DE8024180U1 - Baugruppe - Google Patents

Description

» · ■■ ·» t- a

• I CC

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen: Berlin und München VPA ÖO 6 S 6 7 4 QE

Baugruppe

Die Neuerung bezieht sich auf eine aus wenigstens einem Bauelement mit wenigstens einer ebenen Seitenwand und mit. zu dieser Seitenwand und zueinander parallel aus dem Körper des Bauelementes herausgeführten, aus biegeelastischen Metallstreifen bestehenden Anschlußorganen, sowie einer Trägerplatte sich zusammensetzende Baugruppe.-

Solche Baugruppen, bei denen das Bauelement z.B. durch einen Leistungshalbleiter gebildet wird, der in einen Wirkstromkreis eingeschaltet ist und der über Steuersignale, die von einer elektronischen Schaltung herrühren, den Wirkstromkreis beeinflußt, müssen mechanisch stabil und außerdem thermisch so ausgelegt sein, daß die in dem Leistungshalbleiter-Bauelement erzeugte Verlust-. \ wärme sicher abgeführt wird. ]

Aufgabe der Neuerung ist es daher, eine Baugruppe der |

eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine mecha- f

nisch stabile Verbindung zwischen dem Bauelement und \

der Trägerplatte erhalten wird und daß die Verlustwänae ■

des Bauelementes betriebssicher abgeführt werden kann. \.

Neuerungsgemäß ergibt sich die Lösung dieser Aufgabe da- |

durch, daß die Anschlußorgane mit zu ihrer AustrittSEich- | tung aus dem Körper des Bauelementes gegenläufig zurück- | gebogenen Endabschnitten versehen sind und daß die Trägerplatte zwischen der ebenen Seitenwand des Bauelementes und den Endabschnitten der Anschlußelemente federnd ein-

geklemmt ist. . . f

Rt 1 Sse - 10.9.80

-2- VPA IMG 6 6 74QE

Auf diese Weise wird vorteilhaft die in gewissem Umfang vorhandene Federelastizität der Anschlußorgane des Bauelementes dazu ausgenutzt, um eine auf die Trägerplatte aufschiebbare Federklammer zu bilden, deren einer Schenkel von dem Körper des Bauelementes gebildet wird und der dadurch mit einer ebenen Seitenwand gegen die Trägerplatte gedruckt gehalten wird, so daß zwischen dem Bauelement und der Trägerplatte ein guter Wärmekontakt vorhanden ist. Die Anschlußorgane selbst werden dabei ohne weitere Hilfsmittel verlötungsgerecht gegen metallisierte Kontaktflächen der Trägerplatte gedrückt gehalten.

Weitere Ausgestaltungen der Neuerung sehen vor,daß eine mit einem dem Bauelement angepaßten Ausschnitt versehene, der Trägerplatte auf der Seite des Bauslementes anliegende Metallplatte vorgesehen und durch Verlöten eines von der Metallplatte abstehenden, eine Bohrung der Trägerplatte durchdringenden Stiftes auf der anderen Seite der Trägerplatte mit dieser verbunden ist, daß der Durchmesser des Stiftes dem erforderlichen Wärinetransport zwischen Trägerplatte und Metallplatte entsprechend gewählt ist-j daß ia Bereich ©in#r sit einer Durchtrittsöffnung versehenen Befestigungslasche des Bauelementes, die auf der von der Austrittsseite der Anschlußorgane abgewandten Seite des Bauelementes durch einen Verlängerungsabschnitt der ebenen Seitenwand des Bauelementes gebildet ist, eine mittels eines freigeschnittenen und gegen die Ebene der Metallplatte querversetzten Lappens und der Trägerplatte gebildete Tasche zur Aufnähme der Befestigungslasche vorgesehen ist, daß der Stift der Metallplatte im Bereich des Lappens vorgesiihen und durch die Durchtrittsöffnung der Befestigungslasche des Bauelementes hindurchgeführt ist, daß die Metallplatte einen über die Trägerplatte überstehenden

-3- VPA 8OG 6 6 7

Teil aufweist und daß Bauelement, Trägerplatte und Metallplatte mit Ausnahme des überstehenden Teiles, unter Ausfüllung sämtlicher Zwischenräume in einen Epoxydharzkörper eingehüllt sind.
5

Auf diese Weise wird eine Baugruppe geschaffen, die z.B. durch Verschrauben des überstehenden Teils der Metallplatte mit einem Rahmen oder Träger mechanisch fixiert werden kann und bei der zugleich mit dieser mechanischen Fixierung das Leistungs-Halbleiterbauelement thermisch über die Träger- und die Metallplatte mit dem zur mechanischen Halterung der Baugruppe vorgesehenen Konstruktionsteil verbunden wird. Dabei kann durch geeignete Wahl des Durchmessers und des Materials des Stifts der Metallplatte der Grad der Wärmeabfuhr so eingestellt werden, daß sich für das Halbleiter-Bauelement optimale Betriebsbedingungen ergeben. Durch Verwendung von Epoxydharzen, die sämtliche Zwischenräume, insbesondere Spalten, z.B. zwischen der ebenen Seitenwand und der Trägerplatte, ausfüllen und die selbst gute Wärmeleiter sind, wird die Wärmeabfuhr vom Bauelement zur Metallplatte noch weiter verbessert.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird nachstehend anhand von drei Figuren noch näher erläutert.

Dabei zeigen, jeweils stark vergrößert

Fig. 1 in Schrägsicht; Bauelement, Trägerplatte und Metallplatte vor dem Zusammenfügen dieser Teile,

Fig. 2 die mit Epoxydharz vergossene Baugruppe von der von dem Bauelement abgewandten Seite her gesehen mit teilweise entferntem Epoxydharzmantel und

-4- VPA 80^G 6 6 7 * DE

Fig. 3 eine Seitenansicht der Baugruppe mit geschnitten dargestelltem Epoxydharzkörper und geschnitten gezeichneter Metallplatte, wobei auch die Trägerplatte und die Befestigungslasche des Bauelementes im Bereich des Stiftes teilweise geschnitten dargestellt sind.

Im einzelnen ist den Figuren zu entnehmen, daß ein Leistungs-Halbleiter-Bauelement 1, das einen flachen quaderförmigen Körper hat, eine ebene Seitenwand 5 aufweist, die auf einer Schmalseite 13 des Bauelementes 1 zu einer Befestigungslasche 11 verlängert ist. Diese Seitenwand 5 des Bauelementes 1 besteht zur Abfuhr der Verlustwärme des Bauelementes 1 vorzugsweise aus Metall. Auf der von der Seite 13, nämlich der Seite der Befestigungslasche 11, abgewandten Seite 12 sind aus dem Bauelement 1 aus Metallstreifen bestellende Anschlußorgane 3 zueinander und zur Seitenwand 5 parallel aus dem Bauelement 1 herausgeführt. Die Ansc-hlußorgane 3 sind in einem gewissen Umfaig blegeelastisch und vie insbesondere aus den Figuren 1 und 3 zu ersehen ist, mit ihren Endabschnitten 4 derart gegenläufig zu ihrer .Austrittsrichtung aus dem Bauelement 1 zurückgebogen, daß sie endseitig der ebenen Seitenwand 5 des Bauelementes 1 gegenüber liegen. Auf diese Weise bil-den die Endabschnitte 4 der Anschlußorgane 3 zusammen mit der ssbenen Seitwänd 5 eine federnde Klammer, die auf die vorztigsweise aus Keramik bestehende Trägerplatte 2 aufgeschoben werden kann. Dabei wird das Bauelement 1 mit seiner ebenen Seitenwand 5 gegen die Trägerplatte 2 gedrückt gehalten, während die Endabschnitte 4 der Anschlußorgane 3 mit ihren freien Enden federnd auf den Kontaktflächen 17 der Trägerplatte 2 liegen und mit diesen daher unkompliziert verlötet werden können.

-5- VPA 806 66740E

Zur Verbesserung der Wärmeabfuhr und zur Schaffung eines mechanisch stabilen und robusten Aufbaus ist eine Metallplatte 7 vorgesehen, die auf der Seite des Bauelementes 1 der Trägerplatte 2 anliegt. Dabei sitzt das Bauelement 1 in einem Ausschnitt 6 der Metallplatte 7 und die Lasche befindet sich in einer Tasche 15, die von einem freigeschnittenen und gegen die Ebene der Metallplatte 7 querversetzten Lappen 14 der Metallplatte 7 und der Trägerplatte 2 in Verlängerung des Ausschnittes 6 gebildet wird.

Ein im Bereich des Lappens 14 vorgesehener und an der Metallplatte 7 fixierter metallischer Stift 9 durchdringt dabei eine Durchtrittsöffnung 10 der Befestigungslasche und eine Bohrung 8 der Trägerplatte 2 und ist auf der vom Bauelement 1 abgesandten Seite der Trägerplatte 2 mit dieser bzv. mit einem metallisierten Oberflächenbereich der Trägerplatte 2 verlötet.

Auf diese Weise wird ein aus dem Bauelement 1, der Trägerplatte 2 und der Metallplatte 7 bestehender Verbundkörper geschaffen, der mit Hilfe eines über die Trägerplatte 7 überstehenden Teiles 16 der Metallplatte an einea Konstruktionsteil befestigt werdenJcann, z.B. mit Hilfe einer die Bohrung 18 des überstehenden Teiles 16 der Metallplatte durchsetzende!Schraube.

Wie Fig. 3 zu entnehmen ist, ist schließlich das Bauelement 1, die Trägerplätte 2 und die Metallplatte 7 mit Ausnahme des überstehenden Teiles 16 der Metallplatte 7 in einen Epoxydharzkörper eingeschlossen, wobei sämtliche Spalte- und Zwischenräume 19 von dem Epoxydharz ausgefüllt werden und die genannten Teile • vollständig in den Epoxydharzkörper 20 eingebettet sind.

-6- TPA guG 66 740E

Daraus ergibt sich, eine mechanisch robuste Baiigruppe, bei der sichergestellt ist, daß die in dem Bauelement 1 auftretende Wärme betriebssicher an die Metallplatte 7 abgegeben wird.

7 Schutzansprüche
3 Figuren

-7- TPA sog 6 6 74BE

Bezugszeichenliste

1	Bauelement
2	Trägerplatte
3	Anschlußorgane
4	Endabschnitte von 3
5	Seitenwand von 1
δ	Ausschnitt in 7
	Metallplatte
8	Bohrung in 2
ig	Stift an 7
10	Durchtrittsöffnung in 11
11	Befestigungslasche
12	Seite von 1
13	weitere Seite von 1
14	Lappen von 7
15	Tasche
16	überstehender Teil von 7
17	Kontaktfläche auf 2
18	Bohrung in 16
19	Spalte- und Zwischenräume
20	Epoxydharzkorper

Claims (7)

ι · am • ■ ι· · ■ -8- 7ΡΔ 8QG 6Ε740Ε

1. Aus wenigstens einem Bauelement mit wenigstens einer ebenen Seitenwand und mit zu dieser Seitenwand und zueinander parallel aus dem Körper des Bauelementes herausgeführten, aus biegeelastischen Metallstreifen bestehenden Anschlußorganen, sowie einer Trägerplatte sich zusammensetzende Baugruppe ,"dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußor-gane (3) mit zu ihrer Austrittsrichtung aus dem Körper des Bauelementes (i) gegenläufig zurückgebogenen Endabschnitten (4) versehen sind, und daß die Trägerplatte (2) zwischen der ebenen Seitenwand (5) des Bauelementes (1) und den Endabschnitten (4) der Anschlußelemente (3) federnd eingeklemmt ist.

2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß eine mit einem dem Bauelement (1) angepaßten Ausschnitt (6) versehene, der Trägerplatte (2) auf der Seite des Bauelementes (1) anliegende Metallplatte (7) vorgesehen und durch Verlöten eines von der Metallplatte (7) abstehenden, eine Bohrung (8) der Trägerplatte durchdringenden Stiftes (9) auf der anderen Seite der Trägerplatte (2) mit dieser verbunden ist.

3. Baugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser des Stiftes (9) dem erforderlichen Wärmetransport zwischen Trägerplatte (2) und Metallplatte (7) entsprechend gewählt

4. Baugruppe nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet , daß im Bereich einer mit einer Durchtrittsöffnung (10) versehenen Befestigungslasche (11) des Bauelementes (1), die auf der von der

-9- TPA 80S 6 Austrittsseite (12) der Anschlußorgane (3) abgewandten Seite (13) des Bauelementes (1) durch, einen Yerlängerungsabschnitt der ebenen Seitenwand (5) des Bauelementes (1) gebildet ist, eine mittels eines freigeschnittönen und gegen die Ebene der Metallplatte (7) querversetzten Lappens (14) und der Trägerplatte (2) gebildete Tasche (15) zur Aufnahme der Befestigungslasche (11) vorgesehen ist.

5. Baugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Stift (9) der Metallplatte (2) im Bereich des Lappens (14) vorgesehen und durch die Durchtrittsöffnung (10) der Befestigungslasche (11) des Bauelementes (1) hindurchgeführt ist.

6. Baugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet j. daß die Metallplatte (7) einen über die Trägerplatte (2) überstehenden Teil (16) aufweist.

7. Baugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß Bauelement (1), Trägerplatte (2) und Metallplatte (7) mit Ausnahme des überstehenden Teiles (16) unter Ausfüllung sämtlicher Zwischenräume (10) in einen Epoxydharzkörper (17) eingehüllt sind.