ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ МОДУЛЬ Российский патент 1995 года по МПК H01L25/03 

Изобретение относится к силовой полупроводниковой технике и может быть использовано в полупроводниковых преобразователях электрической энергии, системах автоматики.

Известна конструкция полупроводникового модуля МТОТО-80 (или МДД-80), содержащего две полупроводниковые структуры, прикрепленные через изолирующие прокладки и нижние пластинчатые выводы, одновременно являющиеся силовыми выводами, к фланцевому основанию. Силовые выводы от полупроводниковых структур выходят перпендикулярно фланцевому основанию через крышку модуля, где электрический контакт осуществляется с помощью винтового соединения [1]
За прототип принят модуль BYV54-100 (THOMSON), содержащий две полупроводниковые структуры, которые через изолирующие прокладки и нижние пластинчатые выводы прикреплены к фланцевому основанию. Пластинчатые выводы одновременно являются и силовыми выводами. Эти выводы от полупроводниковых структур выходят перпендикулярно фланцевому основанию через крышку модуля, где электрический контакт осуществляется с помощью винтового соединения [2]
Недостатком этих модулей является то, что пластинчатые выводы выходят на верхнюю крышку модуля и расположены в разных плоскостях с фланцевым основанием, что увеличивает высоту модуля и, следовательно, его массогабаритные показатели.

Цель изобретения уменьшение массогабаритных показателей модуля.

Это достигается тем, что в предложенной конструкции полупроводникового модуля, содержащей две полупроводниковые структуры, прикрепленные через нижние пластинчатые силовые выводы и изолирующие прокладки к фланцевому основанию, верхние пластинчатые силовые выводы расположены в одной плоскости с фланцевым основанием и выходят через боковые поверхности полупроводникового модуля.

Полупроводниковые структуры изолированы от общего фланцевого основания и друг от друга. Таким образом, в отличие от прототипа, в заявленном полупроводниковом модуле пластинчатые силовые выводы расположены в одной плоскости с фланцевым основанием и выходят через боковые поверхности полупроводникового модуля.

Изобретение поясняется на фиг. 1-6. Модуль содержит полупроводниковые структуры 4, прикрепленные через пластинчатые выводы 2 и изолирующие прокладки 3 к основанию 1. К верхней части структуры 4 прикреплены пластинчатые выводы 5, которые одновременно являются и силовыми выводами. Пластинчатые силовые выводы выходят по обе стороны боковых поверхностей полупроводникового модуля. Полупроводниковые структуры защищены герметизирующим кремнийорганическим компаундом 6, а окончательная герметизация осуществляется опрессовкой арматуры, например, пресс-порошком ЭФП-С (7).

Полупроводниковый модуль изготавливается и работает следующим образом.

На фланцевое соединение 1 с помощью припоя последовательно прикрепляют изолирующую прокладку (металлизированную керамику) 3 и пластинчатый силовой вывод 2. С целью создания "замка" при герметизации модуля торцовые поверхности пластинчатого вывода 2 приподняты под углом приблизительно 40^о относительно основания. Затем припоем прикрепляют полупроводниковую структуру 4, состоящую из p-n-перехода и нижнего и верхнего термокомпенсаторов. К верхнему термокомпенсатору нижней плоскостью прикрепляются пластинчатые выводы 5. Структуры защищены герметизирующим кремнийорганическим компаундом 6, а окончательная герметизация осуществляется опрессовкой пресс-материалом.

При пропускании тока полупроводниковый модуль работает как обычный выпрямительный диод. Поскольку две структуры электрически не соединены друг с другом и изолированы от фланцевого основания, они могут работать как отдельно, так и вместе. С помощью перемычек на внешних силовых выводах две структуры можно соединить анодами, либо катодами, либо последовательно, что упрощает сборку электрической схемы. Отвод тепла от полупроводниковых структур осуществляется через нижнее фланцевое соединение. Снабжение модуля изолирующей теплопроводной керамикой позволяет изолировать полупроводниковые структуры как от охладителя, так и друг от друга, а расположение пластинчатых выводов в одной плоскости с фланцевым основанием позволяет существенно уменьшить высоту модуля (приблизительно в 3 раза) и соответственно массогабаритные показатели модуля.

Область использования: в полупроводниковых преобразователях электрической энергии, в системах автоматики. Сущность изобретения: полупроводниковой модуль содержит полупроводниковые структуры, прикрепленные через нижние пластинчатые силовые выводы и изолирующие прокладки к фланцевому основанию, верхние пластинчатые силовые выводы, прикрепленные к структурам. Пластинчатые силовые выводы расположены в одной плоскости с фланцевым основанием и выходят через боковые поверхности полупроводникового модуля. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ МОДУЛЬ, содержащий полупроводниковые структуры, прикрепленные через нижние пластинчатые выводы и изолирующие прокладки к фланцевому основанию, верхние пластинчатые силовые выводы, отличающийся тем, что пластинчатые нижние и верхние силовые выводы расположены в одной плоскости с фланцевым основанием и выходят через боковые поверхности полупроводникового модуля. 2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что торцевые поверхности нижних пластинчатых выводов приподняты под углом приблизительно 40^o.