaltung angeordnet sein. Der Austausch einer Baueinheit ist in besonders einfacher Weise ohne Maßnahmen an und mit anderen Baueinheiten möglich. Weiter sind beliebige Schaltungen mit einer oder mehreren Baueinheiten je Zweig in Reihe oder parallel auch mit Anordnung von Beschaltungsgliedern erzielbar.The use of the semiconductor module according to the invention is not on the circuit shown is limited. The semiconductor components can semiconductor components with two or more electrodes and with any structure included. Any number of structural units can be interconnected or separated on a common cooling component be arranged for individual switching. A structural unit can be exchanged in a particularly simple manner without taking any measures on and with others Building units possible. Furthermore, any circuits with one or more structural units per branch in series or in parallel are also with Arrangement of wiring elements achievable.

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Claims (10)

ί 1) JHalbleiterbaueinheit, bei der zwei Halbleiterbauelemente auf einer gemeinsamen metallischen Grundplatte elektrisch isoliert und thermisch leitend in elektrischer Reihenschaltung so angeordnet sind, daß je ein dem Eingang und dem Ausgang der Reihenschaltung zugeordneter sowie ein dritter, dem Verbindungsleiter zwischen den Ha IbJ eiterbauelementen zugeordneter Stromleitungsanschluß in einer Reihe und der dritte an einem Ende der Reihe angeordnet und jeder der beiden äußeren Stromleitungsanschlüsse zusammen mit dem zugeordneten Halbleiterbauelement jeweils auf einem gemeinsamen Kontaktbauteil fest aufgebracht und mit diesem über eine Isolierstoffscheibe auf der Grundplatte befestigt sindy und bei der die Halbleiterbauelemente mit ihren Kontakt- und Anschlußbauteilen in einem aus der Grundplatte und aus einem Kunststoffteil bestehenden Gehäuse untergebracht sind, d.g. ί 1) Semiconductor unit in which two semiconductor components are electrically insulated and thermally conductive in an electrical series circuit on a common metallic base plate in such a way that one power line connection is assigned to the input and output of the series circuit and a third power line connection is assigned to the connecting conductor between the components arranged in a row and the third at one end of the row and each of the two outer power line connections, together with the associated semiconductor component, firmly attached to a common contact component and attached to the base plate via an insulating disk y and in which the semiconductor components are in contact with each other - and connecting components are housed in a housing consisting of the base plate and a plastic part, dg daß eine wannenförmlge, an ihrer äußeren Bodenfläche plane Grundplatte (l) vorgesehen ist, die an ihrer inneren Bodenfläche Ausbildungen (111, 112, 113, 114) zur Anordnung und Halterung der Isolierscheibe (2) und Kontaktbauteile (3,13) in der für den Zusammenbau der Baueinheit bestimmten Lage aufweist,that a tub-shaped plane on its outer bottom surface Base plate (l) is provided on its inner bottom surface Formations (111, 112, 113, 114) for arranging and holding the insulating washer (2) and contact components (3, 13) in the position intended for assembling the unit having, daß die der Grundplatte (1) zugewandte Randzone (12a) des Gehäuseteils (12) eine zur Verbindung mit der Grundplatte durch Bördeln geeignete Ausbildung aufweist und die Seitenwand (la) der Grundplatte (1) durch Bördeln mit der Randzone (12a) fest verbunden ist, undthat the base plate (1) facing edge zone (12a) of the Housing part (12) has a suitable design for connection to the base plate by flanging, and the side wall (la) the base plate (1) is firmly connected to the edge zone (12a) by crimping, and daß die Grundplatte (1) aus einem Material besteht, das sowohl mit Bauteilen aus Kupfer, zum Aufbau der Baueinheit, als auch mit Bauteilen aus Leichtmetall, insbesondere zur Kühlung der Baueinheit, eine dauerhaft feste Verbindung ermöglicht. 8098 10/0369that the base plate (1) consists of a material that both with components made of copper, for the construction of the unit, as well as with components made of light metal, in particular for Cooling of the structural unit, enables a permanent fixed connection. 8098 10/0369 ORIQiNAL INSPECTSORIQiNAL INSPECTS 2) Halbleiterbauemheit nach Anspruch 1, d.g. 2) semiconductor device according to claim 1, dg daß die Grundplatte auf einer durch die Auflage der Isolierstoff scheibe (2) bestimmten Flächenumfangslinie ihrer inneren Bodenfläche Erhebungen (111, 112) zur Halterung bei Herstellung der Lötverbindung der Isolierstoffscheibe (2) mit der Grundplatte aufweist.that the base plate on one by the support of the insulating material Disk (2) certain surface circumference of its inner bottom surface elevations (111, 112) for holding when making the soldered connection of the insulating disk (2) with the base plate. 3) Halbleiterbaueinheit nach Anspruch 2, d.g.3) semiconductor module according to claim 2, d.g. daß die Erhebungen streifenförmig (111) oder höckerförmig (112) ausgebildet sind und eine Höhe gleich der oder kleiner als diejenige der Isolierstoffscheibe (2) aufweisen.that the elevations are strip-shaped (111) or hump-shaped (112) are formed and have a height equal to or less than that of the insulating disk (2). 4) Halbleiterbaueinheit nach Anspruch 1, d.g.4) semiconductor module according to claim 1, d.g. daß die Grundplatte (1) auf ihrer inneren Bodenfläche eine derjenigen der Isolierstoffscheiben (2) entsprechende Anzahl von der Ausdehnung und Dicke der Isolierstoffscheiben angepassten Vertiefungen (113) zur Aufnahme je einer Isolierstoff scheibe (2) aufweist.that the base plate (1) has a number corresponding to that of the insulating disks (2) on its inner bottom surface on the expansion and thickness of the insulating discs has adapted recesses (113) for receiving a respective insulating material disc (2). 5) Halbleiterbaueinheit nach Anspruch 1, d.g.5) semiconductor module according to claim 1, d.g. daß die Grundplatte (l) auf einer durch die Auflage der Isolierstoffscheiben (2) bestimmten Flächenumfangsiinie ihrer inneren Bodenfläche Vertiefungen (114) zur festen An ordnung von bolzenförmigen Begrenzungsteilen (115) für die lagebestimmte Anbringung von Bauteilen aufweist, daß die Begrenzungsteile (115) aus einem elastischen Kunststoff be stehen und im Verlauf ihrer über die Grundplatte herausragenden Längenabschnitte zuerst einen kleineren Querschnitt zur lagebestimmten Anordnung der Isolierstoffscheibe (2) und dann einen größeren Querschnitt zur lagebestimmten Anordnung der geringere Flächenausdehnung aufweisenden Kontaktbauteile (3, 13) auf der Isolierstoffscheibe (2) auf-that the base plate (l) on a by the support of the Insulating material disks (2) certain surface circumference line its inner bottom surface wells (114) for the fixed arrangement of bolt-shaped limiting parts (115) for the positional attachment of components has that the limiting parts (115) be made of an elastic plastic stand and in the course of their length sections protruding over the base plate first a smaller cross-section for the positional arrangement of the insulating disk (2) and then a larger cross section for the positionally determined arrangement of the contact components having the smaller surface area (3, 13) on the insulating disk (2) 809810/0369809810/0369 weisen.point. 6) Halbleiterbauelemente nach Anspruch 5, d.g.6) semiconductor components according to claim 5, d.g. daß die Begrenzungsteile (115) aus einem bei der vorgesehenen Temperatur zum Weichlöten von Grundplatte (l), Isolierstoffscheibe (2) und Kontaktbauteilen (3, 13) beständigen Material bestehen.that the limiting parts (115) from one at the provided Resistant to temperature for soft soldering of base plate (1), insulating material disc (2) and contact components (3, 13) Material. 7) Halbleiterbaueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d.g. daß die Grundplatte (1) aus einer an sich bekannten Aluminium- Magnesium-Legierung besteht und auf ihrer inneren Bodenfläche einen Überzug aus Nickel zur Erzielung einer Lötverbindung mit der metallisierten Isolierstoffscheibe (2) aufweist.7) semiconductor module according to one of claims 1 to 5, d.g. that the base plate (1) is made of a known aluminum Magnesium alloy and on its inner bottom surface a coating of nickel to achieve a Soldered connection with the metallized insulating disk (2). 8) Halbleiterbaueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d.g. daß die Grundplatte auf ihrer zur Isolierstoffscheibe (2) gerichteten Seite aus Kupfer und auf der gegenüberliegenden Seite aus Aluminium besteht, daß die Dicke der Kupferteilschicht größer ist als die Tiefe der Vertiefung (113) zur Aufnahme der Isolierstoffscheibe (2), und daß die AIuminiumteilschicht eine nur durch die mechanische Festigkeit der Grundplatte bestimmte, minimale Dicke aufweist.8) semiconductor module according to one of claims 1 to 5, d.g. that the base plate on its to the insulating disk (2) facing side made of copper and on the opposite side made of aluminum that the thickness of the copper partial layer is greater than the depth of the recess (113) for receiving the insulating disc (2), and that the aluminum sublayer has a minimum thickness determined only by the mechanical strength of the base plate. 9) Halbleiteranordnung mit Halbleiterbaueinheiten nach den Ansprüchen 1 bis 7, d.g.9) semiconductor arrangement with semiconductor units according to claims 1 to 7, d.g. daß die Halbleiterbaueinheiten mit ihrer Grundplatte (l) auf einem Kühlbauteil (20) befestigt und bei einer Anordnung zu mehreren aneinandergereiht durch Stromschienen (22) zu einer gewünschten Halbleiterschaltung elektrisch verbunden sind.that the semiconductor units with their base plate (l) mounted on a cooling component (20) and in one arrangement electrically connected to several strung together by busbars (22) to form a desired semiconductor circuit are. 80981 0/036980981 0/0369 τ Jf-τ Jf- 10) Halbleiteranordnung mit Halbleiterbaueinheiten nach Anspruch 9, d.g.10) semiconductor arrangement with semiconductor components according to claim 9, d.g. daß auf wenigstens einer weiteren Seite des Kühlbauteils (20) wenigstens eine Schaltungsplatte (25) aus Isoliermaterial vorgesehen und mit Hilfe von Befestigungsnuten am Kühlbauteil (20) befestigt ist, auf welcher Schaltungsbauteile (27) mit Steuer- und Beschaltungsfunktionen für die auf dem Kühlbauteil· befestigte(n) Halbleiterbaueinheit(en) sowie an sich bekannte Lot- und/oder Steckanschlußteile (28) zur Herstellung von Schaltverbindungen zwischen Schaltungsbauteilen und Halbleiterbaueinheiten angebracht sind.that on at least one other side of the cooling component (20) at least one circuit board (25) made of insulating material provided and with the help of fastening grooves is attached to the cooling component (20), on which circuit components (27) with control and wiring functions for the semiconductor component (s) attached to the cooling component as well as solder and / or plug connection parts (28) known per se for producing circuit connections between circuit components and semiconductor components are appropriate. 809810/0369809810/0369
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