UA62975C2 - Power semiconductor module - Google Patents

Power semiconductor module Download PDF

Info

Publication number
UA62975C2
UA62975C2 UA2000010440A UA2000010440A UA62975C2 UA 62975 C2 UA62975 C2 UA 62975C2 UA 2000010440 A UA2000010440 A UA 2000010440A UA 2000010440 A UA2000010440 A UA 2000010440A UA 62975 C2 UA62975 C2 UA 62975C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
riser
contact
spring element
module according
spring
Prior art date
Application number
UA2000010440A
Other languages
English (en)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Publication of UA62975C2 publication Critical patent/UA62975C2/uk

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/71—Means for bonding not being attached to, or not being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/72—Detachable connecting means consisting of mechanical auxiliary parts connecting the device, e.g. pressure contacts using springs or clips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01004—Beryllium [Be]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01042—Molybdenum [Mo]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01068—Erbium [Er]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/3011—Impedance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Die Bonding (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description

Винахід відноситься до галузі силової електроніки. Він виходить з силового напівпровідникового модуля відповідно до обмежувальної частини пункту 1 формули винаходу.
Такий силовий напівпровідниковий модуль вже описаний у викладеній заявці ОЕ 195 30 264 А1. При цьому мова йде про так званий напівпровідниковий модуль з притискними контактами, в якому декілька напівпровідникових кристалів розташовані своїм першим головним електродом на монтажній платі. Другі головні електроди кристалів електрично контактуються за допомогою множини торцевих контактів.
Монтажна плата сполучена з першим головним вводом, а торцеві контакти - з другим головним вводом.
Завжди важко припаювати окремі кристали на одній висоті, а тим більше плоскопаралельно. У зазначеній викладеній заявці положення кожного торцевого контакту встановлюють по окремості згідно з відстанню між підлягаючим контактуванню напівпровідниковим кристалом і другим головним вводом. За рахунок цього можна понизити вимоги до плоскопаралельності поверхонь кристалів. Положення встановлених рухомо торцевих контактів постійної довжини регулюють за допомогою пружини, яка розташована в отворі, передбаченому для розміщення торцевого контакту. Діюча на модуль сила передається через ці пружини на окремі напівпровідникові кристали.
Наведене в зазначеній викладеній заявці вирішення має той недолік, що через пружину повинен проходити струм. Однак електрична провідність самої пружини, і зокрема провідність переходу між пружиною і торцевим контактом або другим головним вводом, часто є недостатньою.
Завдання запропонованого винаходу полягає у створенні з силового напівпровідникового модуля, в якому на всі напівпровідникові кристали незалежно від їх відстані до другого головного вводу діє однаковий тиск і в якому поліпшена провідність засобів, передбачених для контактування. Це завдання вирішене за допомогою силового напівпровідникового модуля з ознаками першого пункту формули винаходу.
Основна ідея винаходу полягає у поділі засобів, передбачених для електричного з'єднання між напівпровідниковими кристалами і другим головним вводом, і пружинних елементів, які відповідальні за однакову силу контактування усіх напівпровідникових кристалів. Для кожного напівпровідникового кристала створюють електричне з'єднання з другим головним вводом модуля, яке відрізняється доброю провідністю і малим перехідним опором.
Для цього передбачені контактні елементи, які мають дві плоских контактних поверхні. Відстань між цими контактними поверхнями перекрита сполучним елементом. Цей сполучний елемент повинен бути пружним і має переважно форму скоби або дротяного провідника. Кожний контактний елемент розтискується пружиною. При цьому контактні поверхні притискаються з одного боку до верхньої плати, а з іншого боку - до напівпровідникового кристала і тим самим забезпечують малий опір контакту. Передача зусилля контакту відбувається за рахунок напруженого пружинного елемента, який розташований між контактними поверхнями і який мало або майже не впливає на електричну провідність.
Силові напівпровідникові модулі з притискним контактуванням напівпровідникових кристалів звичайно витримують коротке замикання, тому що відсутні тонкі приварювані проводи, які можуть плавитися при перевантаженні. Однак при притискному контактуванні без особливих запобіжних заходів на чутливі напівпровідникові кристали, зокрема на кристали біполярних транзисторів з ізольованим затвором (ІСВТ), впливають механічні навантаження та перевантаження, які можуть призводити до руйнування кристала.
Зокрема, при стисканні сполучених послідовно модулів у стопку можуть виникати пошкодження. У більш прийнятному варіанті виконання даного винаходу цього запобігають тим, що між першим і другим головними вводами передбачені опорні елементи для прийому можливого перевантаження. Вони обмежують ходу пружини і тим самим максимально передають пружинним елементом зусилля контакту. Як тільки верхня плата упирається в опору, то все додаткове навантаження сприймається нею, і контактний тиск на напівпровідниковий кристал не залежить від зовнішнього навантаження стискання.
Згідно з іншим більш прийнятним варіантом виконання утворені з пружинного і контактного елемента блоки можуть бути виготовлені попередньо і при комплектації напівпровідникового модуля просто встановлюватися на кристал. Зазначений блок є більш компактним і простим в поводженні, якщо передбачено підхожі стримувальні засоби, що запобігають його повному розтискуванню. Це забезпечує зокрема більш економічне і спрощене виготовлення напівпровідникового модуля. Контактування кристалів за допомогою комбінування відповідно до винаходу контактного елемента і пружинного елемента забезпечує перманентний низькоомний перехідний опір між контактами корпуса і кристалом. При цьому при виході з ладу одного кристала увесь номінальний струм проходить через несправний кристал не завдаючи шкоди відповідним контактам.
Інші більш прийнятні варіанти виконання випливають із залежних пунктів формули винаходу.
Нижче наводиться докладний опис винаходу на прикладі виконання з посиланнями на креслення, на яких зображено: фіг.1 - вигляд у розрізі частини силового напівпровідникового модуля відповідно до першого варіанта виконання винаходу і фіг.2 - вигляд у розрізі частини силового напівпровідникового модуля відповідно до другого варіанта виконання винаходу.
Використовувані на кресленнях позиції та їх значення наведені в переліку позицій. Однакові частини принципово позначені однаковими позиціями, якщо тільки з причин наочності позиція повторно не вказується.
На фіг.1 показана в розрізі частина силового напівпровідникового модуля відповідно до більш прийнятного варіанта виконання винаходу. У спільному корпусі розташована множина окремих напівпровідникових кристалів 4 один біля одного, причому на фіг.1 показані тільки два окремих кристали 4.
Напівпровідникові кристали являють собою переважно кристали біполярних транзисторів з ізольованим затвором чи діодні кристали або комбінацію цих двох видів кристалів. На фіг.17 не зображені виводи затворів для управління напівпровідниковими кристалами.
Корпус утворений нижньою платою 2, верхньою платою З і стінками корпуса. Нижня плата 2, яка утворює перший головний ввід 20 модуля, і верхня плата 3, яка утворює другий головний ввід 30 модуля, можуть бути виконані у вигляді масивних мідних блоків. Крім того, у нижній платі 2 розміщені не зображені охолоджувальні пристрої. Напівпровідникові кристали 4 містять на нижній і верхній сторонах перший металізований головний електрод 40 і другий металізований головний електрод 41. Другий головний електрод 41 кожного напівпровідникового кристала через контактний елемент 8 електрично сполучений з верхньою платою 3. Між першим головним електродом 40 і нижньою платою 2 з одного боку і між другим головним електродом 41 і контактним елементом 8 з іншого боку можуть бути передбачені інші плівки, пластини і/або прошарки припою. Як приклад такого проміжного шару показані пластини 5, які за своїм тепловим розширенням узгоджені з кремнієвим напівпровідниковим матеріалом і виготовлені з таких матеріалів, як Мо, Си або композити з Мо-Си.
Для мінімізації перехідного опору між другим головним електродом 41 напівпровідникового кристала 4 і контактним елементом 8 останній має першу плоску контактну поверхню 81. Вона прилягає до другого головного електрода 41 або до найверхнього із згаданих проміжних шарів 5. Пружинний елемент 7 розташований так, що контактний елемент 8 розтискається пружинним елементом 7.
Друга плоска контактна поверхня 82 контактного елемента 8, відповідно, притискається стиснутим пружинним елементом 7 до верхньої плати 3. Між пружинним елементом 7 і двома контактними поверхнями 81, 82 знаходиться перша підкладна шайба 70 і друга підкладна шайба 71. Якщо ці підкладні шайби 70, 71 виконані електрично ізольованими, то через металевий пружинний елемент 7 взагалі не буде проходити струм.
Сила притискання, що передається стиснутим пружинним елементом 7 на напівпровідникові кристали 4 і верхню плату 3, компенсується тиском, який впливає на поверхні головних виводів 20, 30 модуля в його стиснутому стані.
Оскільки відстань між двома контактними поверхнями 81, 82 контактного елемента 8 більше не змінюється тільки в стиснутому модулі, то його необхідно перекрити пружним, провідним сполучним елементом 80. Зокрема, пружинний елемент 7 перед його встановленням більш розпрямлений, тобто менше стиснутий, ніж у стиснутому модулі. Сполучний елемент 80 може мати, наприклад, форму скоби, містити декілька скоб або бути утворений одним чи кількома відрізками проводу. Сполучний елемент 80 служить відповідно до винаходу виключно для електричного з'єднання.
Як вже вказувалося вище, висота стопки, що складається з напівпровідникового кристала 4, а також молібденових пластин 5 і прошарків припою, не однакова усередині модуля. Тому важко вирівняти усі верхні проміжні шари, що підлягають контактуванню за допомогою відповідної контактної поверхні 81 контактного елемента 8, на точно однаковій висоті. Це відноситься, зокрема, до таких випадків, коли в тому ж самому модулі використовують різні види кристалів. Для ілюстрації цієї проблеми на фіг.1 показані утрирувано різні за висотою кристали. Відповідно до цього відстань, яка повинна перекривати контактний елемент, буде відрізнятися від кристала до кристала, відповідно від контактного елемента до контактного елемента. За рахунок застосування контактного елемента 8 відповідно до винаходу з гнучким розміром, тобто відстанню, що змінюється між контактними поверхнями 81, 82, це вже не є проблемою.
Для захисту напівпровідникових кристалів 4 від механічних неправильних навантажень і перевантажень передбачені опорні елементи 10 з тривкого щодо повзучості матеріалу, переважно з кераміки. Якщо при стисканні модуля в стопку тиск на поверхні головних вводів 20, 30 стає надто великим, то він може сприйматися опорними елементами 10. При стисканні модуля пружинний елемент 7 стискується додатково, а саме максимально настільки, поки верхня плата З не буде спиратися на опорні елементи 10. Таким чином, будь-яке подальше перевантаження або неправильне навантаження не буде більше передаватися на напівпровідникові кристали 4. Опорні елементи 10 можуть бути виконані у вигляді окремих стояків чи у вигляді опорного кільця всередині модуля або ж можуть бути ідентичними стінкам корпуса.
Іншим прикладом зазначених на початку проміжних шарів є пластина, яка називається далі основою 60 стояка. Вона служить додатково до першої підкладної шайби 70 для розподілу тиску, що чиниться пружинним елементом 7, і передбачена між пружинним елементом 7 і кристалом 4. Це є доцільним зокрема тоді, коли поперечні перерізи пружинного елемента 7 і напівпровідникового кристала 4 не збігаються за формою та за розмірами. В цьому випадку перша контактна поверхня 81 контактного елемента 8 перебуває переважно між розташованою з боку кристала підкладною шайбою 70 і основою 60 стояка.
Ця основа 60 стояка служить додатково як опора самого стояка 6. Такий стояк 6 містить, крім того, шийку 61 стояка і розширену головку 62 стояка, що прилягає до неї. Завданням виконаного в такий спосіб стояка 6 є запобігання повному розслабленню пружинного елемента 7, відповідно забезпечення його певного попереднього напруження. Для цього необхідні ще додаткові стримувальні засоби 9, наприклад, кільце 90 з круглим поперечним перерізом, яке розташоване між головкою 62 стояка і розташованою з боку верхньої плати підкладною шайбою 71 (або другою контактною поверхнею 82). Ця друга підкладна шайба 71 обладнана отвором, діаметр якого трохи більше діаметра головки 62 стояка. Кільце 90 з круглим поперечним перерізом має внутрішній діаметр, який менше діаметра головки 62 стояка, і зовнішній діаметр, який більше діаметра отвору другої підкладної шайби 71. Затиснуте в такий спосіб між головкою 62 стояка і другою підкладною шайбою 71 кільце 90 з круглим поперечним перерізом запобігає ослабленню ненавантаженого пружинного елемента 7 за межі головки 62 стояка. Як альтернативу до зазначеного вище кільця 90 з круглим поперечним перерізом можна використовувати знімну головку 62 стояка з діаметром, який більше діаметра отвору другої підкладної шайби 71.
За допомогою цих засобів пружинному елементу 7 можна надати будь-яке попереднє напруження, за рахунок чого мінімізується додатковий хід пружини при встановленні верхньої плати З, відповідно при стисканні модуля в стопці. Блок, утворений з попередньо напруженого пружинного елемента 7, стояка б і контактного елемента 8, можна виготовляти у вигляді самостійної компактної деталі і потім вставляти у модуль.
При встановленні верхньої плати 3, відповідно при стисканні модуля в напівпровідниковій стопці, пружинний елемент 7 стискується ще трохи, за рахунок чого зменшується відстань між головкою 62 стояка і верхньою платою 3. Відповідно до цього необхідно передбачити камеру 91 для головки стояка для компенсації відносного переміщення між головкою 62 стояка і стримувальним засобом 9, відповідно верхньою платою 3. Ця камера 91 для головки стояка може бути виконана у вигляді заглиблення 92 у верхній платі З (фіг.1) або у вигляді маючого форму Г,, лійкоподібного профільного елемента 93, який з боку верхньої плати прилягає до пружинного елемента 7. Цей варіант виконання показаний на фіг.1 для одного кристала. В цьому випадку у верхній платі З не потрібне заглиблення. Крім того, в цьому випадку друга контактна поверхня 82 виконана суцільною і тим самим має більшу контактну поверхню.
Пружинний елемент 7 може бути спіральною пружиною, містити одну або декілька тарілчастих пружин або бути виконаним у вигляді циліндра з пружного матеріалу. Хоча в наведених прикладах пружинний елемент 7 завжди стискується, можливі також варіанти виконання, в яких пружинний елемент працює на розтяг. Крім того, пружинний елемент 7 не повинен обов'язково оточувати шийку 61 стояка, а може бути розташований поряд з нею.
Стояк 6 і пружинний елемент 7 можуть мати в площині, паралельній головним вводам 20, 30, круглий поперечний переріз, тобто бути виконаними вісесиметричиими. Показана на фіг.1 вирівнювальна фольга 11 з'єднує електрично і механічно другі головні електроди 41 напівпровідникових кристалів 4 один з одним і служить для вирівнювання різних падінь напруги між напівпровідниковими кристалами.
Перелік позицій 2 Нижня плата 20 Перший головний ввід
З Верхня плата
ЗО Другий головний ввід 4 Напівпровідниковий кристал 40 Перший головний електрод 41 Другий головний електрод
Молібденові пластини 6 Стояк 60 Основа стояка 61 Шийка стояка 62 Головка стояка 7 Пружинний елемент 70 Перша підкладна шайба 71 Друга підкладна шайба 8 Контактний елемент 80 Пружний сполучний елемент, скоба, провід 81 Перша контактна поверхня 82 Друга контактна поверхня 9 Стримувальний засіб, засіб попереднього напруження 90 Кільце з круглим поперечним перерізом 91 Камера для головки стояка 92 Заглиблення 93 Профільний елемент
Опорний елемент 11 Вирівнювальна фольга
З 8 71 6 80 82) р 9 и 81,82 10 п - и
С КАН КАМ
- хів» хе м Кк -л хх Кк хх - хХ ; в) о я ї вд че в КУ інша сини іл жи р В Ем и, при пед Шон пон
Й, жодне й пні й й ОБ -О ; оту пл й 13 Її -КкР-Оо КЕ і -о у тро В 7 и ки гі
Й от й о у 7 с. ща! гл їй сиИття ев ния Гу
Я сплкан ме г ви ЖЕ залий ІЙ йти і 7/ и я а аа га є и / ДУДДДІТИЙ СИ Й
ІА ОН -- де сага чик ІБ ща щі - хх у ОК ще нач мч и шк хх из а І де МИ / щі ух У і : х / / ще на 2 4 5 В1 4 дат 70 11
Фіг.
30 в2 Й | 90/91 / 93 ща СЕ ОКХ с
ЗОВ, си ІЙ / Мей /
УТ
ОТТО у ато / / Хдетроо - котрі ит х | ч Ж мк с х х х хх х хо ке
У ех я ХХ
І 70 БО х в1
Фіг. 2 .

Claims (10)

1. Силовий напівпровідниковий модуль, що містить нижню плату, верхню плату 1 щонайменше один напівпровідниковий кристал, який першим головним електродом сполучений з нижньою платою, а другим головним електродом через підпружинений електричний контактний елемент - з верхньою платою, який відрізняється тим, що передбачено щонайменше один пружинний елемент, який виконано з можливістю розсовувати щонайменше один контактний елемент у положення, що забезпечує електричне з'єднання між другим головним електродом і верхньою платою.
2. Модуль за п. І, який відрізняється тим, що контактний елемент містить дві контактні поверхні і пружний електричний сполучний елемент, причому перша контактна поверхня електрично сполучена з другим головним електродом, а друга контактна поверхня - з верхньою платою, і що пружинний елемент розташований між двома контактними поверхнями.
3. Модуль за п. 2, який відрізняється тим, що пружний сполучний елемент має одну або декілька виконаних з можливістю деформації скоб.
4. Модуль за п. 1, який відрізняється тим, що пружинний елемент є спіральною пружиною або містить тарілчасті пружини чи циліндричну частину з пружного матеріалу.
5. Модуль за п. 1, який відрізняється тим, що пружинний елемент електрично ізольований від контактного елемента.
б. Модуль за п. І, який відрізняється тим, що між нижньою платою і верхньою платою передбачений щонайменше один переважно керамічний опорний елемент.
7. Модуль за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що для попереднього напруження пружинного елемента передбачені засоби, які містять стояк, що має розташовану між пружинним елементом і напівпровідниковим кристалом основу стояка, шийку стояка 1 головку стояка, поміщену в камеру для головки стояка.
8. Модуль за п. 7, який відрізняється тим, що основа стояка розташована між першою контактною поверхнею 1 напівпровідниковим кристалом.
9. Модуль за п. 8, який відрізняється тим, що шийка стояка проходить усередині пружинного елемента.
10. Модуль за п. 9, який відрізняється тим, що камера для головки стояка виконана у вигляді заглиблення у верхній платі або у вигляді І-подібного профільного елемента, розташованого між пружинним елементом і верхньою платою.
UA2000010440A 1999-01-27 2000-01-26 Power semiconductor module UA62975C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999103245 DE19903245A1 (de) 1999-01-27 1999-01-27 Leistungshalbleitermodul

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA62975C2 true UA62975C2 (en) 2004-01-15

Family

ID=7895578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2000010440A UA62975C2 (en) 1999-01-27 2000-01-26 Power semiconductor module

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6320268B1 (uk)
EP (1) EP1024530B1 (uk)
JP (1) JP4460701B2 (uk)
CN (1) CN1190838C (uk)
DE (2) DE19903245A1 (uk)
RU (1) RU2243614C2 (uk)
UA (1) UA62975C2 (uk)

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2234154B1 (en) * 2000-04-19 2016-03-30 Denso Corporation Coolant cooled type semiconductor device
DE10064194B4 (de) * 2000-12-22 2006-12-07 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleiter-Modul und Kühlkörper zur Aufnahme des Leistungshalbleiter-Moduls
JP2002359329A (ja) * 2001-05-30 2002-12-13 Hitachi Ltd 半導体装置
EP1263045A1 (en) * 2001-06-01 2002-12-04 ABB Schweiz AG High power semiconductor module
US6557675B2 (en) * 2001-07-31 2003-05-06 Compaq Information Technologies Group, L.P. Tunable vibration damper for processor packages
EP1291914A1 (de) * 2001-09-10 2003-03-12 ABB Schweiz AG Druckkontaktierbares Leistungshalbleitermodul
EP1403923A1 (en) * 2002-09-27 2004-03-31 Abb Research Ltd. Press pack power semiconductor module
EP1475832A1 (de) * 2003-05-05 2004-11-10 ABB Technology AG Druckkontaktierbares Leistungshalbleitermodul
DE10326176A1 (de) * 2003-06-10 2005-01-05 eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH Leistungshalbleitermodul
EP1494279A1 (de) * 2003-07-03 2005-01-05 Siemens Aktiengesellschaft Kühlende flexible Kontaktvorrichtung für einen Halbleiterchip
US6829145B1 (en) * 2003-09-25 2004-12-07 International Business Machines Corporation Separable hybrid cold plate and heat sink device and method
US7164587B1 (en) * 2004-01-14 2007-01-16 Sun Microsystems, Inc. Integral heatsink grounding arrangement
EP1746646B1 (en) * 2004-05-14 2015-03-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Pressure contact type rectifier
DE102005055713B4 (de) * 2005-11-23 2011-11-17 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit Anschlusselementen
DE102006006425B4 (de) * 2006-02-13 2009-06-10 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul in Druckkontaktausführung
DE102006014145C5 (de) * 2006-03-28 2015-12-17 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Druck kontaktierte Anordnung mit einem Leistungsbauelement, einem Metallformkörper und einer Verbindungseinrichtung
DE102007003821A1 (de) 2006-12-20 2008-06-26 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Transistorklemmvorrichtung
US20100133676A1 (en) * 2007-03-30 2010-06-03 Abb Technology Ltd. A power semiconductor arrangement and a semiconductor valve provided therewith
JP5344733B2 (ja) * 2007-09-14 2013-11-20 株式会社日立ハイテクノロジーズ 高周波電力発生装置
US20090108441A1 (en) * 2007-10-31 2009-04-30 General Electric Company Semiconductor clamp system
US8189324B2 (en) * 2009-12-07 2012-05-29 American Superconductor Corporation Power electronic assembly with slotted heatsink
DE102010062556A1 (de) * 2010-12-07 2012-06-14 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Halbleiterschaltungsanordnung
EP2560204A3 (en) * 2011-08-17 2016-06-08 ABB Technology AG Power semiconducter module and semiconducter module assembly with multiple power semiconducter modules
EP2560203A1 (en) * 2011-08-17 2013-02-20 ABB Technology AG Power semiconductor arrangement
JP5338980B2 (ja) * 2011-09-13 2013-11-13 トヨタ自動車株式会社 半導体モジュール
WO2013057172A1 (en) * 2011-10-21 2013-04-25 Abb Technology Ag Power semiconducter module and power semiconductor module assembly with multiple power semiconducter modules
US9105597B2 (en) * 2012-01-23 2015-08-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric power converter and method of manufacturing the same
CN103606526B (zh) * 2013-08-28 2016-03-09 株洲南车时代电气股份有限公司 用于大功率半导体器件的紧固装置及其紧固方法
CN104134648B (zh) * 2014-07-15 2017-02-22 株洲南车时代电气股份有限公司 功率半导体器件
CN104282636A (zh) * 2014-10-17 2015-01-14 国家电网公司 一种使用热管的压接式igbt封装结构
CN107949908B (zh) * 2015-06-22 2020-04-17 Abb瑞士股份有限公司 用于功率半导体模块的弹簧元件
DE102015219851B4 (de) * 2015-10-13 2018-05-17 Zf Friedrichshafen Ag Steuergerät
JP6559536B2 (ja) * 2015-10-22 2019-08-14 日本発條株式会社 電力用半導体装置
WO2017149714A1 (ja) * 2016-03-03 2017-09-08 三菱電機株式会社 電力用半導体装置及び電力用半導体コアモジュール
EP3472860B1 (en) * 2016-06-20 2022-08-17 Zhuzhou CRRC Times Electric Co. Ltd A semiconductor device sub-assembly
US10658268B2 (en) * 2016-09-09 2020-05-19 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device
WO2018051389A1 (ja) * 2016-09-13 2018-03-22 三菱電機株式会社 半導体モジュール
CN106531702B (zh) * 2016-12-15 2019-07-23 重庆大学 元胞结构式功率模块3d封装构造
JP6827353B2 (ja) * 2017-03-29 2021-02-10 エイブリック株式会社 半導体装置および電子装置
DE112017008000B4 (de) 2017-08-28 2024-05-08 Mitsubishi Electric Corporation Federelektrode
US11705424B2 (en) 2017-08-31 2023-07-18 Mitsubishi Electric Corporation Spring electrode for press-pack power semiconductor module
FR3074012B1 (fr) * 2017-11-22 2019-12-06 Safran Module electronique de puissance
JP7014626B2 (ja) * 2018-02-07 2022-02-01 株式会社Soken 半導体装置
RU184560U1 (ru) * 2018-05-16 2018-10-30 Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "ЭНЕРГОМОДУЛЬ" Силовой полупроводниковый модуль
CN110148574A (zh) * 2019-05-21 2019-08-20 全球能源互联网研究院有限公司 一种芯片压接结构及半导体封装结构
WO2020235047A1 (ja) 2019-05-22 2020-11-26 三菱電機株式会社 半導体装置
CN112992866A (zh) * 2019-12-18 2021-06-18 株洲中车时代半导体有限公司 一种电流旁路结构及igbt器件
CN112490724B (zh) * 2020-11-27 2023-02-03 株洲中车时代半导体有限公司 一种碟簧组件及功率半导体模块
CN112636054B (zh) * 2020-11-27 2022-08-05 株洲中车时代半导体有限公司 半导体设备组件、压接式功率半导体模块及制造方法
EP4064345A1 (en) 2021-03-22 2022-09-28 Hitachi Energy Switzerland AG Chip package with porous elastically deformable layer
CN113140524A (zh) * 2021-03-31 2021-07-20 南瑞联研半导体有限责任公司 一种半导体模块结构
EP4068353B1 (en) 2021-03-31 2023-12-27 Hitachi Energy Ltd Method for producing a power semiconductor module and power semiconductor module

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2725847C3 (de) * 1977-06-08 1980-05-29 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Anordnung zur Druckkontaktierung einer Halbleiterscheibe
BR8108635A (pt) * 1980-06-03 1982-04-13 Mitsubishi Electric Corp Pilha de elemento semicondutor
US4769744A (en) * 1983-08-04 1988-09-06 General Electric Company Semiconductor chip packages having solder layers of enhanced durability
DE3486256T2 (de) * 1983-09-29 1994-05-11 Toshiba Kawasaki Kk Halbleiteranordnung in Druckpackung.
JPS62269322A (ja) * 1986-05-17 1987-11-21 Toshiba Corp 電力用半導体装置
US4956696A (en) * 1989-08-24 1990-09-11 Sundstrand Corporation Compression loaded semiconductor device
EP0532244B1 (en) * 1991-09-13 1996-12-18 Fuji Electric Co. Ltd. Semiconductor device
DE19530264A1 (de) * 1995-08-17 1997-02-20 Abb Management Ag Leistungshalbleitermodul
US5842512A (en) * 1996-12-31 1998-12-01 International Electronic Research Corporation Heat sink assembly
US5942796A (en) * 1997-11-17 1999-08-24 Advanced Packaging Concepts, Inc. Package structure for high-power surface-mounted electronic devices
US6058014A (en) * 1998-10-13 2000-05-02 International Business Machines Corporation Enhanced mounting hardware for a circuit board

Also Published As

Publication number Publication date
CN1264175A (zh) 2000-08-23
DE59912676D1 (de) 2005-11-24
RU2243614C2 (ru) 2004-12-27
JP4460701B2 (ja) 2010-05-12
CN1190838C (zh) 2005-02-23
US6320268B1 (en) 2001-11-20
EP1024530A1 (de) 2000-08-02
EP1024530B1 (de) 2005-10-19
DE19903245A1 (de) 2000-08-03
JP2000223658A (ja) 2000-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA62975C2 (en) Power semiconductor module
JP4280626B2 (ja) 高出力半導体モジュール
US6181007B1 (en) Semiconductor device
US8189324B2 (en) Power electronic assembly with slotted heatsink
CN105609478B (zh) 电连接组件、半导体模块和用于制造半导体模块的方法
CN1311899A (zh) 将集成电路封装固定到热沉上的容性安装装置
KR102125099B1 (ko) 프레스핀, 전력 반도체 모듈 및 다중 전력 반도체 모듈들을 갖는 반도체 모듈 조립체
KR20160103486A (ko) 반도체 장치 및 반도체 모듈
US20030122261A1 (en) Power semiconductor submodule, and a power semiconductor module
JP2005502213A (ja) 圧力接触が可能なパワー半導体モジュール
JP5238198B2 (ja) パワー半導体素子及びコンタクト装置を有する装置
US6548890B2 (en) Press-contact type semiconductor device
US5043795A (en) Semiconductor device
US10658268B2 (en) Semiconductor device
JP2009043775A (ja) 半導体装置
JP7123271B2 (ja) 気密封止型半導体装置
EP0473260A1 (en) Fabrication of semiconductor packages
EP2827366A1 (en) Power semiconductor module
WO2023166726A1 (ja) 半導体装置
US20240213106A1 (en) Semiconductor device
US10892245B2 (en) Semiconductor switching device
EP4012759A1 (en) Power semiconductor module, power semiconductor assembly and method for producing a power semiconductor module
CN111554667A (zh) 功率半导体装置
KR200230399Y1 (ko) 전력용 반도체 모듈
CN115989581A (zh) 半导体装置