[发明专利]功率半导体模块

说明书

技术领域

本发明涉及功率电子学领域。

背景技术

本发明是以功率半导体模块作为基础的。

这类功率半导体模块例如在德国专利公开文献DE-A1-39 31 634和DE-A1 43 30070中已有所述。

这类功率半导体模块，有一个装有至少一个功率半导体开关器件的基板，该模块的功率接头与基板垂直(见DE 39 31 634中图4和第5列第24行及以后诸行和DE 43 30 070的图8)。功率接头垂直于基板从模块外壳中引出。因此，控制单元必须离开一定的距离，例如在模块的上部或在其一旁安装。模块与控制该模块的控制单元之间具有较长的连接导线。长的连接导线给装置带来不希望的大电感，这种大电感尤其是对高开关频率起限制作用。

发明内容

因此，本发明的目的是，提出一种功率半导体模块，其中，通向控制单元的连接导线尽可能短，从而使装置的电感尽可能小。

此目的以下所述特征在本文开始所述类型的功率半导体模块中得以解决：

功率半导体模块包括一个外壳和一个基板，在该基板上安装至少一个功率半导体开关器件，其中，功率半导体开关器件具有至少两个功率电极，这两个电极与相应的功率接头连接，这些功率接头与基板平行地安装在几个叠在一起的平面内，并且与基板平行地从外壳中引出，以及用连接引线与功率半导体开关器件的相应的功率电极相连接，其特征在于，从外壳引出若干个垂直于基板的控制极和辅助接头，并且把它们制成可插入对模块进行控制的控制单元的结构以及在外壳上设置了固定控制单元的固定装置。

本发明的核心是，功率接头沿基板平行延伸，并沿基板平行伸出外壳。因此，有可能把控制单元直接安装在模块外壳背向基板一侧的表面上。这样有可能使用短的连接导线，从而实现低电感结构。

此外，如果那些与控制单元之间只有很少的、在理想情况下甚至没有电位差的控制极接头安排在距基板最远处，那么这些与控制单元连接的功率连接线还正好能够用作电磁场的屏蔽，这些电磁场是开关模块时所引起的。

为了在模块上固定控制单元，在模决外壳背向基板一侧设置了固定零件例如螺孔和螺钉。控制极和辅助接头可以引向外壳的上侧。于是控制单元可以插在这些接头上，并且模块的控制极和辅助接头与相应的控制单元接头的连接例如可以借助简单的螺钉接触或插头接触来实现。这样，就实现了控制极和辅助接头与控制单元的直接连接。于是省掉了通常较长的、从而带有电感的连接线。

因此，用本发明的模块可以制造电路装置，在这些电路装置中模块的控制单元直接安装在模块上并且模块与控制单元间可以以良好的方式制成低电感的连接，所以这种模块特别适用于较高频率。

附图说明

下面结合附图借助几个实施例进一步简述本发明。

这些附图是：

图1.本发明无外壳模块截面图；

图2.本发明打开的模块俯视图；

图3.本发明组装控制单元的模块俯视图；

图4.IGBT半桥等效电路；

图5.半桥模块截面图。

原则上图中相同部分用相同符号表示。

实施例说明

图3示出具有一个功率半导体模块1和一个控制单元12的电路装置。控制单元12例如借助穿过相应螺孔11的螺钉10固定在外壳2上。模块外壳2同样还可以具有用于固定到一个设备上的螺孔8。功率半导体模块1具有若干控制极和辅助接头13，这些接头与控制单元12连接，尤其是用插头连接。控制极和辅助接头一方面用于模块1的开启和关断，另一方面用于模块的监控。此外，模块1具有至少两个从外壳2侧面引出的功率接头5和6。在半桥模块的情况下还设置了一个负载接头7。因为控制单元12直接安装在模块外壳2上，所以在控制极和辅助接头13与控制单元之间的连接导线可选用的很短，从而电感可以很小。

这种情况是这样实现的，即基本上如图1所示，功率接头5和6与基板3平行，在基板上安装功率半导体开关器件4。这里的功率半导体开关器件涉及的主要是一种IGBT-芯片，就是说一种具有绝缘控制极的双极型晶体管芯片。如图2的俯视图和图1的截面图所示，在功率电极与相应的功率接头5或6之间的连接例如可以借助若干根键合引线9来实现。