功率半導體模塊或用於該功率半導體模塊的控制模塊的製作方法

2023-05-08 00:06:36 2

專利名稱：功率半導體模塊或用於該功率半導體模塊的控制模塊的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種功率半導體模塊或用於該功率半導體模塊的控制模塊，其包括控制電路、必要時的功率電子電路、帶殼體蓋的殼體並且優選包括底板，其中，殼體蓋由電接頭貫芽插接。
背景技術：
如下是公知的，S卩，為了對引入功率半導體模塊的電接頭進行密封(其中，該引入必須具有一定密封度，例如IP54)，使用密封粘合物或專門的密封擰緊件。但是，這具有如下缺點，即，額外的材料或工作步驟是必需的，以便達到所希望的保護度。其它缺點如下，即，在安裝功率半導體模塊之後存在高的隱患，即，這樣的密封不能持久地經受環境影響。

發明內容
本發明的任務是提供避免這些缺點的功率半導體模塊或用於該功率半導體模塊的控制模塊。根據本發明，這個任務利用權利要求1的主題得以解決。提出了功率半導體模塊或用於該功率半導體模塊的控制模塊，其包括控制電路、優選功率電子電路以及帶殼體蓋的殼體並且優選包括底板，其中，殼體蓋由電的和/或光學的連接機構貫穿插接，其中設置如下，即，在殼體的上端側與殼體蓋的下端面之間布置有彈性的密封裝置，其具有基板和一個或多個布置在該基板上的、橫截面分別呈梯形的密封元件，其中，密封元件分別具有帶有至少一個通孔的頂板。根據本發明的功率半導體模塊具有如下優點，即，為了使電接頭密封，以便達到抗環境影響的高安全性例如保護度IP54，對於裝配而言額外的機構和/或工具不是必需的。此外，沒有設置針對特別的注意或特別的品質所要求的工作步驟。只是將密封裝置放入殼體與殼體蓋之間並且將殼體蓋例如通過擰緊附著在殼體上。通過將密封裝置構造為彈性的密封裝置而達到了良好的長時間密封效果。能夠設置如下，即，密封元件與基板一件式地構造。這種實施形式能夠是優選的，因為它能夠利用較少的生產耗費來製造，例如通過壓制。此外，能夠設置如下，S卩，密封元件與殼體蓋的橫截面呈梯形的凹槽相對應。通過相對應的呈梯形的構造，密封元件的壁在壓緊密封裝置之後飽滿地貼靠在殼體蓋的內側並且由於密封裝置的彈性而形成了密封的和持久的支座。密封元件能夠構造為空心體。能夠設置如下，即，連接機構線材狀地構造有圓形的橫截面。電連接機構能夠帶有絕緣件地構造。連接機構也能夠構造為「光學的」連接機構，例如構造為光導線纜。在其它的具有優點的構造中能夠設置如下，S卩，連接機構帶式地構造有矩形的橫截面。能夠設置如下，即，至少一個通孔具有與貫穿插接該至少一個通孔的連接機構的橫截面相對應的橫截面。根據連接機構的構造也能夠設置有不同的橫截面形狀，例如在線材的情況下設置有圓形的橫截面而在帶的情況下設置有矩形的橫截面。此外，能夠設置如下，S卩，密封元件具有狹縫地構造，其中，至少一條狹縫從密封元件的腳區段出發並終止於至少一個通孔。狹縫通過如下方式使連接機構引入通孔變得容易，即，狹縫在引入的過程中敞開並且減少了在通孔中的摩擦。此外，能夠設置如下，S卩，通孔的內直徑小於連接機構的外直徑。因此，密封元件在通孔的區域內在彈性張力下飽滿地貼靠在電的和/或光學的連接機構上並且由此密封。殼體蓋能夠在它的下端側具有密封接片。密封接片能夠優選布置在密封元件的腳區域中。密封裝置能夠優選在殼體蓋的下端側與殼體的上端側之間布置有緩衝座(Quetschsitz)0但是，如下也是可行的，即，密封裝置殼體側地支撐在布置於殼體中的蓋板或類似物上。殼體能夠具有環繞的邊緣凸緣，在其內部空間中能夠放入密封元件的基板。裝配安全性以這種方式能夠進一步提高，因為密封裝置在置放殼體蓋之前就已經固定在它的位置上了。


現在藉助實施例對本發明進行詳細闡述。圖1在立體圖中示出根據本發明的功率半導體模塊的第一實施例；圖2在立體圖中以仰視圖示出圖1中的殼體蓋；圖3在立體圖中以俯視圖示出圖1中的密封裝置；圖4在立體分解圖中示出根據本發明的功率半導體模塊的第二實施例；圖5a在立體的俯視圖中示出圖4中的密封裝置；圖5b在立體的仰視圖中示出圖4中的密封裝置。
具體實施例方式圖1示出具有布置在殼體11中的功率半導體電路、底板12和殼體蓋13的功率半導體模塊I。功率半導體電路可以是例如液冷式半橋電路。功率半導體模塊I的底板12在它的底側上除了電插接器17之外還具有用於冷卻液的進液口和出液口。多個功率半導體模塊I能夠並列地布置在液冷裝置的裝配面上。殼體蓋13具有密封凹槽13a，在其中布置有密封裝置14的密封元件14e，在圖3和圖5中對該密封裝置進行了詳細描述。密封元件14e具有布置在頂板上的通孔14d，所述通孔由功率半導體電路的構造為電連接機構15或光學連接機構16的連接機構貫穿插接。圖2和圖3示出殼體蓋13、密封裝置14和殼體11的構建和協同作用。密封裝置14由橡膠彈性材料，例如矽膠構造。密封元件14e布置在共同的基板14p上，該基板在已裝配的狀態中貼靠在殼體蓋13的底側和殼體11的上端側(參見圖4)。密封元件He構造為橫截面呈梯形的空心體並且與殼體蓋13中的密封凹槽13a相對應。在圖3和圖5所示的實施例中，三個密封元件14e和基板14p —件式地構造。中間的密封元件He分別由兩個電連接機構15貫穿插接。兩個外側的密封元件14e分別由兩個光學連接機構16貫穿插接。在圖1和圖4中所示的功率半導體模塊I的實施例中，電連接機構15和光學連接機構16構造為線材或者說線材狀地構造並且具有圓形的橫截面。但是，也能夠設置具有矩形橫截面的帶狀的連接機構。重要的是通孔14d具有與連接機構15和16的橫截面相對應的橫截面。如圖2所示的那樣，在殼體蓋13中的密封凹槽13a橫截面呈梯形地構造。密封凹槽13a與密封裝置14的密封元件14e相符。密封元件14e具有相對密封凹槽13a的內部尺寸的盈餘，從而密封元件14e的外壁在已裝配的狀態中飽滿地貼靠在密封凹槽13a的內壁上並且構成密封。此外，在殼體蓋13的底側設置有密封唇13d，所述密封唇在密封凹槽13a的周邊延伸並且在已裝配的狀態中密封地安置在密封裝置14的基板14p的上側上。在連接機構15和16與通孔14d之間構成進一步的密封，其中，通孔14d的內直徑小於連接機構15、16的外直徑。在具有矩形橫截面的連接機構中有意義的是:通孔14d的寬度和長度小於連接機構15、16的厚度和寬度。為了使連接機構15、16的引入變得容易，密封元件14e構造有狹縫14s，其中，狹縫14s從密封元件14e的腳區段出發並終止於通孔14d。狹縫14s在已裝配的密封裝置14的情況下閉合。圖4和圖5示出了第二實施例。圖4和圖5中的密封裝置14如圖3中的密封裝置那樣地構造，但具有如下區別，即，基板14p具有環繞的、裸露的邊緣區段，該邊緣區段與密封元件14e鄰接，並且密封元件14e的外壁包括兩個具有不同傾斜角的相互鄰接的區段。如圖4所示的那樣，殼體11的上端面Ilo具有環繞的邊緣凸緣llr，在其內部空間中能夠放入密封裝置14的基板14p。電連接機構15卡夾在夾持連接器15k中。光學連接機構16卡夾在夾持連接器16k中。夾持連接器15k和16k在安放密封裝置14之後由密封元件14e遮蓋。附圖標記列表:1功率半導體模塊11殼體Ilo上端面Ilr邊緣凸緣12底板13殼體蓋13a密封凹槽13d密封唇14密封裝置14d通孔14e密封元件14p基板14s狹縫15電連接機構16光學連接機構17電插接器
權利要求
1.功率半導體模塊或用於該功率半導體模塊的控制模塊，其包括功率電子電路和帶殼體蓋(13 )的殼體(11)，其中，所述殼體蓋(13 )由電的和/或光學的連接機構(15、16 )貫穿插接，其特徵在於，在所述殼體(11)的上端側(Ilo)與所述殼體蓋(13)的下端面之間布置有彈性的密封裝置(14)，該密封裝置具有基板(14p)和一個或多個布置在所述基板(14p)上的、橫截面分別呈梯形的密封元件(He)，其中，所述密封元件(14e)分別具有帶有至少一個通孔(14d)的頂板。
2.根據權利要求1所述的功率半導體模塊，其特徵在於，所述密封元件(He)與所述基板(14p) —件式地構造。
3.根據權利要求1或2所述的功率半導體模塊，其特徵在於，所述密封元件(14e)與所述殼體蓋(13)的橫截面呈梯形的凹槽相對應。
4.根據前述權利要求之一所述的功率半導體模塊，其特徵在於，所述密封元件(14e)構造為空心體。
5.根據前述權利要求之一所述的功率半導體模塊，其特徵在於，所述連接機構(15、16)線材狀地構造有圓形的橫截面。
6.根據權利要求1至4之一所述的功率半導體模塊，其特徵在於，所述連接機構(15、16)帶狀地構造有矩形的橫截面。
7.根據前述權利要求之一所述的功率半導體模塊，其特徵在於，所述至少一個通孔(14d)具有與貫穿插接所述至少一個通孔(14d)的所述連接機構(15、16)的橫截面相對應的橫截面。
8.根據前述權利要求之一所述的功率半導體模塊，其特徵在於，所述密封元件(14e)具有狹縫地構造，其中，至少一條狹縫(14s)從所述密封元件(14e)的腳區段出發並終止於所述至少一個通孔(14d)。
9.根據前述權利要求之一所述的功率半導體模塊，其特徵在於，所述通孔(14d)的內直徑小於所述連接機構(15、16)的外直徑。
10.根據前述權利要求之一所述的功率半導體模塊，其特徵在於，所述殼體蓋(13)在它的下端側具有密封接片。
11.根據前述權利要求之一所述的功率半導體模塊，其特徵在於，所述密封裝置(14)在所述殼體蓋(13)的下端側與所述殼體(11)的上端側之間布置有緩衝座。
12.根據前述權利要求之一所述的功率半導體模塊，其特徵在於，所述殼體(11)具有環繞的邊緣凸緣，在所述邊緣凸緣的內部空間中能夠放入所述密封元件(14)的基板(14p)。
全文摘要
本發明描述了一種功率半導體模塊或用於該功率半導體模塊的控制模塊，其包括功率電子電路、帶殼體蓋(13)的殼體(11)，其中，殼體蓋(13)由連接機構(15、16)貫穿插接。在殼體(11)的上端側(11o)與殼體蓋(13)的下端面之間布置有彈性的密封裝置(14)，該密封裝置具有基板(14p)和布置在基板(14p)上的、橫截面呈梯形的密封元件(14e)，其中，密封元件(14e)具有帶有至少一個通孔(14d)的頂板。
文檔編號H01L23/053GK103178022SQ201210517899
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月5日 優先權日2011年12月22日
發明者斯特凡·魏斯, 賴納·波普 申請人:賽米控電子股份有限公司