MODULO DE SEMICONDUCTOR DE POTENCIA CON RESORTES DE CONTACTO.

Un módulo de semiconductor de potencia (1) con un alojamiento (3) y un sustrato (5) dispuesto en el interior del alojamiento con por lo menos una pista conductora metálica (54) y por lo menos un elemento de conexión (4,

7) que conduce hacia fuera desde la pista conductora (54) o una superficie de contacto de un componente de semiconductor de potencia (60) dispuesto en una pista conductora, en el que por lo menos un elemento de conexión (4, 7) está construido como un resorte de contacto (70) con un primer dispositivo de contacto (72) para el contacto con una pista conductora del sustrato o una superficie de contacto del componente del semiconductor de potencia, una sección elástica (74) y un segundo dispositivo de contacto (76) para la conexión exterior, en el que un cuerpo hueco (80) está dispuesto en una primera ranura parcial (32) de una ranura (30) del alojamiento (3), cuerpo hueco (80) en el cual a su vez la sección elástica (74) y una parte del segundo dispositivo de contacto (76) del resorte de contacto (70) están dispuestas y fijadas contra la caída en la dirección hacia el exterior del módulo de semiconductor de potencia (70) a través de una ranura en forma de muesca (84) para la conducción a través del segundo dispositivo de contacto (76) del resorte de contacto (70), en el que este cuerpo hueco (80) tiene una conexión de fiador de presión (82, 820, 360) con el alojamiento (3) y un cuerpo de soporte (86), en el que el cuerpo de soporte tiene medios de tope (88) en su lado que no esté encarado hacia el interior del módulo de semiconductor de potencia (1) para la colocación en un apoyo (31) de la ranura (30) del alojamiento (3) y en el que la ranura (30) tiene una segunda ranura parcial (34) para la conducción a través del primer dispositivo de contacto (72) del resorte de contacto (70)

Módulo de semiconductor de potencia con resortes de contacto.

La invención describe un módulo de semiconductor de potencia en una configuración de contacto por presión con por lo menos un elemento de conexión construido como un resorte de contacto. Los módulos de semiconductor de potencia como tales son conocidos, a título de ejemplo, a partir del documento DE 197 19 703 A1 que es el punto de partida de la invención.

Los módulos de semiconductor de potencia de este tipo, de acuerdo con la técnica anterior, consisten en un alojamiento con por lo menos un sustrato eléctricamente aislante dispuesto en su interior, preferiblemente para el montaje directo en un disipador térmico. El sustrato por su parte consiste en un cuerpo aislante con una pluralidad de pistas de conexión metálicas, las cuales están colocadas sobre el mismo y mutuamente aisladas y componentes del semiconductor de potencia los cuales están colocados sobre el mismo y conectados a estas pistas de conexión de una manera apropiada para el circuito. Además, los módulos de semiconductor de potencia conocidos tienen elementos de conexión para conexiones de cargas exteriores y auxiliares así como elementos de conexión dispuestos en su interior. Estos elementos de conexión para las conexiones apropiadas para el circuito en el interior del módulo de semiconductor de potencia generalmente están configurados como conexiones de unión por cable.

Igualmente son conocidos los módulos de semiconductor de potencia conectados por presión tales como aquellos conocidos a partir del documento DE 42 37 632 A1. En este documento publicado, el dispositivo de presión tiene un elemento de presión estable preferiblemente metálico para crear presión, un elemento de colchón elástico para almacenar presión y un elemento de puente para introducir presión en áreas específicas de la superficie del sustrato. El elemento de puente preferiblemente está diseñado como un cuerpo moldeado de plástico con una superficie la cual está encarada al elemento de colchón a partir de la cual arrancan una pluralidad de dedos de presión en la dirección de la superficie del sustrato.

El sustrato es presionado sobre un disipador térmico por medio de un dispositivo de presión de este tipo y de ese modo la transferencia de calor entre el sustrato y el disipador térmico se produce permanentemente y de forma fiable. El elemento de colchón elástico se utiliza aquí para el mantenimiento de condiciones de presión constante en el caso de diferentes cargas térmicas y sobre el ciclo de vida completo del módulo de semiconductor de potencia.

Un módulo de semiconductor de potencia, con una placa de asiento y elementos de conexión auxiliares construidos como resortes de contacto, es conocido a partir del documento DE 10 2004 025 609 A1. Según este documento publicado, se aplica presión a los resortes de contacto para un contacto eléctrico seguro por medio de una tapa. Aquí, los resortes de contacto están dispuestos en un soporte del alojamiento el cual no se revela en detalle.

El documento EP-A- 1 648 029 describe un dispositivo de contacto que consiste en un cuerpo hueco y un elemento de resorte dispuesto en su interior, dispositivo de contacto el cual se utiliza para la conexión de control de los módulos de semiconductor de potencia.

Un módulo de semiconductor de potencia con por lo menos un elemento de conexión, el cual está construido como un resorte de contacto con un primer dispositivo de contacto, una sección elástica y un segundo dispositivo de contacto, es conocido a partir del documento DE 10 2006 006 421, el cual no ha sido publicado previamente. Aquí, un primer cuerpo conformado de plástico tiene un árbol dispuesto perpendicularmente al sustrato para acomodar un elemento de conexión. Este árbol por su parte tiene una ranura lateral para la colocación del elemento de conexión, colocación la cual está fijada contra el giro, y una ranura para un cuerpo del componente asignado de un segundo cuerpo conformado de plástico, en el que este cuerpo del componente de forma similar tiene una ranura lateral y una ranura para el primer dispositivo de contacto del dispositivo de conexión en el lado que no está encarado hacia el sustrato y el primer dispositivo de contacto llega a través de aquí.

El objeto de la presente invención es proporcionar un módulo de semiconductor de potencia en el que los elementos de conexión están construidos de forma elástica y fijados contra la caída y el módulo de semiconductor de potencia es accesible para una fabricación simple.

El objeto se consigue según la invención por medio de las características de la reivindicación 1. Formas de realización preferidas se describen en las reivindicaciones subordinadas.

La idea inventiva arranca a partir de un módulo de semiconductor de potencia del tipo mencionado antes, con un alojamiento y un sustrato con por lo menos una pista conductora metálica. Por lo menos un elemento de conexión conduce fuera del alojamiento desde por lo menos una pista conductora o por lo menos una superficie de contacto de un componente del semiconductor de potencia dispuesto sobre una pista conductora.

Por lo menos uno de estos elementos de conexión está construido como un resorte de contacto con un primer dispositivo de contacto, una sección elástica y un segundo dispositivo de contacto. El alojamiento tiene una ranura para acomodar el resorte de contacto, ranura la cual está formada a partir de una pluralidad de ranuras parciales. En la primera ranura parcial, está dispuesto un cuerpo hueco, en el cual a su vez están dispuestas partes importantes del resorte de contacto y están fijadas contra la caída en la dirección del segundo dispositivo de contacto del resorte de contacto. Además, este cuerpo hueco tiene una conexión de fiador a presión con el alojamiento. De forma similar, el alojamiento tiene una segunda ranura parcial para la conducción a través del primer dispositivo de contacto del resorte de contacto.

La solución inventiva se explica adicionalmente con referencia a las formas de realización ejemplares de las figuras 1 a 5.

La figura 1 muestra un módulo de semiconductor de potencia con elementos de conexión según la técnica anterior.

La figura 2 muestra una configuración de un resorte de contacto.

La figura 3 muestra dos representaciones de una configuración de un cuerpo hueco con un resorte de contacto de un módulo de semiconductor de potencia dispuesto en su interior.

La figura 4 muestra dos representaciones de una ranura de un módulo de semiconductor de potencia según la invención.

La figura 5 muestra una sección a través de una parte de un módulo de semiconductor de potencia según la invención.

La figura 1 muestra un módulo de semiconductor de potencia (1) según la técnica anterior. El módulo de semiconductor de potencia (1) tiene una placa de asiento (2) con sustratos (5) dispuestos sobre la misma, preferiblemente construidos como sustratos de unión de cobre directa (DCB direct copper bonding). El sustrato respectivo (5) tiene una cerámica aislante (52) con laminaciones de metal (54, 56) en ambos lados. Las laminaciones de metal (54) en el interior del módulo de semiconductor de potencia (1) forman una pluralidad de pistas conductoras (54) por medio de estructuración para la colocación, de una manera apropiada para el circuito, de componentes de semiconductor de potencia (60) conectados por medio de conexiones de unión por cable (62) y se utilizan también como superficies de contacto para los elementos de conexión (4, 7).

Está representado un módulo de semiconductor de potencia (1) con la placa de asiento (2) y con un alojamiento (3) el cual encierra una pluralidad de sustratos (5). El alojamiento tiene una pluralidad de pasos o ranuras pasantes (30) para los elementos de conexión (4, 7) para la conexión exterior. Aquí se representan elementos terminales de carga (4) en forma de cuerpos conformados de metal, así como elementos de conexión auxiliar (7) en forma de resortes de contacto (70).

Estos resortes de contacto (70) tienen un primer dispositivo de contacto para el contacto con las pistas conductoras o también superficies de contacto (no representadas) de los componentes del semiconductor de potencia, una sección elástica y un segundo dispositivo de contacto para la conexión exterior (véase la figura 2).

Esta representación muestra una configuración ejemplar de un módulo de semiconductor de potencia (1), en la cual las siguientes configuraciones según...

1. Un módulo de semiconductor de potencia (1) con un alojamiento (3) y un sustrato (5) dispuesto en el interior del alojamiento con por lo menos una pista conductora metálica (54) y por lo menos un elemento de conexión (4, 7) que conduce hacia fuera desde la pista conductora (54) o una superficie de contacto de un componente de semiconductor de potencia (60) dispuesto en una pista conductora, en el que por lo menos un elemento de conexión (4, 7) está construido como un resorte de contacto (70) con un primer dispositivo de contacto (72) para el contacto con una pista conductora del sustrato o una superficie de contacto del componente del semiconductor de potencia, una sección elástica (74) y un segundo dispositivo de contacto (76) para la conexión exterior, en el que un cuerpo hueco (80) está dispuesto en una primera ranura parcial (32) de una ranura (30) del alojamiento (3), cuerpo hueco (80) en el cual a su vez la sección elástica (74) y una parte del segundo dispositivo de contacto (76) del resorte de contacto (70) están dispuestas y fijadas contra la caída en la dirección hacia el exterior del módulo de semiconductor de potencia (70) a través de una ranura en forma de muesca (84) para la conducción a través del segundo dispositivo de contacto (76) del resorte de contacto (70), en el que este cuerpo hueco (80) tiene una conexión de fiador de presión (82, 820, 360) con el alojamiento (3) y un cuerpo de soporte (86), en el que el cuerpo de soporte tiene medios de tope (88) en su lado que no esté encarado hacia el interior del módulo de semiconductor de potencia (1) para la colocación en un apoyo (31) de la ranura (30) del alojamiento (3) y en el que la ranura (30) tiene una segunda ranura parcial (34) para la conducción a través del primer dispositivo de contacto (72) del resorte de contacto (70).

2. El módulo de semiconductor de potencia (1) según la reivindicación 1 en el que el cuerpo de soporte (86) tiene forma cilíndrica.

3. El módulo de semiconductor de potencia (1) según la reivindicación 1 en el que la conexión de fiador de presión (82, 820, 360) está formada por una pluralidad de fiadores (82) del cuerpo hueco (80), los fiadores (360) del cual están formados por partes del interior del alojamiento (3).

4. El módulo de semiconductor de potencia (1) según las reivindicaciones 2 y 3 en el que la ranura (30) del alojamiento (3) tiene una pluralidad de ranuras parciales adicionales (36) para la conducción a través de los fiadores (82) y estas ranuras parciales adicionales (36) están dispuestas concéntricamente alrededor de la segunda ranura parcial (34).

5. El módulo de semiconductor de potencia (1) según la reivindicación 1 en el que la sección elástica (74) del resorte de contacto (30) está construida como un resorte helicoidal.

6. El módulo de semiconductor de potencia (1) según la reivindicación 2 en el que la primera ranura parcial (32) se une cónicamente en el interior de la segunda ranura parcial (34) y ambas están dispuestas a nivel entre sí.