ES2324841T3 - Modulo de semiconductor de potencia. - Google Patents
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Abstract
Un módulo de semiconductor de potencia (10) que comprende un alojamiento (12) y por lo menos un elemento de la tarjeta del módulo (14) equipado con componentes del semiconductor (26), el cual está en contacto con presión con elementos de conexión de la carga (30), en el que los elementos de conexión de la carga (30) comprenden secciones de tira (34) dispuestas una encima de la otra y aisladas eléctricamente unas con respecto a las otras y patas de contacto (36) las cuales se prolongan desde estas secciones en la misma dirección, dichas patas de contacto extendiéndose a través de ranuras (40) formadas en un cuerpo conformado de material aislante (42) y estando en contacto con presión con el por lo menos un elemento de la tarjeta del módulo (14) y en el que la sección de la tira (34) del elemento de conexión de la carga (30) adyacente al cuerpo conformado de material aislante (42) está separada del cuerpo conformado de material aislante (42) por medio de elementos separadores (48).
Description
Módulo de semiconductor de potencia.
La invención se refiere a un módulo de
semiconductor de potencia que comprende un alojamiento y por lo
menos un elemento de la tarjeta del módulo equipado con componentes
del semiconductor, el cual forma contacto a presión con elementos
de conexión de la carga y auxiliares, en el que los elementos de
conexión de la carga comprenden secciones de tira dispuestas una
sobre la otra y eléctricamente aisladas unas con respecto a las
otras y patas de contacto las cuales se prolongan desde estas
secciones en la misma dirección, dichas patas de contacto
extendiéndose a través de ranuras formadas en un cuerpo conformado
de material aislante y que está en contacto con presión con el por
lo menos un elemento de la tarjeta del módulo.
Un módulo de semiconductor de potencia de este
tipo se describe en la solicitud de patente sin examinar abierta a
consulta pública DE 102006006425 A1. En este módulo de semiconductor
de potencia conocido el contacto de presión de las patas de
contacto con el por lo menos un elemento de la tarjeta del módulo
puede dejar algo que desear porque la sección de tira del elemento
de conexión de la carga adyacente al cuerpo conformado de material
aislante tiene un espacio libre que se separa del cuerpo conformado
de material aislante. Esto significa que en este módulo de
semiconductor de potencia conocido, no se proporciona una dimensión
del bloque definida.
Conociendo esta circunstancia, es el objeto de
la invención proporcionar un módulo de semiconductor de potencia
del tipo especificado inicialmente en el cual se consigue una
dimensión del bloque definida de modo que la distancia de contacto
de las patas de contacto entre el cuerpo conformado de material
aislante y el por lo menos un elemento de la tarjeta del módulo
está definida con precisión.
Este objeto se consigue de acuerdo con la
invención en un módulo de semiconductor de potencia del tipo
especificado inicialmente en el que la sección de tira de los
elementos de conexión de la carga adyacente al cuerpo aislante está
colocada a una distancia definida del cuerpo conformado de material
aislante por medio de elementos separa-
dores.
dores.
Con la ayuda de los elementos separadores en los
cuales la sección de tira de del elemento de conexión de la carga
adyacente al cuerpo conformado de material aislante se apoya, o
contra el cual dicha sección de tira presiona en el estado montado
del módulo de semiconductor, se obtiene una dimensión del bloque
definida con la cual se prolongan las patas de contacto desde el
cuerpo conformado de material aislante y entran en contacto con
presión con el por lo menos un elemento de la tarjeta del
módulo.
En este caso, los elementos separadores están
formados en el cuerpo conformado de material aislante o en la
sección de tira del elemento de conexión de la carga adyacente al
cuerpo conformado de material aislante. Los elementos separadores
preferiblemente están formados de una pieza de material con el
cuerpo conformado de material aislante o la sección de tira del
elemento de conexión de la carga adyacente al cuerpo conformado de
material aislante y tiene una elasticidad limitada.
El elemento separador respectivo puede está
configurado como un grano. El respectivo grano puede estar provisto
en el centro de una barra de resorte la cual está delimitada
lateralmente por muescas. Otra posibilidad consiste en que el
respectivo grano esté provisto en el centro de una serie de barras
de resorte distribuidas uniformemente en la dirección
circunferencial. En este caso, las barras de resorte pueden estar
configuradas para ser radialmente rectilíneas o radialmente
curvadas en espiral.
Todavía otra posibilidad consiste en la
configuración del respectivo elemento separador como una tira
separadora curvada la cual está delimitada lateralmente por
muescas. La tira separadora puede está configurada con por lo menos
una muesca transversal o convenientemente con un par de muescas
transversales orientadas opuestamente en sus dos secciones extremas
encaradas alejadas una de la otra.
En el módulo de semiconductor de potencia de
acuerdo con la invención, el cuerpo conformado de material aislante
puede formar un componente el cual está fabricado separadamente del
alojamiento. Otra posibilidad consiste en la formación del cuerpo
conformado de material aislante de una pieza con el material de
alojamiento. En una configuración de este último tipo mencionado,
el cuerpo conformado de material aislante puede formar una base del
alojamiento en el lado interior en donde están colocados los
elementos de conexión de la carga y en el lado exterior en donde
está colocado el por lo menos un elemento de la tarjeta del
módulo.
El por lo menos un elemento de la tarjeta del
módulo puede estar conectado o está conectado de una manera
conocida por sí misma a un disipador térmico de una manera que
disipe el calor. Un dispositivo de presión puede estar provisto
para el cierre del alojamiento, este dispositivo estando provisto
para el contacto con presión de los elementos de conexión de la
carga y auxiliares al por lo menos un elemento de la tarjeta del
módulo.
Detalles, características y ventajas adicionales
se obtienen a partir de la siguiente descripción de una forma de
realización ejemplar del módulo de semiconductor de potencia de
acuerdo con la invención el cual se representa en los dibujos.
\newpage
En las figuras:
La figura 1 muestra una sección a través de una
forma de realización esquemáticamente expuesta del módulo de
semiconductor de potencia conjuntamente con un detalle a mayor
escala para ilustrar un grano separador.
La figura 2 muestra una vista en perspectiva del
despiece de los detalles esenciales de una forma de realización del
módulo de semiconductor de potencia.
La figura 3 muestra una sección en perspectiva
para ilustrar una primera forma de realización del elemento
separador.
La figura 4 muestra una vista en la dirección de
visión de la fecha IV de la figura 3.
La figura 5 muestra una sección a lo largo de la
línea de intersección V-V de la figura 4.
La figura 6 muestra una sección en perspectiva
para ilustrar otra forma de realización del elemento separador.
La figura 7 muestra una vista en la dirección de
visión de la fecha VII de la figura 6.
La figura 8 muestra una sección a lo largo de la
línea de intersección VIII-VIII de la figura 7.
La figura 9 muestra una sección en perspectiva
para ilustrar todavía otra forma de realización del elemento
separador.
La figura 10 muestra una vista en la dirección
de visión de la fecha X de la figura 9.
La figura 11 muestra una sección a lo largo de
la línea de intersección XI-XI de la figura 10.
La figura 12 muestra una sección en perspectiva
para ilustrar todavía otra forma de realización del elemento
separador.
La figura 13 muestra una vista en la dirección
de visión de la fecha XIII de la figura 12.
La figura 14 muestra una sección a lo largo de
la línea de intersección XIV-XIV de la figura 13.
Y
La figura 15 muestra una forma de realización
del módulo de semiconductor de potencia en una vista en corte así
como un detalle a mayor escala del mismo para ilustrar una forma de
realización de un elemento separador como está ilustrado también en
las figuras 3, 4 y 5.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1 ilustra esquemáticamente una forma
de realización del módulo de semiconductor de potencia 10 que
comprende un alojamiento 12 y un elemento de la tarjeta del módulo
14 el cual tiene metalizaciones estructuradas 18 en una de sus
caras principales 16 y una metalización 22 en su segunda cara
principal opuesta 20.
El número de referencia 24 designa un disipador
térmico en el cual descansa el elemento de la tarjeta del módulo 14
con su metalización 22 sobre un área grande para transferir el calor
disipado el elemento de la tarjeta del módulo 14 al interior del
disipador térmico 24.
El elemento de la tarjeta del módulo 14 tiene
componentes del semiconductor 26 los cuales están en contacto con
las metalizaciones estructuradas 18 mediante cables de unión 28.
El elemento de la tarjeta del módulo 14 está en
contacto con presión con los elementos de conexión de la carga 30 y
con elementos de conexión auxiliares 32 (véase la figura 1). Un
dispositivo de presión 33 (véase la figura 1) está provisto para
este propósito, el cual presiona los elementos de conexión de la
carga y auxiliares 30 y 32 hacia las metalizaciones estructuradas
18 del elemento de la tarjeta del módulo 14.
Los elementos de conexión de la carga 30 tienen
cada uno de ellos una sección de tira 34 y patas de contacto 36 las
cuales se prolongan desde éstas en la misma dirección. Los elementos
de conexión de la carga 30 están dispuestos con sus secciones de
tira 34 una encima de la otra y están eléctricamente aisladas unas
con respecto a las otras mediante capas aislantes 38.
Las patas de contacto 36 de los elementos de
conexión de la carga 30 se extienden a través de ranuras 40 o pista
de guía formadas en un cuerpo conformado de material aislante
42.
En la forma de realización ejemplar del módulo
de semiconductor de potencia 10 ilustrado esquemáticamente en la
figura 1, el cuerpo conformado de material aislante 42 es un
componente fabricado separadamente del alojamiento 12 el cual está
conectado de forma positiva al alojamiento 12 con la ayuda de
elementos de bloqueo rápido 44. En contraste con esto, la figura 2
ilustra una forma de realización del módulo de semiconductor de
potencia 10 en el cual el cuerpo conformado de material aislante 42
está formado de una pieza con el alojamiento 12 como el fondo del
alojamiento 12.
Las patas de contacto 36 de los elementos de
conexión de la carga 30 y los elementos de conexión auxiliares 32,
como se representa en la figura 2, son contactos a presión con las
metalizaciones estructuradas 18 del elemento de la tarjeta del
módulo 14 con la ayuda del dispositivo de presión 33 (véase la
figura 1).
A fin de conseguir una distancia definida, esto
es una dimensión del bloque definida A (véase la figura 1) entre la
sección de tira 34 del elemento de conexión de la carga 30 adyacente
al cuerpo conformado de material aislante 32 y el cuerpo conformado
de material aislante 42, están provistos elementos separadores 48
entre el cuerpo conformado de material aislante 42 y dicha sección
de tira 34. Uno de estos elementos separadores 48 se representa a
mayor escala en la lista detallada de la figura 1.
El elemento separador respectivo 48 está
configurado como un grano. Los granos se prolongan desde el cuerpo
conformado de material aislante 42 como una pieza de material.
Tienen una elasticidad limitada.
Las figuras 3, 4 y 5 ilustran una forma de
realización de un elemento separador 48 en forma de un grano 50 el
cual está provisto en el centro de una barra de resorte 52 y se
prolonga desde ésta. La barra de resorte 52 está delimitada
lateralmente por muescas 54. La barra de resorte 52 posee un grosor
D (véase la figura 5) el cual es menor que el grosor del cuerpo
sobre el cual está provisto dicho elemento separador 48. Este
cuerpo comprende el cuerpo conformado de material aislante 42 o la
sección de tira 34 del elemento de conexión de la carga 30
adyacente al cuerpo conformado de material aislante 42.
Las figuras 6, 7 y 8 ilustran una forma de
realización de un elemento separador 48 en forma de un grano 50 el
cual está provisto en el centro de una serie de barras de resorte
52. En esta forma de realización las barras de resorte 52 provistas
uniformemente distribuidas en la dirección circunferencial están
configuradas para que estén curvadas en espiral. En comparación,
las figuras 9, 10 y 11 ilustran una forma de realización en la cual
el elemento separador 48 formado por un grano 50 está provisto en el
centro de las barras de resorte 52 las cuales están configuradas
uniformemente distribuidas de una manera rectilínea en la dirección
circunferencial. En esta forma de realización última mencionada las
barras de resorte 52 tienen también un grosor D el cual es menor
que el grosor del cuerpo desde el cual se prolonga el elemento
separador 48. Este cuerpo comprende el cuerpo conformado de
material aislante 42 o la sección de tira 34 del elemento de
conexión de la carga 30 adyacente al cuerpo conformado de material
aislante 42.
Las figuras 12, 13 y 14 ilustran una forma de
realización de un elemento separador 48 el cual está formado por
una tira separadora en arco 56. La tira separadora 56 está
delimitada lateralmente por muescas longitudinales y en sus dos
secciones extremas 56 encaradas alejadas una de la otra está
respectivamente formado un par de muescas transversales
opuestamente dirigidas 60 por medio de las cuales se determina
respectivamente una red de conexión elástica 62. El grosor D de la
tira separadora en arco 56 es menor que el grosor del cuerpo formado
con la tira separadora en arco 56. Este cuerpo comprende el cuerpo
conformado de material aislante 42 o la sección de tira 34 del
elemento de conexión de la carga 30 adyacente al cuerpo conformado
de material aislante 42.
La tira separadora en arco 56 está delimitada
lateralmente por muescas 54.
La figura 15 ilustran una forma de realización
del módulo de semiconductor de potencia 10 en una vista en corte
así como un detalle del mismo a mayor escala, en el que los mismos
detalles están designados con los mismos números de referencia que
en las figuras 1 a 14.
- 10
- Módulo de semiconductor de potencia
- 12
- Alojamiento (de 10)
- 14
- Elemento de la tarjeta del módulo (de 10)
- 16
- Primera cara principal (de 14)
- 18
- Metalizaciones (en 16)
- 20
- Segunda cara principal (de 14)
- 22
- Metalización (en 20)
- 24
- Disipador térmico
- 26
- Componentes del semiconductor (de 14 en 16)
- 28
- Cables de unión (para 26)
- 30
- Elementos de conexión de la carga (de 10)
- 32
- Elementos de conexión auxiliares (de 10)
- 33
- Dispositivo de presión (de 10)
- 34
- Sección de tira (de 30)
- 36
- Patas de contacto (de 30)
- 38
- Capas aislantes (entre 34 y 34)
- 40
- Ranuras o pistas (en 42 para 36)
- 42
- Cuerpo conformado de material aislante (de 10)
- 44
- Elementos de bloqueo rápido (de 42)
- 48
- Elemento separador (entre 34 y 42)
- 50
- Grano (de 48)
- 52
- Barra de resorte (para 50)
- 54
- Muescas (para 52)
- 56
- Tira separadora en arco (para 48)
- 58
- Secciones extremas (de 56)
- 60
- Muescas transversales (en 58)
- 62
- Red de conexión (entre 60 y 60)
Claims (10)
1. Un módulo de semiconductor de potencia (10)
que comprende un alojamiento (12) y por lo menos un elemento de la
tarjeta del módulo (14) equipado con componentes del semiconductor
(26), el cual está en contacto con presión con elementos de
conexión de la carga (30), en el que los elementos de conexión de la
carga (30) comprenden secciones de tira (34) dispuestas una encima
de la otra y aisladas eléctricamente unas con respecto a las otras
y patas de contacto (36) las cuales se prolongan desde estas
secciones en la misma dirección, dichas patas de contacto
extendiéndose a través de ranuras (40) formadas en un cuerpo
conformado de material aislante (42) y estando en contacto con
presión con el por lo menos un elemento de la tarjeta del módulo
(14) y en el que la sección de la tira (34) del elemento de
conexión de la carga (30) adyacente al cuerpo conformado de
material aislante (42) está separada del cuerpo conformado de
material aislante (42) por medio de elementos separadores (48).
2. El módulo de semiconductor de potencia según
la reivindicación 1 caracterizado porque los elementos
separadores (48) están formados en el cuerpo conformado de material
aislante (42) o en la sección de tira (34) del elemento de conexión
de la carga (30) adyacentes al cuerpo conformado de material
aislante (42).
3. El módulo de semiconductor de potencia según
la reivindicación 1 o la reivindicación 2 caracterizado
porque los elementos separadores (48) poseen una elasticidad
limitada.
4. El módulo de semiconductor de potencia según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque
el respectivo elemento separador (48) está configurado como un
grano (50).
5. El módulo de semiconductor de potencia según
la reivindicación 4 caracterizado porque el respectivo grano
(50) se prolonga desde por lo menos una barra de resorte (52).
6. El módulo de semiconductor de potencia según
la reivindicación 5 caracterizado porque el respectivo grano
(50) está provisto en el centro de una barra de resorte (52) la cual
está delimitada lateralmente por muescas (54).
7. El módulo de semiconductor de potencia según
la reivindicación 5 caracterizado porque el respectivo grano
(50) está provisto en el centro de una serie de barras que resorte
(52) distribuidas uniformemente en la dirección
circunferencial.
8. El módulo de semiconductor de potencia según
la reivindicación 7 caracterizado porque las barras de
resorte (52) están configuradas para ser radialmente rectilíneas o
radialmente curvadas en espiral.
9. El módulo de semiconductor de potencia según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque
el respectivo elemento separador (48) está configurado como una
tira separadora en arco (56) y ésta tiene un par de muescas
transversales (60) en sus dos secciones extremas (58) encaradas
alejadas una de la otra.
10. El módulo de semiconductor de potencia según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 caracterizado porque
el cuerpo conformado de material aislante (42) está formado de una
pieza de material con el alojamiento (12) y este cuerpo conformado
de material aislante (42) forma una base (46) del alojamiento
(12).
Applications Claiming Priority (2)
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