Módulo de semiconductor de potencia con elementos de conexión.

Un módulo de semiconductor de potencia con un alojamiento (10),

por lo menos un sustrato (40), por lo menos un componente del semiconductor de potencia (50) dispuesto y conectado de una manera apropiada para el circuito, elementos de conexión (60) para las conexiones de carga (16) y las conexiones auxiliares que tienen una conexión eléctricamente conductora a dicho componente del semiconductor de potencia y que están dirigidas hacia fuera, en donde por lo menos un elemento de conexión (60) está formado a partir de una primera sección de línea cargada por resorte (62) y una segunda sección de línea rígida (64) y a partir de un moldeado de material aislante (66), en el que por lo menos una sección de línea (62, 64) está parcialmente conectada al moldeado de material aislante (66), caracterizado porque este moldeado de material aislante (66) tiene por lo menos una superficie de tope (80) contra un apoyo asociado (20) del alojamiento (10) y también parte de una conexión de fiador rápido (22, 82, 84) al alojamiento (10).

Módulo de semiconductor de potencia con elementos de conexión.

La invención describe un módulo de semiconductor de potencia como se revela en principio en una pluralidad de publicaciones. Como es conocido, los módulos de semiconductor de potencia de esta clase tienen un alojamiento de plástico aislante. Colocado en su interior hay un sustrato con los componentes del semiconductor de potencia dispuestos una manera apropiada para el circuito. Adicionalmente, los módulos de semiconductor de potencia de esta clase tienen elementos de conexión que conducen hacia fuera para conexiones de carga y también para conexiones auxiliares para la conexión eléctrica de la instalación del circuito interior.

Un punto de partida para esta invención es el documento sin publicar anterior DE 10 2004 050 588 A1. Este documento revela un módulo de semiconductor de potencia del tipo de contacto por presión con una placa base y un alojamiento dispuesto en la misma. El alojamiento encierra dos componentes del semiconductor de potencia, tiristores en este caso por ejemplo, los cuales están conectados de una manera apropiada para el circuito. El módulo de semiconductor de potencia presenta una pluralidad de conexiones de carga y auxiliares para la conexión eléctrica exterior de los componentes del semiconductor de potencia. Estas conexiones auxiliares están formadas a partir de un moldeado de material aislante con un elemento de resorte dispuesto en el mismo y una toma de conexión conectada al mismo, así como una línea de conexión a un contacto de una toma de conexión exterior. Esta forma de realización costosa se prefiere para el particularmente eficaz y duradero módulo de semiconductor de potencia del tipo de contacto por presión.

Un punto de arranque adicional de la invención es el documento DE 199 14 741 A1. Éste revela un módulo de semiconductor de potenciar sin una placa base, por ejemplo. Con los módulos de semiconductor de potencia de esta clase, el sustrato del mismo, el cual está encerrado por el alojamiento, se dispone directamente en un componente disipador térmico. En el propio sustrato, los componentes del semiconductor de potencia están dispuestos en una pluralidad de conductores de banda y conectados unos a otros de una manera apropiada para el circuito. Los elementos de conexión que conducen hacia fuera de la carga y también auxiliares son en forma de moldeados de metal, los cuales están conectados al sustrato por medio de una unión de cable.

En formas de realización adicionales esencialmente similares de módulos de semiconductor de potencia, también se conocen las conexiones soldadas entre los conductores de banda y los elementos de conexión. La inferior durabilidad o también la fiabilidad funcional de tales conexiones comparada con las formas de realización del tipo de contacto por presión no son ventajosas en este caso. Adicionalmente, un módulo de semiconductor de potencia con elementos de resorte dispuestos en el alojamiento como elementos de conexión se revela en el documento DE 196 30 173 A1. Éstos permiten una forma de realización para la cual es accesible una producción simple y automatizada.

Adicionalmente, los módulos de semiconductor de potencia, principalmente en forma de elementos de disco, en los cuales el componente del semiconductor de potencia está conectado a dos conexiones de líneas metálicas, entre las cuales está tensado el elemento de semiconductor de potencia, son parte de la técnica anterior. Los elementos de disco de esta clase se revelan por ejemplo en los documentos EP 0 324 929 A2 y EP 0 309 894 A2, en los cuales una conexión auxiliar, en este caso la conexión de control del componente de semiconductor de potencia, es presionada sobre la superficie de contacto asociada por medio de una instalación de resorte.

El documento EP 1 291 914 A1 revela un módulo de semiconductor de potencia de esta clase, en el cual uno de los dos elementos de conexión de la carga es presionado sobre el otro elemento de conexión de la carga por medio de una instalación de resorte y el primer elemento de conexión de la carga se conecta a través del mecanismo de presión.

El documento US 4, 263, 607 revela cómo los elementos de conexión de la carga de esta clase con los componentes del semiconductor de potencia dispuestos entre ellos pueden ser sujetados por un mecanismo de sujeción exterior. La conexión de control es presionada de igual modo sobre la superficie de contacto asociada del componente del semiconductor de potencia por medio de una instalación de resorte en este caso.

El problema al que se dirige la invención es aquél de proponer un módulo de semiconductor de potencia con elementos de conexión los cuales combinan una alta fiabilidad funcional de la conexión eléctrica con una producción simple del módulo de semiconductor de potencia.

El problema se resuelve según la invención mediante las medidas en las características de la reivindicación 1. Formas de realización preferidas se describen en las reivindicaciones subordinadas.

La idea básica que subyace en la invención deriva a partir de un módulo de semiconductor de potencia, preferiblemente con una placa base y por lo menos un sustrato dispuesto en la misma. El sustrato es eléctricamente aislante con relación a la placa base y tiene una pluralidad de conductores de banda en su primera superficie principal encarada hacia el interior del módulo. Por lo menos un componente del semiconductor de potencia está dispuesto en uno de estos conductores de banda y conectado de una manera apropiada al circuito, por medio de uniones de cables por ejemplo.

El módulo de semiconductor de potencia según la invención tiene elementos de conexión que conducen hacia fuera para las conexiones de la carga y auxiliares. Estos elementos de conexión están conectados interiormente a conductores de banda del sustrato o directamente a superficies de contacto de los componentes del semiconductor de potencia.

Por lo menos uno de estos elementos de conexión está formado a partir de una primera sección de línea cargada por resorte y una segunda sección de línea rígida, así como a partir de un moldeado de material aislante. La primera sección de línea en este caso tiene una conexión eléctricamente conductora a un conductor de banda o a una superficie de contacto del componente del semiconductor de potencia, mientras la segunda sección de línea conecta la primera a la conexión exterior. Adicionalmente, el elemento de conexión presenta un moldeado de material aislante, el cual está parcialmente ajustado en forma o adherido en sustancia a por lo menos una sección de la línea.

Este moldeado de material aislante tiene por lo menos una superficie de tope a un apoyo del alojamiento asociado con el mismo. Esto forma una primera parte del dispositivo de bloqueo del elemento de conexión en el alojamiento. Adicionalmente, el moldeado de material aislante tiene un componente de conexión de fiador rápido al alojamiento, dicha conexión formando la segunda parte del dispositivo de bloqueo. Es preferible en este caso que el moldeado de material aislante presente la oreja disponible y que el alojamiento presente el borde de agarre asociado.

Bloqueando la conexión de agarre rápido, se aplica presión a la primera parte del elemento de conexión mediante la instalación adecuada del moldeado de material aislante en el alojamiento. Por consiguiente, el elemento de conexión está formado en su integridad en el interior del módulo de semiconductor de potencia como un diseño de contacto por presión con las ventajas conocidas del mismo.

Se prefiere particularmente que las conexiones auxiliares del módulo de semiconductor de potencia estén diseñadas por medio de la forma de realización de los elementos de conexión según la invención.

La solución inventiva se explica adicionalmente por medio de las formas de realización ejemplares en las figuras 1 a 4.

La figura 1 muestra una vista desde arriba del módulo de semiconductor de potencia según la invención.

La figura 2 muestra una vista en sección lateral del módulo de semiconductor de potencia según la invención.

La figura 3 muestra la instalación de un elemento de conexión del módulo de semiconductor de potencia según la invención en una representación tridimensional.

La figura 4 muestra parte de un elemento de conexión del módulo de semiconductor de potencia según la invención en una representación tridimensional.

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1. Un módulo de semiconductor de potencia con un alojamiento (10) , por lo menos un sustrato (40) , por lo menos un componente del semiconductor de potencia (50) dispuesto y conectado de una manera apropiada para el circuito, elementos de conexión (60) para las conexiones de carga (16) y las conexiones auxiliares que tienen una conexión eléctricamente conductora a dicho componente del semiconductor de potencia y que están dirigidas hacia fuera, en donde por lo menos un elemento de conexión (60) está formado a partir de una primera sección de línea cargada por resorte (62) y una segunda sección de línea rígida (64) y a partir de un moldeado de material aislante (66) , en el que por lo menos una sección de línea (62, 64) está parcialmente conectada al moldeado de material aislante (66) , caracterizado porque este moldeado de material aislante (66) tiene por lo menos una superficie de tope (80) contra un apoyo asociado (20) del alojamiento (10) y también parte de una conexión de fiador rápido (22, 82, 84) al alojamiento (10) .

2. El módulo de semiconductor de potencia según la reivindicación 1 en el que el elemento de conexión (60) está conectado a una superficie de contacto (52) de un componente del semiconductor de potencia (50) o a un conductor de banda (42) de un sustrato (40) .

3. El módulo de semiconductor de potencia según la reivindicación 1 en el que la primera sección de línea (62) de un elemento de conexión (60) está conectada mediante contacto por presión a una superficie de contacto (52) de un componente del semiconductor de potencia (50) o a un conductor de banda (42) de un sustrato (40) y también a la segunda sección de línea (64) y se aplica presión por medio del moldeado de material aislante (66) .

4. El módulo de semiconductor de potencia según la reivindicación 1 en el que la primera sección de línea (62) está diseñada como un resorte de barrilete y está dispuesta en un moldeado asociado (30) en el alojamiento (10) que actúa como una guía.

5. El módulo de semiconductor de potencia según la reivindicación 1 en el que el moldeado de material aislante (66) tiene una sección móvil disponible (82) con una oreja (84) y el alojamiento (10) tiene el borde de agarre asociado (22) .

6. Un procedimiento de fabricación de un módulo de semiconductor de potencia según la reivindicación 1 en el que la segunda sección de línea (64) está diseñada como un moldeado de metal producido por medio de técnicas de embutición y plegado.

7. El módulo de semiconductor de potencia según la reivindicación 1 en el que el alojamiento (10) está dispuesto en una placa base (14) , encierra el sustrato (40) y tiene estructuras de refuerzo (32) en el interior por encima del sustrato (40) , dichas estructuras de refuerzo estando conectadas a los moldeados (30) .