功率半導(dǎo)體夾緊堆疊的制作方法
【專利摘要】給出具有多個功率半導(dǎo)體部件(1)的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊，該功率半導(dǎo)體部件(1)沿著堆疊方向(X)按順序布置，并且該功率半導(dǎo)體夾緊堆疊具有第一和第二面板(2，3)，其中功率半導(dǎo)體部件(1)的序列布置在第一和第二面板(2，3)之間并且可對第一和第二面板(2，3)施加以拉力(F)，以便在第一和第二面板(2，3)之間支撐功率半導(dǎo)體部件(1)的序列。為了調(diào)整拉力(F)拉力測量裝置(4)布置在第一面板(2)和功率半導(dǎo)體部件(1)的序列之間。
【專利說明】
功率半導(dǎo)體夾緊堆疊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功率電子裝置的領(lǐng)域。本發(fā)明涉及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的主題的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊，尤其是用于整流器的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊。

【背景技術(shù)】
[0002]在已知高功率水冷整流器的情況下多個功率半導(dǎo)體部件與水流過的冷卻盒和至少一個直流電壓匯流排元件串聯(lián)連接集合成夾緊堆疊。必要的電和化學(xué)特性通過沿著堆疊方向在第一和第二面板之間借助于連桿機(jī)械支撐夾緊堆疊實(shí)現(xiàn)。因此功率半導(dǎo)體夾緊堆疊始終足夠地支撐，功率半導(dǎo)體夾緊堆疊具有至少一個彈性元件。為了替換故障功率半導(dǎo)體部件放松夾緊堆疊。
[0003]使用通常GTO (門關(guān)閉)閘流管，IGBT (絕緣柵雙極晶體管)，IGCT (絕緣柵控制閘流管)，閘流管或二極管作為功率半導(dǎo)體部件。
[0004]在EP 1178593 Al中和在DE 19634823 Al中說明通常的功率半導(dǎo)體-夾緊堆疊。
[0005]在開始所述種類的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊的情況下問題在于，在兩個端元件之間的拉力不能借助于連桿準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，這是因為通常使用的彈簧的偏移僅很小并且在此難以準(zhǔn)確測量。但是準(zhǔn)確調(diào)節(jié)堆疊的拉力是困難的，這是因為在太少拉力的情況下堆疊的穩(wěn)定性受到威脅并且在太高拉力的情況下例如會損害功率半導(dǎo)體部件。
[0006]在US 2008/0211157 Al中還公開功率半導(dǎo)體夾緊堆疊，但是僅具有單個功率半導(dǎo)體部件(US 2008/0211157 Al，參見例如圖5，附圖標(biāo)記92)，其中功率半導(dǎo)體夾緊堆疊包括第一和第二面板(附圖標(biāo)記12，14)并且單個功率半導(dǎo)體部件布置在第一和第二面板之間并且對第一和第二面板施加以拉力，以便在第一和第二面板之間支撐功率半導(dǎo)體部件。為調(diào)整拉力，設(shè)置拉力測量裝置(US 2008/0211157 Al，參見圖5，附圖標(biāo)記50)，該拉力測量裝置在功率半導(dǎo)體-夾緊堆疊的連桿(附圖標(biāo)記20)上布置。
[0007]此外US 3688159同樣公開具有僅單個功率半導(dǎo)體部件的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊(US 3688159，參見例如圖2，附圖標(biāo)記SCR)，其中功率半導(dǎo)體夾緊堆疊包括第一和第二面板(附圖標(biāo)記42，16)并且單個功率半導(dǎo)體部件布置在第一和第二面板之間并且對第一和第二面板施加以拉力，以便支撐第一和第二面板之間的功率半導(dǎo)體部件。為了調(diào)整拉力還設(shè)置拉力測量裝置(US 3688159，參見圖2并且圖9，附圖標(biāo)記18)，該拉力測量裝置布置在第一面板和彈簧單元(附圖標(biāo)記14，具有彈性元件40)之間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此本發(fā)明的任務(wù)在于，給出功率半導(dǎo)體夾緊堆疊，其中堆疊的拉力可以精確地調(diào)整。這個任務(wù)通過權(quán)利要求1所述的特征來解決。在從屬權(quán)利要求中給出本發(fā)明的有利改進(jìn)方案。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊包括沿著堆疊的堆疊方向按順序布置的多個功率半導(dǎo)體部件。此外功率半導(dǎo)體夾緊堆疊具有第一和第二面板，其中功率半導(dǎo)體部件的序列在第一和第二面板之間布置并且對第一和第二面板施加以拉力，以便功率半導(dǎo)體部件的序列在第一和第二面板之間支撐。根據(jù)本發(fā)明現(xiàn)在為了測量拉力，將拉力測量裝置布置在第一面板和功率半導(dǎo)體部件的序列之間。借助于拉力測量裝置可有利地準(zhǔn)確調(diào)節(jié)堆疊的拉力。
[0010]本發(fā)明的這些并且其他任務(wù)，優(yōu)點(diǎn)和特征根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的下面詳細(xì)描述連同附圖公開。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]其示出:
圖1是根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊的實(shí)施形式，
圖2是根據(jù)圖1的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊的拉力測量裝置的截面圖示形式的前視圖以及圖3是根據(jù)圖1的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊的拉力測量裝置的空間圖示。
[0012]在附圖中使用的附圖標(biāo)記和其意義附圖標(biāo)記列表中綜合列示?；旧显诟綀D中相同部件設(shè)置有相同附圖標(biāo)記。所述實(shí)施形式示例性代表本發(fā)明主題并且不具有限制效果。

【具體實(shí)施方式】
[0013]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊的實(shí)施形式。根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊包括沿著堆疊的堆疊方向X按順序布置的多個功率半導(dǎo)體部件I。此外功率半導(dǎo)體夾緊堆疊具有第一和第二面板2，3，其中在第一和第二面板2，3之間布置功率半導(dǎo)體部件I的序列并且可對第一和第二面板2，3施加以拉力F，以便功率半導(dǎo)體部件I的序列支撐在第一和第二面板2，3之間?？蛇x地可設(shè)想，在兩個功率半導(dǎo)體部件I之間布置匯流排7，尤其是直流電壓匯流排，如在圖1中示例性示出。同樣在功率半導(dǎo)體夾緊堆疊中可支撐一個或多個電匯流排7用于將交流電位輸送到功率半導(dǎo)體部件I。此外這可以設(shè)計成冷卻元件，和也適合用于直流電壓匯流排的那些一樣。根據(jù)本發(fā)明，為了調(diào)整拉力將拉力測量裝置4布置在第一面板2和功率半導(dǎo)體部件I的序列之間，通過所述拉力測量裝置4堆疊的拉力F可有利地準(zhǔn)確調(diào)整。優(yōu)選地拉力測量裝置4留在堆疊接合中。根據(jù)圖1功率半導(dǎo)體夾緊堆疊包括至少兩個沿著堆疊方向X布置的連桿6，連桿抓住第一和第二面板2，3并且通過該連桿可將拉力F施加到第一和第二面板2，3上。對此在每個連桿的端部上設(shè)置帶內(nèi)螺紋的螺絲，然后借助于該螺絲可對兩個面板2，3施加以拉力F，以便功率半導(dǎo)體部件I的序列在面板2，3之間支撐。
[0014]優(yōu)選地拉力測量裝置4具有絕緣材料。但是備選地還可設(shè)想，拉力測量裝置4具有導(dǎo)電材料。
[0015]面板2，3還可以具有絕緣材料或?qū)щ姴牧稀?br> [0016]在圖2中示出根據(jù)圖1的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊的拉力測量裝置4的截面圖形式的前視圖。此外圖3示出根據(jù)圖1的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊的拉力測量裝置4的空間表示。根據(jù)圖2和圖3拉力測量裝置4具有彈性元件4.1，第一元件4.2并且可相對彈性元件4.1的彈力Ff并且相對第一元件4.2沿著堆疊方向X移動的第二元件4.3，其中第二元件4.3相對第一元件4.2的移動的長度是拉力F的數(shù)額的測量。如在圖1中所示，第一元件4.2緊貼功率半導(dǎo)體部件I的序列上并且第二元件4.3緊貼第一面板2?？蛇x地拉力測量裝置4還可以相反地插入功率半導(dǎo)體夾緊堆疊中。優(yōu)選地第二元件4.3的緊貼第一面板2的面以半球形式形成，如在圖2中所示。由此有利地實(shí)現(xiàn)，第一面板2可選始終緊貼第二元件4.3用于拉力傳遞。
[0017]根據(jù)圖2第一元件4.2具有楔形的通道4.2.1，該通道基本上垂直于堆疊方向X延伸。此外第二元件4.3具有溝槽4.3.1，該溝槽基本上垂直于堆疊方向X延伸。此外根據(jù)圖2將測桿5導(dǎo)入楔形的通道4.2.1中并且同時導(dǎo)入溝槽4.3.1中。測桿5在楔形的通道4.2.1中的插入深度與第二元件4.3相對第一元件4.2的移動相關(guān)。優(yōu)選地測桿5同樣設(shè)計成楔形的。
[0018]為調(diào)整拉力F首先擰緊連桿6的內(nèi)螺紋，使得第一和第二面板2，3擠壓到功率半導(dǎo)體部件I的序列和拉力測量裝置4。對此第二元件4.3相對彈性元件4.1的彈力Ff并且相對第一元件4.2沿著堆疊方向X移動。例如還可設(shè)想通過隨后擰緊內(nèi)螺紋的兩個面板2，3上的液壓預(yù)應(yīng)力。通過插入測桿5到楔形的通道4.2.1中和溝槽4.3.1中直到出現(xiàn)電阻，可以非常準(zhǔn)確地確定，拉力F已有多高并且在任何情況下對于期望目標(biāo)值拉力必須升高還是降低。在此上面提及的電阻導(dǎo)致，第二元件4.3相對第一元件4.2移動僅某個長度并且與其移動的溝槽4.3.2限制測桿5在楔形的通道4.2.1中的插入深度。為了簡單讀取拉力F，測桿5優(yōu)選設(shè)置有刻度盤。因為測桿5在楔形的通道4.2.1中的插入深度與第二元件4.3相對第一元件4.2的移動相關(guān)并且第二元件4.3相對第一元件4.2的移動的長度是拉力F的數(shù)額的測量，拉力F的非常準(zhǔn)確的確定和調(diào)整通過功率半導(dǎo)體夾緊堆疊的拉力測量裝置4實(shí)現(xiàn)。
[0019]拉力測量裝置4的預(yù)應(yīng)力還可以在功率半導(dǎo)體夾緊堆疊之外實(shí)現(xiàn)，其方式為通過在測桿5上讀取或通過外部力測量裝置例如液壓地壓迫拉力測量裝置4到期望的力。然后測桿5用于保持壓迫的位置。在插入功率半導(dǎo)體夾緊堆疊的情況下實(shí)現(xiàn)拉力測量裝置4的壓迫。只要測桿5可從拉力測量裝置4取出，預(yù)設(shè)定的力傳遞到功率半導(dǎo)體夾緊堆疊。
[0020]附圖標(biāo)記列表 I功率半導(dǎo)體部件 2第一面板
3第二面板 4拉力測量裝置 4.1彈性元件 4.2第一元件 4.2.1楔形的通道 4.3.1溝槽 4.3第二元件 5測桿 6連桿 7匯流排
【權(quán)利要求】
1.一種具有沿著堆疊方向(?按順序布置的多個功率半導(dǎo)體部件(1)的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊， 具有第一和第二面板(2, 3),其中在所述第一和第二面板(2,3)之間布置所述功率半導(dǎo)體部件(1)的序列并且能對所述第一和第二面板(2,3)施加以拉力(的，以便所述功率半導(dǎo)體部件(1)的序列在第一和第二面板(2,3)之間支撐，其特征在于， 為了調(diào)節(jié)所述拉力(的，在所述第一面板(2)和所述功率半導(dǎo)體部件(1)的序列之間布置拉力測量裝置(4)。
2.如權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊，其特征在于，所述拉力測量裝置(4)具有彈性元件(4.1),第一元件(4.2)和相對彈性元件(4.1)的彈力(匕)并且相對第一元件(4.2)沿著堆疊方向(?可移動的第二元件(4.3),其中第二元件(4.3)相對第一元件(4.2)的移動的長度是拉力(的的數(shù)額的測量。
3.如權(quán)利要求2所述的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊，其特征在于，所述第一元件(4.2)貼在功率半導(dǎo)體部件(1)的序列上并且所述第二元件(4.3)貼在所述第一面板(2)上。
4.如權(quán)利要求3所述的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊，其特征在于，所述第二元件(4.3)的貼在所述第一面板(2)上的面以半球形式形成。
5.如權(quán)利要求2到4中任一項所述的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊，其特征在于，所述第一元件(4.2)具有楔形的通道(4.2.1)，所述通道基本上垂直于堆疊方向(?延伸， 所述第二元件(4.3)具有溝槽(4.3.1)，所述溝槽基本上垂直于堆疊方向(?延伸，以及 測桿(5)導(dǎo)入到楔形的通道(4.2.1)中并且同時到溝槽(4.3.1)中，其中所述測桿(5)在所述楔形的通道(4.2.1)中的插入深度與所述第二元件(4.3)相對所述第一元件(4.2)的移動相關(guān)。
6.如權(quán)利要求1到5中任一項所述的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊，其特征在于，設(shè)置至少兩個沿著堆疊方向(?布置的連桿￠)，所述連桿在所述第一和第二面板(2,3)上握住并且借助于所述連桿在第一和第二面板(2,3)上施加所述拉力(的。
7.如權(quán)利要求1到6中任一項所述的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊，其特征在于，所述拉力測量裝置(4)具有絕緣材料。
8.如權(quán)利要求1到6中任一項所述的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊，其特征在于，所述拉力測量裝置⑷具有導(dǎo)電材料。
9.如權(quán)利要求1到8中任一項所述的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊，其特征在于，所述第一和第二面板(2,3)具有絕緣材料。
10.如權(quán)利要求1到8中任一項所述的功率半導(dǎo)體夾緊堆疊，其特征在于，所述第一和第二面板(2,3)具有導(dǎo)電材料。
【文檔編號】H01L25/11GK104508817SQ201380040760
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月30日
【發(fā)明者】施弗里 R., 吉洛門 M., 斯塔德勒 R. 申請人:Abb 技術(shù)有限公司