專利名稱：功率半導(dǎo)體模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種功率半導(dǎo)體模塊或用于該功率半導(dǎo)體模塊的控制模塊，其包括控制電路、必要時(shí)的功率電子電路、帶殼體蓋的殼體并且優(yōu)選包括底板，其中，殼體蓋由電接頭貫穿插接。
背景技術(shù)：
如下是公知的，S卩，為了對(duì)引入功率半導(dǎo)體模塊的電接頭進(jìn)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?qū)ｉT的密封擰緊件。但是，這具有如下缺點(diǎn)，即，額外的材料或工作步驟是必需的，以便達(dá)到所希望的保護(hù)度。其它缺點(diǎn)如下，即，在安裝功率半導(dǎo)體模塊之后存在高的隱患，即，這樣的密封不能持久地經(jīng)受環(huán)境影響。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的任務(wù)是提供避免這些缺點(diǎn)的功率半導(dǎo)體模塊或用于該功率半導(dǎo)體模塊的控制模塊。根據(jù)本實(shí)用新型，這個(gè)任務(wù)通過如下方案得以解決。提出了功率半導(dǎo)體模塊或用于該功率半導(dǎo)體模塊的控制模塊，其包括控制電路、優(yōu)選功率電子電路以及帶殼體蓋的殼體并且優(yōu)選包括底板，其中，殼體蓋由電的和/或光學(xué)的連接機(jī)構(gòu)貫穿插接，其中設(shè)置如下，即，在殼體的上端側(cè)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(gè)或多個(gè)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(gè)通孔的頂板。根據(jù)本實(shí)用新型的功率半導(dǎo)體模塊具有如下優(yōu)點(diǎn)，即，為了使電接頭密封，以便達(dá)到抗環(huán)境影響的高安全性例如保護(hù)度IP 54，對(duì)于裝配而言額外的機(jī)構(gòu)和/或工具不是必需的。此外，沒有設(shè)置針對(duì)特別的`注意或特別的品質(zhì)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并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(gòu)造為彈性的密封裝置而達(dá)到了良好的長(zhǎng)時(shí)間密封效果。能夠設(shè)置如下，即，密封元件與基板一件式地構(gòu)造。這種實(shí)施形式能夠是優(yōu)選的，因?yàn)樗軌蚶幂^少的生產(chǎn)耗費(fèi)來制造，例如通過壓制。此外，能夠設(shè)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(duì)應(yīng)。通過相對(duì)應(yīng)的呈梯形的構(gòu)造，密封元件的壁在壓緊密封裝置之后飽滿地貼靠在殼體蓋的內(nèi)側(cè)并且由于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(gòu)造為空心體。能夠設(shè)置如下，即，連接機(jī)構(gòu)線材狀地構(gòu)造有圓形的橫截面。電連接機(jī)構(gòu)能夠帶有絕緣件地構(gòu)造。連接機(jī)構(gòu)也能夠構(gòu)造為“光學(xué)的”連接機(jī)構(gòu)，例如構(gòu)造為光導(dǎo)線纜。在其它的具有優(yōu)點(diǎn)的構(gòu)造中能夠設(shè)置如下，S卩，連接機(jī)構(gòu)帶式地構(gòu)造有矩形的橫截面。能夠設(shè)置如下，即，至少一個(gè)通孔具有與貫穿插接該至少一個(gè)通孔的連接機(jī)構(gòu)的橫截面相對(duì)應(yīng)的橫截面。根據(jù)連接機(jī)構(gòu)的構(gòu)造也能夠設(shè)置有不同的橫截面形狀，例如在線材的情況下設(shè)置有圓形的橫截面而在帶的情況下設(shè)置有矩形的橫截面。此外，能夠設(shè)置如下，S卩，密封元件具有狹縫地構(gòu)造，其中，至少一條狹縫從密封元件的腳區(qū)段出發(fā)并終止于至少一個(gè)通孔。狹縫通過如下方式使連接機(jī)構(gòu)引入通孔變得容易，即，狹縫在引入的過程中敞開并且減少了在通孔中的摩擦。此外，能夠設(shè)置如下，S卩，通孔的內(nèi)直徑小于連接機(jī)構(gòu)的外直徑。因此，密封元件在通孔的區(qū)域內(nèi)在彈性張力下飽滿地貼靠在電的和/或光學(xué)的連接機(jī)構(gòu)上并且由此密封。殼體蓋能夠在它的下端側(cè)具有密封接片。密封接片能夠優(yōu)選布置在密封元件的腳區(qū)域中。密封裝置能夠優(yōu)選在殼體蓋的下端側(cè)與殼體的上端側(cè)之間布置有緩沖座(Quetschsitz)。但是，如下也是可行的，即，密封裝置殼體側(cè)地支撐在布置于殼體中的蓋板或類似物上。殼體能夠具有環(huán)繞的邊緣凸緣，在其內(nèi)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(jìn)一步提高，因?yàn)槊芊庋b置在置放殼體蓋之前就已經(jīng)固定在它的位置上了。

現(xiàn)在借助實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)闡述。圖1在立體圖中示出根據(jù)本實(shí)用新型的功率半導(dǎo)體模塊的第一實(shí)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(jù)本實(shí)用新型的功率半導(dǎo)體模塊的第二實(shí)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(shí)施方式
圖1示出具有布置在殼體11中的功率半導(dǎo)體電路、底板12和殼體蓋13的功率半導(dǎo)體模塊I。功率半導(dǎo)體電路可以是例如液冷式半橋電路。功率半導(dǎo)體模塊I的底板12在它的底側(cè)上除了電插接器17之外還具有用于冷卻液的進(jìn)液口和出液口。多個(gè)功率半導(dǎo)體模塊I能夠并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(duì)該密封裝置進(jìn)行了詳細(xì)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(dǎo)體電路的構(gòu)造為電連接機(jī)構(gòu)15或光學(xué)連接機(jī)構(gòu)16的連接機(jī)構(gòu)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(gòu)建和協(xié)同作用。密封裝置14由橡膠彈性材料，例如硅膠構(gòu)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(tài)中貼靠在殼體蓋13的底側(cè)和殼體11的上端側(cè)(參見圖4)。密封元件He構(gòu)造為橫截面呈梯形的空心體并且與殼體蓋13中的密封凹槽13a相對(duì)應(yīng)。在圖3和圖5所示的實(shí)施例中，三個(gè)密封元件14e和基板14p —件式地構(gòu)造。中間的密封元件He分別由兩個(gè)電連接機(jī)構(gòu)15貫穿插接。兩個(gè)外側(cè)的密封元件14e分別由兩個(gè)光學(xué)連接機(jī)構(gòu)16貫穿插接。在圖1和圖4中所示的功率半導(dǎo)體模塊I的實(shí)施例中，電連接機(jī)構(gòu)15和光學(xué)連接機(jī)構(gòu)16構(gòu)造為線材或者說線材狀地構(gòu)造并且具有圓形的橫截面。但是，也能夠設(shè)置具有矩形橫截面的帶狀的連接機(jī)構(gòu)。重要的是通孔14d具有與連接機(jī)構(gòu)15和16的橫截面相對(duì)應(yīng)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(gòu)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(duì)密封凹槽13a的內(nèi)部尺寸的盈余，從而密封元件14e的外壁在已裝配的狀態(tài)中飽滿地貼靠在密封凹槽13a的內(nèi)壁上并且構(gòu)成密封。此外，在殼體蓋13的底側(cè)設(shè)置有密封唇13d，所述密封唇在密封凹槽13a的周邊延伸并且在已裝配的狀態(tài)中密封地安置在密封裝置14的基板14p的上側(cè)上。在連接機(jī)構(gòu)15和16與通孔14d之間構(gòu)成進(jìn)一步的密封，其中，通孔14d的內(nèi)直徑小于連接機(jī)構(gòu)15、16的外直徑。在具有矩形橫截面的連接機(jī)構(gòu)中有意義的是:通孔14d的寬度和長(zhǎng)度小于連接機(jī)構(gòu)15、16的厚度和寬度。為了使連接機(jī)構(gòu)15、16的引入變得容易，密封元件14e構(gòu)造有狹縫14s，其中，狹縫14s從密封元件14e的腳區(qū)段出發(fā)并終止于通孔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(shí)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(gòu)造，但具有如下區(qū)別，即，基板14p具有環(huán)繞的、裸露的邊緣區(qū)段，該邊緣區(qū)段與密封元件14e鄰接，并且密封元件14e的外壁包括兩個(gè)具有不同傾斜角的相互鄰接的區(qū)段。如圖4所示的那樣，殼體11的上端面Ilo具有環(huán)繞的邊緣凸緣llr，在其內(nèi)部空間中能夠放入密封裝置14的 基板14p。電連接機(jī)構(gòu)15卡夾在夾持連接器15k中。光學(xué)連接機(jī)構(gòu)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之后由密封元件14e遮蓋。附圖標(biāo)記列表:I 功率半導(dǎo)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(jī)構(gòu)16 光學(xué)連接機(jī)構(gòu)17 電插接器
權(quán)利要求1.功率半導(dǎo)體模塊，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(xué)的連接機(jī)構(gòu)(15、16)貫穿插接，其特征在于，在所述殼體(11)的上端側(cè)(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(gè)或多個(gè)布置在所述基板(14p)上的、橫截面分別呈梯形的密封元件(14e)，其中，所述密封元件(14e)分別具有帶有至少一個(gè)通孔(14d)的頂板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于，所述密封元件(He)與所述基板(14p) —件式地構(gòu)造。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于，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(duì)應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于，所述密封元件(14e)構(gòu)造為空心體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于，所述連接機(jī)構(gòu)(15、16)線材狀地構(gòu)造有圓形的橫截面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于，所述連接機(jī)構(gòu)(15、16)帶狀地構(gòu)造有矩形的橫截面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于，所述至少一個(gè)通孔(14d)具有與貫穿插接所述至少一個(gè)通孔(14d)的所述連接機(jī)構(gòu)(15、16)的橫截面相對(duì)應(yīng)的橫截面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于，所述密封元件(14e)具有狹縫地構(gòu)造，其中，至少一條狹縫(14s)從所述密封元件(14e)的腳區(qū)段出發(fā)并終止于所述至少一個(gè)通孔(14d)。
9.根據(jù)權(quán)利 要求1或2所述的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于，所述通孔(14d)的內(nèi)直徑小于所述連接機(jī)構(gòu)(15、16)的外直徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于，所述殼體蓋(13)在它的下端側(cè)具有密封接片。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于，所述密封裝置(14)在所述殼體蓋(13)的下端側(cè)與所述殼體(11)的上端側(cè)之間布置有緩沖座。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于，所述殼體(11)具有環(huán)繞的邊緣凸緣，在所述邊緣凸緣的內(nèi)部空間中能夠放入所述密封元件(14)的基板(14p)。
專利摘要本實(shí)用新型描述了一種功率半導(dǎo)體模塊，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(jī)構(gòu)(15、16)貫穿插接。在殼體(11)的上端側(cè)(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(gè)通孔(14d)的頂板。
文檔編號(hào)H01L23/053GK203134776SQ20122066575
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者斯特凡·魏斯, 賴納·波普 申請(qǐng)人:賽米控電子股份有限公司