[发明专利]具有定中心装置的防潮的功率半导体模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率半导体模块，具有与外部引线连接的至少一个第一负载连接体和第二负载连接体。在至少两个这种负载连接体之间最好压力触点接通地设置带有第一金属圆柱体、功率半导体元件和第二金属圆柱体的多层结构。由此多层结构的单个部件力配合和导电地相互连接。为简化制造过程，这种功率半导体模块通常具有用于同心设置多层结构的单个部件的定中心装置。

背景技术

这种功率半导体模块以大量的特殊构造方式有所公开。例如DE10022341A1公开了一种简单进而基本的构造方式。在此方面，两个金属滑轨形成两个负载连接体，在它们之间设置半导体元件。此外，功率半导体模块的每个半导体元件具有压力装置，在负载连接体与各自的功率半导体元件之间产生力配合的导电连接。

此外，公知各自的功率半导体元件不直接与负载连接体连接。由于大多由硅组成的功率半导体元件和大多由铜组成的负载连接体的膨胀系数不同，在热负荷情况下导致功率半导体元件损坏。为防止这一点，负载连接体与功率半导体元件之间依据现有技术设置至少另一个大多圆柱体形状的金属体，其膨胀系数处于其两个相邻体的膨胀系数之间。

DE 10065495A1公开了一种用于功率半导体元件的定中心装置，通过该定中心装置功率半导体元件和两个金属圆柱体彼此同心设置并同时形成一个安装单元。为此，两部分的框架式定中心装置具有多个保持凸缘，它们防止由第一金属圆柱体、功率半导体元件和第二金属圆柱体组成的多层结构的分离。为无压力地设置定中心装置，负载连接体具有用于容纳保持凸缘的间隙。功率半导体元件本身设置在定中心装置的槽内。所有元件均通过定中心装置彼此松动设置并彼此间无论是在侧面还是与此垂直均具有一定的可运动性。

为触点接通公知的功率半导体模块中的功率半导体元件的控制连接部，例如DE 102004050588A1公开了一种接触装置。这种接触装置例如可以直接设置在上述功率半导体模块的负载连接体的间隙内。为此，接触装置具有一个金属部件和一个环绕该金属部件并相对于负载连接体电绝缘的套管。该套管这样构成，使其可以借助定位凸缘在负载连接体内止动。

所介绍的这种具有各自所称组成部分的功率半导体模块的缺点是使用中不防潮，由此特别是功率半导体元件会被损坏并因此不能使用。因此在环绕这种功率半导体模块的外壳内必须设置有保护整个功率半导体模块防止潮气的机构。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有改进的内部结构的功率半导体模块，由此也达到保护至少一个功率半导体元件的目的。

该目的依据本发明通过具有权利要求1特征的主题得以实现。优选的实施方式在从属权利要求中予以说明。

本发明的出发点是形成上述类型的功率半导体模块，其具有至少一个第一负载连接体和第二负载连接体。第一与第二负载连接体之间设置至少一个多层结构，该多层结构依次具有第一金属圆柱体、功率半导体元件和第二金属圆柱体。多层结构的这些单个部件借助定中心装置彼此同心设置。在这种情况下，定中心装置这样环绕多层结构的其余单个部件，使金属圆柱体的侧向面和金属圆柱体的邻接的边缘设置在定中心装置的槽内。直径大于金属圆柱体的功率半导体元件的边缘区域设置在该槽的凹陷部内。此外，定中心装置关于第一和第二负载连接体具有各自一个最好构成为密封唇的密封装置，它们在那里优选设置在所配属的间隙内并通过功率半导体模块的压力装置被加载压力，由此达到密封作用。

在这种情况下，优选的是，定中心装置由一种持久弹性的材料构成，由此构成定中心装置与多层结构力配合的连接并且同时多层结构的单个部件也彼此力配合地连接。

在具有可控功率半导体元件的功率半导体模块中，特别优选的是，无论是负载连接体还是所配属的金属圆柱体，均在功率半导体元件的设置有控制连接部的那侧上具有各自一个与控制连接部对中心的间隙。

在这种情况下，负载连接体的间隙既具有用于与接触装置卡接-锁紧连接的支座，也具有用于接触装置的第一密封面。该接触装置同样具有最好与第一密封面平行设置的第二密封面。两个密封面之间设置密封环，其借助卡接-锁紧连接被加载压力并由此达到密封作用。

附图说明

这种功率半导体模块特别优选的进一步构成在实施例的各自说明中予以介绍。为此借助图1至5的实施例对本发明的解决方案做进一步说明。其中：

图1示出依据本发明的功率半导体模块的三维视图以及截面图；

图2示出按图1的依据本发明的功率半导体模块的多层结构的另一部分；

图3示出具有定中心装置的简化的第二构造方式的多层结构的部分设置的二维视图；