[发明专利]具有预紧的辅助接触弹簧的功率半导体模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力接触实施方式的功率半导体模块，其具有至 少一个构成为接触弹簧的连接元件。例如由DE19719703A1所已知的 功率半导体模块形成本发明的出发点。

背景技术

这种功率半导体模块按现有技术由一个壳体组成，此壳体具有至 少一个设置在其中的电绝缘基板，此基板优选用来直接安装在冷却部 件上。此基板自身由绝缘材料体组成，此绝缘材料体具有多个位于其 上且彼此绝缘的金属连接轨，还具有位于其上的功率半导体元件，这 些功率半导体元件依据电路要求地与这些连接轨相连。此外，已知的 功率半导体模块具有用于外部负载连接和辅助连接的连接元件和设置 在内部的连接元件。这些连接元件用于在功率半导体模块内部的依据 电路要求的连接，它们大多构成为引线键合连接。

压力接触的功率半导体模块同样也是已知的，例如由DE4237632 A1已知。在此文献中，压力装置包含：稳定的（优选金属的）压力元 件，用于压力构造；弹性的缓冲垫元件，用于存储压力；桥式元件， 用来把压力传导到基板表面的单独区域上。此桥式元件优选构成为塑 料成型件，其具有面向缓冲垫元件的表面，多个压力指状件从此表面 在基板表面的方向上伸出。

借助这种压力装置，基板压向冷却部件，并因此持久可靠地在基 板与冷却部件之间产生热传递。在热负荷不同的情况下，并在功率半 导体模块的整个生命周期内，弹性的缓冲垫元件在此用于维持恒定的 压力比。

由DE102004025609A1已知一种功率半导体模块，其具有底板 和构成为接触弹簧的辅助连接元件。按此文献，接触弹簧（其用来实 现稳固的电接触导通）借助盖板来被加载压力，在此，接触弹簧设置 在未详述的壳体支架中。

由DE102006006421A1已知一种具有至少一个连接元件的功率 半导体模块，此连接元件构成为具有第一接触装置、弹簧区段和第二 接触装置的接触弹簧。第一塑料成型件在此具有与基板垂直设置的井 状结构，用来容纳连接元件。此井状结构自身具有侧面缺口和凹槽， 此侧面缺口用来抗扭地设置连接元件，此凹槽用于第二塑料成型件的 配属的部件体，其中，此部件体同样也具有侧面缺口，并在背向基板 的侧面上具有用于连接元件的第一接触装置的缺口，且此第一接触装 置在此穿过。

同样由DE102006058692A1已知一种具有接触弹簧的功率半导 体模块。按此文献，此接触弹簧在下方接触装置的区域内具有S形的变 形部。按此文献，此变形部用于防止接触弹簧脱落。接触弹簧的变形 部定位在壳体缺口和基板之间。

同样由DE102005024900A1已知一种防脱落的接触弹簧。按此 文献，此接触弹簧通过弹簧的下方卷旋保持在壳体中（所述下方卷旋 的直径大于弹簧的上方卷旋的直径），并因此确保防止弹簧从壳体中 脱落。

在此，现有技术的缺点是，在未安装状态下并未设置控制电路板 时，辅助接触弹簧超出壳体太多，这是由技术决定的。压力接触弹簧 最大以其整体弹性距离超出了壳体，这会增加以弹簧头（即辅助连接 的上方接触装置）变形方式出现的损坏的危险。在可安装的控制电路 板上的弹簧相关表面或者说接触面必须设计得足够大，用来在任何条 件下确保功率半导体模块与可安装的控制电路板的可靠的电接触导 通。

发明内容

本发明的目的在于，说明一种具有压力弹簧接触部的功率半导体 模块，其中减小了上方接触装置的超出，并因此也减少了变形的风险。

按本发明，此目的通过一种功率半导体模块得以实现。该功率半 导体模块带有壳体、压力块、具有至少一个接触面的基板和至少一个 朝外导引的连接元件，其中连接元件构成为接触弹簧，接触弹簧具有 第一接触装置、弹性区段和第二接触装置，其中压力块对于每个连接 元件具有至少两个止挡元件，其中接触弹簧的第一接触装置与基板的 接触面导电地相连，其中接触弹簧的第二接触装置构成为半圆形，在 接触弹簧的第二接触装置的半圆形形状的开端和末端上分别构成有至 少一个变形部，其中通过第二接触装置的变形部，借助压力块的两个 止挡元件，接触弹簧被加载压力，并且因此接触弹簧具有预应力。

本发明的理念源自一种具有至少一个接触弹簧形式的连接元件的 功率半导体模块。

此功率半导体模块还具有壳体、压力块和带有至少一个接触面的 基板。