Мощный полупроводниковый модуль Советский патент 1992 года по МПК H01L25/03 

Изобретение относится к полупроводниковой технике, а именно к выпрямительным блокам, и может быть использовано в агрегатах бесперебойного питания, а также в ряде других преобразовательных устройств.

Целью изобретения является повышение надежности модуля путем повышения эффективности токоотвода от эмиттерных и базовых областей транзисторных элементов и повышение технологичности модуля.

На фиг. 1 изображен предлагаемый модуль, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - узел управления транзисторным элементом; на фиг. 4 - эмиттерный токосъем; на фиг. 5 - электрическая схема модуля.

Модуль содержит (фиг. 1, 2) основание 1, транзисорные полупроводниковые элементы 2, диод 3, общий коллекторный вывод 4 транзисторов, эмиттерный токосъем 5, прижимную систему, состоящую из прижимной планки 6, тарельчатых пружин 7, прижимных болтов 8, а также вывод 9 цепи управления и вспомогательный коллекторный вывод 10.

Узел управления (фиг. 3) содержит каркас 11, выполненный в виде колпачка с радиальным выступом 12, изолирующие втулки 13, 14, витую пружину 15, изолирующую 16, и металлическую 17 шайбы. Витая пружина передает усилие прижима через металлическую и изолирующие шайбы н а базовый контакт 18. Тарельчатые пружины 7 передают усилие прижима на эмиттерный токосъем 5 и эмиттерный вывод 19 и одновременно прижимают транзисторный элемент 2 к основанию 1.

Эмиттерный токосъем (фиг. 4) представляет собой медную плоскую шину с отогнутым концом, объединяющую в себе два транзисторных эмиттерных токосъема 20 и диодный токосъем 21, токосъемы имеют форму круга, В центре эмиттерных токосъемов выполнены отверстия 22 под базовый контакт транзистора. Диодный и эмиттер- ные токосъемы соединены между собой пе- ремычками 23. В середине, каждой перемычки выполнен изгиб 24, а в изгибе- просечка 25. Перемычки образуют между собой прямой угол и являются лучами этого угла. Вершиной угла является центр круга диодного токосъема 21, а змиттерные токосъемы расположены на лучах угла.

На медном основании 1 установлены три транзисторных элемента 2 и диодный элемент 3, расположенный в правом нижнем углу (фиг. 2), которые электрически соединены между собой в определенной последовательности. С помощью прижимной системы, состоящей из элементов 6-8, осуществляется торрированный прижим каждой полупроводниковой структуры к основанию 1 модуля.

Токосъем от эмиттерной и базовой областей транзисторных элементов, расположенных планарно, осуществляется с помощью узла управления совместно с прижимной системой, т.е. от эмиттерной обла0 сти токосъем обеспечивается через эмиттерный вывод 19 и эмиттерный токосъем 5, а от базовой - при помощи базового контакта 18.

Эффективность токоотвода от эмиттер5 ной области зависит от усилия прижима, которое передается на эмиттерный выводи токосъем через изолирующую втулку 13 и радиальный выступ 12 каркаса 11 от прижимной системы. Эффективность токоотво0 да от базовой области зависит от усилия прижим базового контакта 18, В данном случае усилие прижима передается от витой пружины 15, расположенной внутри узла управления и изолированной от базового кон5 такта изолирующей шайбой 16, Базовый контакт в свою очередь изолирован от эмиттерных выводов изолирующей втулкой 14. Все изолирующие элементы выполнены из керамики и фторопласта. В результате ис0 пользования предлагаемой системы получаем торрированный прижим порядка 2,5-3,5 кгс/мм2.

Кроме того, предлагаемый подпружиненный изнутри и снаружи узел управления,

5 состоящий из элементов 11-17, позволяет контролировать усиление прижима базового контакта к базе транзистора. При этом повышается технологичность сборки, так как можно быстро и без перекосов собрать

0 всю прижимную систему, не нарушая соост- ность крепежных деталей, а это позволяет понизить напряжения насыщения в цепи база-эмиттер.

В предлагаемой конструкции нагрузка

5 одновременно передается на эмиттерную и базовую области транзистора, тем самым улучшается эффективность токоотвода и понижается тепловое сопротивление модуля. Применение в конструкции модуля

0 эмиттерной шины позволяет существенно повысить технологичность конструкции, что ведет к снижению трудоемкости при сборке. В дальнейшем, после контроля электрических параметров сборку помещают в пласт5 массовый корпус и заливают эластичным компаундом.

При работе прибора входной ток подают в цепь управления. Происходит отпирание входноготранзистораи, таким образом, коммутируется напряжение в рабочей цепи.

Выходной ток снимают с токосъемов 4, 5 и подают на нагрузку модуля.

Применение вспомогательного коллекторного вывода 10 совместно с общим коллекторным выводом 4 намного упрощает монтажную схему при коммутации выводов в преобразовательных устройствах.

Эмйттерный токосъем 5 позволяет одновременно осуществлять токосъем с нескольких полупроводниковых элементов (в данном случае с двух транзисторов и одного диода). При прохождении мощного тока в цепи эмиттер-коллектор возникает градиент температур, а изгибы 24 и просечки 25, имеющиеся на перемычках 23 токосъема 5, позволяют погасить его линейные изменения и тем самым снизить механические на- пряжения на полупроводниковые

элементы.

формулаизобретения

Мощный полупроводниковый модуль, содержащий основание, на котором установлены транзисторные и диодные элементы с выводами, соединенные в определенной последовательности, эмит- терные токосъемы, узлы управления транзи- сторными элементами, соединенные с базовыми контактами, общий коллектор транзисторов и средства прижима полупроводниковых элементов к основанию в виде тарельчатых пружин, прижимной планки и болтов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности модуля путем повышения эффективности токоотвода от эмиттерных и базовых областей транзисторных, элементов и его технологичности, он снабжен вспомогательным коллекторным выводом узлов управления, который

непосредственно соединен с общим коллектором транзисторов, узлы управления транзисторными элементами размещены во вновь введенном каркасе, выполненном в виде колпачка с радиальным выступом,

внутри которого в изолирующей втулке расположена пружина, электрически изолированная от базового контакта, при этом радиальный выступ колпачка электрически связан с эмиттерным токосъемом и электрически изолирован от тарельчатых пружин, а по меньшей мере один эмиттерный токосъем выполнен в виде кругов, причем круги, имеющие центральные отверстия, расположены на лучах прямого угла, в вершине которого расположен центр круга без отверстия, и все круги соединены между собой плоскими перемычками, являющимися лучами прямого угла, в середине которых выполнен изгиб-просечка.

0

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано в агрегатах бесперебойного питания, а также в ряде других преобразовательных устройств. Целью изобретения является повышение надежности модуля путем повышения эффективности токоотвода от эмиттерных и базовых областей транзисторных элементов и его технологичности. Это достигается введением вспомогательного коллекторного вывода 10, электрически непосредственно связанного с общим коллектором транзисторов 4. В модуле узлы управления транзисторными элементами заключены в каркас 11, выполненный в виде колпачка с радиальным выступом. Внутри колпачка в изолирующей втулке расположена пружина, передающая усилие прижима через изолирующую и металлическую шайбы на базовый контакт. Тарельчатые пружины 7 передают усилие прижима через изолирующую втулку и радиальный выступ каркаса 11 на эмиттерный вывод и эмиттерный токосъем 5. При этом радиальный выступ колпачка электрически связан с эмиттерным токосъемом 5, но электрически изолирован от тарельчатых пружин. В свою очередь по меньшей мере один эмиттерный токосъем 5 представляет плоскую шину с отогнутым концом, объединяющую транзисторные эмиттерные токосъемы и диодный токосъем. Все токосъемы имеют форму круга, В центре транзисторных эмиттерных токосъемов выполнены отверстия под базовый контакт транзистора. Диодный и эмиттерные токосъемы соединены между собой перемычками, в середине которых выполнены изгиб и просечка. Перемычки образуют между собой прямой угол и являются его лучами. Вершиной угла является центр круга диодного токосъема, а эмиттерные токосъемы расположены на лучах прямого угла. 5 ил. сл С vi ю сЈ о 00 Фиг.1

Фиг.2

L

и

Ы 51 Ц

Ј1

8

8991Ш

Фиг.5