DE102011087414B4

DE102011087414B4 - Leistungshalbleitervorrichtung, gedruckte Leiterplatte und Mechanismus zum Verbinden der Leistungshalbleitervorrichtung und der gedruckten Leiterplatte

Info

Publication number: DE102011087414B4
Application number: DE102011087414.3A
Authority: DE
Inventors: Seiji Oka; Shiori Idaka; Hiroshi Yoshida
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2021-12-09
Anticipated expiration: 2031-12-01
Also published as: CN102686013A; US8575745B2; JP5599328B2; DE102011087414A1; US20120187554A1; JP2012151019A; CN102686013B

Abstract

Baugruppe aus einer Leistungshalbleitervorrichtung (1) und einer gedruckten Leiterplatte (3), die miteinander verbunden sind, wobei die Leistungshalbleitervorrichtung (1) enthält:ein internes Substrat (11) mit einer Verdrahtung (12),ein Formharz (13), das das interne Substrat (11) bedeckt, wobei eine Öffnung (14) das Formharz (13) durchdringt und die Verdrahtung (12) auf dem internen Substrat (11) erreicht,eine Metallbuchse (15), die in der Öffnung (14) gebildet und mit der Verdrahtung (12) verbunden ist, undein leitfähiges Einsetzelement (2) als externen Anschluss,wobei das Einsetzelement (2) an einem ersten Teil einen eingepressten Abschnitt (22) enthält, der in die Metallbuchse (15) eingesetzt ist,und ein zweiter Teil des Einsetzelements (2) von einer Oberfläche der Leistungshalbleitervorrichtung (1), die der gedruckten Leiterplatte (3) zugewandt ist, vorsteht,die gedruckte Leiterplatte (3) ein leitfähiges Passelement (4) aufweist, das an einem Kontaktstellenteil (31) der gedruckten Leiterplatte (3) angebracht ist, wobei das Passelement (4) den zweiten Teil des Einsetzelements (2) aufnimmt, wenn die Leistungshalbleitervorrichtung (1) mit der gedruckten Leiterplatte (3) verbunden wird,das Einsetzelement (2) einen vertieften Abschnitt (21) aufweist, der an einer Seitenoberfläche den zweiten Teil des Einsetzelements (2) ausgebildet ist,das Passelement (4) einen vorstehenden Abschnitt (41) mit Elastizität aufweist, der an einer Innenseitenoberfläche des Passelements (4) ausgebildet ist,wobei die Elastizität bewirkt, dass der vorstehende Abschnitt (41) des Passelements (4) den vertieften Abschnitt (21) des Einsetzelements (2) unter Druck kontaktiert, wenn das Einsetzelement (2) in das Passelement (4) eingesetzt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Struktur zum Verbinden einer Leistungshalbleitervorrichtung und einer gedruckten Leiterplatte, um die Leistungshalbleitervorrichtung daran zu halten.
Hinsichtlich einer Leistungshalbleitervorrichtung wie z. B. eines Leistungsmoduls wird angenommen, dass eine Verbindung zwischen der Leistungshalbleitervorrichtung und einer externen gedruckten Leiterplatte mit kleinem Leistungsverlust und eine effiziente Ableitung von Wärme, die von einem Leistungshalbleiterelement in der Leistungshalbleitervorrichtung erzeugt wird, nach außen wesentliche Anforderungen zum Steuern eines hohen Stroms und einer hohen Spannung sind. Somit waren die Verringerung des Widerstandes in der Leistungshalbleitervorrichtung und von jedem Verdrahtungsmuster auf einem gedruckten Substrat, die Verringerung des Verbindungswiderstandes an jedem Verbindungsteil und die Verbesserung der Verbindungszuverlässigkeit wichtige zu erreichende Angelegenheiten.
Unterdessen wurden hinsichtlich der Vereinfachung der Montage verschiedene Techniken, um eine Leistungshalbleitervorrichtung und eine gedruckte Leiterplatte leicht und zuverlässig zu verbinden, vorgeschlagen. Als Beispiel solcher Techniken schlägt JP 2001 - 298 129 A (Patentdokument 1) eine Struktur unter Verwendung eines Drahtstifts als externen Anschluss einer Leistungshalbleitervorrichtung vor, der von einer Oberfläche der Leistungshalbleitervorrichtung vorsteht. In dieser Struktur wird die Verbindung zwischen einem Substrat (internen Substrat) in der Leistungshalbleitervorrichtung und dem Drahtstift durch Einsetzen des Drahtstifts in ein metallisches röhrenförmiges Element (Buchse), das an dem internen Substrat ausgebildet ist, gebildet. Die Verbindung zwischen dem Drahtstift und einer externen gedruckten Leiterplatte wird durch Einsetzen des Drahtstifts in ein Durchgangsloch in der gedruckten Leiterplatte und durch Löten hergestellt (Durchgangsloch-Verbindungssystem).
JP 2008 - 198 597 A (Patentdokument 2) verwendet ein Presskontaktsystem, um eine Verbindung zwischen einer Leistungshalbleitervorrichtung und einer gedruckten Leiterplatte herzustellen, um die Verbindungsarbeit zu vereinfachen. Das Patentdokument 2 verwendet ein Federelement (Kontaktfeder), das durch Biegen von Metall ausgebildet wird, als externen Anschluss der Leistungshalbleitervorrichtung.
In der Struktur des Patentdokuments 1 wird der Drahtstift als externer Anschluss der Leistungshalbleitervorrichtung in die Buchse an dem internen Substrat eingesetzt und wird durch die Reibungskraft zwischen dem Drahtstift und der inneren Oberfläche der Buchse gehalten. Dies kann dazu führen, dass das Erreichen einer Verbindungszuverlässigkeit mit einem zufriedenstellenden hohen Niveau zwischen dem internen Substrat der Leistungshalbleitervorrichtung und dem externen Anschluss misslingt. Ferner benötigt die Verwendung des Durchgangsloch-Verbindungssystems, um eine Verbindung zwischen dem externen Anschluss und der gedruckten Leiterplatte herzustellen, einen Schritt zum Definieren eines Durchgangslochs während der Ausbildung der gedruckten Leiterplatte und einen Lötschritt, wenn die Leistungshalbleitervorrichtung an der gedruckten Leiterplatte angebracht wird.
Im Hinblick insbesondere auf eine Leistungshalbleitervorrichtung, die einen hohen Strom steuert, beinhaltet der Bedarf, die Anzahl von Drahtstiften zu erhöhen, die Erhöhung der Anzahl von Durchgangslöchern und der Anzahl von zu lötenden Teilen, was zu einer Kostensteigerung führt. Die Leistungshalbleitervorrichtung, die einen hohen Strom steuert, erzeugt eine große Menge an Wärme. Somit kann eine Belastung aufgrund einer Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der gedruckten Leiterplatte und den Drahtstiften einen Riss im Lötmittel erzeugen. Die Erzeugung eines Risses erhöht den Verbindungswiderstand zwischen den Drahtstiften und der gedruckten Leiterplatte und verringert die Verbindungsfestigkeit, was zu einer Sorge um die Verringerung der Zuverlässigkeit führt.
Das Patentdokument 2 verwendet eine Kontaktfeder als externen Anschluss der Leistungshalbleitervorrichtung. Die Struktur der Kontaktfeder selbst macht eine Kontaktfläche mit dem Verdrahtungsmuster des internen Substrats oder mit einem Kontaktstellenteil der gedruckten Leiterplatte klein, was zu einer kleineren Stromkapazität jedes externen Anschlusses führt. Dies erhöht die Anzahl von Kontaktfedern, die in der Leistungshalbleitervorrichtung, die einen hohen Strom steuert, erforderlich sind, was einer Größenverringerung der Vorrichtung ein Hindernis auferlegt. Die Kontaktfeder erweitert einen Stromflussweg, wenn sie durch Biegen von Metall ausgebildet wird, was nachteilig zu einem großen Leistungsverlust führt.
JP H07 - 297 197 A beschreibt ein Verbindungselement zum Verbinden zweier Substrate. Ein Kontaktstift ist auf einer Kontaktfläche eines ersten Substrats angebracht, und eine Kontaktbuchse ist auf einer Kontaktfläche eines zweiten Substrats angebracht. Der Kontaktstift enthält Aussparungen und die Kontaktbuchse enthält Vorsprünge. Wenn die die beiden Substrate zusammengesteckt werden, nimmt die Kontaktbuchse den Kontaktstift auf, und die Vorsprünge der Kontaktbuchse greifen in die Aussparungen des Kontaktstifts ein. In einer Ausführungsform ist der Kontaktstift als Zylinderstift und die Kontaktbuchse als Zylinderhülse gebildet. In einer anderen Ausführungsform sind der Kontaktstift die Kontaktbuchse aus plattenförmigen Elementen mit rechteckigem Querschnitt gebildet. Die Kontaktbuchse besteht dabei aus zwei getrennten plattenförmigen Elementen, die getrennt voneinander und parallel zueinander mit einem vorbestimmten Abstand auf der Kontaktfläche des zweiten Substrats angebracht sind.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Struktur zum Verbinden einer Leistungshalbleitervorrichtung und einer externen gedruckten Leiterplatte, die in der Lage ist, die Verbindungszuverlässigkeit zu verbessern, den Leistungsverlust zu verringern, die Herstellungskosten zu verringern, einen Verbindungsprozess zu vereinfachen und die Größe der Verbindungsstruktur zu verringern, zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Baugruppe nach Anspruch 1, eine Leistungshalbleitervorrichtung nach Anspruch 12 und eine Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 20 gelöst.
Dabei bewirkt die Elastizität des vorstehenden Abschnitts des Passelements, dass der vorstehende Abschnitt den vertieften Abschnitt des Einsetzelements unter Druck kontaktiert, um eine mechanisch starke Verbindung zu schaffen, die zu einer hohen Beständigkeit gegen Vibration und zu einer ausgezeichneten Langzeitzuverlässigkeit führt. Der vorstehende Abschnitt in Anlagekontakt mit dem vertieften Abschnitt vergrößert eine Kontaktfläche zwischen dem Passelement und dem Einsetzelement, so dass der Kontakt dazwischen mit einem geringen elektrischen Verlust hergestellt wird, während eine hohe Wärmeleitfähigkeit erhalten wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

1 die Struktur einer Leistungshalbleitervorrichtung einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 die Struktur einer gedruckten Leiterplatte der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 wie die Leistungshalbleitervorrichtung und die gedruckte Leiterplatte der ersten Ausführungsform verbunden werden;
4 eine Schnittansicht, die Einsetzelemente der Leistungshalbleitervorrichtung der ersten bevorzugten Ausführungsform vergrößert zeigt;
5 eine Vorder- und eine Seitenansicht des Einsetzelements der ersten bevorzugten Ausführungsform;
6 und 7 jeweils ein Beispiel von vertieften Abschnitten des Einsetzelements;
8 eine Schnittansicht, die Passelemente der gedruckten Leiterplatte der ersten bevorzugten Ausführungsform vergrößert zeigt;
9A bis 11B jeweils eine beispielhafte Form des Passelements;
12 wie die Einsetzelemente in die Passelemente in der ersten bevorzugten Ausführungsform eingesetzt werden;
13 die Struktur eines Einsetzelements einer zweiten bevorzugten Ausführungsform;
14 wie das Einsetzelement in ein Passelement in der zweiten bevorzugten Ausführungsform eingesetzt wird; und
15 und 16 jeweils die Struktur eines Passelements einer dritten bevorzugten Ausführungsform.

<Erste bevorzugte Ausführungsform>
1 zeigt die Struktur einer Leistungshalbleitervorrichtung 1 einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Leitfähige Einsetzelemente 2, die aus Metall bestehen und die als externe Anschlüsse fungieren, sind an der oberen Oberfläche (Oberfläche, die einer später beschriebenen gedruckten Leiterplatte 3 zugewandt ist) der Leistungshalbleitervorrichtung 1 ausgebildet. Die Einsetzelemente 2 stehen jeweils von der oberen Oberfläche der Leistungshalbleitervorrichtung 1 vor und sie weisen alle dieselbe Höhe auf.
Die Leistungshalbleitervorrichtung 1 von 1 umfasst Einsetzelemente 2a mit relativ großer Breite, die als Stromanschlüsse verwendet werden, und Einsetzelemente 2b mit einer relativ kleinen Breite, die als Signalanschlüsse verwendet werden. Nachstehend gibt das „Einsetzelement 2“ sowohl das Einsetzelement 2a als Stromanschluss als auch das Einsetzelement 2b als Signalanschluss an, wenn nicht anders angegeben. Die Struktur des Einsetzelements 2 wird später im Einzelnen beschrieben.
2 zeigt die Struktur der gedruckten Leiterplatte 3 der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Leistungshalbleitervorrichtung 1 von 1 wird an der gedruckten Leiterplatte 3 angebracht. Leitfähige Passelemente 4, die aus Metall bestehen, um die Einsetzelemente 2 aufzunehmen, sind an der unteren Oberfläche (Oberfläche, die der Leistungshalbleitervorrichtung 1 zugewandt ist) der gedruckten Leiterplatte 3 und in Positionen, die jenen der Einsetzelemente 2 der Leistungshalbleitervorrichtung 1 entsprechen, ausgebildet. Die Passelemente 4 stehen jeweils von der unteren Oberfläche der gedruckten Leiterplatte 3 vor und sie weisen alle dieselbe Höhe auf.
Die gedruckte Leiterplatte 3 von 2 umfasst Passelemente 4a mit einer relativ großen Breite, die als Stromanschlüsse verwendet werden und in Positionen ausgebildet sind, die jenen der Einsetzelemente 2a als Stromanschlüsse der Leistungshalbleitervorrichtung 1 entsprechen, und Passelemente 4b mit relativ kleiner Breite, die als Signalanschlüsse verwendet werden und in Positionen ausgebildet sind, die jenen der Einsetzelemente 2b als Signalanschlüsse der Leistungshalbleitervorrichtung 1 entsprechen. Nachstehend gibt das „Passelement 4“ sowohl das Passelement 4a als Stromanschluss als auch das Passelement 4b als Signalanschluss an, wenn nicht anders angegeben. Die Struktur des Passelements 4 wird später im Einzelnen beschrieben.
3 zeigt die Leistungshalbleitervorrichtung 1 an der gedruckten Leiterplatte 3 befestigt. Zum Anbringen der Leistungshalbleitervorrichtung 1 an der gedruckten Leiterplatte 3 werden die Leistungshalbleitervorrichtung 1 und die gedruckte Leiterplatte 3 derart ausgerichtet, dass die Einsetzelemente 2 und die entsprechenden Passelemente 4 einander zugewandt sind, und dann wird die Leistungshalbleitervorrichtung 1 gegen die gedruckte Leiterplatte 3 gepresst. Dies veranlasst, dass die Einsetzelemente 2 in die Passelemente 4 gepresst werden und in den Passelementen 4 gehalten werden. Folglich werden die Einsetzelemente 2 und die Passelemente 4 elektrisch miteinander verbunden und die Leistungshalbleitervorrichtung 1 wird an der gedruckten Leiterplatte 3 befestigt.
Als Beispiel können die Leistungshalbleitervorrichtung 1 und die gedruckte Leiterplatte 3 auf ein Schraubenloch (nicht dargestellt) zur Befestigung an einer Wärmeableitungsrippe ausgerichtet werden, das die Leistungshalbleitervorrichtung 1 und die gedruckte Leiterplatte 3 durchdringt. Zum Pressen der Leistungshalbleitervorrichtung 1 gegen die gedruckte Leiterplatte 3 kann beispielsweise eine Befestigungsvorrichtung wie z. B. eine flache Metallplatte verwendet werden. Das Anordnen einer flachen Befestigungsvorrichtung entlang der unteren Oberfläche (Oberfläche entgegengesetzt zu jener, an der die Einsetzelemente 2 ausgebildet sind) der Leistungshalbleitervorrichtung 1 kann eine Kraft gleichmäßig auf die ganze untere Oberfläche der Leistungshalbleitervorrichtung 1 aufbringen, wodurch die Erzeugung einer Verzerrung in der Leistungshalbleitervorrichtung 1 verhindert wird.
Wie vorstehend beschrieben, weisen die mehreren Einsetzelemente 2, die von der Leistungshalbleitervorrichtung 1 vorstehen, dieselbe Höhe auf und die mehreren Passelemente 4, die an der gedruckten Leiterplatte 3 ausgebildet sind, weisen auch dieselbe Höhe auf. Dies ermöglicht, dass eine Kraft gleichmäßig auf alle der mehreren Einsetzelemente 2 und der Passelemente 4 aufgebracht wird, wenn die Einsetzelemente 2 in die Passelemente 4 gepresst werden, so dass alle Einsetzelemente 2 zuverlässig in die entsprechenden Passelemente 4 eingesetzt werden können.
4 ist eine Schnittansicht, die die Einsetzelemente 2 der Leistungshalbleitervorrichtung 1 und ihre Umgebungen vergrößert zeigt. 4 umfasst das Einsetzelement 2a als Stromanschluss und das Einsetzelement 2b als Signalanschluss. Um zu ermöglichen, dass ein hoher Strom fließt, weist das Einsetzelement 2a als Stromanschluss eine größere Querschnittsfläche auf, indem es mit einer Breite versehen ist, die größer ist als jene des Einsetzelements 2b als Signalanschluss. Das Einsetzelement 2a als Stromanschluss, das in 4 gezeigt ist, ist mit einer größeren Breite versehen, um dessen Querschnittsfläche zu vergrößern. Unterdessen kann das Einsetzelement 2a auch in der Dicke vergrößert sein. Die zweckmäßige Verwendung der Einsetzelemente 2 mit verschiedenen Breiten oder Dicken in Abhängigkeit von einem Verwendungszweck macht es möglich, die erforderliche Anzahl von Einsetzelementen 2 und eine durch die Einsetzelemente 2 zu belegende Fläche zu verringern, wodurch eine Größenverringerung der Leistungshalbleitervorrichtung 1 verwirklicht wird.
5 zeigt eine Vorder- und eine Seitenansicht des Einsetzelements 2. Das Einsetzelement 2a als Stromanschluss und das Einsetzelement 2b als Signalanschluss unterscheiden sich nur in der Breite oder Dicke (da sie dieselbe Höhe aufweisen, wie vorstehend beschrieben). Somit werden sie nachstehend nicht unterschiedlich erörtert.
Die Leistungshalbleitervorrichtung 1 wird als spritzgepresstes Modul bezeichnet. Wie in 4 gezeigt, umfasst die Leistungshalbleitervorrichtung 1 ein internes Substrat 11, in das ein Halbleiterelement eingebaut ist, und ein Formharz 13, das eine Oberfläche des internen Substrats 11 bedeckt. Das Bedecken der Leistungshalbleitervorrichtung 1 mit dem Formharz 13 erreicht eine Zuverlässigkeit der Isolation zwischen den Einsetzelementen 2 auf hohem Niveau. Als Beispiel kann das Formharz 13 ein mit Siliziumdioxidpulver als Füllstoff gefülltes Epoxidharz sein. Die Gehaltsrate des Siliziumdioxidpulvers ist auf einen optimalen Wert eingestellt, der in Anbetracht beispielsweise der Wärmeausdehnungskoeffizienten von Elementen zum Ausbilden der Leistungshalbleitervorrichtung 1 bestimmt wird.
Öffnungen 14 sind in vorbestimmten Positionen im Formharz 13 ausgebildet, die ein Verdrahtungsmuster 12 auf dem internen Substrat 11 erreichen. Metallbuchsen 15, die mit dem Verdrahtungsmuster 12 elektrisch verbunden sind, sind in den entsprechenden Öffnungen 14 ausgebildet. Die Länge der Buchsen 15 ist dieselbe wie die Tiefe der Öffnungen 14. Genau weisen die Buchsen 15 einen unteren Abschnitt, der mit dem Verdrahtungsmuster 12 verbunden ist, und einen oberen Abschnitt, der die obere Oberfläche des Formharzes 13 erreicht, auf.
Wie in 5 gezeigt, weist das Einsetzelement 2 vertiefte Abschnitte 21, die an Seitenoberflächen seines oberen Teils ausgebildet sind, und einen eingepressten Abschnitt 22, der an seinem unteren Teil ausgebildet ist, auf. Der eingepresste Abschnitt 22 ist geringfügig breiter als der Innendurchmesser der Buchse 15. Der eingepresste Abschnitt 22 des Einsetzelements 2 wird in die Buchse 15 eingesetzt, wodurch das Einsetzelement 2 an der Leistungshalbleitervorrichtung 1 angebracht wird, wie in 4 gezeigt. Dies stellt eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem eingepressten Abschnitt 22 und der Buchse 15 her. Dies schafft auch einen hohen Grad an Genauigkeit der Position des eingepressten Abschnitts 22 des Einsetzelements 2, das in die Buchse 15 eingesetzt wird, wodurch die Genauigkeit der Ausrichtung zwischen dem Einsetzelement 2 und dem Passelement 4 verbessert wird.
Für die mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem Einsetzelement 2 und der Buchse 15 können Techniken wie z. B. Löten und Befestigen mit einer Feder sowie das Einpresssystem angewendet werden. Oder der untere Teil des Einsetzelements 2 (in die Buchse 15 einzusetzender Teil) kann in Form einer Feder geformt werden. Unterdessen muss ein externer Anschluss einer Leistungshalbleitervorrichtung eine Langzeitzuverlässigkeit der Verbindung und einen hohen Grad an Positionsgenauigkeit aufrechterhalten. Somit wird angenommen, dass die Verbindung durch Einpressen eine optimale Weise auch hinsichtlich anderer Aspekte wie z. B. der Bearbeitungskosten, der Zweckmäßigkeit der Befestigung und der Stromkapazität ist. Folglich verwendet die erste bevorzugte Ausführungsform das Einpresssystem.
Die vertieften Abschnitte 21 des Einsetzelements 2 weisen gekrümmte Oberflächen in Form einer R-Form (abgerundeten Form) auf, die symmetrisch auf entgegengesetzten Seitenoberflächen des Einsetzelements 2 ausgebildet sind. Die vertieften Abschnitte 21 können nur in einem Paar vorgesehen sein, wie in 6 gezeigt. Die vertieften Abschnitte 21 können auch in zwei Paaren vorgesehen sein, wie in 7 gezeigt, oder eine größere Anzahl von vertieften Abschnitten 21 kann vorgesehen sein. Die Form des später beschriebenen Passelements 4 geht auf die Positionen, die Größe und die Anzahl der vertieften Abschnitte 21 des Einsetzelements 2 ein.
Wie aus der Seitenansicht des Einsetzelements 2, die in 5 gezeigt ist, zu sehen, besteht das Einsetzelement 2 aus einer flachen Metallplatte (ohne Biegung). Die flache Form des Einsetzelements 2 bewirkt, dass der Strom im Einsetzelement 2 durch einen kürzestmöglichen Weg fließt, wodurch ein niedriger Verlust, eine niedrige Induktivität und ein hoher Strom eines externen Anschlusses der Leistungshalbleitervorrichtung 1 ermöglicht werden. Das Einsetzelement 2 wird durch Bearbeiten einer Metallplatte ausgebildet und es weist folglich innen keinen Verbindungsteil auf, was zu einem geringen Stromverlust führt.
8 ist eine Schnittansicht, die die Passelemente 4 und ihre Umgebungen der gedruckten Leiterplatte 3 vergrößert zeigt. 8 umfasst das Passelement 4a als Stromanschluss und das Passelement 4b als Signalanschluss. Das Passelement 4a als Stromanschluss ist in einer Position angeordnet, die jener des Einsetzelements 2a als Stromanschluss der Leistungshalbleitervorrichtung 1 entspricht. Das Passelement 4a weist eine große Breite entsprechend jener des Einsetzelements 2a als Stromanschluss auf. Das Passelement 4b als Signalanschluss ist in einer Position angeordnet, die jener des Einsetzelements 2b als Signalanschluss der Leistungshalbleitervorrichtung 1 entspricht. Das Passelement 4b weist eine kleine Breite entsprechend dem Einsetzelement 2b als Signalanschluss auf.
In 8 ist das Passelement 4a als Stromanschluss mit einer größeren Breite als das Passelement 4b als Signalanschluss in Reaktion darauf, dass das Einsetzelement 2a als Stromanschluss eine größere Breite aufweist als das Einsetzelement 2b als Signalanschluss, wie in 4 gezeigt, dargestellt. Wenn das Einsetzelement 2a als Stromanschluss eine größere Dicke aufweist als das Einsetzelement 2b als Signalanschluss, kann beispielsweise die Tiefe des Passelements 4a als Stromanschluss (Abstand zwischen Armteilen) vergrößert werden. Das Passelement 4a als Stromanschluss und das Passelement 4b als Signalanschluss unterscheiden sich nur hinsichtlich der Breite oder Tiefe (da sie dieselbe Höhe aufweisen, wie vorstehend beschrieben). Somit werden sie nachstehend nicht unterschiedlich erörtert.
Wie in 8 gezeigt, sind die Passelemente 4 durch Lötmittel 32 mit entsprechenden Kontaktstellenteilen 31 verbunden, die ein Teil einer gedruckten Verdrahtung sind, die auf einer Oberfläche der gedruckten Leiterplatte 3 ausgebildet ist. Zur Verringerung des Wärmewiderstandes und des elektrischen Widerstandes wird die Dicke des Lötmittels 32 vorzugsweise auf ein Niveau verringert, das die Verbindungszuverlässigkeit nicht verschlechtert. Der Widerstand kann weiter verringert werden, wenn Silbernanopaste anstelle des Lötmittels 32 verwendet wird, um die Kontaktstellenteile 31 und die Passelemente 4 zu verbinden. Obwohl nicht gezeigt, sind andere zu montierende Elemente wie z. B. ein Widerstand an die Oberfläche der gedruckten Leiterplatte 3 gelötet. Somit wird die Anzahl von Herstellungsschritten nicht erhöht, wenn das Löten der Passelemente 4 an die Kontaktstellenteile 31 und das Löten der anderen Elemente im gleichen Schritt durchgeführt werden, wodurch eine Kostenerhöhung verhindert wird.
9A und 9B sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine Schnittansicht des Passelements 4. Das Passelement 4 liegt in Form einer Klemme mit einer Öffnung auf der Seite entgegengesetzt zu einer Verbindungsoberfläche 42, die mit dem Kontaktstellenteil 31 verbunden wird, vor. Das Einsetzelement 2 der Leistungshalbleitervorrichtung 1 wird zwischen einem Paar von Armteilen 45 des Passelements 4 gehalten. Das heißt, das Passelement 4 ist eine Klemmenelektrode, wobei sich die Armteile 45 in einem Paar in einer zu einer Oberfläche des Kontaktstellenteils 31 senkrechten Richtung erstrecken.
Die Armteile 34 des Passelements 4 sind mit elastischen vorstehenden Abschnitten 41 versehen, die in innere Oberflächen vorstehen, die einander zugewandt sind. Die vorstehenden Abschnitte 41 des Armteils 45 weisen gekrümmte Oberflächen in Form einer R-Form (abgerundeten Form) auf. Die Positionen, die Größe und die Anzahl der vorstehenden Abschnitte 41 werden in Reaktion auf die entsprechenden vertieften Abschnitte 21 des Einsetzelements 2 bestimmt. Als Beispiel werden die vorstehenden Abschnitte 41 in einem Paar vorgesehen, wie in 9 gezeigt, wenn das Einsetzelement 2 ein Paar von vertieften Abschnitten 21 aufweist, wie in 6 gezeigt.
Ein Abstand zwischen den vorstehenden Abschnitten 41 in einem Paar ist so festgelegt, dass er kleiner ist als die Dicke des Einsetzelements 2 an den vertieften Abschnitten 21, damit es zwischen den vorstehenden Abschnitten 41 gehalten wird. Das Einsetzen des Einsetzelements 2 in das Passelement 4 bewirkt, dass die Armteile 45 des Passelements 4 das Einsetzelement 2 dazwischen halten, wodurch das Einsetzelement 2 und das Passelement 4 mechanisch und elektrisch verbunden werden. Zu diesem Zeitpunkt werden die vorstehenden Abschnitte 41 des Passelements 4 gegen die vertieften Abschnitte 21 des Einsetzelements 2 durch die elastische Kraft der vorstehenden Abschnitte 41 gepresst, um eine starke mechanische Verbindung zu schaffen, so dass das Einsetzelement 2 nicht vom Passelement 4 gelöst wird.
10A und 10B sind eine perspektivische bzw. eine Schnittansicht des Passelements 4, wobei die Armteile 45 die vorstehenden Abschnitte 41 in zwei Paaren aufweisen. Das Passelement 4 mit dieser Struktur wird verwendet, wenn das Einsetzelement 2 zwei Paare von vertieften Abschnitten 21 aufweist, wie in 7 gezeigt.
Die Übereinstimmung der Positionen, der Form und anderer der vorstehenden Abschnitte 41 der Armteile 45 des Passelements 4 mit den Positionen, der Form und anderen der vertieften Abschnitte 21 des Einsetzelements 2 vergrößert eine Kontaktfläche zwischen dem Passelement 4 und dem Einsetzelement 2, wenn das Einsetzelement 2 in das Passelement 4 eingesetzt wird. Die stellt eine Verbindung zwischen dem Einsetzelement 2 und dem Passelement 4 mit geringem elektrischen Verlust her, während eine hohe Wärmeleitfähigkeit erreicht wird, die vorteilhafterweise zu einem höheren Strom der Leistungshalbleitervorrichtung 1 beiträgt. Die Verbindung zwischen dem Einsetzelement 2 und dem Passelement 4 wird durch eine Presskraft hergestellt, die von den vorstehenden Abschnitten 41 aufgebracht wird, was zu einer hohen Beständigkeit gegen Vibration und zu einer ausgezeichneten Langzeitzuverlässigkeit führt.
11A und 11B sind eine perspektivische bzw. eine Schnittansicht einer anderen beispielhaften Struktur des Passelements 4. Das Passelement 4 von 11A und 11B weist ein Paar von vorstehenden Abschnitten 41 an den Armteilen 45 auf, so dass es geeignet auf das Einsetzelement 2 mit einem Paar von vertieften Abschnitten 21, wie in 6 gezeigt, angewendet wird. Die vorstehenden Abschnitte 41 des in 11A und 11B gezeigten Passelements 4 sind an umgebogenen Abschnitten der Armteile 45 ausgebildet und weisen eine kleinere Dicke auf als der andere Abschnitt (Abschnitt in Form einer rechteckigen U-Form).
Wenn das Passelement 4 die in 11A und 11B gezeigte Form aufweist, werden die vorstehenden Abschnitte 41 durch die Presskraft, die auf das Einsetzelement 2 aufgebracht wird, verformt, wohingegen im Wesentlichen keine Verformung im anderen Abschnitt mit der Verbindungsoberfläche 42 erzeugt wird, wenn das Passelement 4 das Einsetzelement 2 darin aufnimmt. Keine Verformung der Verbindungsoberfläche 42 verhindert das Aufbringen einer Belastung auf das Lötmittel 32 zwischen dem Passelement 4 und dem Kontaktstellenteil 31, so dass eine Verbindung mit einem höheren Grad an Zuverlässigkeit hergestellt wird. Hinsichtlich des in 9A und 9B oder in 10A und 10B gezeigten Passelements 4 ist die Verbindungsoberfläche 42 mit dem Kontaktstellenteil 31 vorzugsweise dicker gemacht, um die Erzeugung einer Belastung im Lötmittel 32 zu verhindern.
Um die Elastizität der vorstehenden Abschnitte 41 zu erreichen, umfassen die physikalischen Eigenschaften des Materials des Passelements 4 vorzugsweise eine hohe Zugfestigkeit sowie einen kleinen elektrischen Widerstand. Eine Kupferlegierung kann beispielsweise als solches Material verwendet werden.
12 zeigt die Einsetzelemente 2 und die Passelemente 4 vergrößert in einem Zustand, in dem die Leistungshalbleitervorrichtung 1 an der gedruckten Leiterplatte 3 befestigt ist. Wie vorstehend beschrieben, werden die Einsetzelemente 2 als externe Anschlüsse der Leistungshalbleitervorrichtung 1 in die Passelemente 4 eingesetzt, die an der gedruckten Leiterplatte 3 angebracht sind. Zu diesem Zeitpunkt halten die vorstehenden Abschnitte 41 der Passelemente 4 die vertieften Abschnitte 21 der Einsetzelemente 2 dazwischen, wodurch eine mechanisch starke Verbindung geschaffen wird. Die Strukturen der vertieften Abschnitte 21 der Einsetzelemente 2 und der vorstehenden Abschnitte 41 der Passelemente 4, einschließlich der Position, der Größe und der Form, entsprechen einander, wodurch Kontaktflächen zwischen den Einsetzelementen 2 und den Passelementen 4 vergrößert werden. Folglich wird eine Verbindung mit geringem elektrischen Verlust und vorteilhafter Wärmeleitfähigkeit hergestellt. Das heißt, die erste bevorzugte Ausführungsform erreicht eine mechanisch, elektrisch und thermisch ausgezeichnete Verbindung.
<Zweite bevorzugte Ausführungsform>
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform ist eine Modifikation der Struktur des Einsetzelements 2 als externer Anschluss der Leistungshalbleitervorrichtung 1. 13 zeigt die Struktur des Einsetzelements 2 der zweiten bevorzugten Ausführungsform. Das Einsetzelement 2 der zweiten Ausführungsform weist eine größere Breite auf als das Einsetzelement 2 der ersten bevorzugten Ausführungsform (5), wobei es mehrere (hier zwei) eingepresste Abschnitte 22 aufweist. Das Einsetzelement 2 der zweiten bevorzugten Ausführungsform ist in anderer Hinsicht dasselbe wie das Einsetzelement 2 der ersten bevorzugten Ausführungsform.
14 zeigt das Einsetzelement 2 und das Passelement 4 vergrößert in einem Zustand, in dem die Leistungshalbleitervorrichtung 1 mit dem Einsetzelement 2 der zweiten bevorzugten Ausführungsform an der gedruckten Leiterplatte 3 befestigt ist. Die Positionen der Öffnungen 14 und der Buchsen 15, die im Formharz 13 ausgebildet sind, das die Leistungshalbleitervorrichtung 1 bedeckt, entsprechen jenen der zwei eingepressten Abschnitte 22 des Einsetzelements 2. Das Passelement 4 der gedruckten Leiterplatte 3 zum Halten des Einsetzelements 2 dazwischen ist in Reaktion auf die Breite des Einsetzelements 2 breiter gemacht.
Das Einsetzelement 2 mit einer großen Breite kann einen Fluss eines hohen Stroms erzeugen. Wenn jedoch das Einsetzelement 2 nur einen eingepressten Abschnitt 22 aufweist, der mit dem Verdrahtungsmuster 12 der Leistungshalbleitervorrichtung 1 verbunden ist, kann eine ungleichmäßige Stromverteilung im Einsetzelement 2 mit großer Breie erzeugt werden, was zu einem Problem führt, dass das Erhalten einer gewünschten Stromkapazität misslingt. In Reaktion darauf weist das Einsetzelement 2 der zweiten bevorzugten Ausführungsform mehrere eingepresste Abschnitte 22 auf, um eine gleichmäßige Stromverteilung im Einsetzelement 2 zu schaffen, wodurch das vorstehend erwähnte Problem gelöst wird.
Das Einsetzelement 2 mit einer großen Breite hat einen Vorteil gegenüber der Verwendung einer großen Anzahl von Einsetzelementen 2 mit einer kleinen Breite, da es eine höhere Stromkapazität erreicht, während es eine kleinere Fläche belegt.
<Dritte bevorzugte Ausführungsform>
Eine dritte bevorzugte Ausführungsform ist eine Modifikation der Struktur des an der gedruckten Leiterplatte 3 angebrachten Passelements 4. 15 zeigt eine beispielhafte Struktur des Passelements 4 der dritten bevorzugten Ausführungsform mit Vorsprüngen 43 für die Ausrichtung, die an der Verbindungsoberfläche 42 des Passelements 4 ausgebildet sind. Obwohl nicht gezeigt, werden Aussparungen für die Ausrichtung im Voraus durch Ätzen und dergleichen im Kontaktstellenteil 31, um das Passelement 4 fest aufzunehmen, und in Positionen, die jenen der Vorsprünge 43 entsprechen, definiert. Der Kontaktstellenteil 31 und das Passelement 4 werden durch Einfügen der Vorsprünge 43 in die Aussparungen im Kontaktstellenteil 31 aufeinander ausgerichtet, wodurch eine leichte und genaue Ausrichtung ermöglicht wird.
15 zeigt die Vorsprünge 43 für die Ausrichtung, die an der Verbindungsoberfläche 42 des Passelements 4 ausgebildet sind. Unterdessen können Aussparungen 44 für die Ausrichtung alternativ in der Verbindungsoberfläche 42 des Passelements 4 definiert werden, wie in 16 gezeigt. In diesem Fall werden Vorsprünge für die Ausrichtung am Kontaktstellenteil 31, um die Verbindungsoberfläche 42 fest aufzunehmen, und in Positionen entsprechend jenen der Aussparungen 44 ausgebildet. Der Kontaktstellenteil 31 und das Passelement 4 werden aufeinander ausgerichtet, indem die Aussparungen 44 an den Vorsprüngen des Kontaktstellenteils 31 zur Anlage gebracht werden. Dies ermöglicht auch eine leichte und genaue Ausrichtung.
<Vierte bevorzugte Ausführungsform>
Es wird angenommen, dass ein Halbleiterelement unter Verwendung eines Halbleiters mit breiter Bandlücke, der durch Siliziumcarbid (SiC) verkörpert wird, ein vielversprechendes Halbleiterelement als Schaltelement der nächsten Generation ist, das in der Lage ist, eine hohe Durchschlagspannung, einen geringen Verlust und einen hohen Wärmewiderstand zu erreichen. Es wird erwartet, dass dieses Halbleiterelement in einer Leistungshalbleitervorrichtung wie z. B. einem Inverter angewendet wird.
Beispiele des Halbleiters mit breiter Bandlücke umfassen Materialien auf der Basis von Galliumnitrid (GaN) und Diamant sowie SiC.
Wie vorstehend beschrieben, verwirklicht der Mechanismus zum Verbinden der Leistungshalbleitervorrichtung 1 und der gedruckten Leiterplatte 3 der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der Einsetzelemente 2 und der Passelemente 4 eine elektrisch und thermisch ausgezeichnete Verbindung, was weitgehend zu einem höheren Strom der Leistungshalbleitervorrichtung 1 beiträgt. Somit wird angenommen, dass der Mechanismus zur Verbindung der vorliegenden Erfindung einen höheren Grad an Wirksamkeit erreicht, wenn er in der Leistungshalbleitervorrichtung 1 angewendet wird, die einen hohen Strom steuert. Somit wird erwartet, dass die vorliegende Erfindung wirksamer ist, und einer Halbleitervorrichtung mit breiter Bandlücke wird ermöglicht, ihr Potential zufriedenstellend auszuüben, wenn die Halbleitervorrichtung mit breiter Bandlücke als Leistungshalbleitervorrichtung 1 verwendet wird, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird.

Claims

Baugruppe aus einer Leistungshalbleitervorrichtung (1) und einer gedruckten Leiterplatte (3), die miteinander verbunden sind, wobei die Leistungshalbleitervorrichtung (1) enthält: ein internes Substrat (11) mit einer Verdrahtung (12), ein Formharz (13), das das interne Substrat (11) bedeckt, wobei eine Öffnung (14) das Formharz (13) durchdringt und die Verdrahtung (12) auf dem internen Substrat (11) erreicht, eine Metallbuchse (15), die in der Öffnung (14) gebildet und mit der Verdrahtung (12) verbunden ist, und ein leitfähiges Einsetzelement (2) als externen Anschluss, wobei das Einsetzelement (2) an einem ersten Teil einen eingepressten Abschnitt (22) enthält, der in die Metallbuchse (15) eingesetzt ist, und ein zweiter Teil des Einsetzelements (2) von einer Oberfläche der Leistungshalbleitervorrichtung (1), die der gedruckten Leiterplatte (3) zugewandt ist, vorsteht, die gedruckte Leiterplatte (3) ein leitfähiges Passelement (4) aufweist, das an einem Kontaktstellenteil (31) der gedruckten Leiterplatte (3) angebracht ist, wobei das Passelement (4) den zweiten Teil des Einsetzelements (2) aufnimmt, wenn die Leistungshalbleitervorrichtung (1) mit der gedruckten Leiterplatte (3) verbunden wird, das Einsetzelement (2) einen vertieften Abschnitt (21) aufweist, der an einer Seitenoberfläche den zweiten Teil des Einsetzelements (2) ausgebildet ist, das Passelement (4) einen vorstehenden Abschnitt (41) mit Elastizität aufweist, der an einer Innenseitenoberfläche des Passelements (4) ausgebildet ist, wobei die Elastizität bewirkt, dass der vorstehende Abschnitt (41) des Passelements (4) den vertieften Abschnitt (21) des Einsetzelements (2) unter Druck kontaktiert, wenn das Einsetzelement (2) in das Passelement (4) eingesetzt wird.
Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vertiefte Abschnitt (21) an jeder von entgegengesetzten Seitenoberflächen des Einsetzelements (2) ausgebildet ist, und der vorstehende Abschnitt (41) an jeder der Innenseitenoberflächen des Passelements (4), die einander zugewandt sind, ausgebildet ist.
Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vertiefte Abschnitt (21) und der vorstehende Abschnitt (41) jeweils eine Oberfläche in Form einer abgerundeten Form aufweisen.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsetzelement (2) mehrere eingepresste Abschnitte (22) aufweist.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsetzelement (2) aus einer Metallplatte ohne Biegung konstruiert ist.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungshalbleitervorrichtung (1) mehrere Einsetzelemente (2) mit verschiedenen Querschnittsflächen aufweist.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungshalbleitervorrichtung (1) mehrere Einsetzelemente (2) aufweist, wobei die mehreren Einsetzelemente (2) alle dieselbe Höhe aufweisen, und die gedruckte Leiterplatte (3) mehrere Passelemente (4) aufweist, wobei die mehreren Passelemente (4) alle dieselbe Höhe aufweisen.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Passelement (4) eine Verbindungsoberfläche (42), die mit dem Kontaktstellenteil (31) verbunden ist, und ein Paar von Armteilen (45) aufweist, die sich in einer zum Kontaktstellenteil (31) senkrechten Richtung erstrecken, und das Passelement (4) an der Verbindungsoberfläche (42), die mit dem Kontaktstellenteil (31) verbunden ist, dicker ist als an den Armteilen (45).
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Passelement (4) einen Vorsprung (43) an einer Verbindungsoberfläche mit dem Kontaktstellenteil (31) aufweist, und eine Oberfläche des Kontaktstellenteils (31) mit einer Aussparung versehen ist, die den Vorsprung (43) aufnimmt,.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Passelement (4) eine Aussparung (44) in einer Verbindungsoberfläche mit dem Kontaktstellenteil (31) aufweist, und eine Oberfläche des Kontaktstellenteils (31) mit einem Vorsprung versehen ist, der in die Aussparung (44) eingesetzt ist.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungshalbleitervorrichtung (1) unter Verwendung eines Halbleiters mit breiter Bandlücke ausgebildet ist.
Leistungshalbleitervorrichtung (1), die enthält: ein internes Substrat (11), in dem ein Halbleiterelement ausgebildet ist; ein Formharz (13), das das interne Substrat (11) bedeckt; eine Öffnung (14), die das Formharz (13) durchdringt, um eine Verdrahtung (12) auf dem internen Substrat (11) zu erreichen; eine Metallbuchse (15), die in der Öffnung (14) ausgebildet ist, wobei die Metallbuchse (15) mit der Verdrahtung (12) verbunden ist; und einen externen Anschluss (2) mit einem ersten Teil, der in die Buchse (15) eingesetzt ist, und einem zweiten Teil, der von der Öffnung (14) vorsteht; wobei der externe Anschluss (2) einen eingepressten Abschnitt (22) an dem ersten Teil, der in die Buchse (15) eingesetzt ist, und einen vertieften Abschnitt (21), der an einer Seitenoberfläche des zweiten Teils des externen Anschlusses (2) ausgebildet ist, aufweist.
Leistungshalbleitervorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der vertiefte Abschnitt (21) auf jeder von entgegengesetzten Seitenoberflächen des externen Anschlusses (2) ausgebildet ist.
Leistungshalbleitervorrichtung (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der vertiefte Abschnitt (21) eine Oberfläche in Form einer abgerundeten Form aufweist.
Leistungshalbleitervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der externe Anschluss (2) mehrere eingepresste Abschnitte (22) aufweist.
Leistungshalbleitervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der externe Anschluss (2) aus einer Metallplatte ohne Biegung konstruiert ist.
Leistungshalbleitervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungshalbleitervorrichtung (1) mehrere externe Anschlüsse (2) mit verschiedenen Querschnittsflächen aufweist.
Leistungshalbleitervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungshalbleitervorrichtung (1) mehrere externe Anschlüsse (2) aufweist, wobei die mehreren externen Anschlüsse (2) alle dieselbe Höhe aufweisen.
Leistungshalbleitervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungshalbleitervorrichtung (1) unter Verwendung eines Halbleiters mit breiter Bandlücke ausgebildet ist.
Verbindungsvorrichtung zum Verbinden einer Leistungshalbleitervorrichtung (1) und einer gedruckten Leiterplatte (3), wobei die Verbindungsvorrichtung enthält: ein leitfähiges Einsetzelement (2) mit einem ersten Teil, der daran angepasst ist, in eine Metallbuchse (15) eingesetzt zu werden, die in einer Öffnung (14) gebildet ist, die ein Formharz (13) durchdringt, das eine Oberfläche eines internen Substrats (11) der Leistungshalbleitervorrichtung (1) bedeckt, und einem zweiten Teil, der daran angepasst ist, von einer Oberfläche der Leistungshalbleitervorrichtung (1), die der gedruckten Leiterplatte (3) zugewandt ist, vorzustehen, und ein leitfähiges Passelement (4), das daran angepasst ist, an einem Kontaktstellenteil (31) der gedruckten Leiterplatte (3) angebracht zu werden, wobei das Passelement (4) daran angepasst ist, das Einsetzelement (2) aufzunehmen, wenn die Leistungshalbleitervorrichtung (1) mit der gedruckten Leiterplatte (3) verbunden wird, wobei das Einsetzelement (2) einen vertieften Abschnitt (21) aufweist, der an einer Seitenoberfläche des Einsetzelements (2) ausgebildet ist, das Passelement (4) einen vorstehenden Abschnitt (41) mit Elastizität aufweist, der an einer Innenseitenoberfläche des Passelements (4) ausgebildet ist, und die Elastizität bewirkt, dass der vorstehende Abschnitt (41) des Passelements (4) den vertieften Abschnitt (21) des Einsetzelements (2) unter Druck kontaktiert, wenn das Einsetzelement (2) in das Passelement (4) eingesetzt wird.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der vertiefte Abschnitt (21) an jeder von entgegengesetzten Seitenoberflächen des Einsetzelements (2) ausgebildet ist, und der vorstehende Abschnitt (41) an jeder der Innenseitenoberflächen des Passelements (4), die einander zugewandt sind, ausgebildet ist.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass der vertiefte Abschnitt (21) und der vorstehende Abschnitt (41) jeweils eine Oberfläche in Form einer abgerundeten Form aufweisen.
Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsetzelement (2) mehrere eingepresste Abschnitte (22) aufweist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsetzelement (2) aus einer Metallplatte ohne Biegung konstruiert ist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Passelement (4) eine Verbindungsoberfläche (42), die mit dem Kontaktstellenteil (31) verbunden ist, und ein Paar von Armteilen (45) aufweist, die sich in einer zum Kontaktstellenteil (31) senkrechten Richtung erstrecken, und das Passelement (4) an der Verbindungsoberfläche (42), die mit dem Kontaktstellenteil (31) verbunden ist, dicker ist als an den Armteilen (45).
Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Passelement (4) einen Vorsprung (43) an einer Verbindungsoberfläche mit dem Kontaktstellenteil (31) aufweist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Passelement (4) eine Aussparung (44) in einer Verbindungsoberfläche mit dem Kontaktstellenteil (31) aufweist.