压配合接触元件和具有压配合接触元件的功率半导体模块的制作方法

1.本发明描述了一种功率半导体模块，其具有基板、布置在基板上的功率半导体部件、负载连接器元件、实现为压配合接触元件的辅助连接器元件、以及实现壳体的塑料模制体。


背景技术：

2.作为现有技术，de 10 2010 038 727 a1公开了一种功率半导体模块，其具有壳体元件，端子接线片插入到该壳体元件内。端子接线片具有足部，在足部的上侧产生粘结部。为了固定足部，设置有压紧元件，其压靠端子接线片的端部。
3.原则上，当在功率半导体模块中使用压配合接触元件时，需要将压配合部分的位置固定在其垂直于压配合接触元件的纵向方向的位置中，所述压配合部分一般从功率半导体模块的壳体突出。在功率半导体模块的多个压配合接触元件的情况下，还需要至少一些压配合接触元件的压配合部分位于假想线上。另外，对于这种压配合接触元件，要求它们沿其纵向方向具有一定的弹簧作用。


技术实现要素：

4.借助于现有技术的知识，本发明基于此目的提出一种压配合接触元件和一种功率半导体模块，其尤其适合于该功率半导体模块中的要求，特别是在纵向方向上具有弹簧作用，对垂直于压配合接触元件的纵向轴线的压配合部分的位置没有影响。
5.根据本发明，该目的通过具有压配合部分、补偿部分和足部的压配合接触元件来实现，该补偿部分在压配合接触元件的纵向方向上是弹性的，该补偿部分具有至少两个o形子部分，所述o形子部分均具有凹部，并且在两个连续布置的子部分之间在纵向方向(z)上布置有第一或第二收缩部。
6.在这种情况下，足部可以是任何设计。在这种情况下，常规的是将足部实现为可焊接或可烧结的足部，具有或不具有足部然后以材料粘结的方式布置在其上的平行于表面的表面元件。替代地，足部可以销的形状实现，特别是用于布置在套筒中。而且，足部本身可以实现为压配合部分，在这种情况下，压配合接触元件的两端则基本上是相同的。
7.术语“在纵向方向上连续”在此和在下文中应被理解为是指两个子部分可以彼此直接邻接，特别是甚至并入到彼此中。同样，连接部分也可以布置在两个相邻的子部分之间。
8.术语“o形”在此和在下文中应被理解为是指在最广义含义上为圆形的三维形状，具有两个弧状部和在其间形成的凹部。特别是在这种情况下，有利的是补偿部分是平坦的和平面的。
9.可能有利的是，两个连续布置的子部分的凹部在布置在其间的第一收缩部的区域中从彼此完全分开，或者两个连续布置的子部分的凹部在第二收缩部的区域中并入到彼此中。
10.可能有利的是，从压配合部分观察时，相应o形子部分的宽度在足部的方向上单调地或严格单调地减小。
11.可能有利的是，至少一个o形子部分的外轮廓是v形的。
12.原则上，优选的是，在两个o形子部分的情况下，两个o形子部分中的至少一个的宽度为补偿部分长度的至少25％，优选为至少35％，特别优选为至少40％，并且在三个o形子部分的情况下，至少一个o形子部分的宽度为补偿部分长度的至少20％，优选为至少30％，特别优选为至少35％。
13.也可能优选的是，第一收缩部的宽度为补偿部分长度的至多30％，优选为至多25％，特别优选为至多20％，或者第二收缩部的宽度为补偿部分长度的至多40％，优选为至多35％，特别优选为至多30％。
14.此外可能优选的是，至少一个o形子部分具有凹部，该凹部在其最宽点处的宽度为o形子部分宽度的至少60％，优选为至少75％。
15.特别地，可能有利的是，在压配合部分和补偿部分之间布置有止挡部分，该止挡部分优选地具有两个横向突出的平坦的止挡元件，这些止挡元件优选地在o形子部分的平面中延伸。
16.从根本上有利的是，至少补偿部分，优选整个压配合接触元件，通过冲压工艺由平坦板材形成，并且因此实现彼此平行布置且平坦的两个主表面。实际的压配合部分在此具有不同于此的常规的局部轮廓。
17.根据本发明，上述目的还通过一种功率半导体模块来实现，该功率半导体模块具有基板、布置在基板上的功率半导体部件、负载和辅助连接器元件、以及塑料模制体，该塑料模制体优选地实现壳体或壳体框架并且具有通道，该通道被设计成用于根据如上所述的压配合接触元件的补偿部分的布置，并且被设计为在一个纵向侧上至少部分打开或横向闭合的通道。
18.在这种情况下，可能有利的是，压配合接触元件的补偿部分布置在通道中。
19.有利地，通道的至少一个窄侧至少部分地具有特别是v形的轮廓，所述轮廓对应于压配合接触元件的o形子部分的适应性匹配的外部轮廓，所述外部轮廓特别同样是v形的。在这种情况下，也可能优选的是，补偿部分以少于o形子部分的所有外部轮廓的方式承靠通道的窄侧。此外，具有两个止挡元件的压配合接触元件的上述补偿部分可以布置在通道中，这些止挡元件分别位于壳体的相对支承部上。
20.显然，除非明确地或本质上将其排除，或者与本发明的概念相抵触，否则在根据本发明的功率半导体模块中，相应地以单数形式提及的特征，特别是压配合接触元件，可能存在多个。
21.要理解的是，本发明的各种设计，无论是在压配合接触元件的描述还是在功率半导体模块的描述的上下文中公开，都可以单独的方式或以任何组合的方式实现，以便实现改进。特别地，在不脱离本发明的范围的情况下，不仅可以采用指定的组合、而且还可以采用其他组合或单独地实现上文和下文中陈述和解释说明的特征。
附图说明
22.通过以下对图1至图7中示意性示出的本发明的示例性实施例或其各个部分的描
述给出本发明进一步的解释说明、有利的细节和特征。
23.图1示出了根据本发明的压配合接触元件的第一设计的示意性侧视图。
24.图2示出了根据本发明的压配合接触元件的第二设计的示意性侧视图。
25.图3示出了根据本发明的压配合接触元件的第三设计的示意性侧视图。
26.图4和图5示出了在功率半导体模块的壳体的一部分中的根据本发明的压配合接触元件的布置的三维视图。
27.图6示出了根据本发明的功率半导体模块的三维视图。
28.图7示出了根据本发明的另一压配合接触元件的三维视图。
具体实施方式
29.图1示出根据本发明的压配合接触元件1的第一设计的示意性侧视图。该设计具有布置成排的不同部分。压配合部分2由实际的压配合区域表示，其可以基本上以常规方式实现。与压配合部分2邻接的是补偿部分4，该补偿部分4与足部5邻接，其同样可以基本上以常规方式实现。
30.补偿部分4因此在压配合接触元件1的纵向方向z上延伸并且是弹性的。为此目的，补偿部分4具有两个同样在纵向方向z上连续布置的o形子部分41、42以及布置在其间的第一收缩部401，该第一收缩部401实际上实现子部分41、42之间的连接部分。
31.压配合接触元件1通过冲压或冲压弯曲工艺由平坦板材制成。因此，至少补偿部分4是平坦且是平面的，并且具有两个相互平行且平面的主表面，其法线矢量在y方向上延伸。
32.整个补偿部分4具有的长度d400约为12毫米，与压配合部分2相邻的第一o形子部分41具有的长度d410约为7毫米，以及第二o形子部分42具有的长度d420约为5毫米。
33.第一o形子部分41具有的宽度约为5毫米，第二o形子部分42具有的宽度约为4.4毫米并且因此比第一o形子部分41更窄。第一o形子部分41还包括凹部412，422，432，所述凹部412，422，432具有的宽度约为第一o形子部分41宽度的80％，因此约为4毫米。
34.连续布置的两个子部分41，42的凹部412，422在第一收缩部401的区域中彼此完全分开，所述第一收缩部401布置在凹部412，422之间。
35.补偿部分4由于其所描述的设计而是弹性的。当在负z方向上向压配合部分2施加力时，相应o形子部分41、42的两个弧形部被弹性地压缩，从而形成恢复力。
36.图2示出根据本发明的压配合接触元件1的第二实施例的示意性侧视图。在生产技术上，它与第一个设计相似。此外，该压配合接触元件1在压配合部分2和补偿部分4之间具有止挡部分3。该止挡部分具有两个横向突出的平坦的止挡元件31、32，其作用在图5中更详细地描述。
37.图3示出根据本发明的压配合接触元件1的第三实施例的示意性侧视图。同样，它在生产技术上类似于第一个设计。另外，该压配合接触元件1具有第三o形子部分43。如从压配合部分2沿足部5的方向，即沿负z方向观察时，相应o形子部分41、42、43的宽度d411在此严格地单调减小。
38.连续布置的相应子部分41、42、43的凹部412、422、423在第一收缩部401、402的区域中从彼此完全分开，所述第一收缩部401、402布置在凹部412、422、423之间。
39.图4和图5示出了在功率半导体模块6的壳体66的一部分中的根据本发明的压配合
接触元件1的布置的三维视图。在这种情况下，图4以分解图示示出该布置，而图5示出标准图示。压配合接触元件1同样按此顺序具有压配合部分2、止挡部分3、补偿部分4和足部5。
40.如图5中所示，这里的足部5以材料粘结的方式连接到功率半导体模块6的基板60的导体迹线600。
41.补偿部分4具有三个o形的子部分41、42、43，它们直接并入到彼此中，并且在每两个子部分之间布置有第一收缩部。如从压配合部分2观察时，o形子部分的宽度在足部5的方向上以严格单调的方式减小。
42.第一和第二o形子部分41，42的行程在其弓形行程的中部中均具有v形的外轮廓424。
43.详细示出的壳体66被实现为塑料模制体并且具有通道660，压配合接触元件1基本上以其补偿部分4布置在通道660中。通道660本身在一个纵向侧上是开放的。
44.通道660的两个窄侧662同样具有v形轮廓664。通道的该v形轮廓对应于压配合接触元件1的o形子部分41，42的v形外部轮廓414，424。因此，当压配合接触元件1布置在通道660中时，不能实现垂直于压配合接触元件1的纵向方向、z方向的运动，因此，压配合接触元件1在两个正交方向，即x方向和y方向上被固定在该位置中。
45.在该设计的情况下，在压配合接触元件1在通道660中的固定中不包括也没有v形外轮廓的第三子部分43。该第三子部分43由于其可以在x方向上延伸而承担了补偿部分4的弹簧作用的主要部分。
46.止挡部分3基本上如图2所示地实现，并且布置在压配合部分2和补偿部分4之间。止挡部分3同样具有两个横向突出的平坦的止挡元件31、32，每个止挡元件31、32都搁置在相对支承部666上，在这种情况下是壳体的表面部分。这在力在该方向上施加至压配合接触元件1的压配合部分2时防止了在负z方向上的位移。
47.由于压配合接触元件1借助于所描述的止挡部分3和补偿部分4被固定在壳体66中，这也进行了描述，在基板60和壳体66之间沿z方向上相对运动的情况下，补偿部分4的弹簧作用在此起作用。
48.图6示出根据本发明的功率半导体模块6的三维视图。其具有由塑料模制体形成的壳体框架66，以及布置在基板60上并通过常规的箔状连接装置604连接的功率半导体部件602。此外，功率半导体模块6包括负载62和辅助连接器元件。辅助连接器元件在此被实现为在图4和图5中描述的压配合接触元件1，并且被布置成排。
49.相应的压配合接触元件1布置在壳体框架66的相关联通道660中，并且相对于它们各自的距离固定在该位置中，并且因此被固定成排。
50.图7示出根据本发明的另一压配合接触元件的三维视图。这与根据图4和图5的压配合元件的不同之处在于，它在第一和第二子部分之间具有第二收缩部403，该第二收缩部403实现为使得连续布置的子部分41、42的凹部412、422在第二收缩部403的区域中并入到彼此。因此，它们形成两个子部分41，42共有的哑铃形凹部。另外，补偿部分4的第三子部分44在这里被实现为s形。