[发明专利]具有接线端元件的功率半导体模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率半导体模块，具有多个特别是用于控制接线端、负载接线端和辅助接线端的接线端元件，用于从衬底伸向外面的导电连接。例如由DE 10 2005 058 692 A1所公开的功率半导体模块形成本发明的出发点。

背景技术

这种类型的功率半导体模块按照现有技术由壳体带有至少一个设置给它的底板以及设置在底板上的衬底组成。公知的功率半导体模块此外具有用于外部负载接线端和辅助接线端的接线端元件以及设置在内部的连接件。衬底上设置有用作为接线端元件的接触面的迹线。用于功率半导体模块的内部依据电路连接的连接件大多构成为引线键合连接件。此外公开了一种壳体，其具有多个作为接线端元件保持装置的间隙。

EP 1 391 966 A1公开了一种具有接线端元件构造的功率半导体模块，这些接线端元件各自形成与功率半导体元件和外部接线端部位的触点。接线端元件具有两个接触装置以及一个弹性段。弹性段最好螺旋形构成并因此形成用于接线端元件的动态和可逆接触性能的压缩区。

公知的设计的缺点是上述接线端元件在壳体内的设置。这些接线端元件彼此相距设置在壳体内，由此产生相应的侧向位置需求以与衬底触点接触。事实证明这会存在问题，当衬底上存在的空间一方面由引线键合连接件占据，另一方面主要由功率半导体元件占据。所述接线端元件的另一个缺点来自于其弹性段，如果该弹性段如从机械的角 度出发优选构成为螺旋弹簧那样构成。如果螺旋弹簧由变化的电流通流，那么从物理上它被看成线圈。这种电流流动由于感应导致干扰的电流分布并因此可能导致对信号传输产生不利影响。接线端元件所介绍的实施方式的另一缺点是，在触点失灵的情况下，功率半导体模块的继续运行可能不复存在。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有多个接线端元件的功率半导体模块，所述接线端元件可以使功率半导体模块紧凑构成、在电流流动变化的情况下减少电感的影响或者可以紧凑设计接线端元件的冗余实施方式。

该目的依据本发明通过按权利要求1所述接线端元件来实现，特殊设计在从属权利要求中予以说明。

本发明的思路从一种上述类型的功率半导体模块出发，最好具有底板和壳体，该壳体围住一个或者多个衬底。但依据本发明的设计在无底板的功率半导体模块上同样是具有优点的。衬底从它那方面由具有多个处于其第一主面上彼此绝缘的金属迹线的绝缘体以及最好由设置在其第二主面上的平面的金属层组成。此外，接下来衬底具有纳入其下的设置在迹线上的功率半导体元件。因此概念“衬底的接触面”也包括功率半导体元件的接触面。

依据本发明的功率半导体模块包括至少两个接线端元件，接线端元件各自具有与衬底的导电接触，其中，第一接线端元件至少部分由第二接线端元件围住。接线端元件从它们那方面各自具有用于与衬底并在那里与迹线或者与功率半导体元件的接触面触点接触的第一接触段，用于外部连接的第二接触段以及设置在第一接触段和第二接触段之间的弹性段。第二接线端元件的弹性段和最好还有第一接线端元件的那个弹性段在这种情况下构成为螺旋弹簧。此外，优选第一接线端 元件与第二接线端元件同心设置。但偏心设置在一定的使用情况下同样有意义。

通过借助两个接线端元件的构成，可以冗余构成唯一的控制接线端、负载接线端或者辅助接线端。为此第一和第二接线端元件与衬底的相同电位连接。在这种冗余实施方式中，因此在一个接线端元件的触点失灵或者其他失灵的情况下，第二接线端元件能够独自承担其功能并避免功率半导体模块失灵。

各个接线端元件的第一和第二接触段最好销子状构成。同样优选第二接触段从壳体中伸出。第一接触段设置给衬底并在向接线端元件施加压力时与其导电连接。此外，第一接线端元件的接触段与其弹性段同心设置。相反，第二接线端元件的两个接触段最好与弹性段的匝圈正切或者近似正切设置。

壳体用作为接线端元件的保持装置并为此具有各自分配给接线端元件的间隙。最好存在第一圆柱体状和第二空心圆柱体状的间隙，其中，第一间隙可与第二间隙同心或者偏心设置。第一接线端元件设置在第一间隙内且第二接线端元件设置在第二间隙内。两个间隙最好借助绝缘套管电气和机械上彼此分开，所述绝缘套管是壳体的部分。

附图说明

现借助图1至图4的实施例对本发明的解决方案进行详细说明。其中：

图1示意示出依据本发明的功率半导体模块的剖面。

图2以三维视图示出依据本发明的第一功率半导体模块两个接线端元件。

图3示出根据图2的设计的剖面。

图4示出依据本发明的第二功率半导体模块的两个接线端元件。

具体实施方式