功率半导体模块和将该模块布置在马达上的方法技术

本发明专利技术提出功率半导体模块和将模块布置在马达上的方法，该功率半导体模块具有：功率半导体组件；壳体，其在具有外部表面的壳体侧中具有凹部，该凹部具有沿着外部表面的法线方向的通道方向；具有内部接触装置，其在壳体的内部与外部连接元件电接触，该外部连接元件特别是被设计为负载端子元件，并且一段被布置在凹部中；并且具有弹簧元件，其中连接元件被设计为具有内部接触表面和外部接触表面的刚性金属成型体，其中外部接触表面能从外侧接近，其中连接元件经由电绝缘且机械弹性的保持装置连接到壳体，使得连接元件能沿着通道方向移动，并且其中弹簧元件被布置和设计为使得其弹簧作用沿着通道方向直接或间接地作用在连接元件上。

Power semiconductor module and method for arranging the module on the motor

【技术实现步骤摘要】
功率半导体模块和将该模块布置在马达上的方法
总的来说，本专利技术描述了一种功率半导体模块，该功率半导体模块具有功率半导体布置、壳体和内部接触装置，该内部接触装置在壳体的内部与外部连接元件电接触，其中，连接元件被设计为具有内部接触表面和外部接触表面的刚性金属成型体。本专利技术还描述了一种用于将这种功率半导体模块布置在马达上(优选地是布置在道路车辆的电动马达上)的方法。如本文中使用的术语“电动马达”通常应理解为指一种电机，其可以作为马达和发电机两者运行。
技术介绍
例如，DE102006006425A1公开了一种采用压力接触设计的标准功率半导体模块，该标准功率半导体模块被设计用于布置在冷却组件上，其中负载端子元件在每种情况下被实施为金属成型体，其具有至少一个条带状段并且具有从其发出的多个接触脚。在这种情况下，负载端子元件的一个条带状段被布置成平行于基底表面并与其间隔开。此外，接触脚从所述条带状段延伸到基底，并在那里形成用于负载端子的电路兼容触头。在负载端子元件的条带状段和基底之间布置有成型绝缘体，并且该成型绝缘体具有凹部，用于由接触脚穿过。考虑到现有技术，本专利技术的目的尤其是以如此方式改进外部的(即向外延伸的)连接元件的设计和布置，即：使得作为改进的方法的一部分，功率半导体模块可以相对于马达(特别是电动马达)容易地布置。
技术实现思路
根据本专利技术，该目的通过一种功率半导体模块来实现，该功率半导体模块具有：功率半导体组件；壳体，该壳体在具有外部表面的壳体侧中具有凹部，该凹部具有沿着所述外部表面的法线方向的通道方向；具有内部接触装置，其在壳体的内部与外部连接元件(其特别是被设计为负载端子元件)电接触，并且一段被布置在凹部中；以及具有弹簧元件，其中，连接元件被设计为具有内部接触表面和外部接触表面的刚性金属成型体，其中，外部接触表面能够从外侧接近，其中，连接元件经由电绝缘且机械弹性的保持装置连接到壳体，使得所述连接元件能够沿着通道方向移动，并且其中，弹簧元件被布置和设计为使得其弹簧作用沿着通道方向直接或间接地作用在连接元件上。特别有利的是，连接元件具有相对于通道方向的第一连接元件位置，在该位置中，外部接触表面具有相对于外部表面的第一接触表面位置，并且其中连接元件可以克服弹簧元件的弹簧力而在负的通道方向上移位。在每种情况下均能够有利的是，第一接触表面位置相对于外部表面在通道方向上凹进，或者第一接触表面位置形成为与外部表面齐平，或者第一接触表面穿过外部表面突出。一方面，可以优选的是，弹簧元件被设计用以将内部接触装置沿着通道方向按压在连接元件的内部接触表面上，并且因此，内部接触装置被布置在弹簧元件和连接元件之间。另一方面，内部接触装置可以具有套管，连接元件的一段和弹簧元件被布置在所述套管中。原则上，有利的是，壳体侧被设计为基板，因此凹部被布置在该基板中。同时，基板可以具有冷却装置，尤其是流体冷却装置。优选地是，内部接触装置设计为功率半导体组件的一体部件，特别是功率半导体组件的基底的一体部件，或者，内部接触装置被导电连接到功率半导体组件，特别是导电连接到其基底。在一种有利方式中，弹簧元件被实施为螺旋弹簧或贝氏弹簧或弹性体。有利的是，所述机械弹性的保持装置被实施为密封装置，该密封装置在连接元件的一段中的所有侧面上围封连接元件，并且该密封装置密封凹部，以免受环境影响。优选地是，所述机械弹性的保持装置借助固定装置被牢固地安装在壳体中。可以特别有利的是，壳体另外容纳控制电路板、电容器装置或以上两者。另外，该目的通过一种用于将上述功率半导体模块布置在马达上的方法来实现，该马达具有用于导电连接到功率半导体模块的马达接触装置，该方法具有以下的方法步骤：a)部署功率半导体模块，其中，外部接触表面相对于功率半导体模块的壳体的壳体侧的外部表面被定位在第一接触表面位置中；b)相对于马达的功率模块表面布置功率半导体模块，使得所述功率半导体模块的连接元件的外部接触表面搁置在在被分配给所述外部接触表面的马达接触装置上，其中，外部接触表面相对于外部表面保持在所述第一接触表面位置中；c)借助于安装装置，以功率半导体模块的外部表面将功率半导体模块固定在功率模块表面上，其中，外部接触表面沿着负的通道方向从第一接触表面位置移位到第二接触表面位置，由此，在外部接触表面和相关联的马达接触装置之间形成由功率半导体模块的弹簧元件产生的导电压力接触。可以有利的是，在功率模块表面和外部表面之间布置了密封装置。该密封装置可以围绕连接元件的位置来布置。优选的是，将密封装置实施为静态的、自密封的且可移除的密封装置，尤其是实施为扁平密封件、异型垫圈，并且在这里尤其是实施为O形环密封件。当然，只要没有明确或固有地排除或不与本专利技术的思想相抵触，以单数形式提及的特征或特征组中的每一个特征，特别是外部负载端子元件，或者特征组，都可以在根据本专利技术的功率半导体模块中出现多于一次。不言而喻，可以单独地或以任何组合来实施本专利技术的各个实施例，而无关于它们是否是在功率半导体模块或方法的情形中描述，以便实现改进。特别地是，在不脱离本专利技术的范围的情况下，以上特征和以下提到的特征不仅可以以指定的组合来应用，而且可以以其它的组合应用或单独应用。附图说明根据以下对图1至10中示意性示出的本专利技术示例性实施例的描述或其相关部分，得出本专利技术的进一步说明、有利细节和特征。图1至图4以截面示出了根据本专利技术的功率半导体模块的各个实施例，图5和图6示出了在根据本专利技术的方法的步骤b)之前的根据本专利技术的功率半导体模块，图7示出了根据本专利技术的方法的已完成的步骤b)，图8示出了根据本专利技术的方法的已完成的步骤c)，图9和图10以三维截面图示出了根据本专利技术的功率半导体模块的各个实施例。具体实施方式图1至图4以截面示出了根据本专利技术的功率半导体模块1的各个实施例。相应的功率半导体模块1具有壳体7，该壳体在此不受一般性限制地被设计为两个部分，其具有金属的基板72和杯状的塑料形体70。这些实施方式在本领域中是基本上标准的。功率半导体模块1还具有功率半导体组件2，该功率半导体组件2以标准方式具有基底，该基底将功率半导体组件2与基板72电绝缘。在该基底上布置有多个导体轨道(未明确示出)，其中功率半导体装置被放置于所述多个导体轨道上并以电路兼容方式连接。在根据图1的实施例中，在基底和基板72之间布置有弹性垫状元件60，在这种情况下，弹性垫状元件60由永久弹性的工业橡胶形成。垫状元件60形成功率半导体模块1的弹簧元件6。壳体7(在这里是杯状的壳体部分70)具有壳体侧700(在这里是壳体7的顶侧)，该壳体侧700具有外部表面702和延伸穿过壳体的该侧的凹部704。连接元件4的一段突出穿过壳体7的该凹部704。连接元件4被设计为刚性的(换言之，不同于标准的通常材料特性)、非弹性的金属成型体，具有内部接触表面40和外部接触表面42。外部接触本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率半导体模块(1)，所述功率半导体模块(1)具有：功率半导体组件(2)；并且具有壳体(7)，所述壳体在具有外部表面(702、722)的壳体侧(700、720)中具有凹部(404、724)，所述凹部具有沿着所述外部表面(702、722)的法线方向(N)的通道方向；并且具有内部接触装置(3)，所述内部接触装置(3)在所述壳体(7)的内部与外部连接元件(4)电接触，所述外部连接元件(4)特别地是被设计为负载端子元件，并且一段被布置在所述凹部(704、724)中；以及具有弹簧元件(6)，其中，所述连接元件(4)被设计为具有内部接触表面(40)和外部接触表面(42)的刚性金属成型体，其中，所述外部接触表面(42)能够从外侧接近，其中，所述连接元件(4)经由电绝缘且机械弹性的保持装置(5)连接到所述壳体(7)，使得所述连接元件能够沿着所述通道方向(704、724)移动，并且其中，所述弹簧元件(6)被布置和设计为使得所述弹簧元件(6)的弹簧作用沿着所述通道方向直接地或间接地作用在所述连接元件(4)上。/n

【技术特征摘要】
20190430 DE 102019111145.51.一种功率半导体模块(1)，所述功率半导体模块(1)具有：功率半导体组件(2)；并且具有壳体(7)，所述壳体在具有外部表面(702、722)的壳体侧(700、720)中具有凹部(404、724)，所述凹部具有沿着所述外部表面(702、722)的法线方向(N)的通道方向；并且具有内部接触装置(3)，所述内部接触装置(3)在所述壳体(7)的内部与外部连接元件(4)电接触，所述外部连接元件(4)特别地是被设计为负载端子元件，并且一段被布置在所述凹部(704、724)中；以及具有弹簧元件(6)，其中，所述连接元件(4)被设计为具有内部接触表面(40)和外部接触表面(42)的刚性金属成型体，其中，所述外部接触表面(42)能够从外侧接近，其中，所述连接元件(4)经由电绝缘且机械弹性的保持装置(5)连接到所述壳体(7)，使得所述连接元件能够沿着所述通道方向(704、724)移动，并且其中，所述弹簧元件(6)被布置和设计为使得所述弹簧元件(6)的弹簧作用沿着所述通道方向直接地或间接地作用在所述连接元件(4)上。


2.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其中，
所述连接元件(4)具有相对于所述通道方向的第一连接元件位置，在所述第一连接元件位置中，所述外部接触表面(42)相对于所述外部表面(402、422)具有第一接触表面位置(P1)，并且其中，所述连接元件(4)能够克服所述弹簧元件的弹簧力而沿负的所述通道方向移位。


3.根据权利要求2所述的功率半导体模块，其中，
所述第一接触表面位置(P1)相对于所述外部表面(702、722)在所述通道方向上凹进，或者所述第一接触表面位置(P1)形成为与所述外部表面(702、722)齐平，或者所述第一接触表面位置(P1)穿过所述外部表面(702、722)突出。


4.根据权利要求1至3中的任一项所述的功率半导体模块，其中，
所述弹簧元件(6)设计用以将所述内部接触装置(3)沿着所述通道方向按压在所述连接元件(4)的所述内部接触表面(40)上，并且其中，为此目的，所述内部接触装置(3)被布置在所述弹簧元件(6)和所述连接元件(4)之间。


5.根据权利要求1至3中的任一项所述的功率半导体模块，其中，
所述内部接触装置(3)具有套管(32)，所述连接元件(4)的一段和所述弹簧元件(6、62)被布置在所述套管中。


6.根据权利要求1-3中的任一项所述的功率半导体模块，其中，
所述壳体侧被设计为基板(72)，并且因此所述凹部(724)被布置在该基板(72)中。


7.根据权利要求1-3中的任一项所述的功率半导体模块，其中，
所述内部接触装置(3)被设计为所述功率半导体组件的一体部件(30)，尤其是被设计为所述功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑德罗·布洛维奇，哈拉尔德·科波拉，
申请(专利权)人：赛米控电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE