DE10041112A1 - Isolierelement - Google Patents
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Abstract
Um eine möglichst fehlerfreie Montage und einen fehlerfreien Betrieb zu gewährleisten, wird bei einem Isolierelement (10) zur Isolation eines Kontaktbereichs (3) eines elektronischen Bauelements (2) von anderen Kontaktbereichen (4) des Bauelements (2) vorgeschlagen, zumindest einen ersten Abschnitt (11), welcher im Betrieb in einer Kontaktausnehmung (7) eines Kontakts (5) aufgenommen wird, mit einer Außenkontur (11') zu versehen, durch welche eine Aufnahme mit höchstem geringem Spiel in der Kontaktausnehmung (7) erfolgt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Isolierelement gemäß dem Oberbe
griff des Anspruchs 1.
Bei der Anordnung und Montage von Schaltungsanordnungen mit
einer Vielzahl von elektronischen Bauelementen kommt es in der
Regel maßgeblich auf die Einhaltung der Positionierung der
elektronischen Bauelemente in bezug auf einander und auf eine
korrekte und verläßliche Kontaktierung der elektronischen Bau
elemente untereinander und mit der Außenwelt an.
Im Hinblick auf die gerade in der Leistungshalbleiterelektro
nik auftretenden Probleme bei thermischen Wechsellasten wurde
unter anderem die sogenannte Druckkontakttechnik entwickelt,
bei welcher die Leistungshalbleiterbauelemente oder derglei
chen auf einem die elektronischen Bauelemente aufnehmenden
Substrat durch federvorgespannte Druckkontakte oder derglei
chen gehaltert werden. Dabei erfolgt auch die Herstellung und
Aufrechterhaltung eines mechanischen und somit elektrischen
Kontakts zwischen einem Kontaktbereich eines elektronischen
Bauelements und einem den Strom führenden Kontakt im wesentli
chen durch die mechanisch aufgebrachten Kräfte. Dies hat den
Vorteil, daß durch eine entsprechende Einstellung der mechani
schen Kräfte - zum Beispiel über Spannvorrichtungen oder über
Federeinrichtungen - den thermischen Wechsellasten wegen der
mit dieser mechanischen Fixierung verbundenen mechanischen To
leranzen ausreichend Rechnung getragen werden kann.
Die lösbare Kontaktierung der elektronischen Bauelemente über
mechanische Druckkräfte bringt aber eine gewisse Toleranz hin
sichtlich der Positionierbarkeit der elektronischen Bauelemen
te auf dem die Schaltung tragenden Substrat mit sich. Um insbesondere
mehrteilig aufgebaute elektronische Bauelemente -
zum Beispiel bestehend aus dem eigentlichen elektronischen
Bauelement, den Kontakten und Isolierelementen - hinreichend
genau positionieren zu können, werden bisher sogenannte Posi
tionierhilfen oder Zentrierhilfen beim Aufbau der Schaltungs
anordnungen eingesetzt. Der Einsatz derartiger Mittel bedeutet
aber einen fertigungstechnischen Mehraufwand und somit eine
Kostensteigerung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Isolierelement
für ein elektronisches Bauelement zu schaffen, welches auf be
sonders einfache und gleichwohl zuverlässige Art und Weise auf
dem entsprechenden elektronischen Bauelement positionierbar
und montierbar ist.
Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Isolierelement er
findungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des
Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfin
dungsgemäßen Isolierelements sind Gegenstand der abhängigen
Unteransprüche.
Gattungsgemäße Isolierelemente für elektronische Bauelemente
sind ausgebildet, im Betrieb die elektrische Isolation eines
ersten Kontaktbereichs des elektronischen Bauelements, insbe
sondere eines Leistungshalbleiterbauelements oder dergleichen,
von mindestens einem zweiten Kontaktbereich des Bauelements
und/oder von einem im Betrieb mindestens den zweiten Kontakt
bereich kontaktierenden Kontakt zu gewährleisten, wobei das
Isolierelement mindestens einen ersten Abschnitt aufweist,
welcher so ausgebildet ist, im Betrieb im wesentlichen in ei
ner Kontaktausnehmung des Kontakts aufgenommen zu werden.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, daß der erste Abschnitt
des Isolierelements eine Außenkontur aufweist, welche zumin
dest bereichsweise derart einer Innenkontur der Kontaktausnehmung
des Kontakts in etwa entspricht, daß im Betrieb eine Auf
nahme des ersten Abschnitts in der Kontaktausnehmung des Kon
takts mit einem höchstens geringen Spiel erfolgen kann.
Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, daß aufgrund der ein
geschränkten Beweglichkeit des Isolierelements eine Bewegung
oder ein Verrutschen während oder nach der Montage weitgehend
unterbleibt, so daß eine einmal gewählte und als richtig er
kannte Position oder Stellung des Isolierelements in bezug auf
das elektronische Bauelement weitestgehend beibehalten bleibt
und auch im Betrieb eine Bewegung und somit ein Verkanten des
Isolierelements auf dem elektronischen Bauelement vermieden
wird.
Dabei sind zusätzliche Hilfsmaßnahmen, wie zum Beispiel Zen
trierhilfen oder Positionierhilfen, welche das Isolierelement
während der Montage in bezug auf das elektronische Bauelement
ausrichten und halten, obsolet. Insgesamt gesehen ergibt sich
somit unter Wahrung der gewünschten Isolation eine verläßliche
Montage und ein verläßlicher Betrieb, und zwar inhärent unter
weitestgehender Vermeidung zusätzlicher Montageeinrichtungen.
Dabei besteht eine grundlegende Idee der vorliegenden Erfin
dung darin, die Außenkontur des in die Kontaktaufnehmung ein
zuführenden ersten Abschnitts des Isolierelements zumindest
teilweise so auszubilden, daß sie der Innenkontur der Kon
taktausnehmung zumindest bereichsweise derart in etwa ent
spricht, daß im Betrieb eine höchstens geringe Beweglichkeit
des Isolierelements in bezug auf das elektronische Bauelement
oder den Kontakt, also eine geringe Beweglichkeit des einge
führten ersten Abschnitts des Isolierelements in der Kon
taktausnehmung gewährleistet ist. Daß dennoch ein geringes
Spiel vorliegt, ist im Hinblick auf den Ausgleich der thermi
schen Wechsellasten von Vorteil.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Isolierelement
zur elektrischen Isolation eines ersten, im wesentlichen in
einer Kontaktaufnehmung ausgebildeten Kontaktbereichs ausge
bildet. Dazu weist das erfindungsgemäße Isolierelement einen
zweiten Abschnitt auf, welcher dem ersten Abschnitt gegenüber
liegt und welcher derart ausgebildet ist, daß er im Betrieb in
der Kontaktausnehmung des ersten Kontaktbereichs aufnehmbar
ist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß das Isolierele
ment bei Kontaktbereichen einsetzbar ist, welche in Ausnehmun
gen des elektronischen Bauelements ausgebildet sind. Dies
trifft zum Beispiel für bestimmte Leistungstransistoren oder
für IGBTs zu, deren Gatekontakte häufig in Ausnehmungen im
Bauteil verborgen ausgebildet sind und aber zusätzlich be
schaltet und gleichzeitig von anderen Kontaktbereichen und
Kontakten des elektronischen Bauelements isoliert werden müs
sen.
Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform des erfindungsge
mäßen Isolierelements ist es vorgesehen, daß der zweite Ab
schnitt des Isolierelements eine Außenkontur aufweist, welche
zumindest bereichsweise derart einer Innenkontur der Kon
taktausnehmung des ersten Kontaktbereichs in etwa entspricht,
daß im Betrieb eine Aufnahme des zweiten Abschnitts in der
Kontaktausnehmung des ersten Kontaktbereichs mit höchstens ge
ringem Spiel erfolgen kann. Durch diese Maßnahme wird wie beim
ersten Abschnitt des Isolierelements erreicht, daß die Beweg
lichkeit des zweiten Abschnitts in der Kontaktausnehmung des
ersten Kontaktbereichs des elektronischen Bauelements weitest
gehend eingeschränkt ist. Dies sichert zusätzlich das Fortbe
stehen einer einmal gewählten und als richtig erkannten Posi
tion des Isolierelements in bezug auf den Kontaktbereich im
einzelnen und in bezug auf das elektronische Bauelement insge
samt. Dabei müssen die jeweiligen mechanischen Dimensionierun
gen und damit die Einstellung des Spiels der beiden Abschnitte
in den Kontaktausnehmungen aufeinander abgestimmt sein.
Die Einstellung dieses höchstens geringen Spiels des ersten
und/oder des zweiten Abschnitts in bezug auf die jeweiligen
Kontaktausnehmungen erfolgt in geeigneter Weise besonders ein
fach dadurch, daß gemäß einer weiteren Ausführungsform des er
findungsgemäßen Isolierelements der erste und/oder der zweite
Abschnitt des Isolierelements mindestens einen Berührungsbe
reich, insbesondere im Bereich ihrer Außenkonturen, aufweisen,
welche so ausgebildet sind, daß sie im Betrieb bei der Aufnah
me der Abschnitte in den Ausnehmungen mit den Innenkonturen
der Ausnehmungen zumindest teilweise in mechanischen Kontakt
treten, um einen zumindest teilweisen Formschluß auszubilden.
Durch diesen Formschluß stützen sich die Seitenbereiche der
Abschnitte des Isolierelements praktisch gegen die Seitenbe
reiche, also die Innenkonturen der Kontaktausnehmungen ab.
Dabei ist es weiter bevorzugt, daß die Berührungsbereiche ein
elastisch und/oder plastisch deformierbares Material aufweisen
oder aus einem solchen Material gebildet sind. Dann nämlich
ergibt sich nicht nur ein besonders inniger mechanischer Kon
takt sondern darüber hinaus auch eine gewisse mechanische
Restbeweglichkeit, was der Positionierbarkeit des Isolierele
ments in bezug auf das elektronische Bauelement und auch der
Kompensation der thermischen Wechsellasten zugute kommt.
Als weitere Maßnahme ist es vorteilhaft, daß im Bereich der
Berührungsbereiche die Außenkonturen des ersten und/oder zwei
ten Abschnitts im nicht in den Ausnehmungen aufgenommenen Zu
stand zumindest bereichsweise einen größeren Durchmesser auf
weisen als die Innenkonturen der jeweiligen Kontaktausnehmun
gen. Dadurch wird erreicht, daß die jeweiligen Abschnitte des
Isolierelements nach Art eines Pfropfens oder Stopfens in die
Kontaktausnehmungen einführbar sind, wodurch sich eine beson
ders zuverlässige mechanische Fixierung des Isolierelements in
bezug auf die Kontakte und in bezug auf das elektronische Bau
element ergeben.
Gerade im Hinblick auf die sogenannte Druckkontaktierung der
elektronischen Bauelemente auf dem Schaltungssubstrat ist es
von Vorteil, wenn im ersten Abschnitt des Isolierelements ein
Absatz im Bereich der Außenkontur ausgebildet ist. Ferner ist
es dann von Vorteil, daß der Absatz einen größeren Durchmesser
als die Außenkontur des zweiten Abschnitts des Isolierelements
derart aufweist, daß im Übergangsbereich zum zweiten Abschnitt
hin eine Schulter ausgebildet wird, auf welcher im Betrieb das
Isolierelement auf dem elektronischen Bauteil abstützbar ist.
Dadurch wird erreicht, daß ein mechanisch gespannter Kontakt,
in dessen Kontaktausnehmung der erste Abschnitt des Iso
lierelements aufgenommen ist, das Isolierelement gegen das
elektronische Bauelement und dieses dann gegen das Schaltungs
substrat gepreßt werden, wobei der Kraft oder der Druck des
mechanischen Mechanismus über den Absatz und dessen Schulter
am Bauteil abgestützt und dann auf das Schaltungssubstrat
übertragen werden.
Vorteilhafterweise ist es vorgesehen, daß der erste Abschnitt
und/oder der zweite Abschnitt zwischen einem ersten und einem
zweiten Stirnbereich des Isolierelements angeordnet sind. Die
Stirnbereiche können zum Beispiel auch teilweise im wesentli
chen planare Stirnflächen sein, um sich im Betrieb in den Aus
nehmungen nach Art eines Anschlags abzustützen. Vorteilhafter
weise sind die Stirnbereiche aber als zumindest bereichsweise
konisch verlaufende Einfädelbereiche zum im wesentlichen
selbstzentrierenden Einführen des ersten und/oder zweiten Ab
schnitts in die Kontaktausnehmungen ausgebildet.
Produktionstechnisch erhält man ein besonders einfaches Iso
lierelement, wenn dieses im wesentlichen einteilig und/oder
einstückig ausgebildet ist. Besonders vorteilhafte Materialien
für das erfindungsgemäße Isolierelement sind keramische Mate
rialien, Al2O3 oder dergleichen.
Selbstverständlich hat das erfindungsgemäße Isolierelement in
bezug auf seine Funktion nicht nur isolierende Aufgaben. Viel
mehr ist eine, insbesondere zentral verlaufende, Ausnehmung im
Isolierelement vorgesehen, durch welche im Betrieb dem ersten
Kontaktbereich unter Wahrung der sonstigen Isolation ein Kon
takt zuführbar ist. Dies kann z. B. der Gatekontakt eines
IGBTs sein.
Mit der Erfindung wird die Anordnung und Positionierung, ins
besondere die Zentrierung, von elektronischen Bauelementen,
insbesondere von Dioden, Thyristoren, IGBTs und dergleichen
bezüglich bestimmter Kontakte - zum Beispiel Anoden- oder Ka
thodenstromabnahmen - in einem Schaltungsmodul ermöglicht.
Dies geschieht ohne das Vorsehen zusätzlicher Positionier-
oder Zentrierhilfen. Es wird ein Verkanten der Isolierelemente
in bezug auf die Kontaktausnehmungen im elektronischen Bauele
ment bzw. in den Kontakten vermieden, was die Wahrscheinlich
keit des Auftretens von Betriebsfehlern, zum Beispiel von
Zündausfällen oder dergleichen, senkt.
Gleichzeitig hat das Isolierelement die Aufgabe, einen Kontakt
isolierend gegenüber anderen Kontakten des elektronischen Bau
elements aufzunehmen und über seine mechanische Stabilität die
Kontaktkraft eines Andruckmechanismus, nämlich des gespannten
Kontakts und/oder einer darin vorgesehenen Spannfeder, aufzu
nehmen und zu übertragen.
Durch die Ausbildung des erfindungsgemäßen Isolierelements mit
einem äußeren Absatz und einer entsprechenden Schulter wird
erreicht, daß ein in das Bauteil, zum Beispiel einen Thyri
stor, eingelegte Isolierelement beim Aufbau der gesamten
Schaltungsanordnung in eine Kontaktausnehmung des Kontakts
greift, wenn dieser Kontakt in das die Schaltungsanordnung
bildende Modul eingelegt wird. Dadurch wird das Bauteil, zum
Beispiel der Thyristor oder dergleichen, positioniert, nämlich
zentriert, und steht in der richtigen Stellung zu dem den
elektrischen Strom zu- oder abführenden Kontakt.
Mit dem neuen erfindungsgemäßen Isolierelement entfallen die
sonst zusätzlich nötigen Zentrierhilfen und Positionierhilfen.
Der an dem Isolierelement vorgesehene Absatz mit seiner Schul
ter dient gleichzeitig als Führungshilfe zusätzlich zum Ab
schnitt oder Schaft, welcher sich in der Kontaktausnehmung des
elektronischen Bauteils, zum Beispiel des Thyristors, befin
det. Ein Schrägstellen oder Verkanten des Isolierelements ge
genüber dem elektronischen Bauelement zum einen und gegenüber
dem externen Kontakt zum anderen ist deshalb weitestgehend
ausgeschlossen.
Das erfinderische Konzept besteht darin, im Isolierelement ei
ne entsprechende Form hinsichtlich seiner Außenkontur zu ge
ben, so daß ein Spiel beim Aufnehmen in den Kontaktausnehmun
gen weitestgehend vermieden wird. Dies geschieht inhärent, so
daß ein Schrägstellen oder Verkanten vermieden wird und somit
der Betrieb der entsprechenden Kontakte sicherer ist. Auch
entfallen die mit den herkömmlicherweise verwendeten Zentrier
hilfen einhergehenden Übergangswiderstände.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer schematischen
Zeichnung auf der Grundlage bevorzugter Ausführungsbeispiele
des erfindungsgemäßen Isolierelements weiter erläutert.
Fig. 1 zeigt in einer teilweise geschnittenen Seitenan
sicht die Anordnung eines erfindungsgemäßen Iso
lierelements im Betrieb.
Fig. 2A, B sind teilweise geschnittene Draufsichten auf die
Anordnung eines erfindungsgemäßen Isolierelements
im Betrieb.
Fig. 3A, B zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungs
gemäßen Isolierelements im Betrieb.
Fig. 4A, B zeigen teilweise geschnittene Seitenansichten
zweier herkömmlicher Isolierelemente im Betrieb.
Fig. 1 zeigt in Form einer teilweise geschnittenen Seitenan
sicht ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Isolierelements 10 im Betrieb.
Auf einem Schaltungssubstrat 30, welches aus einer leitfähigen
Schicht 31 und einem Trägersubstrat 32 besteht, ist ein elek
tronisches Bauelement 2, hier in Form eines IGBTs, mit Kon
taktbereichen 3, 4 und 4a angeordnet, wobei das elektronische
Bauelement 2 mittels einer mechanischen Druckkraft F, welche
von dem mechanisch gespannten Kontakt 5, welcher in Betrieb
mit dem Kontaktbereich 4 kontaktiert ist, von oben auf das
Bauteil 2 ausgeübt wird, um dieses Bauteil 2 auf dem Schal
tungssubstrat 30 mittels Druckkontakt zu kontaktieren. Die
Kontaktbereiche 4 und 4a des elektronischen Bauelements 2 sind
an dessen Oberfläche bzw. an dessen Unterfläche ausgebildet.
In einer Kontaktausnehmung 6 des elektronischen Bauelements 2
ist ein weiterer Kontaktbereich 3, zum Beispiel ein Gatekon
takt, ausgebildet. Dieser Kontaktbereich 3 wird im Betrieb mit
einem Kontakt 24 extern kontaktiert. Um den Kontaktbereich 3
und den damit verbundenen Kontakt 24 gegenüber den anderen
Kontaktbereichen 4 und 4a und auch gegenüber dem externen Kon
takt 5 elektrisch zu isolieren, ist ein Isolierelement 10 vor
gesehen, in dessen zentraler Ausnehmung 22 gerade der Gatekon
takt 24 verläuft.
Das Isolierelement 10 weist einen ersten Abschnitt 11 sowie
einen zweiten Abschnitt 12 auf. Der zweite Abschnitt 12 des
Isolierelements 10 ist im wesentlichen formschlüssig in der
Kontaktausnehmung 6 des Kontaktbereichs 3 aufgenommen, wobei
höchstens ein geringes Spiel zugelassen ist.
Der erste Abschnitt 11 ist in einer Kontaktausnehmung 7 des
Kontaktes 5 aufgenommen. Dieser Abschnitt 11 besitzt eine Au
ßenkontur 11', welche sich an die Innenkontur 7' der Kon
taktausnehmung 7 bereichsweise mechanisch anschmiegt. Dies
wird dadurch realisiert, daß der erste Abschnitt 11 des Iso
lierelements 10 einen Absatz 18 aufweist, welcher in seinem
Außendurchmesser im wesentlichen dem Innendurchmesser der Kon
taktausnehmung 7 entspricht, wobei im direkten Endbereich des
Absatzes 18 in Kontakt mit der Innenkontur 7' der Kontaktaus
nehmung 7 ein Berührungsbereich 15 ausgebildet ist, welcher im
direkten mechanischen Kontakt mit der Innenkontur 7' der Kon
taktausnehmung 7 steht.
Durch den Berührungsbereich 15 wird die Beweglichkeit des Iso
lierelements 10, insbesondere in lateraler Richtung, weitest
gehend eingeschränkt, so daß weder bei der Montage noch beim
Betrieb ein Verkanten auftreten kann.
Im Inneren des Isolierelements 10 verläuft eine etwa zentral
ausgebildete Ausnehmung 22, in welcher der Kontakt 24 zum Kon
taktbereich 3 des elektronischen Bauelements 2 hin aufgenommen
und nach außen geführt ist.
Erkennbar sind auch die Stirnbereiche 13 und 14, welche das
Isolierelement 10 nach oben und nach unten hin abschließen.
Diese Stirnbereiche 13 und 14 weisen planare Endflächen sowie
konisch ausgebildete Seitenflächen zum selbstzentrierenden
Einfädeln des ersten und des zweiten Abschnitts 11 und 12 in
die Kontaktausnehmungen 6 und 7 auf.
Über die Andruckkraft F und die an der Grundfläche der Kon
taktausnehmung 7 ausgebildeten Federelemente 8 wird auch auf
das Isolierelement 10 eine Andruckkraft ausgeübt, wobei sich
diese Andruckkraft über das Abstützen des Absatzes 18 mittels
der Schulter 20 auf das elektronische Bauelement 2 und weiter
auf das Schaltungssubstrat 30 überträgt.
Die Fig. 2A und 2B zeigen in geschnittener Draufsicht zwei
Ausführungsformen für den ersten Abschnitt 11 und den zweiten
Abschnitt 12 des erfindungsgemäßen Isolierelements 10 im Zu
sammenwirken mit den Kontaktausnehmungen 6 und 7.
Der erste und der zweite Abschnitt 11, 12 sind in den Kon
taktausnehmungen 6, 7 des Kontaktbereichs 3 bzw. des Kontakts
5 aufgenommen.
In der Ausführungsform der Fig. 2A entspricht die Außenkontur
11', 12' des ersten/zweiten Abschnitts 11, 12 in etwa der In
nenkontur 6', 7' der Kontaktausnehmung 6, 7, und zwar in Um
fangsrichtung. Obwohl hier die Querschnittsform auf einer
Kreisfläche basiert, sind auch andere Grundflächenformen denk
bar. Dies ist zum Beispiel in der Fig. 2B gezeigt, wo sich je
weils zwei sich paarweise gegenüberstehende Bereiche 26a, b
und 27a, b an der Innenkontur 6', 7' der Kontaktausnehmungen
6, 7 abstützen.
In der Fig. 3A, B ist in teilweise geschnittener Seitenansicht ei
ne weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Isolier
elements 10 in Betrieb dargestellt. Bei dieser Darstellung
stehen der erste und der zweite Abschnitt 11 bzw. 12 des Iso
lierelements 10 in mechanischer Berührung mit Innenkonturen
6', 7' der Kontaktausnehmungen 6, 7 wodurch wiederum ein me
chanisches Spiel des Isolierelements 10 in den Ausnehmungen 6,
7 weitestgehend vermieden wird, um eine bleibende Isolierung
ohne Unterbrechung der notwendigen Kontakte bei der Montage
und beim Betrieb zu gewährleisten.
Die Fig. 4A und 4B zeigen in teilweise geschnittener Seitenan
sicht herkömmliche Isolierelemente 100 im Betrieb. Aus diesen
Darstellungen wird ersichtlich, daß zumindest der erste Ab
schnitt 22 des herkömmlichen Isolierelements in der entspre
chenden Kontaktausnehmung 7 des Kontakts 5 in räumlich relativ
großzügiger Art und Weise aufgenommen ist, so daß grundsätz
lich eine starke Beweglichkeit des Isolierelements 100 in der
Kontaktausnehmung 7 gegeben ist.
Um diese grundsätzlich mögliche Beweglichkeit und damit die
Wahrscheinlichkeit eines Verkantens oder falschen Positionie
rens zu verhindern, ist bei der Ausführungsform der Fig. 4A
ein sogenanntes Zentrierblech 105 ausgebildet, welches das
elektronische Bauteil 2 auf dem hier nicht dargestellten
Schaltungssubstrat festhält, so daß eine Relativbewegung zwi
schen Bauteil 2 und Kontakt 5 vermieden wird.
Bei der Ausführungsform der Fig. 4B dagegen sind die Zwischen
räume zwischen dem ersten Abschnitt 11 des herkömmlichen Iso
lierelements 100 und der Innenkontur 7' der Kontaktausnehmung
7 durch einen isolierenden Zentrierring 110 mechanisch aufge
füllt. Sowohl der Zentrierring 110 als auch das Zentrierblech
105 stellen zusätzliche den Aufwand und die Kosten steigernde
Maßnahmen zur Vermeidung einer Verkantung des herkömmlichen
Isolierelements 100 und zur Gewährleistung der Aufrechterhal
tung einer einmal gewählten Positionierung und Zentrierung
dar, welche erfindungsgemäß gerade vermieden werden.
2
elektronisches Bauelement
3
erster Kontaktbereich
4
Kontaktbereich
4
a Kontaktbereich
5
Kontakt
6
Kontaktausnehmung
6
' Innenkontur
7
Kontaktausnehmung
7
' Innenkontur
8
Federelement
10
Isolierelement
11
erster Abschnitt
11
' Außenkontur
12
zweiter Abschnitt
12
' Außenkontur
13
Stirnbereich
14
Stirnbereich
15
Berührungsbereich
16
Berührungsbereich
18
Absatz
20
Schulter
22
Ausnehmung
24
Kontakt
30
Schaltungssubstrat
31
leitfähiges Substrat
32
Trägersubstrat
100
herkömmliches Isolierelement
105
Zentrierblech
110
Zentrierring
F Andruckkraft
F Andruckkraft
Claims (11)
1. Isolierelement zur elektrischen Isolation eines ersten Kon
taktbereichs (3) eines elektronischen Bauelements (2), insbe
sondere eines Leistungshalbleiterbauelements oder dergleichen,
von mindestens einem zweiten Kontaktbereich (4) des Bauele
ments (2) und/oder von einem im Betrieb mindestens den zweiten
Kontaktbereich (4) kontaktierenden Kontakt (5),
mit mindestens einem ersten Abschnitt (11), welcher ausgebil
det ist, um im Betrieb im wesentlichen in einer Kontaktausneh
mung (7) des Kontakts (5) aufgenommen zu werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Abschnitt (11) eine Außenkontur (11') aufweist,
welche zumindest bereichsweise derart einer Innenkontur (7')
der Kontaktausnehmung (7) des Kontakts (5) in etwa entspricht,
daß im Betrieb eine Aufnahme des ersten Abschnitts (11) in der
Kontaktausnehmung (7) des Kontakts (5) mit einem höchstens ge
ringen Spiel erfolgen kann.
2. Isolierelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Isolierelement (10) zur elektrischen Isolation des er
sten, im wesentlichen in einer Kontaktausnehmung (6) ausgebil
deten Kontaktbereichs (3) ausgebildet ist und dazu einen zwei
ten Abschnitt (12) aufweist, welcher dem ersten Abschnitt (11)
gegenüberliegt und welcher derart ausgebildet ist, daß er im
Betrieb in der Kontaktausnehmung (6) des ersten Kontaktbe
reichs (3) aufnehmbar ist.
3. Isolierelement nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Abschnitt (12) des Isolierelements (10) eine
Außenkontur (12') aufweist, welche zumindest bereichsweise
derart einer Innenkontur (6') der Kontaktausnehmung (6) des
ersten Kontaktbereichs (3) in etwa entspricht, daß im Betrieb
eine Aufnahme des zweiten Abschnitts (12) in der Kontaktaus
nehmung (6) des ersten Kontaktbereichs (3) mit höchstens ge
ringem Spiel erfolgen kann.
4. Isolierelement nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste und/oder der zweite Abschnitt (11, 12) des Iso
lierelements (10) mindestens einen Berührungsbereich (15, 16),
insbesondere im Bereich ihrer Außenkonturen (11', 12'), auf
weisen, welche dazu ausgebildet sind, im Betrieb bei der Auf
nahme des ersten bzw. des zweiten Abschnitts (11, 12) in den
Ausnehmungen (6, 7) mit deren Innenkonturen (6', 7') zumindest
teilweise in mechanischem Kontakt zu treten, um einen zumin
dest bereichsweisen Formschluß auszubilden.
5. Isolierelement nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Berührungsbereiche (15, 16) aus einem elastisch
und/oder plastisch deformierbaren Material gebildet sind oder
ein solches aufweisen.
6. Isolierelement nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der Berührungsbereiche (15, 16) die Außenkontu
ren (11', 12') des ersten und/oder des zweiten Abschnitts (11,
12) im nicht in den Ausnehmungen (6, 7) aufgenommenen Zustand
zumindest bereichsweise einen größeren Durchmesser aufweisen
als die Innenkonturen (6', 7') der jeweiligen Kontaktausneh
mungen (6, 7).
7. Isolierelement nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß im ersten Abschnitt (11) des Isolierelements (10) ein Ab
satz (18) im Bereich der Außenkontur (11') ausgebildet ist,
daß der Absatz (18) einen größeren Durchmesser als die Außen
kontur (12') des zweiten Abschnitts (12) des Isolierelements
(10) derart aufweist, daß im Übergangsbereich zum zweiten Ab
schnitt (12) hin eine Schulter (20) ausgebildet ist, auf wel
cher das Isolierelement (10) im Betrieb auf dem elektronischen
Bauteil (2) abstützbar ist.
8. Isolierelement nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Abschnitt (11) und/oder der zweite Abschnitt
(12) zwischen einem ersten und einem zweiten Stirnbereich (13,
14) des Isolierelements (10) angeordnet sind.
9. Isolierelement nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stirnbereiche (13, 14) als zumindest bereichsweise ko
nisch verlaufende Einfädelbereiche zum im wesentlichen selbst
zentrierenden Einführen des ersten und/oder zweiten Abschnitts
(11, 12) in die Kontaktausnehmungen (6, 7) ausgebildet sind.
10. Isolierelement nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Isolierelement (10) im wesentlichen einteilig und/oder
einstückig, insbesondere aus einem keramischen Material, aus
Al2O3 oder dergleichen, ausgebildet ist.
11. Isolierelement nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine, insbesondere zentral verlaufende, Ausnehmung (22)
vorgesehen ist, durch welche im Betrieb dem ersten Kontaktbe
reich (3) unter Wahrung der sonstigen Isolation ein Kontakt
(24) zuführbar ist.
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