DE2641500A1 - SEMI-CONDUCTOR ARRANGEMENT - Google Patents

SEMI-CONDUCTOR ARRANGEMENT

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DE2641500A1 DE19762641500 DE2641500A DE2641500A1 DE 2641500 A1 DE2641500 A1 DE 2641500A1 DE 19762641500 DE19762641500 DE 19762641500 DE 2641500 A DE2641500 A DE 2641500A DE 2641500 A1 DE2641500 A1 DE 2641500A1
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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT ° Unser Zeichen Berlin und München VPA 76 P 1 1 3 0 BRDSIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT ° Our symbol Berlin and Munich VPA 76 P 1 1 3 0 BRD

HalbleiteranordnungSemiconductor device

Die vorliegende Patentanmeldung bezieht sich auf eine Halbleiteranordnung mit mindestens zwei Halbleiterbauelementen, die über mit diesen verbundene, als Zuführungselektroden dienende Kühlplatten kontaktiert sind, mit einem die Halbleiterbauelemente gegenseitig elektrisch voneinander isolierenden, den Durchtritt eines Kühlmediums ermöglichenden Rahmen, der an der Innenseite die Kühlplatten und die Halbleiterbauelemente haltert, und mit mit den Kühlplatten elektrisch verbundenen Anschlußleitern.The present patent application relates to a semiconductor device with at least two semiconductor components, which are connected to these via cooling plates serving as supply electrodes are contacted, with a mutually mutually electrically insulating the semiconductor components, the passage of a cooling medium enabling frame, which holds the cooling plates and the semiconductor components on the inside, and with the cooling plates electrically connected connecting conductors.

Eine solche Halbleiteranordnung ist bereits beschrieben worden.Such a semiconductor device has already been described.

Bei dieser weisen die Kühlplatten nach außen durch den Rahmen tretende Kontaktlaschen auf, mit denen die Anschlußleiter verschraubt werden. Je nach dem Zweck der Halbleiteranordnung werden die Anschlußleiter auf verschiedene Art mit den KUhlplatten verbunden, so daß sich beispielsweise Parallelschaltungen, Serienschaltungen und Ein- oder Mehrphasenbrücken herstellen lassen. Dazu ist eine dem Verwendungszweck angepaßte besondere Verdrahtung notwendig. Unter Umständen muß diese Verdrahtung, beispielsweise bei Einsatz in Fahrzeugen, mechanisch sehr stabil aufgebaut werden, um einen Ausfall der Halbleiteranordnung durch mechanische Erschütterungen zu vermeiden.In this case, the cooling plates point outwards through the frame Contact tabs with which the connecting conductors are screwed will. Depending on the purpose of the semiconductor arrangement, the connection leads are connected to the cooling plates in different ways, so that, for example, parallel connections, series connections and single- or multi-phase bridges can be produced. There is also a Special wiring adapted to the intended use is necessary. Under certain circumstances, this wiring must, for example, when in use in vehicles that are mechanically very stable in order to avoid failure of the semiconductor arrangement due to mechanical vibrations to avoid.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halbleiteranordnung der oben beschriebenen Gattung so weiterzubilden,The present invention is based on the object of a semiconductor arrangement to further develop the genus described above,

Hab 12 Dx / 13.9.1976 J)0981 1/0524 -2-Hab 12 Dx / 9/13/1976 J) 0981 1/0524 -2-

daß ein einfacherer und mechanisch stabilerer Aufbau der Anschlußleiter möglich ist. Außerdem soll die Kontaktierung der Anschlußleiter mit den Kühlplatten einfacher als bisher möglich sein.that a simpler and mechanically more stable structure of the connecting conductor is possible. In addition, the contacting of the connecting conductors with the cooling plates should be easier than before.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleiter mit dem Rahmen fest verbunden sind, daß sie an den Kühlplatten elektrisch gegen diese isoliert vorbeigeführt sind und daß sie an denjenigen Stellen, an denen sie mit den Kühlplatten elektrisch verbunden sind, eine zu den Kühlplatten gerichtete Kröpfung oder Abzweigung aufweisen.The invention is characterized in that the connecting conductors are firmly connected to the frame that they are attached to the cooling plates are passed by electrically isolated from these and that they are electrically isolated from those points where they are connected to the cooling plates are connected, have a crank or branch directed towards the cooling plates.

Die Anschlußleiter können vorzugsweise im Rahmen eingebettet sein, wobei die Kröpfungen oder Abzweigungen auf der Innenseite des Rahmens aus diesem herausragen. Die Anschlußleiter können jedoch auch in einem auf der Innenseite des Rahmens vorgesehenen Schlitz liegen, wobei die Kröpfungen oder Abzweigungen aus dem Schlitz herausragen. Es ist besonders zweckmäßig, wenn die Anschlußleiter wenigstens annähernd rechtwinkelig zu den Kühlplatten angeordnet sind. Darüber hinaus kann der Rahmen noch Kontaktfahnen aufweisen, die durch eine Längswand des Rahmens hindurchgehen, wobei diese Kontaktfahnen einerseits äußere Anschlüsse bilden und andererseits je zwei einander gegenüberliegende Kühlplatten zweier benachbarter Halbleiterbauelemente kontaktieren. Bestehen die Anschlußleiter aus Draht, haben sie vorzugsweise Kröpfungen. Bestehen sie aus Blech, haben sie vorzugsweise Abzweigungen und können ein Stanzteil sein.The connecting conductors can preferably be embedded in the frame, wherein the bends or branches on the inside of the frame protrude from this. However, the connecting conductors can also lie in a slot provided on the inside of the frame, with the cranks or branches protruding from the slot. It is particularly useful if the connecting conductors are arranged at least approximately at right angles to the cooling plates are. In addition, the frame can also have contact lugs which pass through a longitudinal wall of the frame, these Contact lugs on the one hand form external connections and on the other hand two opposing cooling plates of two adjacent ones Contact semiconductor components. If the connecting conductors are made of wire, they preferably have offsets. Do they persist Sheet metal, they preferably have branches and can be a stamped part.

Die Erfindung wird an Hand einiger Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Fig. 1 bis 4 näher erläutert. Es zeigen: 30The invention is based on a few exemplary embodiments in conjunction with FIGS. 1 to 4 explained in more detail. It show: 30

Fig. 1 die Aufsicht auf eine Gleichrichterbrücke gemäß der Erfindung, Fig. 1 is a plan view of a rectifier bridge according to the invention,

Fig. 2 den Schnitt durch diese Gleichrichterbrücke entlang der Linie H-II,
Fig. 3 einen Schnitt, durch ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Arten der Halterung der Anschlußleiter veranschaulicht sind und
2 shows the section through this rectifier bridge along the line H-II,
Fig. 3 is a section through a further embodiment, in which two types of mounting of the connecting conductors are illustrated and

Fig. 4 einen aus Blech bestehenden Anschlußleiter mit Abzweigungen. 4 shows a connecting conductor made of sheet metal with branches.

809811/0524809811/0524

5~ *- 78 P 113 0 BRD5 ~ * - 78 P 113 0 FRG

In den Fig. 1 und 2 ist der Rahmen der Gleichrichterbrücke mit 1_ bezeichnet. Er weist zwei Längswände 2, 3 und zwei Stirnwände 4, 5 auf. Der Rahmen ist offen und gestattet den Durchtritt eines Kühlmediums, beispielsweise von Luft. Die Längswände 2, 3 sind mit quer verlaufenden Schlitzen 6 versehen, in die Kühlplatten 8, 9 eines Halbleiterbauelements 7 und Kühlplatten 11, 12 eines Halbleiterbauelements 10 eingeschoben sind. Die Halbleiterbauelemente 7, 10 sind mit ihren Kühlplatten beispielsweise durch Verlöten mechanisch und elektrisch verbunden. Die Kühlplatten bilden daher Zuführungselektroden für die entsprechenden Halbleiterbauelemente. Die Schlitze 6 sind vorzugsweise ein wenig schmaler als die genannten Kühlplatten, so daß sich die aus Kühlplatten und Halblei- - terbauelementen bestehenden Einheiten unter leichtem Druck in den Rahmen I^ einschieben lassen und dann dort festsitzen. Günstig ist es, wenn die Schlitze 6 nicht die ganze Breite der Längswände 2, 3 durchsetzen, sondern auf der vom Betrachter abgewandten Seite (Fig. 1) beziehungsweise auf der linken Seite (Fig. 2) einen Anschlag für die Kühlplatten bilden.In Figs. 1 and 2, the frame of the rectifier bridge is denoted by 1_ designated. It has two longitudinal walls 2, 3 and two end walls 4, 5 on. The frame is open and allows a cooling medium, for example air, to pass through. The longitudinal walls 2, 3 are with transverse slots 6 provided in the cooling plates 8, 9 of a semiconductor component 7 and cooling plates 11, 12 of a semiconductor component 10 are inserted. The semiconductor components 7, 10 are with their cooling plates, for example by soldering mechanically and electrically connected. The cooling plates therefore form supply electrodes for the corresponding semiconductor components. The slots 6 are preferably a little narrower than the mentioned cooling plates, so that the cooling plates and semiconductor - Push the existing units into the frame I ^ under slight pressure and then sit tight there. Is cheap it is when the slots 6 do not penetrate the entire width of the longitudinal walls 2, 3, but rather on the side facing away from the viewer (Fig. 1) or on the left side (Fig. 2) form a stop for the cooling plates.

Mit dem Rahmen 1_ sind zwei aus Draht bestehende Anschlußleiter 13» 14 fest verbunden. Sie verlaufen vorzugsweise parallel zu den Längswänden 2, 3 und rechtwinkelig zu den Kühlplatten. Die Anschlußleiter weisen von den Kühlplatten einen gewissen Abstand auf. An denjenigen Stellen, an denen ein elektrischer Kontakt zu einer oder mehreren der Kühlplatten hergestellt werden soll, sind die Anschlußleiter derart gekröpft, daß sie die entsprechenden Kühlplatten berühren.Two connecting conductors 13 made of wire are connected to the frame 1_ 14 firmly connected. They preferably run parallel to the longitudinal walls 2, 3 and at right angles to the cooling plates. The connecting conductor are at a certain distance from the cooling plates. At those points where there is electrical contact one or more of the cooling plates is to be produced, the connecting conductors are cranked in such a way that they correspond to the corresponding Touch the cooling plates.

Die endgültige Kontaktierung kann dann beispielsweise durch Tauchlöten oder nach Belegen der zu verlötenden Stellen mit Lotmetall in einem Ofen erfolgen.The final contact can then be made, for example, by dip soldering or after covering the areas to be soldered with solder metal in an oven.

Die Anschlußleiter 13, 14 sind mit dem Rahmen Λ_ mechanisch fest verbunden. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ragen die Enden der Anschlußleiter in die Stirnwände 4, 5 hinein und sind damit mechanisch festgelegt. Einen gegen Erschütterungen unempfindlichen Aufbau der Gleichrichterbrücke erhält man dann, wenn die Kröpfungen The connecting conductors 13, 14 are mechanically firmly connected to the frame Λ_. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the ends of the connecting conductors protrude into the end walls 4, 5 and are thus mechanically fixed. A construction of the rectifier bridge that is insensitive to vibrations is obtained when the cranks

809811/0524 " 4 "809811/0524 " 4 "

£ - K - 7δ P 1 ί 3 0 BRD£ - K - 7δ P 1 ί 3 0 BRD

15, 16 mit den Kühlplatten verlötet sind. Statt der Kröpfungen kann auch ein gerader Draht mit zum Beispiel angeschweißten Abzweigungen verwendet werden.15, 16 are soldered to the cooling plates. Instead of the bends, a straight wire with, for example, welded branches can also be used be used.

In Fig. 3 sind zwei andere Arten der Befestigung der Anschlußleiter 13, 14 am Rahmen gezeigt. Der Anschlußleiter 13 ist in die Längswand 2 der Gleichrichterbrücke 1_ fest eingebettet. Dies kann beispielsweise durch Umpressen, Umspritzen oder,Umgießen erfolgen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, in den Längswänden, zum Beispiel in der Längswand 3, einen Schlitz 18 vorzusehen, in den der Anschlußleiter 14 eingepreßt wird. Die Anschlußleiter 13, 14 müssen in diesem Fall nicht über die gesamte Länge des Rahmeninneren gehen, sondern es genügt, wenn sie bis zur letzten zu kontaktierenden Kühlplatte geführt sind.In Fig. 3 there are two other ways of attaching the leads 13, 14 shown on the frame. The connecting conductor 13 is firmly embedded in the longitudinal wall 2 of the rectifier bridge 1_. This can for example by pressing around, overmolding or casting around. Another possibility is to provide a slot 18 in the longitudinal walls, for example in the longitudinal wall 3, in which the connecting conductor 14 is pressed in. In this case, the connecting conductors 13, 14 do not have to go over the entire length of the interior of the frame, but it is sufficient if they are to be contacted up to the last one Cooling plate are performed.

Durch die Längswand 3 des Rahmens gehen Kontaktfahnen 17 hindurch, die im Innern des Rahmens jeweils die einander gegenüberliegenden Kühlplatten, beispielsweise 9 und 11, kontaktieren. Bei der eingezeichneten Polung der Halbleiterbauelemente und der in Fig. 1 dargestellten Kontaktierung durch die genannten Kröpfungen ergibt sich eine einfach aufgebaute Dreiphasen-Gleichrichterbrücke. Entsprechend läßt sich auch eine Einphasen-Gleichrichterbrücke aufbauen. Außerdem sind Serienschaltungen und Parallelschaltungen möglich, wenn die Kröpfungen beziehungsweise Abzweigungen an den entsprechenden Kühlplatten vorgesehen werden und die Halbleiterbauelemente entsprechend gepolt werden. Die Anschlußfahnen 17 können beispielsweise aus Blech oder Draht und die Anschlußleiter aus einem Draht bestehen. Der Rahmen selbst kann auf bekannte Weise, beispielsweise durch Spritzguß in Kunststoff, hergestellt werden.Contact lugs 17 go through the longitudinal wall 3 of the frame, which in the interior of the frame each contact the opposing cooling plates, for example 9 and 11. In the case of the Polarity of the semiconductor components and the contact shown in Fig. 1 by the cranks mentioned a simple three-phase rectifier bridge. Corresponding a single-phase rectifier bridge can also be constructed. In addition, there are series connections and parallel connections possible if the cranks or branches are provided on the corresponding cooling plates and the semiconductor components be polarized accordingly. The terminal lugs 17 can, for example, be made of sheet metal or wire and the connecting conductors consist of a wire. The frame itself can be manufactured in a known manner, for example by injection molding in plastic.

In Fig. 4 ist ein aus Blech bestehender, durch ein Stanzteil gebildeter Anschlußleiter 18 gezeigt, der mit Abzweigungen 19 versehen ist. Die Abzweigungen werden gleichzeitig mit dem Anschlußleiter ausgestanzt. Ein solcher Anschlußleiter kann im Rahmen 1_ auf die gleiche Art wie ein aus Draht bestehender befestigt werden.In Fig. 4 is an existing sheet metal, formed by a stamped part Connection conductor 18 is shown, which is provided with branches 19. The branches are made at the same time as the connecting conductor punched out. Such a connecting conductor can be fastened in the frame 1_ in the same way as one made of wire.

8 Patentansprüche8 claims

4 Figuren - 5 -4 figures - 5 -

809811/0524809811/0524

Claims (8)

-Ρ" 76 P 1130 BRD Patentansprüche 9 R A. 1 S Π Π-Ρ "76 P 1130 BRD claims 9 R A. 1 S Π Π 1. Halbleiteranordnung mit mindestens zwei Halbleiterbauelementen, die über mit diesen verbundene, als Zuführungselektroden dienende Kühlplatten kontaktiert sind, mit einem die Halbleiterbauelemente gegenseitig elektrisch voneinander isolierenden, den Durchtritt eines Kühlmediums ermöglichenden Rahmen, der an der Innenseite die Kühlplatten und die Halbleiterbauelemente haltert, und mit mit den Kühlplatten elektrisch verbundenen Anschlußleitern, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleiter (13» 14) mit dem Rahmen (1_) fest verbunden sind, daß sie an den Kühlplatten (8, 9; 11, 12) elektrisch gegen diese isoliert vorbeigeführt sind und daß sie an denjenigen Stellen, an denen sie mit den Kühlplatten elektrisch verbunden sind, eine zu den Kühlplatten gerichtete Kröpfung (15, 16) oder Abzweigung aufweisen.1. Semiconductor arrangement with at least two semiconductor components, which are contacted via cooling plates that are connected to these and serve as supply electrodes, with one of the semiconductor components mutually electrically insulating frame allowing the passage of a cooling medium, which is attached to the inside holds the cooling plates and the semiconductor components, and with connecting conductors electrically connected to the cooling plates, characterized in that the connecting conductors (13 »14) are firmly connected to the frame (1_) are that they are passed by the cooling plates (8, 9; 11, 12) electrically isolated from them and that they are passed to those Places where they are electrically connected to the cooling plates, a crank (15, 16) or branch. 2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Anschlußleiter im Rahmen (1_) eingebettet sind und daß die Kröpfungen (15, 16) oder Abzweigungen auf der Innenseite des Rahmens aus diesem herausragen. 2. Semiconductor arrangement according to claim 1, characterized in that that the connecting conductors are embedded in the frame (1_) and that the cranks (15, 16) or branches protrude from the inside of the frame. 3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Anschlußleiter (13, 14) in einem auf der Innenseite des Rahmens vorgesehenen Schlitz (18) liegen und daß die Kröpfungen (15, 16) oder Abzweigungen aus dem Schlitz herausragen.3. Semiconductor arrangement according to claim 1, characterized in that the connecting conductors (13, 14) in a slot (18) provided on the inside of the frame and that the cranks (15, 16) or branches off stick out of the slot. 4. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleiter (13, 14) wenigstens annähernd rechtwinkelig zu den Kühlplatten (8, 9; 11, 12) angeordnet sind. 4. Semiconductor arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the connecting conductors (13, 14) are arranged at least approximately at right angles to the cooling plates (8, 9; 11, 12). 809811/0524809811/0524 ORIGINALORIGINAL 26415OG %- V- 26415OG % - V- 76 F W 3 0 BRD76 F W 3 0 FRG 5. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen Kontaktfahnen (17) aufweist, die durch eine Längswand (3) des Rahmens hindurchgehen, daß die Kontaktfahnen einerseits äußere Anschlüsse bilden und daß sie andererseits je zwei einander gegenüberliegende Kühlkörper (9» 11) zweier benachbarter Halbleiterbauelemente (7, 10) kontaktieren.5. Semiconductor arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the frame Has contact lugs (17) which pass through a longitudinal wall (3) of the frame that the contact lugs on the one hand outer Connections form and that on the other hand they each have two opposite Contact the heat sink (9 »11) of two adjacent semiconductor components (7, 10). 6. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleiter aus Draht bestehen und Kröpfungen aufweisen.6. Semiconductor arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the connecting conductors consist of wire and have offsets. 7. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleiter aus Blech bestehen und Abzweigungen aufweisen.7. Semiconductor arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the connecting conductors consist of sheet metal and have branches. 8. Halbleiteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Anschlußleiter und seine Abzweigungen ein einziges Stanzteil ist.8. A semiconductor device according to claim 7, characterized in that each connection conductor and its Branches is a single stamped part. 809811/0524809811/0524
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