EP4307484A1 - Anordnung mit einem einpresskontaktelement und mit einer hülse und leistungshalbleitermodul hiermit - Google Patents

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EP4307484A1
EP4307484A1 EP22185224.7A EP22185224A EP4307484A1 EP 4307484 A1 EP4307484 A1 EP 4307484A1 EP 22185224 A EP22185224 A EP 22185224A EP 4307484 A1 EP4307484 A1 EP 4307484A1
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EP
European Patent Office
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section
press
blocking
contact element
designed
Prior art date
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Pending
Application number
EP22185224.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Valeriano Cardi
Harald Kobolla
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Semikron Elektronik GmbH and Co KG
Original Assignee
Semikron Elektronik GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Semikron Elektronik GmbH and Co KG filed Critical Semikron Elektronik GmbH and Co KG
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    • H01R13/2428—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the resilient means using meander springs

Definitions

  • the invention describes an arrangement with a press-fit contact element with a press-in section, a connecting section, a compensating section, an insertion section and a blocking section, as well as a sleeve with a receiving section and a foot section with a blocking counter surface and a fastening section.
  • the invention further describes a power semiconductor assembly with such an arrangement.
  • the DE 10 2008 007 310 A1 discloses an electrical press-fit contact, in particular press-in pin contact, for transmitting electrical current and/or electrical signals, with a press-in section and a mounting section, which are mechanically coupled to one another via a relief section, and the relief section has a compensation region and a stop region, wherein the compensation region has a coupled Allows relative movement of the press-in section and the mounting section and the stop area blocks a movement of the press-in section and the mounting section towards one another.
  • the invention is based on the object of presenting an alternative fastening of a press-fit contact element, as well as a power semiconductor assembly with such an arrangement, whereby an improved electrical and mechanical connection of the press-fit contact element with a substrate is to be achieved.
  • the press-in contact element having a press-in section, a connecting section, a compensating section, an insertion section and a blocking section
  • the compensating section being designed to be elastic and designed to do so during a longitudinal movement of the press-in section Longitudinal direction of the press-fit contact element to be compressed towards the insertion section and thus to reduce its linear extension
  • the sleeve has a receiving section and a foot section which has a blocking counter surface and a fastening section
  • the insertion section being designed to be arranged in the receiving section
  • the fastening section being therefor is designed to be cohesively arranged on a conductor track of a substrate
  • the blocking section is designed to be supported with a blocking surface on the blocking counter surface of the sleeve and to limit the longitudinal movement of the press-in section in the direction of the insertion section.
  • the press-fit contact element is arranged in a sleeve.
  • longitudinal direction here and below is intended to mean the direction that is opposite to the direction of pressing the press-in section into a corresponding opening, for example as part of a circuit board or other current-conducting element, such as a connecting rail.
  • the longitudinal direction therefore corresponds to a negative press-in direction.
  • the insertion section of the press-fit contact element is arranged in a positive or non-positive manner in the receiving section.
  • the receiving section of the sleeve is designed as a hollow cylinder.
  • the length of the receiving section in the normal direction is 10%, in particular 20%, of the length of the press-fit contact element in the normal direction.
  • the connecting section of the press-fit contact element has a first and a flat main surface arranged parallel thereto.
  • the compensation section of the press-fit contact element has an arch or a plurality of arches, preferably adjacent to one another. It is particularly advantageous if the compensation section is S-shaped.
  • first arc section of a first arc of the compensating section of the press-fit contact element protrudes in the normal direction beyond the first main surface.
  • second arc section of a second arc of the compensating section protrudes in the normal direction beyond the second main surface.
  • the blocking section of the press-fit contact element is pin-shaped and the blocking surface is arranged at the end of the blocking section lying in the longitudinal direction.
  • the longitudinal direction preferably forms the surface normal of the blocking surface.
  • the blocking section of the press-fit contact element is designed as two partial blocking sections and the compensating section or a section thereof is arranged between the two partial blocking sections or if the compensating section is designed as two partial compensating sections and the blocking section or a section thereof is arranged between the two partial compensating sections .
  • a power semiconductor assembly with an arrangement as described above and with a substrate and conductor tracks arranged on its insulating material body, the fastening section of the sleeve being arranged in a materially bonded manner on a section of one of these conductor tracks of the substrate and the insertion section of the press-fit contact element being thereto is designed to be arranged in the receiving section of the sleeve, the blocking section being designed and provided to move on the press-in section in the longitudinal direction Insertion section to be supported with its blocking surface on a blocking counter surface of the sleeve and thus to limit the longitudinal movement of the press-in section in the longitudinal direction towards the insertion section.
  • the substrate is designed with an insulating ceramic as a carrier for the conductor tracks or as a rigid circuit board or as a flexible circuit board.
  • the power semiconductor assembly is arranged in a housing.
  • Figure 1 shows schematically different views of an arrangement 1000 according to the invention with a press-in contact element 1 and a sleeve 7 with a longitudinal extension 100 in the z-direction, which at the same time corresponds to the press-in direction.
  • Figure 1b a top view from the y direction
  • Figure 1a a cut along line AA and a top layer pointing to this cut in the x direction
  • Figure 1c shows a corresponding section along the line BB and also a layer on top of this section in the x direction.
  • the press-in contact element 1 of the arrangement 1000 according to the invention has a preferably customary press-in section 2 and then, in the negative z-direction, a connecting section 3, which connects the press-in section 2 with a compensating section 4.
  • This compensation section 4 is followed by an insertion section 5, with the compensation section 4 and the insertion section 5 merging directly into one another.
  • the press-fit contact element 1 also has a partial blocking section 60,62, with the two partial blocking sections 60,62 together forming a blocking section 6.
  • the partial blocking sections 60, 62 are each freed from the compensating section 4 by recesses.
  • the compensation section 4 itself is designed to be elastic, particularly in the longitudinal direction and therefore also in the z-direction. For this purpose, it is designed in an S-shape with two arcs 40, 42 that merge into one another. Due to this configuration, the compensating section 4 is designed to respond to a longitudinal movement of the press-in section 2 in the longitudinal direction, i.e. the negative z-direction, of the press-in contact element 1 towards the insertion section 5 to be compressed and thus reduce its linear expansion 100 in the compensation section 4.
  • the insertion section 5 is designed to be arranged in a positive or non-positive manner in a receiving section 70 of a sleeve 7 of the arrangement 1000, cf Figure 4 .
  • the receiving section 70 is designed as a hollow cylinder and therefore has in particular a recess 72 in which the insertion section 5 of the press-fit contact element 1 is arranged and fixed.
  • the sleeve 7 has a foot section 74 with a fastening section 76.
  • This fastening section 76 of the foot section 74 is designed to be arranged in a materially bonded manner on a conductor track 80 of a substrate 8, cf Figure 4 .
  • This cohesive connection can be done either by means of a Welded connection, i.e. without additional connecting means arranged between the fastening section 76 and the conductor track 80, can be formed.
  • the cohesive connection can be designed as a solder or sintered connection, in which case there is a connecting means between the foot section 74 and the conductor track 80.
  • the connection can be designed flat or structured or at points.
  • the fastening section 76 is basically arranged on an insulating material body 82 of the substrate 8 or on a conductor track 80 of the substrate 8.
  • the blocking section 6 is basically designed to have a blocking surface 600 on a blocking counter surface 700 of the foot section 74 of the sleeve 7, cf. Figure 4 , to support and thus to limit the longitudinal movement of the press-in section 2 in the direction of the insertion section 5.
  • the respective blocking surface 600 is set back by an offset 560 in the z direction compared to the insertion section 5 in the z direction. If the insertion section 5 is arranged in the recess 72, not shown here, of the receiving section 70 of the sleeve and is therefore connected in a non-positive or positive manner, the offset 560 corresponds exactly to the possible reduction in the linear expansion 100.
  • Figures 2 to 4 show a possible embodiment of the sleeve 7 according to the invention and the press-fit contact element 1 of the arrangement 1000, more precisely a section thereof, and in the Figures 3 and 4 its arrangement on a substrate 8 as part of a power semiconductor assembly or a power semiconductor module.
  • the press-in contact element 1 shown is basically similar to the one according to Figure 1 built up. It has a press-in section 2, not shown, of standard design, and then in the negative z-direction a connecting section 3, which has a first and a second main surface 30, 32 arranged parallel to it and each flat, the normal direction of which is in the positive or negative direction y direction runs.
  • a compensating section 4 then adjoins the connecting section 3. This is immediately followed by an insertion section 5, whereby the insertion section runs in the negative z-direction and is designed to have a shape or shape to be arranged non-positively in the receiving section 70 of the sleeve 7, which is designed as a hollow cylinder.
  • the compensation section 4 itself is designed to be elastic. For this purpose, it is S-shaped with two arches 40, 42 that merge into one another, i.e. are adjacent to one another. Here, a first arch section 44 of the first arch 40 protrudes in the normal direction over the first main surface 30, while a second arch section 46 of the second arch 42 protrudes in the normal direction over the second main surface 32. Due to this configuration, the compensation section 4 is designed to be compressed towards the insertion section 5 during a longitudinal movement of the press-in section 2 in a longitudinal direction, here the negative z-direction, of the press-in contact element 1 and thus its linear extension 100, cf. Figure 1 , to reduce.
  • the press-fit contact element 1 of the arrangement 1000 also has a blocking section 6.
  • This is designed as two partial blocking sections 60,62, with the compensating section 4 being arranged almost completely between the two partial blocking sections 60,62.
  • the blocking section 6, here both partial blocking sections 60, 62, are pin-shaped.
  • Both partial blocking sections 60, 62 have a blocking surface 600 at their end lying in the longitudinal direction and thus facing the substrate.
  • the respective blocking surface 600 is oriented parallel to an associated blocking counter surface 700 on the foot section 74 of the sleeve 7.
  • the sleeve 7 has a receiving section 70, here designed as a hollow cylinder, with a recess 72 in which the insertion section 5 of the press-fit contact element 1 is arranged.
  • the recess 72 can be arranged in the receiving section 70 and partially or completely in the foot section 74, so that the recess 72 extends, for example, through the entire sleeve 7, cf. Figure 2c .
  • the receiving section 70 and also its recess 72 can also be designed with edges, i.e. as a cuboid or more generally as a prism, cf. Figure 2b .
  • the sleeve 7 has the foot section 74 adjacent to the receiving section 70 in the negative z direction. This is also designed here as an example of a cylinder. In another embodiment, like the receiving section 70, it can also be designed with edges.
  • the foot section 74 points in The blocking counter surface 700 is in the positive z direction.
  • the foot section 74 has the fastening section 76.
  • the fastening section 76 is arranged on a section of a conductor track 80 of the substrate 8 and is materially connected to it. The cohesive connection can be made using one of the connection types listed above.
  • the power semiconductor assembly according to the invention shown in a detail Figure 3 and 4 is designed as part of a power semiconductor module. It has a substrate 8 and a plurality of press-fit contact elements 1, only one of which is shown as an example. Without limiting the generality, the substrate 8 itself has a rigid insulating material body 82 and then a plurality of conductor tracks 80, only one of which is also shown.
  • the press-in contact element 1 is arranged here with its insertion section 5 in a non-positive and positive manner in the recess 72 of the receiving section 70 of the sleeve 7.
  • the blocking surface 600 of the respective partial blocking section 60, 62 is at a distance from the foot section 74 of the sleeve 7 and the blocking counter surface 700 formed there.
  • the blocking counter surface 700 is a surface section of the foot section 74 as such.
  • further metallization can also be arranged on the conductor track 80.
  • Such a metallization can be, for example, a solder layer or a sintered metal layer, especially if the cohesive connection of the fastening section 76 foot section 74 with the conductor track 80 is designed as a solder or sintered connection.
  • the blocking section 6 or here the two partial blocking sections 60, 62 in cooperation with the respectively assigned blocking counter surfaces 700 of the substrate 8, serve to move the press-in section 2, in particular as part of the press-in process, in the longitudinal direction towards the insertion section 5 or the substrate 8 with its respective blocking surface 600 on the associated blocking counter surface 700 and thus to limit the longitudinal movement of the press-in section 2 in the longitudinal direction. This limit is reached as soon as the respective blocking surface 600 lies flat on the associated blocking counter surface 700.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Vorgestellt werden eine Anordnung mit einem Einpresskontaktelement und mit einer Hülse, wobei das Einpresskontaktelement einen Einpressabschnitt, einen Verbindungsabschnitt, einen Ausgleichsabschnitt, einen Einsteckabschnitt und einen Blockierabschnitt aufweist, wobei der Ausgleichsabschnitt elastisch ausgestaltet und dazu ausgebildet ist bei einer Längsbewegung des Einpressabschnitts in einer Längsrichtung des Einpresskontaktelements auf den Einsteckabschnitt hin gestaucht zu werden und somit seine Längenausdehnung zu verringern und wobei die Hülse einen Aufnahmeabschnitt und einen Fußabschnitt der eine Blockiergegenfläche und einen Befestigungsabschnitt aufweist, wobei der Einsteckabschnitt dazu ausgebildet ist in dem Aufnahmeabschnitt angeordnet zu sein, wobei der Befestigungsabschnitt dazu ausgebildet ist, stoffschlüssig auf einer Leiterbahn eines Substrats angeordnet zu sein und wobei der Blockierabschnitt dazu ausgebildet ist, sich mit einer Blockierfläche auf der Blockiergegenfläche der Hülse abzustützen und die Längsbewegung des Einpressabschnitts in Richtung auf den Einsteckabschnitt zu begrenzen.

Description

  • Die Erfindung beschreibt eine Anordnung mit einem Einpresskontaktelement mit einem Einpressabschnitt, einem Verbindungsabschnitt, einem Ausgleichsabschnitt, einem Einsteckabschnitt und einem Blockierabschnitt sowie eine Hülse mit einem Aufnahmeabschnitt und einem Fußabschnitt mit einer Blockiergegenfläche und einem Befestigungsabschnitt. Weiterhin beschreibt die Erfindung eine Leistungshalbleiterbaugruppe mit einer derartigen Anordnung.
  • Die DE 10 2008 007 310 A1 offenbart einen elektrischen Einpresskontakt, insbesondere Einpressstiftkontakt, zur Übertragung von elektrischem Strom und/oder elektrischen Signalen, mit einem Einpressabschnitt und einem Montageabschnitt, die über einen Entlastungsabschnitt miteinander mechanisch gekoppelt sind, und der Entlastungsabschnitt einen Ausgleichsbereich und einen Anschlagbereich aufweist, wobei der Ausgleichsbereich eine gekoppelte Relativbewegung des Einpressabschnitts und des Montageabschnitts zulässt und der Anschlagbereich eine Aufeinanderzubewegung von Einpressabschnitt und Montageabschnitt blockiert.
  • In Kenntnis des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine alternative Befestigung eines Einpresskontaktelements, ebenso wie eine Leistungshalbleiterbaugruppe mit einer derartigen Anordnung, vorzustellen, wobei eine verbesserte elektrische und mechanische Verbindung des Einpresskontaktelements mit einem Substrat erzielt werden soll.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anordnung mit einem Einpresskontaktelement und mit einer Hülse, wobei das Einpresskontaktelement einen Einpressabschnitt, einen Verbindungsabschnitt, einen Ausgleichsabschnitt, einen Einsteckabschnittund einen Blockierabschnitt aufweist, wobei der Ausgleichsabschnitt elastisch ausgestaltet und dazu ausgebildet ist bei einer Längsbewegung des Einpressabschnitts in einer Längsrichtung des Einpresskontaktelements auf den Einsteckabschnitt hin gestaucht zu werden und somit seine Längenausdehnung zu verringern und wobei die Hülse einen Aufnahmeabschnitt und einen Fußabschnitt der eine Blockiergegenfläche und einen Befestigungsabschnitt aufweist, wobei der Einsteckabschnitt dazu ausgebildet ist in dem Aufnahmeabschnitt angeordnet zu sein, wobei der Befestigungsabschnitt dazu ausgebildet ist, stoffschlüssig auf einer Leiterbahn eines Substrats angeordnet zu sein und wobei der Blockierabschnitt dazu ausgebildet ist, sich mit einer Blockierfläche auf der Blockiergegenfläche der Hülse abzustützen und die Längsbewegung des Einpressabschnitts in Richtung auf den Einsteckabschnitt zu begrenzen.
  • Entscheidend und erfindungswesentlich hierbei ist, dass das Einpresskontaktelement in einer Hülse angeordnet ist.
  • Unter dem Begriff "Längsrichtung" soll hier und im Folgenden diejenige Richtung verstanden werden, die der Richtung des Einpressens des Einpressabschnitts in eine korrespondierende Öffnung, beispielhaft als Teil einer Leiterplatte oder eines sonstigen stromleitenden Elements, wie einer Anschlussschiene, entgegengesetzt ist. Die Längsrichtung entspricht also einer negativen Einpressrichtung.
  • Es kann bevorzugt sein, wenn der Einsteckabschnitt des Einpresskontaktelements form- oder kraftschlüssig in dem Aufnahmeabschnitt angeordnet ist.
  • Es kann besonders bevorzugt sein, dass der Aufnahmeabschnitt der Hülse als Hohlzylinder ausgebildet ist.
  • Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die Länge des Aufnahmeabschnitts in Normalenrichtung 10% insbesondere 20% der Länge des Einpresskontaktelements in Normalenrichtung beträgt.
  • Es kann vorteilhaft sein, wenn der Verbindungsabschnitt des Einpresskontaktelements eine erste und eine parallel dazu angeordnete und jeweils plan ausgebildete Hauptfläche aufweist.
  • Es kann weiterhin vorteilhaft sein, wenn der Ausgleichsabschnitt des Einpresskontaktelements einen Bogen oder eine Mehrzahl von, vorzugsweise aneinander angrenzenden, Bögen aufweist. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Ausgleichsabschnitt S-förmig ausgebildet ist.
  • Dabei kann es bevorzugt sein, wenn ein erster Bogenabschnitt eines ersten Bogens des Ausgleichsabschnitts des Einpresskontaktelements in Normalenrichtung über die erste Hauptfläche hervorsteht. Zudem kann es bevorzugt sein, wenn ein zweiter Bogenabschnitt eines zweiten Bogens des Ausgleichsabschnitts in Normalenrichtung über die zweite Hauptfläche hervorsteht.
  • Es kann auch vorteilhaft sein, wenn der Blockierabschnitt des Einpresskontaktelements stiftförmig ausgebildet ist und die Blockierfläche am, in Längsrichtung liegenden, Ende des Blockierabschnitts angeordnet ist. Vorzugsweise bildet die Längsrichtung hierbei die Flächennormale der Blockierfläche.
  • Insbesondere ist es bevorzugt, wenn der Blockierabschnitt des Einpresskontaktelements als zwei Teilblockierabschnitte ausgebildet ist und der Ausgleichsabschnitt oder ein Abschnitt hiervon zwischen den beiden Teilblockierabschnitten angeordnet ist oder wenn der Ausgleichsabschnitt als zwei Teilausgleichsabschnitte ausgebildet ist und der Blockierabschnitt oder ein Abschnitt hiervon zwischen den beiden Teilausgleichsabschnitten angeordnet ist.
  • Die o.g. Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch eine Leistungshalbleiterbaugruppe mit einer wie oben beschriebenen Anordnung und mit einem Substrat und auf dessen Isolierstoffkörper angeordneten Leiterbahnen, wobei der Befestigungsabschnitt der Hülse stoffschlüssig auf einem Abschnitt einer dieser Leiterbahnen des Substrats angeordnet ist und wobei der Einsteckabschnitt des Einpresskontaktelements dazu ausgebildet ist, in dem Aufnahmeabschnitt der Hülse angeordnet zu sein, wobei der Blockierabschnitt dazu ausgebildet und vorgesehen ist sich bei einer Bewegung des Einpressabschnitts in Längsrichtung auf den Einsteckabschnitt zu mit seiner Blockierfläche auf einer Blockiergegenfläche der Hülse abzustützen und damit die Längsbewegung des Einpressabschnitts in Längsrichtung auf den Einsteckabschnitt hin zu begrenzen.
  • Hierbei ist es bevorzugt, wenn das Substrat ausgebildet ist mit einer Isolierkeramik als Träger der Leiterbahnen oder als eine starre Leiterplatte oder als eine flexible Leiterplatte.
  • Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die Leistungshalbleiterbaugruppe in einem Gehäuse angeordnet ist.
  • Selbstverständlich können, sofern dies nicht explizit oder per se ausgeschlossen ist oder dem Gedanken der Erfindung widerspricht, die jeweils im Singular genannten Merkmale mehrfach vorhanden sein. Ebenso, und sogar bevorzugt, kann die Anordnung mit dem Einpresskontaktelement und der Hülse mehrfach auf der Leistungshalbleiterbaugruppe vorhanden sein.
  • Es versteht sich, dass die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung, gleichgültig ob sie im Rahmen der Beschreibung der Anordnung mit dem Einpresskontaktelements und der Hülse oder der Leistungshalbleiterbaugruppe offenbart 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.
  • Weitere Erläuterungen der Erfindung, vorteilhafte Einzelheiten und Merkmale, ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Figuren 1 bis 4 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung oder von jeweiligen Teilen hiervon.
    • Figur 1 zeigt schematisch verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen Anordnung.
    • Figuren 2 bis 4 zeigen eine mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hülse und des Einpresskontaktelements.
  • Figur 1 zeigt schematisch verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen Anordnung 1000 mit einem Einpresskontaktelement 1 und einer Hülse 7 mit einer Längsausdehnung 100 in z-Richtung, die gleichzeitig der Einpressrichtung entspricht. Hierbei zeigt Figur 1b eine Draufsicht aus y-Richtung, während Figur 1a einen Schnitt entlang der Linie A-A und eine Draufschicht auf diesen Schnitt in x-Richtung zeigt. Figur 1c zeigt einen entsprechenden Schnitt entlang der Linie B-B und ebenfalls eine Draufschicht auf diesen Schnitt in x-Richtung.
  • Das erfindungsgemäße Einpresskontaktelement 1 der Anordnung 1000 weist einen vorzugsweise fachüblichen Einpressabschnitt 2 und in negativer z-Richtung anschließend einen Verbindungsabschnitt 3 auf, der den Einpressabschnitt 2 mit einem Ausgleichsabschnitt 4 verbindet. An diesen Ausgleichsabschnitt 4 schließt sich ein Einsteckabschnitt 5 an, wobei der Ausgleichsabschnitt 4 und der Einsteckabschnitt 5 direkt ineinander übergehen. In positiver und negativer x-Richtung weist das Einpresskontaktelement 1 noch jeweils einen Teilblockierabschnitt 60,62 auf, wobei die beiden Teilblockierabschnitte 60,62 gemeinsam einen Blockierabschnitt 6 ausbilden. Die Teilblockierabschnitte 60,62 sind vom Ausgleichsabschnitt 4 jeweils durch Ausnehmungen freigespart.
  • Der Ausgleichsabschnitt 4 selbst ist elastisch, insbesondere in Längsrichtung und damit auch in z-Richtung, ausgestaltet. Er ist hierzu S-förmig ausgebildet mit zwei ineinander übergehenden Bögen 40, 42. Durch diese Ausgestaltung ist der Ausgleichsabschnitt 4 dazu ausgebildet bei einer Längsbewegung des Einpressabschnitts 2 in der Längsrichtung, also der negativen z-Richtung, des Einpresskontaktelements 1 auf den Einsteckabschnitt 5 hin gestaucht zu werden und somit seine Längenausdehnung 100 in dem Ausgleichsabschnitt 4 zu verringern.
  • Der Einsteckabschnitt 5 ist dazu ausgebildet, form- oder kraftschlüssig in einem Aufnahmeabschnitt 70 einer Hülse 7 der Anordnung 1000 angeordnet zu werden, vgl. hierzu Figur 4. Der Aufnahmeabschnitt 70 ist hierbei als Hohlzylinder ausgestaltet und weist demnach insbesondere eine Aussparung 72 auf, in der der Einsteckabschnitt 5 des Einpresskontaktelements 1 angeordnet und fixiert ist. Weiterhin weist die Hülse 7 einen Fußabschnitt 74 mit einem Befestigungsabschnitt 76 auf.
  • Dieser Befestigungsabschnitt 76 des Fußabschnitt 74 ist dazu ausgebildet stoffschlüssig auf einer Leiterbahn 80 eines Substrats 8 angeordnet zu werden, vgl. hierzu Figur 4. Diese stoffschlüssige Verbindung kann entweder mittels einer Schweißverbindung, also ohne zusätzliches, zwischen dem Befestigungsabschnitt 76 und der Leiterbahn 80 angeordnetes, Verbindungsmittel ausgebildet sein. Alternativ kann die stoffschlüssige Verbindung als Lot- oder Sinterverbindung ausgebildet sein, wobei sich dann ein Verbindungsmittel zwischen dem Fußabschnitt 74 und der Leiterbahn 80 befindet. Die Verbindung kann hierbei flächig oder auch strukturiert bzw. punktuell ausgestaltet sein. Der Befestigungsabschnitt 76 ist grundsätzlich auf einem Isolierstoffkörper 82 des Substrats 8 oder auf einer Leiterbahn 80 des Substrats 8 angeordnet.
  • Der Blockierabschnitt 6 ist grundsätzlich dazu ausgebildet sich mit einer Blockierfläche 600 auf eine Blockiergegenfläche 700 der Fußabschnitts 74 der Hülse 7, vgl. Figur 4, abzustützen und somit die Längsbewegung des Einpressabschnitts 2 in Richtung auf den Einsteckabschnitt 5 zu begrenzen.
  • In der hier dargestellten Ausgestaltung des Einpresskontaktelements 1 ist die jeweilige Blockierfläche 600 um einen Versatz 560 in z-Richtung gegenüber des Einsteckabschnitts 5 in z-Richtung zurückversetzt. Ist der Einsteckabschnitt 5 in der Aussparung 72, hier nicht gezeigt, des Aufnahmeabschnitt 70 der Hülse angeordnet und somit kraft- oder formschlüssig verbunden, entspricht der Versatz 560 genau der möglichen Reduktion der Längenausdehnung 100.
  • Figuren 2 bis 4 zeigen eine mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hülse 7 und des Einpresskontaktelements 1 der Anordnung 1000, genauer einen Abschnitt hiervon, und in den Figuren 3 und 4 dessen Anordnung auf einem Substrat 8 als Teil einer Leistungshalbleiterbaugruppe oder eines Leistungshalbleitermoduls.
  • Das dargestellte Einpresskontaktelement 1 ist im Grunde ähnlich demjenigen gemäß Figur 1 aufgebaut. Es weist einen nicht dargestellten, fachüblich ausgebildeten Einpressabschnitt 2 und in negativer z-Richtung anschließend einen Verbindungsabschnitt 3 auf, der eine erste und eine zweite, parallel dazu angeordnete, und jeweils plan ausgebildete Hauptfläche 30,32 aufweist, deren Normalenrichtung in positive bzw. negative y-Richtung verläuft.
  • An den Verbindungsabschnitt 3 schließt sich dann ein Ausgleichsabschnitt 4 an. Hieran schließt sich unmittelbar ein Einsteckabschnitt 5 an, wobei der Einsteckabschnitt in negativer z-Richtung verläuft und dazu ausgebildet ist form- oder kraftschlüssig in den als Hohlzylinder ausgebildeten Aufnahmebschnitt 70 der Hülse 7 angeordnet zu werden.
  • Der Ausgleichsabschnitt 4 selbst ist elastisch ausgestaltet. Er ist hierzu S-förmig ausgebildet mit zwei ineinander übergehenden, also aneinander angrenzenden, Bögen 40,42. Hierbei steht ein erster Bogenabschnitt 44 des ersten Bogens 40 in Normalenrichtung über die erste Hauptfläche 30 hervor, während ein zweiter Bogenabschnitt 46 des zweiten Bogens 42 in Normalenrichtung über die zweite Hauptfläche 32 hervorsteht. Durch diese Ausgestaltung ist der Ausgleichsabschnitt 4 dazu ausgebildet bei einer Längsbewegung des Einpressabschnitts 2 in einer Längsrichtung, hier der negativen z-Richtung, des Einpresskontaktelements 1 auf den Einsteckabschnitt 5 hin gestaucht zu werden und somit seine Längenausdehnung 100, vgl. Figur 1, zu verringern.
  • Erfindungsgemäß weist das Einpresskontaktelement 1 der Anordnung 1000 noch einen Blockierabschnitt 6 auf. Dieser ist ausgebildet als zwei Teilblockierabschnitte 60,62, wobei der Ausgleichsabschnitt 4 fast vollständig zwischen den beiden Teilblockierabschnitten 60,62 angeordnet ist. Der Blockierabschnitt 6, hier jeweils beide Teilblockierabschnitte 60,62, sind stiftförmig ausgebildet. Beide Teilblockierabschnitte 60,62 weisen eine Blockierfläche 600 an ihrem in Längsrichtung liegenden und damit dem Substrat zugewandten Ende auf. Die jeweilige Blockierfläche 600 ist parallel zu einer zugeordneten Blockiergegenfläche 700 auf dem Fußabschnitt 74 der Hülse 7 orientiert.
  • Die Hülse 7 weist einen Aufnahmeabschnitt 70, hier als Hohlzylinder ausgebildet, mit einer Aussparung 72 in den der Einsteckabschnitt 5 des Einpresskontaktelements 1 angeordnet wird, auf. Die Aussparung 72 kann in einer weiteren Ausgestaltung in dem Aufnahmeabschnitt 70 und teilweise oder auch vollständig in dem Fußabschnitt 74 angeordnet sein, sodass die Aussparung 72 sich beispielsweise durch die gesamte Hülse 7 erstreckt, vgl. Figur 2c. Weiterhin kann der Aufnahmeabschnitt 70 und auch dessen Aussparung 72 in einer weiteren Ausführungsform auch mit Kanten, also als Quader oder auch allgemeiner als Prisma, ausgestaltet sein, vgl. Figur 2b. Die Hülse 7 weist in negativer z-Richtung anschließend an den Aufnahmeabschnitt 70 den Fußabschnitt 74 auf. Dieser ist hier ebenfalls beispielhaft als ein Zylinder ausgebildet. Auch er kann wiederum in einer weiteren Ausführungsform, wie auch der Aufnahmeabschnitt 70, mit Kanten ausgestaltet sein. Der Fußabschnitt 74 weist in positiver z-Richtung die Blockiergegenfläche 700 auf. In negativer z-Richtung weist der Fußabschnitt 74 den Befestigungsabschnitt 76 auf. Der Befestigungsabschnitt 76 ist auf einem Abschnitt einer Leiterbahn 80 des Substrats 8 angeordnet und stoffschlüssig mit ihr verbunden. Die stoffschlüssige Verbindung kann hierbei nach einer der oben ausgeführten Verbindungsarten vorgenommen werden.
  • Die erfindungsgemäße, in einem Ausschnitt dargestellte Leistungshalbleiterbaugruppe gemäß Figur 3 und 4 ist als ein Teil eines Leistungshalbleitermoduls ausgebildet. Sie weist ein Substrat 8 und eine Mehrzahl von Einpresskontaktelementen 1, wobei nur eines exemplarisch dargestellt ist, auf. Das Substrat 8 selbst weist hier ohne Beschränkung der Allgemeinheit einen starren Isolierstoffkörper 82 und hierauf eine Mehrzahl von Leiterbahnen 80, wobei ebenfalls nur eine dargestellt ist, auf. Das Einpresskontaktelement 1 ist mit seinem Einsteckabschnitt 5 hier kraft- und formschlüssig in der Aussparung 72 des Aufnahmeabschnitt 70 der Hülse 7 angeordnet.
  • Ohne Kraftbeaufschlagung in Längsrichtung des Einpresskontaktelements 1 weist die Blockierfläche 600 des jeweiligen Teilblockierabschnitts 60,62 einen Abstand zum Fußabschnitt 74 der Hülse 7 und der dort ausgebildeten Blockiergegenfläche 700 auf. Grundsätzlich ist die Blockiergegenfläche 700 ein Flächenabschnitt des Fußabschnitts 74 als solcher. Es kann allerdings auch eine weitere Metallisierung auf der Leiterbahn 80 angeordnet sein. Eine derartige Metallisierung kann beispielhaft eine Lotschicht oder eine Sintermetallschicht sein, insbesondere dann, wenn auch die stoffschlüssige Verbindung des Befestigungsabschnitts 76 Fußabschnitts 74 mit der Leiterbahn 80 als Lot- oder Sinterverbindung ausgebildet ist.
  • Der Blockierabschnitt 6 bzw. hier die beiden Teilblockierabschnitte 60,62 dienen in Zusammenwirkung mit den jeweils zugeordneten Blockiergegenflächen 700 des Substrats 8 dazu bei einer Bewegung des Einpressabschnitts 2, insbesondere im Rahmen des Einpressverfahrens, in Längsrichtung auf den Einsteckabschnitt 5 oder das Substrat 8 zu sich mit seiner jeweiligen Blockierfläche 600 auf der zugeordneten Blockiergegenfläche 700 abzustützen und damit die Längsbewegung des Einpressabschnitts 2 in Längsrichtung zu begrenzen. Diese Begrenzung ist erreicht, sobald die jeweilige Blockierfläche 600 auf der zugeordneten Blockiergegenfläche 700 flächig aufliegt. Bezugszeichenliste
    Anordnung 1000
    Einpresskontaktelement 1
    Längenausdehnung 100
    Einpressabschnitt 2
    Verbindungsabschnitt 3
    Erste Hauptfläche 30
    Zweite Hauptfläche 32
    Ausgleichsabschnitt 4
    Erster Bogen 40
    Zweiter Bogen 42
    Erster Bogenabschnitt 44
    Zweiter Bogenabschnitt 46
    Einsteckabschnitt 5
    Versatz 560
    Blockierabschnitt 6
    Teilblockierabschnitt 60,62
    Blockierfläche 600
    Hülse 7
    Aufnahmeabschnitt 70
    Aussparung 72
    Fußabschnitt 74
    Befestigungsabschnitt 76
    Blockiergegenfläche 700
    Substrat 8
    Leiterbahn 80
    Isolierstoffkörper 82

Claims (14)

  1. Anordnung (1000) mit einem Einpresskontaktelement (1) und mit einer Hülse (7), wobei das Einpresskontaktelement (1) einen Einpressabschnitt (2), einen Verbindungsabschnitt (3), einen Ausgleichsabschnitt (4), einen Einsteckabschnitt (5) und einen Blockierabschnitt (6) aufweist, wobei der Ausgleichsabschnitt (4) elastisch ausgestaltet und dazu ausgebildet ist bei einer Längsbewegung des Einpressabschnitts (2) in einer Längsrichtung des Einpresskontaktelements (1) auf den Einsteckabschnitt (5) hin gestaucht zu werden und somit seine Längenausdehnung (100) zu verringern und wobei die Hülse (7) einen Aufnahmeabschnitt (70) und einen Fußabschnitt (74) der eine Blockiergegenfläche (700) und einen Befestigungsabschnitt (76) aufweist, wobei der Einsteckabschnitt (5) dazu ausgebildet ist in dem Aufnahmeabschnitt (70) angeordnet zu sein, wobei der Befestigungsabschnitt (76) dazu ausgebildet ist, stoffschlüssig auf einer Leiterbahn (80) eines Substrats (8) angeordnet zu sein und wobei der Blockierabschnitt (6) dazu ausgebildet ist, sich mit einer Blockierfläche (600) auf der Blockiergegenfläche (700) der Hülse (7) abzustützen und die Längsbewegung des Einpressabschnitts (2) in Richtung auf den Einsteckabschnitt (5) zu begrenzen.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei
    der Einsteckabschnitt (5) des Einpresskontaktelements (1) form- oder kraftschlüssig in dem Aufnahmeabschnitt (72) angeordnet ist.
  3. Anordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei
    der Aufnahmeabschnitt (70) der Hülse (7) als Hohlzylinder ausgebildet ist.
  4. Anordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche,
    wobei die Länge des Aufnahmeabschnitt (70) in Normalenrichtung 10% insbesondere 20% der Länge des Einpresskontaktelements in Normalenrichtung beträgt.
  5. Anordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei
    der Verbindungsabschnitt (3) des Einpresskontaktelements (1) eine erste und eine zweite parallel dazu angeordnete und jeweils plan ausgebildete Hauptfläche (30,32) aufweist.
  6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
    der Ausgleichsabschnitt (4) des Einpresskontaktelements (1) einen Bogen oder eine Mehrzahl von, vorzugsweise aneinander angrenzender, Bögen (40,42) aufweist.
  7. Anordnung nach Anspruch 6, wobei
    der Ausgleichsabschnitt (4) des Einpresskontaktelements (1) S-förmig ausgebildet ist.
  8. Anordnung nach Anspruch 4 bis 6, wobei
    ein erster Bogenabschnitt (44) eines ersten Bogens (40) des Ausgleichsabschnitts (4) des Einpresskontaktelements (1) in Normalenrichtung über die erste Hauptfläche (30) hervorsteht.
  9. Anordnung nach Anspruch 6 bis 8, wobei
    ein zweiter Bogenabschnitt (46) eines zweiten Bogens (42) des Ausgleichsabschnitts (4) des Einpresskontaktelements (1) in Normalenrichtung über die zweite Hauptfläche (32) hervorsteht.
  10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
    der Blockierabschnitt (6) des Einpresskontaktelements (1) stiftförmig ausgebildet ist und die Blockierfläche (600) am in Längsrichtung liegenden Ende des Blockierabschnitts (6) angeordnet ist.
  11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
    der Blockierabschnitt (6) des Einpresskontaktelements (1) als zwei Teilblockierabschnitte (60,62) ausgebildet ist und der Ausgleichsabschnitt (4) oder ein Abschnitt hiervon zwischen den beiden Teilblockierabschnitten (60,62) angeordnet ist oder wobei der Ausgleichsabschnitt (4) als zwei Teilausgleichsabschnitte ausgebildet ist und der Blockierabschnitt (6) oder ein Abschnitt hiervon zwischen den beiden Teilausgleichsabschnitten angeordnet ist.
  12. Leistungshalbleiterbaugruppe mit einer Anordnung gemäß der Ansprüche 1 bis 11 und mit einem Substrat (8) und auf dessen Isolierstoffkörper (82) angeordneten Leiterbahnen (80), wobei der Befestigungsabschnitt (76) der Hülse (7) stoffschlüssig auf einem Abschnitt einer dieser Leiterbahnen (80) des Substrats (8) angeordnet ist und wobei der Einsteckabschnitt (5) des Einpresskontaktelements (1) dazu ausgebildet ist, in dem Aufnahmeabschnitt (70) der Hülse (7) angeordnet zu sein, wobei der Blockierabschnitt (6) dazu ausgebildet und vorgesehen ist sich bei einer Bewegung des Einpressabschnitts (2) in Längsrichtung auf den Einsteckabschnitt (5) zu mit seiner Blockierfläche (600) auf einer Blockiergegenfläche (700) der Hülse (7) abzustützen und damit die Längsbewegung des Einpressabschnitts (2) in Längsrichtung auf den Einsteckabschnitt (5) hin zu begrenzen.
  13. Leistungshalbleiterbaugruppe nach Anspruch 12, wobei
    das Substrat (8) ausgebildet ist mit einer Isolierkeramik als Träger der Leiterbahnen oder als eine starre Leiterplatte oder als eine flexible Leiterplatte.
  14. Leistungshalbleiterbaugruppe nach Anspruch 12, wobei
    die Leistungshalbleiterbaugruppe in einem Gehäuse angeordnet ist.
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