DE10306643B4 - Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul - Google Patents

Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul Download PDF

Info

Publication number
DE10306643B4
DE10306643B4 DE10306643A DE10306643A DE10306643B4 DE 10306643 B4 DE10306643 B4 DE 10306643B4 DE 10306643 A DE10306643 A DE 10306643A DE 10306643 A DE10306643 A DE 10306643A DE 10306643 B4 DE10306643 B4 DE 10306643B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
circuit board
pressure piece
pressure
power semiconductor
arrangement according
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE10306643A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10306643A1 (de
Inventor
Christian Göbl
Marco Lederer
Rainer Popp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semikron Elektronik GmbH and Co KG
Original Assignee
Semikron GmbH and Co KG
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
Priority to DE10306643A priority Critical patent/DE10306643B4/de
Application filed by Semikron GmbH and Co KG filed Critical Semikron GmbH and Co KG
Priority to ES04000281T priority patent/ES2360216T3/es
Priority to DK04000281.8T priority patent/DK1450404T3/da
Priority to EP04000281A priority patent/EP1450404B1/de
Priority to DE502004012242T priority patent/DE502004012242D1/de
Priority to AT04000281T priority patent/ATE500612T1/de
Priority to JP2004036835A priority patent/JP4359518B2/ja
Priority to US10/780,981 priority patent/US6979204B2/en
Publication of DE10306643A1 publication Critical patent/DE10306643A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10306643B4 publication Critical patent/DE10306643B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
    • H10W40/20—Arrangements for cooling
    • H10W40/22—Arrangements for cooling characterised by their shape, e.g. having conical or cylindrical projections
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
    • H10W40/60—Securing means for detachable heating or cooling arrangements, e.g. clamps
    • H10W40/611—Bolts or screws
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/50—Bond wires
    • H10W72/531—Shapes of wire connectors
    • H10W72/5363—Shapes of wire connectors the connected ends being wedge-shaped
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
    • H10W72/874—On different surfaces
    • H10W72/884—Die-attach connectors and bond wires
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations
    • H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/731—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors
    • H10W90/734—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations
    • H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
    • H10W90/754—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Die Bonding (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul mit Grundplatte oder zur direkten Montage auf einem Kühlkörper, bestehend aus einem Gehäuse (10), mindestens einem elektrisch isolierenden Substrat (20), seinerseits bestehend aus einem Isolierstoffkörper (210) mit einer Mehrzahl darauf befindlicher gegeneinander isolierter metallischer Verbindungsbahnen (220), darauf befindlichen und mit diesen Verbindungsbahnen schaltungsgerecht verbundenen Leistungshalbleiterbauelementen (250) sowie zumindest teilweise federnd ausgestalteten Anschlussleitern (3D) zur elektrischen Verbindung der Verbindungsbahnen (220) mit einer außerhalb des Gehäuses (10) angeordneten Leiterplatte (40) und mindestens einem formstabilen Druckstück (50) zur Druckkontaktierung der Leiterplatte (40) mit den Anschlussleitern (220), wobei das Druckstück (50) an seiner der Leiterplatte (40) zugewandten Hauptfläche (512) eine Mehrzahl von Druckelementen (520, 530) aufweist, die diese Hauptfläche von der Leiterplatte (40) beabstanden.

Description

  • Die Erfindung beschreibt eine Anordnung in Druckkontaktierung für kompakte Leistungshalbleitermodule. Moderne Ausgestaltungen derartiger Leistungshalbleitermodule mit hoher Leistung bezogen auf ihre Baugröße, die Ausgangspunkt dieser Erfindung sind, sind bekannt aus der DE 196 30 173 C2 oder der DE 199 24 993 C2 .
  • Die DE 196 30 173 C2 offenbart ein Leistungshalbleitermodul zur direkten Montage auf einem Kühlkörper, bestehend aus einem Gehäuse und einem elektrisch isolierenden Substrat welches seinerseits aus einem Isolierstoffkörper mit einer Mehrzahl darauf befindlicher gegeneinander isolierter metallischer Verbindungsbahnen und darauf befindlichen und mit diesen Verbindungsbahnen schaltungsgerecht verbundenen Leistungshalbleiterbauelementen besteht. Die externe elektrische Verbindung zu einer außerhalb des Gehäuses angeordneten Leitplatte erfolgt mittels zumindest teilweise federnd gestalteter Anschlussleiter.
  • Das Leistungshalbleitermodul weist weiterhin mindestens eine zentral angeordnete Ausnehmung zur Durchführung einer Schraubverbindung auf. Diese dient zusammen mit einem auf der dem Leistungshalbleitermodul abgewandeten Seite der Leiterplatte angeordneten und auf dieser flächig aufliegenden, formstabilen Druckstück der Druckkontaktierung des Moduls. Diese Druckkontaktierung erfüllt gleichzeitig zwei Aufgaben: einerseits die sichere elektrische Kontaktierung der Anschlusselemente mit der Leiterplatte und andererseits die thermische Kontaktierung des Moduls mit einem Kühlkörper, wobei beide Kontaktierungen reversibel sind.
  • Nachteilig an diesen Leistungshalbleitermodulen nach dem dargestellten Stand der Technik ist, dass das bekannte Druckstück eine Anordnung von weiteren Bauelementen, wie beispielhaft Widerständen, Kondensatoren oder integrierten Schaltungen, auf dem von ihm überdeckten Teil der Leiterplatte nicht gestattet.
  • Weiterhin zählen zum Stand der Technik verschiedene Ausgestaltungen druckkontaktierter Leistungshalbleitermodule, beispielhaft in der DE 198 47 029 A1 oder der DE 199 03 875 A1 offenbart. Die DE 198 47 029 A1 zeigt ein Druckstück zur Einleitung eines Drucks auf ein Substrat eines Leistungshalbleitermoduls zu dessen thermisch leitender Verbindung mit einem Kühlkörper. Die DE 199 03 875 A1 zeigt ein ebensolches Druckstück allerdings bestehend aus einer kunststoffummantelten Metallseele. Dieses Druckstück weist zusätzlich Erhebungen auf, die der Durchführung und elektrischen Isolierung von federnden Anschlusselementen zur Verbindung des Substrates mit einer Steuerplatine eines Treibers dienen.
  • Die JP 2001 144 249 A zeigt ein zu den eben genannten Druckschriften vergleichbares Anschlusselement. Hierbei wird allerdings das federnd ausgestaltete Anschlusselement mit dem Substrat oder einem Bauelement auf diesem Substrat mit einer Drahtbondverbindung verbunden. Der Kontakt mit einer in das Gehäuse eingerasteten Platine wird hergestellt indem diese Platine Druck auf das Anschlusselement ausübt.
  • Beispielhaft aus der DE 199 24 993 C2 sind weiterhin Leistungshalbleitermodule bekannt, bei denen die Anschlusselemente vom Leistungshalbleitermodul zu einer Leiterplatte als Lötstifte ausgeführt sind. Diese Lötstifte dienen als Steuer- sowie als Lastanschlusselement der elektrischen Verbindung der Leistungshalbleiterbauelemente innerhalb des Leistungsmoduls mit den auf der Leiterplatte angeordneten Zuleitungen. Das Leistungshalbleitermodul kann somit entweder direkt oder, wie in der DE 199 24 993 C2 offenbart, mittels einer Adapterplatine mit einer Leiterplatte verbunden werden. Der thermische Kontakt zwischen dem Leistungshalbleitermodul und einem Kühlkörper wird unabhängig von den elektrischen Kontaktierungen mittels Schraubverbindungen hergestellt.
  • Nachteilig an der Ausgestaltung derartiger Leistungshalbleitermodule ist, dass zwei unterschiedliche Verbindungstechniken (Schraub- und Lötverbindungen, die in mehreren Arbeitsschritten ausgeführt werden müssen) notwendig sind um das Modul in ein übergeordnetes System zu integrieren. Ein besonderer Nachteil besteht hierbei darin, dass die Kontaktsicherheit der Lötverbindungen über die Lebensdauer nicht gegeben ist und, dass die Lötverbindung einen Austausch des Leistungshalbleitermoduls nicht ohne bedeutenden Aufwand ermöglichen.
    •
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine Anordnung für ein Leistungshalbleitermodul mit zumindest teilweise federnd gestalteten Anschlussleitern zur reversiblen elektrischen Verbindung der Verbindungsbahnen mit einer außerhalb des Gehäuses angeordneten Leiterplatte und mindestens einem formstabilen Druckstück zur Druckkontaktierung der Leiterplatte mit den Anschlussleitern vorzustellen, wobei das Druckstück die gleichzeitige Platzierung von Bauelementen auf der Leiterplatte sowie deren Kühlung zulässt.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung nach dem Anspruch 1, spezielle Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.
  • Der Grundgedanke der Erfindung geht aus von einem Leistungshalbleiterbauelement mit Grundplatte oder zur direkten Montage auf einem Kühlkörper nach dem genannten Stand der Technik bestehend aus einem Gehäuse mit mindestens einem darin angeordneten elektrisch isolierenden Substrat. Dieses Substrat besteht seinerseits aus einem Isolierstoffkörper mit einer Mehrzahl auf seiner ersten Hauptfläche befindlicher gegeneinander isolierter metallischer Verbindungsbahnen sowie vorzugsweise aus einer auf seiner zweiten Hauptfläche angeordneten flächigen metallischen Schicht. Auf den Verbindungsbahnen der ersten Hauptfläche und mit diesen Verbindungsbahnen schaltungsgerecht verbunden sind eine Mehrzahl von Leistungshalbleiterbauelementen angeordnet.
  • Als Anschlusselemente sowohl für Last- als auch für Steueranschlüsse weist das Leistungshalbleitermodul zumindest teilweise federnd gestaltete Anschlussleiter auf. Diese Anschlussleiter stellen die elektrische Verbindung der Verbindungsbahnen mit einer außerhalb des Gehäuses angeordneten Leiterplatte und den darauf angeordneten externen Verbindungsbahnen her. Der sichere elektrische Kontakt zwischen den Anschlussleitern und den externen Verbindungsbahnen der Leiterplatte wird mittels einer Anordnung zur Druckkontaktierung erzielt. Die Druckeinleitung dieser Anorndung erfolgt mittels mindestens einem mit der Grundplatte oder dem Kühlkörper verbundenen formstabilen Druckstück, wobei diese Verbindung vorzugsweise mittels einer Schraubverbindung hergestellt wird. Es ergibt sich somit ein Aufbau, der aus einem Druckstück, einer Leiterplatte, dem Leistungshalbleitermodul und einer Grundplatte oder einem Kühlkörper besteht.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Druckstücks weist an dessen zweiter der Leiterplatte zugewandten Hauptfläche eine Mehrzahl von einzelnen oder miteinander verbundenen Druckelementen auf. Diese Druckelemente beabstanden die zweite Hauptfläche des Druckelements von der Leiterplatte derart, dass auf der ersten, dem Druckstück zugewandten Hauptfläche der Leiterplatte Bauelemente wie beispielhaft Widerstände, Kondensatoren und/oder integrierte Schaltungen angeordnet werden können.
  • Vorzugsweise sind die Druckelemente derart angeordnet, dass sie an oder nahe benachbart der Stellen auf die Leiterplatte drücken, an denen auf der gegenüberliegenden Hauptfläche die Kontaktstellen der Anschlussleiter angeordnet sind.
  • Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Leistungshalbleitermoduls ist somit, dass auf dem von dem Druckstück überragten Bereich der Leiterplatte Bauelemente angeordnet werden können und somit der gesamte Flächenbedarf dieser Leiterplatte auf Grund der besseren Ausnutzung geringer ist als bei einer Anordnung nach dem Stand der Technik.
  • Vorzugsweise wird das Druckstück derart ausgebildet, dass es mindestens eine seine beiden Hauptflächen verbindende Ausnehmung aufweist und die Druckelemente derart angeordnet sind, dass eine Konvektionsströmung von mindestens einem Rand des Druckelements zu dieser Ausnehmung möglich ist. Dies ist vorteilhaft, da hierdurch die zwischen der Leitplatte und dem Druckstück angeordneten Bauelemente effektiv gekühlt werden.
    •
  • Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den 1 bis 3 näher erläutert.
  • 1 zeigt in dreidimensionaler Darstellung ein Leistungshalbleitermodul mit einem erfindungsgemäßen Druckstück.
  • 2 zeigt den Schnitt durch ein Leistungshalbleitermodul mit erfindungsgemäßen Druckstück.
  • 3 zeigt in dreidimensionaler Darstellung eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Druckstücks.
  • 1 zeigt in dreidimensionaler Darstellung ein Leistungshalbleitermodul mit einem erfindungsgemäßen Druckstück. Das Leistungshalbleitermodul bzw. dessen Gehäuse (10) ist unterhalb einer Leiterplatte (40) angeordnet. Die dem Gehäuse (10) zugewandte zweite Hauptfläche der Leiterplatte (40) trägt ebenso wie die erste Hauptfläche (410, siehe 2) externe Verbindungsbahnen (430), die als Laststromanschlussbahnen (432) und/oder als Hilfs- bzw. Steueranschlussbahnen (434) ausgeführt sind. Eine Mehrzahl dieser Anschlussbahnen kontaktiert mittels Kontaktflächen und/oder Durchkontaktierungen der Leiterplatte (40) die Anschlussleiter des Leistungshalbleitermoduls.
  • Auf der ersten Hauptfläche (410) der Leitplatte (40) ist ein Druckstück (50) aus einem elektrisch isolierenden formstabilen Kunststoff angeordnet, welches mittels einer Schraubverbindung (60) die durch Ausnehmungen der Leiterplatte, des Gehäuses sowie des Substrates mit einem Kühlkörper verbunden ist. Mittels dieser Verbindung wird die Druckkontaktierung der elektrischen Anschlüsse zwischen der Leiterplatte und den Anschlussleitern sowie der thermische Kontakt zwischen dem Substrat und dem Kühlkörper hergestellt. Das Druckstück weist zur Beabstandung seiner zweiten, der Leiterplatte zugewandten Hauptfläche von dieser Leiterplatte stegartige Druckelemente (530), die hier durch ihre Verbindung einen Rahmen bilden, auf. Somit ist die Anordnung von Bauelementen, wie beispielhaft Kondensatoren, zwischen der ersten Hauptfläche der Leiterplatte und der zweiten Hauptfläche des Druckstücks möglich. Zur Kühlung dieser Bauelemente weisen die stegartigen Druckelemente (530) Ausnehmungen (532) auf. Durch diese kann Kühlluft unter das Druckstück gelangen. Die die beiden Hauptflächen (510, 512) des Druckstücks verbindenden Ausnehmungen (540) verbessern die Kühlwirkung durch eine Konvektionsströmung von den Ausnehmungen (532) zu diesen Ausnehmungen (540).
  • 2 zeigt den Schnitt durch ein Leistungshalbleitermodul zur direkten Montage auf einem nicht dargestellten Kühlkörper sowie einem erfindungsgemäßen Druckstück (40). Das Leistungshalbleitermodul besteht aus einem Gehäuse (10) mit mindestens einem darin angeordneten elektrisch isolierenden Substrat (20), vorzugsweise einem sog. DCB (direct copper bonding) Substrat nach dem Stand der Technik. Dieses Substrat (20) besteht seinerseits aus einem keramischen Isolierstoffkörper (210) mit einer Mehrzahl auf seiner ersten Hauptfläche befindlicher gegeneinander isolierter metallischer Verbindungsbahnen (220) sowie einer auf seiner zweiten Hauptfläche angeordneten flächigen metallischen Schicht (230). Auf den Verbindungsbahnen (220) der ersten Hauptfläche und mit diesen schaltungsgerecht mittels Drahtbondverbindungen (252) verbunden sind eine Mehrzahl von Leistungshalbleiterbauelementen (250) angeordnet.
  • Als Anschlusselemente sowohl für Last- als auch für Steueranschlüsse weist das Leistungshalbleitermodul zumindest teilweise federnd gestaltete Anschlussleiter (30) auf. Diese Anschlussleiter sind innerhalb des Gehäuses (10) in Führungen (110) angeordnet. Die Anschlussleiter (30) stellen die elektrische Verbindung der Verbindungsbahnen (220) mit einer außerhalb des Gehäuses (10) angeordneten Leiterplatte (40) und den darauf angeordneten externen Verbindungsbahnen her. Der sichere elektrische Kontakt zwischen den Anschlussleitern (30) und den externen Verbindungsbahnen der Leiterplatte (40) wird jeweils mittels einer Anordnung in Druckkontaktierung erzielt. Die Druckeinleitung dieser Anorndung erfolgt mittels eines mit dem unterhalb des Substrates angeordneten, nicht dargestellten, Kühlkörper verbundenen formstabilen Druckstücks (50). Diese Verbindung ist als Schraubverbindung ausgebildet, wobei das Gehäuse (10) eine Führung (120) für diese Schraubverbindung aufweist.
  • Das Druckstück (50) dient der Druckkontaktierung der elektrischen Verbindung zwischen den Anschlussleitern (430, siehe 1), der Leiterplatte (40) und den Anschlussleitern (30) sowie zwischen den Anschlussleitern (30) und den Leiterbahnen (220) des Substrats (20) und zur thermischen Kontaktierung des Substrates (20) mit dem Kühlkörper. Hierzu weist das Druckstück (50) an seiner zweiten der Leitplatte zugewandten Hauptfläche (512) eine Mehrzahl von einzelnen und/oder miteinander verbundenen Druckelementen (520, 530) auf. Diese Druckelemente können beispielhaft als Stege (530) oder Finger (520) ausgebildet sein. Mittels dieser Druckelemente (520, 530) ist die zweite Hauptfläche (512) des Druckelements (50) von der ersten Hauptfläche (410) der Leiterplatte (40) derart beabstandet, dass auf dieser ersten, dem Druckstück (40) zugewandten Hauptfläche der Leiterplatte (410) Bauelemente (450), wie Widerstände Kondensatoren und/oder integrierte Schaltungen angeordnet werden können.
  • Die Druckelemente (520, 530) selbst sind derart angeordnet, dass sie einerseits an oder nahe benachbart denjenigen Stellen auf die Leiterplatte (40) drücken, an denen auf der gegenüberliegenden zweiten Hauptfläche (412) die Kontaktstellen der Anschlussleiter (30) angeordnet sind und anderseits einen Rahmen bilden, der über die Leiterplatte auf den Rand des Gehäuses (10) drückt. Weiterhin weist das Druckstück (50) eine Hülse (550) zur elektrisch isolierten Aufnahme der Schraubverbindung (60) zwischen dem Druckstück (50) und dem Kühlkörper auf.
  • Das Druckstück (50) besteht aus einem Verbund aus einem formstabilen elektrisch isolierenden Kunststoff und einer Metallseele (580), wobei die Metallseele in den Kunststoff eingespritzt und damit von ihm umhüllt oder in eine Aussparung eingelegt sein kann. Somit wird die Stabilität bei gleichzeitig geringer Dicke zwischen den beiden Hauptflächen (510, 512) des Druckstücks (50) gewährleistet. Alternativ oder zusätzlich können auf der ersten Hauptfläche (510) stegartige Versteifungsstrukturen angeordnet sein.
  • 3 zeigt in dreidimensionaler Darstellung eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Druckstücks (50) mit Sicht auf die zweite Hauptfläche (512). Das Druckstück (50) weist auf dieser zweiten Hauptfläche (512) eine Mehrzahl von fingerartigen Druckelementen (520) auf. Die ebenfalls derart angeordneten stegartigen Druckelemente (530) sind miteinander verbunden und bilden durch ihre Anordnung einen Rand des Druckstücks. Diese stegartigen Druckstücke (530) weisen weiterhin Ausnehmungen (532) auf, die als Kühlluftöffnungen für im Bereich unterhalb der ersten Hauptfläche (512) des Druckelements (50) angeordnete Bauelemente, dienen.
  • Weiterhin weist das Druckstück (50) zwei Hülsen (550) zur Aufnahmen von Schraubverbindungen auf. Eine Mehrzahl derartiger Schraubverbindungen ist ab einer bestimmten lateralen Ausdehnung des Leistungshalbleitermoduls sinnvoll um eine sichere Druckeinleitung sowohl für die elektrischen Kontaktierungen als auch für die thermische Kontaktierung zu gewährleisten.

Claims (8)

  1. Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul mit Grundplatte oder zur direkten Montage auf einem Kühlkörper, bestehend aus einem Gehäuse (10), mindestens einem elektrisch isolierenden Substrat (20), seinerseits bestehend aus einem Isolierstoffkörper (210) mit einer Mehrzahl darauf befindlicher gegeneinander isolierter metallischer Verbindungsbahnen (220), darauf befindlichen und mit diesen Verbindungsbahnen schaltungsgerecht verbundenen Leistungshalbleiterbauelementen (250) sowie zumindest teilweise federnd ausgestalteten Anschlussleitern (3D) zur elektrischen Verbindung der Verbindungsbahnen (220) mit einer außerhalb des Gehäuses (10) angeordneten Leiterplatte (40) und mindestens einem formstabilen Druckstück (50) zur Druckkontaktierung der Leiterplatte (40) mit den Anschlussleitern (220), wobei das Druckstück (50) an seiner der Leiterplatte (40) zugewandten Hauptfläche (512) eine Mehrzahl von Druckelementen (520, 530) aufweist, die diese Hauptfläche von der Leiterplatte (40) beabstanden.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Druckstück (50) mindestens eine seine beiden Hauptflächen (510, 512) verbindende Ausnehmung (540) aufweist und die Druckelemente (520, 530) derart angeordnet sind, dass eine Konvektionsströmung von mindestens einem Rand des Druckelements (50) zu dieser Ausnehmung (540) möglich ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Druckstück (50) mindestens eine elektrisch isolierte Hülse (550) zur Aufnahme einer Schraubverbindung (60) aufweist.
  4. Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Druckstück (50) aus einem elektrisch isolierenden formstabilen Kunststoff besteht.
  5. Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Druckstück (50) aus einem Verbund aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff und einer Metallseele (580) besteht.
  6. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Druckelemente (520, 530) als Stege und/oder Finger ausgebildet sind.
  7. Anordnung nach Anspruch 6, wobei zumindest zwei Stege (530) der Druckelemente zusammenhängend ausgebildet sind und zumindest teilweise einen Rahmen bilden.
  8. Anordnung nach Anspruch 6, wobei die Stege (530) Ausnehmungen (532) zur Durchströmung aufweisen
DE10306643A 2003-02-18 2003-02-18 Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul Expired - Lifetime DE10306643B4 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10306643A DE10306643B4 (de) 2003-02-18 2003-02-18 Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul
DK04000281.8T DK1450404T3 (da) 2003-02-18 2004-01-09 Indretning i trykkontakt med et effekthalvledermodul
EP04000281A EP1450404B1 (de) 2003-02-18 2004-01-09 Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul
DE502004012242T DE502004012242D1 (de) 2003-02-18 2004-01-09 Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul
ES04000281T ES2360216T3 (es) 2003-02-18 2004-01-09 Instalación en contacto con presión con un módulo de semiconductor de potencia.
AT04000281T ATE500612T1 (de) 2003-02-18 2004-01-09 Anordnung in druckkontaktierung mit einem leistungshalbleitermodul
JP2004036835A JP4359518B2 (ja) 2003-02-18 2004-02-13 パワー半導体モジュールの押付接触装置
US10/780,981 US6979204B2 (en) 2003-02-18 2004-02-18 Pressure piece for use in a power semiconductor module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10306643A DE10306643B4 (de) 2003-02-18 2003-02-18 Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10306643A1 DE10306643A1 (de) 2004-08-26
DE10306643B4 true DE10306643B4 (de) 2005-08-25

Family

ID=32731025

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10306643A Expired - Lifetime DE10306643B4 (de) 2003-02-18 2003-02-18 Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul
DE502004012242T Expired - Lifetime DE502004012242D1 (de) 2003-02-18 2004-01-09 Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE502004012242T Expired - Lifetime DE502004012242D1 (de) 2003-02-18 2004-01-09 Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6979204B2 (de)
EP (1) EP1450404B1 (de)
JP (1) JP4359518B2 (de)
AT (1) ATE500612T1 (de)
DE (2) DE10306643B4 (de)
DK (1) DK1450404T3 (de)
ES (1) ES2360216T3 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005017849A1 (de) * 2005-04-18 2006-10-26 Siemens Ag Elektronisches Bauteil und Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung
EP1855319A2 (de) 2006-05-09 2007-11-14 Semikron Elektronik GmbH & Co. KG Patentabteilung Leistungshalbleitermodul
EP2110853A2 (de) 2008-04-15 2009-10-21 SEMIKRON Elektronik GmbH & Co. KG Anordnung in Druckkontaktausführung mit einem Leistungshalbleitermodul
DE102008045615A1 (de) 2008-09-03 2010-03-18 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul
US8159822B2 (en) 2009-05-28 2012-04-17 Infineon Technologies Ag Power semiconductor module featuring resiliently supported substrates and method for fabricating a power semiconductor module

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10340297B4 (de) * 2003-09-02 2006-07-20 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Verbindugsanordnung zur Verbindung von aktiven und passiven elektrischen und elektronischen Bauelementen
DE10358843B3 (de) * 2003-12-16 2005-03-24 Semikron Elektronik Gmbh Verpackungsbehältnis für Leistungshalbleitermodule
JP4154325B2 (ja) * 2003-12-19 2008-09-24 株式会社日立産機システム 電気回路モジュール
DE102005055608B3 (de) * 2005-11-22 2007-05-10 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit zueinander parallel geschalteten Kondensatoren
DE102006025453B4 (de) * 2006-05-31 2009-12-24 Infineon Technologies Ag Halbleiterschaltungsanordnung
DE102006052620B4 (de) * 2006-11-08 2009-07-09 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Schaltungsanordnung mit einem Leistungsmodul, das mit einer Leiterplatte kombiniert ist.
DE102006058692A1 (de) * 2006-12-13 2008-06-26 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit Kontaktfedern
DE102007006212B4 (de) 2007-02-08 2012-09-13 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit Kontaktfedern
DE102007010883A1 (de) * 2007-03-06 2008-09-18 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleiteranordnung und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102007024160B4 (de) * 2007-05-24 2011-12-01 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul
US9373563B2 (en) * 2007-07-20 2016-06-21 Infineon Technologies Ag Semiconductor assembly having a housing
DE102007045281B4 (de) 2007-09-21 2010-02-25 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungsmodul
DE102007054709B4 (de) * 2007-11-16 2014-11-13 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit einem Substrat und mit einer Druckeinrichtung
DE102007062163B4 (de) * 2007-12-21 2009-08-13 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul
DE102008005547B4 (de) * 2008-01-23 2013-08-29 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul und Schaltungsanordnung mit einem Leistungshalbleitermodul
DE102008034068B4 (de) * 2008-07-22 2019-07-18 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul
DE102008057832B4 (de) * 2008-11-19 2010-07-01 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit vorgespannter Hilfskontaktfeder
DE102009002993B4 (de) * 2009-05-11 2012-10-04 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul mit beabstandeten Schaltungsträgern
DE112011105612B4 (de) * 2011-09-13 2014-12-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Halbleitermodul
JP2013243264A (ja) * 2012-05-21 2013-12-05 Yaskawa Electric Corp 電子部品取付モジュールおよび電力変換装置
JP5854140B2 (ja) 2012-07-18 2016-02-09 富士電機株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
US10231340B2 (en) * 2016-05-26 2019-03-12 Semiconductor Components Industries, Llc Single reflow power pin connections
DE102016112779B4 (de) * 2016-07-12 2022-02-24 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitereinrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitereinrichtung
US11444002B2 (en) * 2020-07-29 2022-09-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Package structure

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19847029A1 (de) * 1998-10-13 2000-04-27 Semikron Elektronik Gmbh Umrichter mit niederinduktivem Kondensator im Zwischenkreis
DE19903875A1 (de) * 1999-02-01 2000-08-10 Semikron Elektronik Gmbh Umrichter in Druckkontaktierung
DE19630173C2 (de) * 1996-07-26 2001-02-08 Semikron Elektronik Gmbh Leistungsmodul mit Halbleiterbauelementen
JP2001144299A (ja) * 1999-11-16 2001-05-25 Nec Corp 薄膜トランジスタアレイ基板及びその製造方法
DE19924993C2 (de) * 1999-05-31 2002-10-10 Tyco Electronics Logistics Ag Intelligentes Leistungsmodul in Sandwich-Bauweise

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5653379A (en) * 1989-12-18 1997-08-05 Texas Instruments Incorporated Clad metal substrate
DE4211759C2 (de) * 1992-04-08 1997-04-03 Schroff Gmbh Lüftereinschub
US5259781A (en) * 1992-11-18 1993-11-09 International Business Machines Corporation Electrical connector alignment and actuation assembly
KR200163045Y1 (ko) 1994-10-31 2000-01-15 전주범 테이프레코더의 릴테이블 급제동장치(device for breaking a reel table for a tape recorder)
US5793618A (en) * 1996-11-26 1998-08-11 International Business Machines Corporation Module mounting assembly
DE29819349U1 (de) * 1998-10-30 1999-12-09 Siemens AG, 80333 München Halbleiter-Schaltungsanordnung, insbesondere Hochstromumrichter mit niedriger Zwischenkreisspannung
US6454587B1 (en) * 2000-10-27 2002-09-24 Hewlett-Packard Company Assembly for mounting a bus termination device to a printed circuit board (PCB)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19630173C2 (de) * 1996-07-26 2001-02-08 Semikron Elektronik Gmbh Leistungsmodul mit Halbleiterbauelementen
DE19847029A1 (de) * 1998-10-13 2000-04-27 Semikron Elektronik Gmbh Umrichter mit niederinduktivem Kondensator im Zwischenkreis
DE19903875A1 (de) * 1999-02-01 2000-08-10 Semikron Elektronik Gmbh Umrichter in Druckkontaktierung
DE19924993C2 (de) * 1999-05-31 2002-10-10 Tyco Electronics Logistics Ag Intelligentes Leistungsmodul in Sandwich-Bauweise
JP2001144299A (ja) * 1999-11-16 2001-05-25 Nec Corp 薄膜トランジスタアレイ基板及びその製造方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005017849A1 (de) * 2005-04-18 2006-10-26 Siemens Ag Elektronisches Bauteil und Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung
DE102005017849B4 (de) * 2005-04-18 2012-11-08 Siemens Ag Elektronisches Bauteil
EP1855319A2 (de) 2006-05-09 2007-11-14 Semikron Elektronik GmbH & Co. KG Patentabteilung Leistungshalbleitermodul
EP2110853A2 (de) 2008-04-15 2009-10-21 SEMIKRON Elektronik GmbH & Co. KG Anordnung in Druckkontaktausführung mit einem Leistungshalbleitermodul
DE102008018793B3 (de) * 2008-04-15 2009-11-12 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Anordnung in Druckkontaktausführung mit einem Leistungshalbleitermodul
DE102008045615A1 (de) 2008-09-03 2010-03-18 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul
DE102008045615B4 (de) 2008-09-03 2015-02-05 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul, Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls und System mit einem Leistungshalbleitermodul
DE102008045615C5 (de) * 2008-09-03 2018-01-04 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls
US8159822B2 (en) 2009-05-28 2012-04-17 Infineon Technologies Ag Power semiconductor module featuring resiliently supported substrates and method for fabricating a power semiconductor module

Also Published As

Publication number Publication date
DK1450404T3 (da) 2011-05-23
JP2004253798A (ja) 2004-09-09
EP1450404A3 (de) 2004-09-01
ES2360216T3 (es) 2011-06-01
ATE500612T1 (de) 2011-03-15
US6979204B2 (en) 2005-12-27
EP1450404B1 (de) 2011-03-02
DE502004012242D1 (de) 2011-04-14
DE10306643A1 (de) 2004-08-26
JP4359518B2 (ja) 2009-11-04
EP1450404A2 (de) 2004-08-25
US20040242031A1 (en) 2004-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10306643B4 (de) Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul
DE112014001487B4 (de) Halbleitermodul
DE10316355B3 (de) Leistungshalbeitermodul mit flexibler äusserer Anschlussbelegung
DE102004018469B3 (de) Leistungshalbleiterschaltung
EP1898466B1 (de) Gehauste Halbleiterschaltungsanordnung mit Kontakteinrichtung
WO2009132922A2 (de) Substrat-schaltungsmodul mit bauteilen in mehreren kontaktierungsebenen
DE112007000183T5 (de) Hochleistungsmodul mit offener Rahmenbaugruppe
DE112016005794T5 (de) Schaltungsanordnung und elektrischer Anschlusskasten
EP1855319A2 (de) Leistungshalbleitermodul
EP1192841B1 (de) Intelligentes leistungsmodul
WO1998007193A1 (de) Multichipmodul
DE102011080153A1 (de) Flexible verbindung von substraten in leistungshalbleitermodulen
DE102009027416B4 (de) Halbleitermodul mit steckbarem Anschluss und Verfahren zur Herstellung eines Halbleitermoduls mit steckbarem Anschluss
DE10141114C1 (de) Schaltungsanordnung
DE102005047567B3 (de) Leistungshalbleitermodul mit Isolationszwischenlage und Verfahren zu seiner Herstellung
WO2007054409A1 (de) Elektronische schaltungsanordnung und verfahren zur herstellung einer elektronischen schaltungsanordnung
DE19924991A1 (de) Intelligentes Leistungsmodul in Sandwich-Bauweise
DE102017211336A1 (de) Leistungsmodul mit oberflächenmontierten elektrischen Kontaktierungselementen
DE102012202562A1 (de) Mehrschichtige leiterplatte
DE10217214B4 (de) Kühlanordnung für eine Schaltungsanordnung
DE102008040290A1 (de) Hybridschaltungsstruktur mit keramischen Schaltungsträgern
DE102016101757A1 (de) Schaltungsmodul mit oberflächenmontierbaren unterlagsblöcken zum anschliessen einer leiterplatte
EP1647051B1 (de) Leistungshalbleitermodul mit vom substrat gelösten leiterbahnenden als externe anschlüsse
DE10121969C1 (de) Schaltungsanordnung in Druckkontaktierung und Verfahren zu seiner Herstellung
WO2007045112A1 (de) Leistungsgehäuse für halbleiterchips und deren anordnung zur wärmeabfuhr

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: SEMIKRON ELEKTRONIK GMBH & CO. KG, 90431 NUERNBERG,

8364 No opposition during term of opposition
R071 Expiry of right