Полупроводниковый модуль Советский патент 1992 года по МПК H01L25/16 

СО

с

Использование: в качестве вторичного источника питания в схемах различных преобразователей электрического тока. Сущность изобретения: защитные диоды цепи эмиттер-коллектор размещены на эмиттер- ных шинах, которые расположены по обе стороны от транзисторных структур типа Дарлингтона. Эмиттерные и коллекторная шины расположены в одной плоскости, при этом эмиттерные шины закорочены между собой соединительной шиной, расположенной по отношению к ним в другой плоскости. Эмиттерная и коллекторная шины соединены с внешней цепью при помощи силовых токосъемов, выполненных из двух цилиндрических частей, скрепленных между собой и образующих канавку в месте соединения. 3 ил.

Изобретение относится к полупроводниковой технике, к выпрямительным блокам, а именно к транзисторным ключам, и может быть использовано в качестве вторичного источника питания в схемах различных преобразователей электрического тока.

Известны полупроводниковые модули как паяной, так и прижимной конструкции.

Основными недостатками таких модулей являются, как правило, увеличение мас- согабаритов за счет нерационального использования площадей, трудность монтажа, необходимость изгибать шины во время сборки, плохая защищенность от вторичного пробоя.

Наиболее близким к предлагаемому является полупроводниковый модуль паяной конструкции, содержащий основание, на котором расположены диодные структуры, группы транзисторных структур типа Дарлингтона, имеющих несколько эмиттеров одинаковой площади, силовые токосъемы и шины.

Недостатками этого модуля являются несимметричность расположения эмиттер- ных шин и их сложная конфигурация, что затрудняет сборку модуля и не позволяет эффективно использовать рабочие площади.

Целью изобретения является упрощение конструкции, снижение массогабаритов и повышение технологичности.

Указанная цель достигается тем, что в полупроводниковом модуле паяной конструкции, содержащем основание, на котором расположены диодные структуры, группа

VI

СО

ел о

-fcb

транзисторных структур типа Дарлингтона, имеющих несколько эмиттеров одинаковой площади, силовые токосъемы и шины, диодные структуры размещены на эмитгерных шинах, которые параллельны между собой, расположены симметрично по обе стороны от транзисторных структур в одной плоскости и электрически соединены между собой дополнительной шиной, расположенной в другой плоскости, эмиттерная и коллекторная шины соединены с внешней цепью при помощи силовых токосъемов, причем каждый силовой токосъем выполнен из двух цилиндрических частей, разъемно соединяемых между собой, при этом в шинах в месте разъемного соединения выполнено отверстие с кольцевым зазором, заполненным припоем.

На фиг. 1 изображена упрощенная конструкция одного плеча предлагаемого модуля, разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - соединение эмиттерной или коллекторной шины с силовым токосъемом.

Модуль содержит основание 1, керамические изоляторы 2, металлизированные керамические платы 3 и 4, токоподводящие проводники 5, силовые токосъемы б, выполненные из двух цилиндрических частей, выводы 7 и 8 управляющей части, диоды 9 цепи база - эмиттер, транзисторные структуры типа Дарлингтона 10, защитные диоды 11 и 12 цепи эмиттер - коллектор, эмиттерные шины 13, коллекторную 14 и дополнительную 15 шины.

На медное основание 1 напаяны керамические изоляторы 2 и метализированные керамические платы 3, 4. На керамические изоляторы 2 (см. фиг. 3) напаивают нижние части силовых токосъемов 6, контактирующих с изогнутыми концами эмиттерной 13 или коллекторной 14 шин.

На керамическую плату 3 напаяны две шины 13 эмиттеров и коллекторная шина 14. Эмиттерные и коллекторная шины расположены в одной плоскости. Эмиттерные шины, закорочены между собой дополнительной шиной 15, расположенной по отношению к ним в другой плоскости. Защитные диоды 11 и 12 цепи эмиттер - коллектор напаяны на эмиттерные шины, а две транзисторные структуры 10, имеющие несколько одинаковых эмиттеров, расположены на коллекторной шине 14. Такое расположение соединительной шины 15 и защитных диодов 11, 12 позволяет упростить конструкцию и уменьшить массогабариты модуля на 7-10%, так как в противном случае при размещении диодов на коллекторной шине необходимо увеличение ее площади.

Эмиттерные шины параллельны между собой и расположены симметрично относи-- тельно коллекторной шины, что позволяет разваривать на них токоподводящие проводники 5 равновеликими и, таким образом, балансировать нагрузочные сопротивления каждой эмиттерной цепочки, снижая токовые перегрузки и электрические потери при работе прибора, что обеспечивает повы0 шенную устойчивость к вторичному пробою и ведет к повышению надежности модуля, Кроме того, это позволяет избежать пересечения базовых и эмиттерных выводов, а расположение защитных диодов на эмит5 терных шинах ведет к сокращению массо- габаритов модуля. Симметрия эмиттерных шин ведет также к повышению технологичности на операции изготовления фотошаблонов при изготовлении металли0 зированного слоя на керамической плате 3. После разварки токоподводящих проводников 5 в нижнюю часть силовых токосъемов 6 (см. фиг. 3) ввертывают их вторую часть, образуя в месте соединения с шиной

5 13 или 14 канавку, которая при нагреве на установке СВЧ заполняется припоем, в результате образуется надежное соединение. Применение разъемного токосъема позволяет не пользоваться дополнительной

0 оснасткой при сборке модуля и облегчает возможность перемещения сборки по столу установки сварки, удешевляя процесс сборки. Помимо приведенного разъемно-резьбо- вого соединения можно использовать

5 другие известные решения фиксации разъемных деталей перед пайкой, например штыревое или штифтовое.

На керамические металлизированные платы 4 напаяны диоды 9 цепи база - эмит0 тер и шины 7 и 8 управляющей части.

Собранный модуль защищают компаундом ГТО, приклеивают корпус из компаунда ПА-66, заливают компаундом Вилад 13-1 и приклеивают крышку.

5 Модуль выполняется из двух взаимонезависимых плеч, т. е. является двухклю- чевым. Однако при необходимости в соответствии со схемой его выводы могут быть попарно запараллельны с целью уве0 личения коммутируемой мощности.

При подаче на вход модуля управляющего сигнала транзисторы отпираются и во внешней цепи коммутируется необходимый ток.

5 Изобретение позволяет упростить конструкцию модуля, снизить его массогабариты на 7-10%, более технологично проводить сборку корпусных деталей (так, за один проход в водородной печи можно спаять с основанием и керамические платы, и структуры,

и шины), что ведет к снижению трудовых затрат на 7-10%.

Формула изобретения Полупроводниковый модуль паяной конструкции, содержащий основание, на котором расположены диодные структуры, группы транзисторных структур типа Дарлингтон, имеющих несколько эмиттеров одинаковой площади, силовые токосъемы и шины, отличающий с я тем, что, с целью упрощения конструкции, снижения мас- согабаритных показателей и повышения технологичности, диодные структуры размещены на эмиттерных шинах, которые па5,

Фиг. 2

0

раллельны между собой, расположены симметрично по обе стороны от транзисторных структур в одной плоскости и электрически соединены между собой дополнительной шиной, расположенной в другой плоскости, эмиттерная и коллекторная шины соединены с внешней цепью при помощи силовых токосъемов, причем каждый силовой токосъем выполнен из двух цилиндрических частей, разъемно соединяемых между собой, при этом в шинах в месте разъемного соединения выполнено отверстие с кольцевым зазором, заполненным припоем.

0v

4f

Фиг.1

2

Фиг.З