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

Изобретение относится к полупроводниковой технике,а именно к преобразовательным блокам, и может быть использовано в различных преобразователях электрической энергии и электроприводах.

Известно много полупроводниковых модулей (1-2), в том числе как паяной, так и прижимной конструкции в пластмассовом корпусе.

Основным недостатком таких модулей является сложность конструкции, что создает трудности при сборке и внутреннем монтаже элементов.

Наиболее близким решением является полупроводниковый модуль (3) прижимной конструкции, содержащим корпус, выполненный в виде основания, обечайки и крышки, расположенные на основании транзисторные и диодные элементы с выводами, соединенные в определенной последовательности, эмиттерные и диодные токосъемы, шины, узлы управления транзисторными элементами и средства прижима полупроводниковых элементов к основанию в виде прижимной планки и болтов. Узел управления транзисторными элементами заключен в каркас в виде колпачка с радиальным выступом, что позволяет совместно с прижимной системой осуществлять токосъем от эмиттерной и базовой областей транзисторных элементов, расположенных планарно.

К недостаткам данного устройст па относится сложность конструкции, большое количество сборочных единиц, что недет к

-ч

О О

00

снижению надежности и усложняет сборку прибора.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в мощный полупроводниковый модуль, содержащий корпус, выполненный в виде основания, обечайки и крышки, расположенные на основании транзисторные и диодные элементы с выводами, соединенные в определенной последовательности, эмит- терные и диодные токосьемы, шины, узлы управления транзисторными элементами и средства прижима полупроводниковых элементов к основанию в виде прижимной планки и болтов, дополнительно снабжено матрицей, расположенной на основании корпуса с выполненными в ней проходными отверстиями и пазами разной величины, в которых располох ены транзисторные и диодные элементы, эмиттерные и диодные токосъемы, болты и шины, а средство прижима снабжено полусферами, по меньшей мере в одной из которых со стороны полупроводникового элемента выполнено соосно два гнезда разного диаметра, в которых размещен узел управления, а обечайка корпуса и крышка по меньшей мере с одной стороны выполнены с горизонтальными плоскими частями, расположенными между собой на разных уровнях и снабженные пазами с внутренней стороны в местах выхода шин, крышка корпуса снабжена ребрами жесткости в виде сетки с переменным шагом,

Переменный шаг сетки ребер жесткости имеет следующие соотношения:

h:l (2-2,5):(3-3.5), а:Ь (7-7.6):{8-8,2). (1)

где h, I - поперечные размеры шага сетки (мм);

a, b - продольные размеры шага сетки (мм),

при этом ширина ребра жесткости относится к его высоте h как

m:n (2-2.5):(3-3,5).

(2)

К признакам, отличающим заявленное решение от прототипа, относятся: сведение матрицы, расположенной на основании корпуса и имеющей проходные отверстия и пазы. Отверстия и пазы имеют разную величину. В зависимости от назначения в них помещают полупроводниковые элементы, болты, шины и прочие элементы конструкции, необходимые для сборки модуля. Средство прижима полупроводниковых элементов снабжено прижимными полусферами, по меньшей мере в одной из которых со стороны полупроводникового элемента выполнено соосно два гнезда разного диаметра для размещения в них узла управления.

Обечайка корпуса и крышка по меньшей мере с одной стороны выполнены с горизонтально плоскими частями, расположенными между собой на разных уровнях и снабженными пазами с внутренней стороны в

0 местах выхода шин; крышка корпуса дополнительно снабжена ребрами жесткости в виде прямоугольной сетки с переменным шагом. Переменный шаг ребер жесткости удовлетворяет соотношениям (1). а ширина

5 ребра жесткости относится к его высоте по соотношению (2).

На фиг, 1 изображен предлагаемый модуль, вид спереди (разрез); на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг, 3 - матрица, вид

0 сверху; на фиг. 4 - крышка модуля, вид спереди (разрез); на фиг. 5 - то же, вид снизу.

Устройство содержит корпус (фиг. 1), состоящий из основания 1, обечайки 2 и крышки 3. На медном основании 1 расположены

5 матрица 4, в отверстиях матрицы 15 и 16 расположены транзисторные элементы 5 (3 транзистора) и диод 6, эмиттерные токосъемы 7, диодный токосъем 8, прижимные полусферы 10, крепежные болты, в пазах

0 матрицы расположены змиттерные шины 2, 6 и базовые выводы (на схеме не показаны) от узла управления 9. Все элементы внутри корпуса прижаты к основанию с помощью прижимной системы, состоящей из прижим5 ной полусферы 10, планки 11, болтов 12 с гайками 13. 14.

Прижимные полусферы 10 представляют собой остальную конструкцию, по меньшей мере одна из которых имеет со стороны

0 расположения транзисторной структуры соосно два гнезда разного диаметра, в которых располагают узел управления 9, состоящий из известных элементов. Матрица 4 (фиг. 2, 3) выполнена из пластмассы.

5 Корпус модуля выполнен из пластмассы. На обечайке и крышке находятся гнезда 19, 20 (фиг, 1) под гайки для крепежа шин, причем обечайка корпуса и крышка имеют горизонтальные плоские части 21 и 22,расположен0 ные между собой на разных уровнях и имеют пазы 23, 24 с внутренней стороны в местах выхода шин. Крышка модуля фиг. (4. 5) имеет ребра жесткости 25 в виде прямоугольной сетки с переменным шагом: h, I, a,

5 Ь, причем h и г- поперечные размеры сетки (мм), a, b продольные размеры сетки (мм). Ребра жесткости имеют ширину и высоту h. Применение матрицы 4 (фиг. 2,3) позволяет упростить сборку настолько, что она сводится к механическому наполнению в

гнезда и пазы элементов конструкции и закреплению всей сборки с помощью болтов и гаек. Матрицы изготавливают литьем или прессованием. Такую сборку легко автоматизировать. Применение полусфер 10 позволяет расположить в них узел управления. Изготовление многоуровнего корпуса позволяет разделить силовые и управляю- щме выводы на разные уровни и разделить ихмеждусобой. Наличие пазов 23,24 позво- ляет упростить конструкцию пресс-формы и облегчить корпус и крышку, Ребра жесткости предназначены для снятия механических напряжений и размеры ребер определены экспериментально. При работе прибора входной ток подают в цепь управления, происходит отпирание входного транзистора. Затем отпирается выходной каскад и коммутируется напряжение в рабочей цепи. Выходной сигнал снимают с шин 26.

Предлагаемая конструкция позволяет значительно сократить количество сборочных единиц модуля, что ведет к повышению надежности, технологичности, снижению трудозатрат на 5-10%, повышается термомеханическая прочность корпуса на 50%, снижается материалоемкость на 2-3%. Формула изобретения 1. Мощный полупроводниковый модуль, содержащий корпус, выполненный в виде основания, обе чайки и крышки, расположенные на основании транзисторные и диодные элементы с выводами, соединенные в определенной последовательности, омит-

/9

терные и диодные токосъемы, шины, узлы управления транзисторными элементами и средства прижима полупроводниковых элементов к основанию в виде прижимной планки и болтов, отличающийся тем. что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, он дополнительно снабжен матрицей, расположенной на основании корпуса с выполненными в ней проходными отверстиями и пазами разной величины, в которых расположены транзисторные и диодные элементы, эмиттерные и диодные токосъемы, болты и шины, а средства прижима снабжены прижимными полусферами, по меньшей мере в одной из которых со стороны полупроводникового элемента выполнено соосно два гнезда разного диаметра, в которых расположен узел управления, а обечайка корпуса и крышка по меньшей мере с одной стороны выполнены с горизонтальными плоскими частями, расположенными между собой на разных уровнях и снабженные пазами с внутренней стороны в местах выхода шин, крышка корпуса снабжена ребрами жесткости в виде сетки с переменным шагом.

2. Модуль по п. 1.отличающийся тем, что переменный шаг сетки ребер жесткости имеет следующие соотношения1 h:H2-2,5):(3-3,5); a:b(7-7,6):(8-8,2), где h и I - поперечные размеры шага сетки .мм; а и b - продольные размеры шага сетки, мм; при этом соотношение ширины m ребра жесткости и его высоты п, находится в пределах (2-2,5):(3-3,5).

Использование: в полупроводниковой технике в агрегатах бесперебойного питания, а также в ряде других преобразовательных устройств. Сущность изобретения: модуль снабжен матрицей, расположенной на основании корпуса. Матрица имеет проходные отверстия и пазы разной величины, в которых располагают элементы конструкции. Часть прижимных полусфер, используемых совместно с планками, болтами и гайками для прижатия полупроводниковых структур, токосъемов и шины имеют со стороны полупроводниковых элементов два гнезда разного диаметра, расположенных соосно, в которых размещают узлы управления. Корпус модуля состоит из основания, обечайки и крышки. Обечайка корпуса и крышка имеют горизонтальные плоские части, которые расположены на разных уровнях и снабжены с внутренней стороны в местах выхода шин пазами, а крышка снабжена ребрами жесткости в виде сетки с переменным шагом. 1 з. п. ф-лы. 5 ил. сл

0/

/

I

vv

8001Ш

&./