DE102014101022B3

DE102014101022B3 - Power semiconductor device

Info

Publication number: DE102014101022B3
Application number: DE102014101022.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Walter
Original assignee: Semikron GmbH and Co KG; Semikron Elektronik GmbH and Co KG
Current assignee: Semikron GmbH and Co KG; Semikron Elektronik GmbH and Co KG
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2015-02-19
Anticipated expiration: 2034-01-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leistungshalbleitereinrichtung mit Leistungshalbleiterbauelementen, einem Grundkörper und mit zu einer Matrix angeordneten Kondensatoren, wobei die Leistungshalbleitereinrichtung eine Kondensatorbefestigungsvorrichtung aufweist, die einen ersten und einen zweiten Außenkörper und ein zwischen dem ersten und dem zweiten Außenkörper angeordneten Mittelkörper aufweist, wobei der erste Außenkörper N erste Rahmenelemente, der zweite Außenkörper N zweite Rahmenelemente und der Mittelkörper N dritte und N vierte Rahmenelemente aufweist, wobei die ersten und dritten Rahmenelemente die in der ersten Spalte der Matrix angeordneten Kondensatoren lateral einrahmen und die zweiten und vierten Rahmenelemente die in der zweiten Spalte der Matrix angeordneten Kondensatoren lateral einrahmen, wobei die Kondensatorbefestigungsvorrichtung direkt oder indirekt mit dem Grundkörper verbunden ist. Die Erfindung schafft eine Leistungshalbleitereinrichtung, bei der die Kondensatoren der Leistungshalbleitereinrichtung sicher und zuverlässig befestigt sind, wobei die Befestigung der Kondensatoren rationell mit wenig Aufwand realisierbar ist. The invention relates to a power semiconductor device having power semiconductor components, a base body and arranged in a matrix capacitors, wherein the power semiconductor device comprises a capacitor fastening device having a first and a second outer body and a disposed between the first and second outer body center body, wherein the first outer body N first frame members, the second outer body N second frame members, and the centerbody N third and fourth frame members, the first and third frame members laterally framing the capacitors arranged in the first column of the matrix and the second and fourth frame members framing the second column of the matrix laterally frame arranged capacitors, wherein the capacitor fixing device is directly or indirectly connected to the main body. The invention provides a power semiconductor device in which the capacitors of the power semiconductor device are secured securely and reliably, wherein the attachment of the capacitors can be realized efficiently with little effort.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leistungshalbleitereinrichtung. The invention relates to a power semiconductor device.

Bei aus dem Stand der Technik bekannten Leistungshalbleitereinrichtungen sind im Allgemeinen auf einem Substrat Leistungshalbleiterbauelemente, wie z.B. Leistungshalbleiterschalter und Dioden angeordnet und mittels einer Leiterschicht des Substrats, sowie Bonddrähten und/oder einem Folienverbund miteinander elektrisch leitend verbunden. Die Leistungshalbleiterschalter liegen dabei im Allgemeinen in Form von Transistoren, wie z.B. IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) oder MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), oder in Form von Thyristoren vor. In power semiconductor devices known in the art, power semiconductor devices, such as a semiconductor device, are generally mounted on a substrate. Power semiconductor switches and diodes arranged and electrically conductively connected to each other by means of a conductor layer of the substrate, and bonding wires and / or a film composite. The power semiconductor switches are generally in the form of transistors, e.g. IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) or MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), or in the form of thyristors.

Die Leistungshalbleiterbauelemente sind dabei häufig elektrisch zu einer einzelnen oder mehreren sogenannten Halbbrückenschaltungen verschalten, die z.B. zum Gleich- und Wechselrichten von elektrischen Spannungen und Strömen verwendet werden. Leistungshalbleitereinrichtungen weisen dabei im Allgemeinen als Energiespeicher elektrisch parallel und/oder in Reihe geschaltete Kondensatoren auf, die im Allgemeinen eine an der Leistungshalbleitereinrichtung auftretende Gleichspannung puffern. Solche Kondensatoren werden fachüblich auch als Zwischenkreiskondensatoren bezeichnet. The power semiconductor components are often electrically connected to a single or a plurality of so-called half-bridge circuits, which are e.g. be used for Gleich- and inverting electrical voltages and currents. In this case, power semiconductor devices generally have, as an energy store, electrically parallel and / or series-connected capacitors, which generally buffer a DC voltage occurring at the power semiconductor device. Such capacitors are commonly referred to as DC link capacitors.

Die Kondensatoren sind über ihre elektrischen Anschlusselement mit einem einzelnen oder mehreren Komponenten der Leistungshalbleitereinrichtung mechanisch und elektrisch verbunden. Da Leistungshalbleitereinrichtungen häufig mechanischen Stoß- und/oder Schwingungsbelastungen ausgesetzt sind, kann es zu einem mechanischen Versagen der elektrischen Anschlusselemente der Kondensatoren kommen, was zu einer Beschädigung und Fehlfunktion der Leistungshalbleitereinrichtungen führt. The capacitors are mechanically and electrically connected via their electrical connection element to a single or a plurality of components of the power semiconductor device. Since power semiconductor devices are often exposed to mechanical shock and / or vibration loads, mechanical failure of the electrical connection elements of the capacitors can occur, which leads to damage and malfunction of the power semiconductor devices.

Aus der US 2012/0243142 A1 ist eine Kondensatorvorrichtung mit zylindrischen Kondensatoren bekannt, wobei die Kondensatoren von einer mehrstückigen Befestigungsvorrichtung gehalten werden. From the US 2012/0243142 A1 For example, a capacitor device with cylindrical capacitors is known, wherein the capacitors are held by a multi-piece fastening device.

Aus der DE 10 2012 000 996 A1 ist eine Energiespeicherzellenanordnung, die Energiespeicherzellen mit elektrischen Anschlusselementen, eine Leiterplatte und ein erstes Gehäuseteil aufweist, wobei die Energiespeicherzellen zumindest kraftschlüssig mit dem Gehäuseteil verbunden sind und wobei die elektrischen Anschlusselemente der Energiespeicherzellen mit der Leiterplatte stoffschlüssig verbunden sind, bekannt. From the DE 10 2012 000 996 A1 is an energy storage cell array having energy storage cells with electrical connection elements, a printed circuit board and a first housing part, wherein the energy storage cells are at least positively connected to the housing part and wherein the electrical connection elements of the energy storage cells are materially connected to the circuit board known.

Aus der US 2012/0081866 A1 ist eine Befestigungsvorrichtung für Kondensatoren bekannt, wobei die Befestigungsvorrichtung Aufnahmen aufweist in denen die Kondensatoren angeordnet sind, wobei die Wände der Aufnahmen jeweilig einen Schlitz aufweisen. From the US 2012/0081866 A1 a fastening device for capacitors is known, wherein the fastening device has receptacles in which the capacitors are arranged, wherein the walls of the receptacles each have a slot.

Aus der DE 40 23 249 A1 ist eine Befestigungsvorrichtung für zylinderförmige Kondensatoren unter Einsatz einer Rahmenplatte mit mindestens einer Öffnung, deren Breite geringfügig größer als der Durchmesser des kreisförmigen Querschnittes der aufzunehmenden Kondensatoren ist, wobei der sich zwischen zwei Kondensatoren ausbildende Zwischenraum durch mindestens ein Klemmstück aus zumindest teilweise elastischem Material ausfüllbar ist, bekannt. From the DE 40 23 249 A1 is a fastening device for cylindrical capacitors using a frame plate having at least one opening whose width is slightly larger than the diameter of the circular cross section of the male capacitors, wherein the space between two capacitors gap is filled by at least one clamping piece of at least partially elastic material, known.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Leistungshalbleitereinrichtung zu schaffen, bei der die Kondensatoren der Leistungshalbleitereinrichtung sicher und zuverlässig befestigt sind, wobei die Befestigung der Kondensatoren rationell mit wenig Aufwand realisierbar ist. It is an object of the invention to provide a power semiconductor device in which the capacitors of the power semiconductor device are secured securely and reliably, wherein the attachment of the capacitors can be realized efficiently with little effort.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Leistungshalbleitereinrichtung mit Leistungshalbleiterbauelementen, einem Grundkörper und mit zu einer Matrix angeordneten Kondensatoren, die mit den Leistungshalbleiterbauelementen elektrisch leitend verbunden sind, wobei die Matrix zwei Spalten und N Zeilen aufweist, wobei N ≥ 2 ist, wobei die Leistungshalbleitereinrichtung eine Kondensatorbefestigungsvorrichtung aufweist, die einen ersten und einen zweiten Außenkörper und ein zwischen dem ersten und dem zweiten Außenkörper angeordneten Mittelkörper aufweist, wobei der erste Außenkörper N erste Rahmenelemente, der zweite Außenkörper N zweite Rahmenelemente und der Mittelkörper N dritte und N vierte Rahmenelemente aufweist, wobei die ersten und dritten Rahmenelemente die in der ersten Spalte der Matrix angeordneten Kondensatoren lateral einrahmen und die zweiten und vierten Rahmenelemente die in der zweiten Spalte der Matrix angeordneten Kondensatoren lateral einrahmen, wobei der erste Außenkörper mindestens ein erstes Druckelement, der zweite Außenkörper mindestens ein zweites Druckelement und der Mittelkörper mindestens ein drittes Druckelement aufweist, wobei das mindestens eine erste Druckelement mittels mindestens einer ersten Schraubverbindung mit dem mindestens einen dritten Druckelement verbunden ist und beim Zuschrauben der mindestens einen ersten Schraubverbindung die ersten und dritten Rahmenelemente gegen die in der ersten Spalte der Matrix angeordneten Kondensatoren gedrückt werden, wobei das mindestens eine zweite Druckelement mittels mindestens einer zweiten Schraubverbindung mit dem mindestens einen dritten Druckelement verbunden ist und beim Zuschrauben der mindestens einen zweiten Schraubverbindung die zweiten und vierten Rahmenelemente gegen die in der zweiten Spalte der Matrix angeordneten Kondensatoren gedrückt werden, wobei die Kondensatorbefestigungsvorrichtung direkt oder indirekt mit dem Grundkörper verbunden ist. This object is achieved by a power semiconductor device with power semiconductor components, a base body and arranged in a matrix capacitors, which are electrically connected to the power semiconductor devices, wherein the matrix has two columns and N rows, where N ≥ 2, wherein the power semiconductor device is a capacitor attachment device comprising first and second outer bodies and a central body disposed between the first and second outer bodies, the first outer body having N first frame members, the second outer body N second frame members, and the centerbody N third and N fourth frame members and third frame elements laterally frame the capacitors arranged in the first column of the matrix and the second and fourth frame elements laterally frame the capacitors arranged in the second column of the matrix, wherein the first e outer body at least a first pressure element, the second outer body at least a second pressure element and the center body has at least a third pressure element, wherein the at least one first pressure element is connected by at least one first screw with the at least one third pressure element and upon screwing the at least one first screw the first and third frame elements are pressed against the capacitors arranged in the first column of the matrix, wherein the at least one second pressure element is connected by means of at least one second screw connection to the at least one third pressure element and when screwing the at least one second screw the second and fourth frame elements are pressed against the arranged in the second column of the matrix capacitors, wherein the capacitor fixing device is directly or indirectly connected to the main body.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn der erste Außenkörper und der zweite Außenkörper mit dem Mittelkörper einstückig ausgebildet sind, da dann die Befestigung der Kondensatoren besonders rationell mit sehr wenig Aufwand realisierbar ist. It proves to be advantageous if the first outer body and the second outer body are integrally formed with the center body, since then the attachment of the capacitors can be realized particularly efficiently with very little effort.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die ersten Rahmenelemente mit den dritten Rahmenelementen, und die zweiten Rahmenelemente mit den vierten Rahmenelementen jeweilig über mindestens ein elastisches Verbindungselement miteinander verbunden sind. Hierdurch wird eine besonders einfache einstückige Ausbildung des ersten und zweiten Außenkörpers mit dem Mittelkörper realisiert. Furthermore, it proves to be advantageous if the first frame elements with the third frame elements, and the second frame elements with the fourth frame elements are respectively connected to each other via at least one elastic connecting element. As a result, a particularly simple one-piece design of the first and second outer body is realized with the center body.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die ersten Rahmenelemente erste Kantenflächen aufweisen und die dritten Rahmenelemente dritte Kantenflächen aufweist, wobei die ersten und dritten Kantenflächen einander gegenüberliegend angeordnet sind und die ersten und dritten Kantenflächen beim Zuschrauben der mindestens einen ersten Schraubverbindung die maximal mögliche Weglänge, mit der sich die ersten und dritten Rahmenelemente aufeinander zu bewegen können, begrenzen, wobei die zweiten Rahmenelemente zweite Kantenflächen aufweisen und die vierten Rahmenelemente vierte Kantenflächen aufweisen, wobei die zweiten und vierten Kantenflächen einander gegenüberliegend angeordnet sind und die zweiten und vierten Kantenflächen beim Zuschrauben der mindestens einen zweiten Schraubverbindung die maximal mögliche Weglänge, mit der sich die zweiten und vierten Rahmenelemente aufeinander zu bewegen können, begrenzen. Hierdurch wird die Kraft, mit der die Rahmenelemente maximal auf die Kondensatoren drücken, begrenzt. Furthermore, it proves to be advantageous if the first frame elements have first edge surfaces and the third frame elements have third edge surfaces, wherein the first and third edge surfaces are arranged opposite each other and the first and third edge surfaces when screwing the at least one first screw the maximum possible path length, with which the first and third frame members can move toward each other, the second frame members having second edge surfaces and the fourth frame members having fourth edge surfaces, the second and fourth edge surfaces being opposed to each other and the second and fourth edge surfaces being at least a second screw the maximum possible path length with which the second and fourth frame elements can move toward each other limit. As a result, the force with which the frame elements press maximum on the capacitors, limited.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Leistungshalbleiterbauelemente thermisch leitend mit dem Grundkörper verbunden sind, wobei der Grundkörper als Grundplatte oder als Kühlkörper ausgebildet ist. Hierdurch wird ein kompakter Aufbau der Leistungshalbleitereinrichtung erzielt. Furthermore, it proves to be advantageous if the power semiconductor components are thermally conductively connected to the base body, wherein the base body is designed as a base plate or as a heat sink. As a result, a compact structure of the power semiconductor device is achieved.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Leistungshalbleiterbauelemente auf elektrischen leitenden Leiterbahnen angeordnet sind. Hierdurch wird ein kompakter Aufbau der Leistungshalbleitereinrichtung erzielt. Furthermore, it proves to be advantageous if the power semiconductor components are arranged on electrically conductive conductor tracks. As a result, a compact structure of the power semiconductor device is achieved.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn zwischen den elektrischen leitenden Leiterbahnen und dem Grundkörper eine elektrisch nicht leitende Isolationsschicht angeordnet ist, da dann der Grundkörper elektrisch potentialfrei angeordnet ist. Furthermore, it proves to be advantageous if an electrically non-conductive insulating layer is arranged between the electrically conductive conductor tracks and the base body, since then the base body is arranged electrically floating.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei zeigen: Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail below. Showing:

1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung, in einem noch nicht zusammengebauten Zustand, 1 3 is a perspective view of a power semiconductor device according to the invention, in a not yet assembled state,

2 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung im zusammengebauten Zustand, 2 a perspective view of a power semiconductor device according to the invention in the assembled state,

3 eine perspektivische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung, 3 a perspective sectional view of a power semiconductor device according to the invention,

4 eine perspektivische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung, 4 a perspective sectional view of a power semiconductor device according to the invention,

5 eine Ansicht von oben auf eine Kondensatorbefestigungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung, wobei die erste und zweite Schraube nicht dargestellt ist. 5 a top view of a capacitor mounting device of the power semiconductor device according to the invention, wherein the first and second screw is not shown.

6 eine Ansicht von oben auf eine weitere Ausbildung der Kondensatorbefestigungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung, wobei die ersten und zweiten Schrauben nicht dargestellt sind. 6 a top view of a further embodiment of the capacitor mounting device of the power semiconductor device according to the invention, wherein the first and second screws are not shown.

In den Figuren sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In den 1 bis 4 sind verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung 1 dargestellt. In 5 ist eine Ansicht von oben auf eine Kondensatorbefestigungsvorrichtung 7 der erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung 1 dargestellt. In the figures, the same elements are provided with the same reference numerals. In the 1 to 4 are different views of a power semiconductor device according to the invention 1 shown. In 5 is a top view of a capacitor mounting device 7 the power semiconductor device according to the invention 1 shown.

Die erfindungsgemäße Leistungshalbleitereinrichtung 1 weist Leistungshalbleiterbauelemente 2, einen Grundkörper 3 und mit zu einer Matrix angeordnete Kondensatoren 11, 12, 21 und 22 auf, die mit den Leistungshalbleiterbauelementen 2 elektrisch leitend verbunden sind, wobei die Matrix zwei Spalten und N Zeilen aufweist, wobei N ≥ 2 ist. Beim Ausführungsbeispiel ist N = 2, so dass die Kondensatoren 11, 12, 21 und 22 zu einer 2×2 Matrix angeordnet sind, wobei die erste Ziffer der Bezugszeichen der Kondensatoren die Spalte angibt und die zweite Ziffer der Bezugszeichen der Kondensatoren, die Zeile angibt. Das jeweilige Leistungshalbleiterbauelement liegt vorzugsweise in Form eines Leistungshalbleiterschalters oder einer Diode vor. Die Leistungshalbleiterschalter liegen dabei im Allgemeinen in Form von Transistoren, wie z.B. IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) oder MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), oder in Form von Thyristoren vor. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels sind die Leistungshalbleiterbauelemente 2 als MOSFETs ausgebildet. The power semiconductor device according to the invention 1 has power semiconductor components 2 , a basic body 3 and capacitors arranged in a matrix 11 . 12 . 21 and 22 on that with the power semiconductor devices 2 electrically connected, wherein the matrix has two columns and N rows, where N ≥ 2. In the embodiment, N = 2, so that the capacitors 11 . 12 . 21 and 22 are arranged to a 2 × 2 matrix, wherein the first digit of the reference numerals of the capacitors indicates the column and the second digit of the reference numerals of the capacitors, the row indicates. The respective power semiconductor component is preferably in the form of a power semiconductor switch or a diode. The power semiconductor switches are generally in the form of transistors, such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) or MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), or in the form of thyristors. In the context of the embodiment, the power semiconductor components 2 are formed as MOSFETs.

Die Leistungshalbleiterbauelemente 2 sind vorzugsweise auf elektrischen leitenden Leiterbahnen 23a, 23b und 23c angeordnet und mit den Leiterbahnen 23a, 23b und 23c verbunden. Zwischen den Leiterbahnen 23a, 23b und 23c und dem Grundkörper 3 ist eine elektrisch nicht leitende Isolationsschicht 56 angeordnet, die im Rahmen des Ausführungsbeispiels in Form einer Folie ausgebildet ist. Die Leiterbahnen 23a, 23b und 23c und die Isolationsschicht 56 bilden zusammen ein Substrat aus. Die Leiterbahnen 23a, 23b und 23c können dabei jeweilig z.B. auch durch ein Leadframe gebildet werden. Das Substrat kann z.B. auch in Form eines Direct Copper Bonded Substrats (DCB-Substrat) vorliegen. The power semiconductor components 2 are preferably on electrically conductive tracks 23a . 23b and 23c arranged and with the tracks 23a . 23b and 23c connected. Between the tracks 23a . 23b and 23c and the body 3 is an electrically non-conductive insulation layer 56 arranged, which is formed in the form of a film in the context of the embodiment. The tracks 23a . 23b and 23c and the insulation layer 56 together form a substrate. The tracks 23a . 23b and 23c can be formed in each case, for example, by a leadframe. The substrate can also be present, for example, in the form of a direct copper bonded substrate (DCB substrate).

Die Leistungshalbleiterbauelemente 2 sind vorzugsweise thermisch leitend mit dem Grundkörper 3 verbunden, wobei beim Ausführungsbeispiel, die Leistungshalbleiterbauelemente 2 über die Leiterbahnen 23a, 23b und 23c und über die Isolationsschicht 56 thermisch leitend mit dem Grundkörper 3 verbunden sind. Der Grundkörper 3 kann z.B. als Grundplatte, die z.B. mit einem Kühlkörper thermisch leitend verbunden sein kann, oder wie beim Ausführungsbeispiel als Kühlkörper ausgebildet sein. Der Kühlkörper 3 kann dabei Kühlfinnen oder, wie in 3 und 4 dargestellt, Kühlpins 34 aufweisen. The power semiconductor components 2 are preferably thermally conductive with the main body 3 connected, wherein in the embodiment, the power semiconductor devices 2 over the tracks 23a . 23b and 23c and over the insulation layer 56 thermally conductive with the main body 3 are connected. The main body 3 For example, as a base plate, which may be connected to a heat sink, for example, thermally conductive, or as in the embodiment may be formed as a heat sink. The heat sink 3 Can cooling fins or, as in 3 and 4 shown, cooling pins 34 exhibit.

Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass der Grundkörper 3 aber auch in Form eines anderen vorzugsweise mechanisch belastbaren Bauteils der Leistungshalbleitereinrichtung 1 vorliegen kann. It should be noted at this point that the main body 3 but also in the form of another preferably mechanically loadable component of the power semiconductor device 1 may be present.

Im Rahmen des Ausführungsbeispiels sind die Leistungshalbleiterbauelemente 2 elektrisch zu Halbbrückenschaltungen verschalten, die z.B. zum Gleich- und Wechselrichten von elektrischen Spannungen und Strömen verwendet werden können. Die Leistungshalbleitereinrichtung 1 weist als Energiespeicher die elektrisch parallel und/oder in Reihe geschaltete Kondensatoren 11, 12, 21 und 22 auf, die eine an der Leistungshalbleitereinrichtung 1 auftretende Gleichspannung puffern. Die Kondensatoren 11, 12, 21 und 22 dienen beim Ausführungsbeispiel solchermaßen als Zwischenkreiskondensatoren, sie können jedoch auch einem anderen Zweck dienen. Within the scope of the exemplary embodiment, the power semiconductor components are 2 interconnect electrically to half-bridge circuits, which can be used for example for DC and inversion of electrical voltages and currents. The power semiconductor device 1 has as energy storage the electrically parallel and / or in series capacitors 11 . 12 . 21 and 22 on, the one on the power semiconductor device 1 buffer occurring DC voltage. The capacitors 11 . 12 . 21 and 22 serve in the embodiment in such a way as DC link capacitors, but they can also serve a different purpose.

Die Leistungshalbleitereinrichtung 1 weist im Rahmen des Ausführungsbeispiels ein erstes elektrisch leitendes Gleichspannungslastanschlusselement DC1 auf, das mit der Leiterbahnen 23a verbunden ist und ein zweites elektrisch leitendes Gleichspannungslastanschlusselement DC2 auf, das mit der Leiterbahnen 23c verbunden ist. Die an der Leistungshalbleitereinrichtung 1 auftretende Gleichspannung liegt zwischen den Leiterbahnen 23a und 23c an. Die Leiterbahnen 23c liegt auf Wechselspannungspotential, wobei in den Figuren, der Übersichtlichkeit halber ein mit der Leiterbahnen 23c verbundenes Wechselspannungslastanschlusselement nicht dargestellt ist. Wie in 1 dargestellt, weist das jeweilige Leistungshalbleitermodul 1 Steueranschlusselemente G1 und G2 auf, die zur Ansteuerung der Leistungshalbleiterbauelemente 2 dienen. The power semiconductor device 1 As part of the embodiment, a first electrically conductive DC load terminal DC1, which with the conductor tracks 23a is connected and a second electrically conductive DC load terminal DC2, which is connected to the conductor tracks 23c connected is. The at the power semiconductor device 1 occurring DC voltage is between the tracks 23a and 23c at. The tracks 23c lies on AC potential, in the figures, for the sake of clarity, one with the tracks 23c Connected AC voltage load connection element is not shown. As in 1 shown, the respective power semiconductor module 1 Control terminal elements G1 and G2, which are used to drive the power semiconductor components 2 serve.

Die Kondensatoren 11, 12, 21 und 22 sind auf einer Leiterplatte 24 angeordnet. Die elektrischen ersten Anschlusselemente 35 der Kondensatoren 11, 12, 21 und 22 sind, wie in 3 dargestellt, mit der Leiterbahn 23a, bzw. mit der Leiterbahn 23c verbunden. Die elektrischen zweiten Anschlusselemente 36 der Kondensatoren 11, 12, 21 und 22 sind mit auf der Unterseite der Leiterplatte 24 angeordneten elektrisch leitenden Leiterbahnen der Leiterplatte 24 verbunden, wobei die Leiterbahnen der Leiterplatte 24 der Übersichtlichkeit halber in 3 nicht dargestellt sind. Die Kondensatoren 11, 12, 21 und 22 sind mittels der Leiterbahnen der Leiterplatte 24 elektrisch verschalten. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels sind die ersten Anschlusselemente 35 der Kondensatoren 11 und 12 als elektrisch positives Potential führende Anschlusselemente und die ersten Anschlusselemente 35 der Kondensatoren 21 und 22 als elektrisch negatives Potential führende Anschlusselemente ausgebildet. Entsprechend sind die die zweiten Anschlusselemente 36 der Kondensatoren 11 und 12 als elektrisch negatives Potential führende Anschlusselemente und die zweiten Anschlusselemente 36 der Kondensatoren 21 und 22 als elektrisch positives Potential führende Anschlusselemente ausgebildet. The capacitors 11 . 12 . 21 and 22 are on a circuit board 24 arranged. The electrical first connection elements 35 of the capacitors 11 . 12 . 21 and 22 are, as in 3 shown, with the conductor track 23a , or with the conductor track 23c connected. The electrical second connection elements 36 of the capacitors 11 . 12 . 21 and 22 are with on the bottom of the circuit board 24 arranged electrically conductive traces of the circuit board 24 connected, wherein the conductor tracks of the circuit board 24 for clarity in 3 are not shown. The capacitors 11 . 12 . 21 and 22 are by means of the conductor tracks of the circuit board 24 electrically interconnect. In the context of the embodiment, the first connection elements 35 of the capacitors 11 and 12 as electrically positive potential leading connection elements and the first connection elements 35 of the capacitors 21 and 22 formed as electrically negative potential leading connection elements. Accordingly, the second connection elements 36 of the capacitors 11 and 12 as electrically negative potential leading connection elements and the second connection elements 36 of the capacitors 21 and 22 formed as electrically positive potential leading terminal elements.

Im Rahmen des Ausführungsbeispiels ist zwischen der Leiterplatte 24 und dem Grundkörper 3 ein Abstandselement 25 angeordnet. In the context of the embodiment is between the circuit board 24 and the body 3 a spacer element 25 arranged.

Zur mechanischen Befestigung der Kondensatoren 11, 12, 21 und 22, weist die Leistungshalbleitereinrichtung 1 erfindungsgemäß eine Kondensatorhaltevorrichtung 7 auf, die einen ersten Außenkörper 4 und einen zweiten Außenkörper 5 und einen zwischen dem ersten und dem zweiten Außenkörper 4 und 5 angeordneten Mittelkörper 6 aufweist. Der erste Außenkörper 4 weist N erste Rahmenelemente 8, der zweite Außenkörper weist N zweite Rahmenelemente 9 und der Mittelkörper weist N dritte Rahmenelemente 10 und N vierte Rahmenelemente 13 auf. Die ersten und dritten Rahmenelemente 8 und 10 rahmen, wie in 2 bis 4 dargestellt, die in der ersten Spalte der Matrix angeordneten Kondensatoren 11 und 12 lateral ein und die zweiten und vierten Rahmenelemente 9 und 13 rahmen die in der zweiten Spalte der Matrix angeordneten Kondensatoren 21 und 22 lateral ein, wobei die ersten und dritten Rahmenelemente 8 und 10 nicht notwendigerweise vollständig die Umfangsflächen 50 der Kondensatoren 11 und 12 umschließen und die zweiten und vierten Rahmenelemente 9 und 13 nicht notwendigerweise vollständig die Umfangsflächen 51 der Kondensatoren 21 und 22 umschießen. Die Rahmenelemente können dabei auch so ausgebildet sein, dass die Rahmenelemente die Umfangsflächen der Kondensatoren vollständig umschließen. Die ersten und dritten Rahmenelemente 8 und 10 sind zueinander gegenüberliegend angeordnet und die zweiten und vierten Rahmenelemente 9 und 13 sind zueinander gegenüberliegend angeordnet. For mechanical fastening of the capacitors 11 . 12 . 21 and 22 has the power semiconductor device 1 According to the invention, a capacitor holding device 7 on, the first outer body 4 and a second outer body 5 and one between the first and second outer bodies 4 and 5 arranged central body 6 having. The first outer body 4 N has first frame elements 8th , the second outer body has N second frame members 9 and the centerbody has N third frame elements 10 and N fourth frame members 13 on. The first and third frame elements 8th and 10 frame, as in 2 to 4 shown arranged in the first column of the matrix capacitors 11 and 12 one laterally and the second and fourth frame members 9 and 13 frame the capacitors arranged in the second column of the matrix 21 and 22 lateral, with the first and third frame members 8th and 10 not necessarily completely the peripheral surfaces 50 of the capacitors 11 and 12 enclose and the second and fourth frame elements 9 and 13 not necessarily completely the peripheral surfaces 51 of the capacitors 21 and 22 umschießen. The frame elements can also be designed so that the frame elements completely enclose the peripheral surfaces of the capacitors. The first and third frame elements 8th and 10 are arranged opposite to each other and the second and fourth frame members 9 and 13 are arranged opposite each other.

Die geometrische Form der Rahmenelemente ist vorzugsweise korrespondierend zur geometrischen Form des Abschnitts der Umfangsfläche der Kondensatoren, der den Rahmenelementen jeweilig zugewandt angeordnet ist, ausgebildet. Beim Ausführungsbeispiel weisen die Umfangsflächen 50 und 51 der Kondensatoren eine zylindrische geometrische Form auf, so dass die ersten, zweien, dritten und vierten Rahmenelemente 8, 9, 10 und 13 eine kreisbogenförmige geometrische Form, die an die zylindrische geometrische Form der Umfangsflächen 50 und 51 der Kondensatoren angepasst ist, aufweisen. The geometric shape of the frame elements is preferably formed corresponding to the geometric shape of the portion of the peripheral surface of the capacitors, which is arranged facing the frame elements respectively, formed. In the embodiment, the peripheral surfaces 50 and 51 of the capacitors to a cylindrical geometric shape, so that the first, second, third and fourth frame elements 8th . 9 . 10 and 13 a circular arc-shaped geometric shape that matches the cylindrical geometric shape of the peripheral surfaces 50 and 51 the capacitors is adapted to have.

Der erste Außenkörper 4 weist mindestens ein erstes Druckelement 14, der zweite Außenkörper 5 weist mindestens ein zweites Druckelement 15 und der Mittelkörper 6 weist mindestens ein drittes Druckelement 16 auf (siehe 4). Das mindestens eine erste Druckelement 14 ist mit den ersten Rahmenelementen 8 einstückig ausgebildet. Das mindestens eine zweite Druckelement 15 ist mit den zweiten Rahmenelementen 9 einstückig ausgebildet. Das mindestens eine dritte Druckelement 16 ist mit den dritten und vierten Rahmenelementen 10 und 13 einstückig ausgebildet. Das mindestens eine erste Druckelement 14 ist mittels mindestens einer ersten Schraubverbindung 17 mit dem mindestens einen dritten Druckelement 16 verbunden. Beim Zuschrauben der mindestens einen ersten Schraubverbindung 17 werden die ersten und dritten Rahmenelemente 8 und 10 gegen die in der ersten Spalte der Matrix angeordneten Kondensatoren 11 und 12 gedrückt. Weiterhin ist das mindestens eine zweite Druckelement 15 mittels mindestens einer zweiten Schraubverbindung 18 mit dem mindestens einen dritten Druckelement 16 verbunden. Beim Zuschrauben der mindestens einen zweiten Schraubverbindung 18 werden die zweiten und vierten Rahmenelemente 9 und 13 gegen die in der zweiten Spalte der Matrix angeordneten Kondensatoren 21 und 22 gedrückt. The first outer body 4 has at least one first pressure element 14 , the second outer body 5 has at least one second pressure element 15 and the centerbody 6 has at least a third pressure element 16 on (see 4 ). The at least one first pressure element 14 is with the first frame elements 8th integrally formed. The at least one second pressure element 15 is with the second frame elements 9 integrally formed. The at least one third pressure element 16 is with the third and fourth frame elements 10 and 13 integrally formed. The at least one first pressure element 14 is by means of at least a first screw connection 17 with the at least one third pressure element 16 connected. When screwing the at least one first screw 17 become the first and third frame elements 8th and 10 against the capacitors arranged in the first column of the matrix 11 and 12 pressed. Furthermore, this is at least one second pressure element 15 by means of at least one second screw connection 18 with the at least one third pressure element 16 connected. When screwing the at least one second screw 18 become the second and fourth frame elements 9 and 13 against the capacitors arranged in the second column of the matrix 21 and 22 pressed.

Im Rahmen des Ausführungsbeispiels weist zur Realisierung der ersten Schraubverbindung 17, das erste Druckelement 14 einen ersten Kanal 27 auf und das dritte Druckelement 16 einen dritten Kanal 29 auf, wobei das Gewinde einer ersten Schraube 17a durch den ersten Kanal 27 hindurchgeführt wird und zum Zuschrauben der ersten Schraubverbindung 17, die Schraube 17a in den dritten Kanal 29 eingeschraubt wird. Beim Ausführungsbeispiel weist die erste Schraube 17a ein Gewinde auf, das sich bei Einschrauben der ersten Schraube 17a in den dritten Kanal 29, in das Material des dritten Druckelements 16 einschneidet. Die erste Schraube 17a wird solchermaßen in ein Ende des dritten Kanals 29 eingeschraubt. Alternativ kann im dritten Kanal 29 eine mit einem Innengewinde versehene Hülse angeordnet sein in die das Gewinde der ersten Schraube 17a eingeschraubt wird. In the context of the embodiment, to realize the first screw 17 , the first printing element 14 a first channel 27 on and the third pressure element 16 a third channel 29 on, with the thread of a first screw 17a through the first channel 27 is passed and for screwing the first screw 17 , the screw 17a in the third channel 29 is screwed in. In the embodiment, the first screw 17a a thread that turns when screwing the first screw 17a in the third channel 29 , in the material of the third pressure element 16 cuts. The first screw 17a thus becomes an end of the third channel 29 screwed. Alternatively, in the third channel 29 a sleeve provided with an internal thread can be arranged in the thread of the first screw 17a is screwed in.

Im Rahmen des Ausführungsbeispiels weist zur Realisierung der zweiten Schraubverbindung 18, das zweite Druckelement 15 einen zweiten Kanal 28 auf und das dritte Druckelement 16 den dritten Kanal 29 auf, wobei das Gewinde einer zweiten Schraube 18a durch den zweiten Kanal 28 hindurchgeführt wird und zum Zuschrauben der zweiten Schraubverbindung 18, die zweite Schraube 18a in den dritten Kanal 29 eingeschraubt wird. Beim Ausführungsbeispiel weist die zweite Schraube 18a ein Gewinde auf, das sich bei Einschrauben der zweiten Schraube 18a in den dritten Kanal 29, in das Material des dritten Druckelements 16 einschneidet. Die zweite Schraube 18a wird solchermaßen in das andere Ende des dritten Kanals 29 eingeschraubt. Alternativ kann im dritten Kanal 29 eine mit einem Innengewinde versehene Hülse angeordnet sein, in die das Gewinde der zweiten Schraube 18a eingeschraubt wird. In the context of the embodiment, for realizing the second screw connection 18 , the second pressure element 15 a second channel 28 on and the third pressure element 16 the third channel 29 on, with the thread of a second screw 18a through the second channel 28 is passed and for screwing the second screw 18 , the second screw 18a in the third channel 29 is screwed in. In the embodiment, the second screw 18a a thread that turns when screwing the second screw 18a in the third channel 29 , in the material of the third pressure element 16 cuts. The second screw 18a thus becomes the other end of the third channel 29 screwed. Alternatively, in the third channel 29 be provided with an internally threaded sleeve, in which the thread of the second screw 18a is screwed in.

Die entsprechenden Druckelemente können jeweilig auch mit mehreren ersten bzw. mehreren zweiten Schraubverbindungen miteinander verbunden sein. The corresponding pressure elements can also be connected to each other with a plurality of first or a plurality of second screw connections.

Es sei angemerkt, dass der erste Außenkörper auch mehrere erste Druckelemente und der zweite Außenkörper auch mehrere zweite Druckelemente und der Mittelkörper auch mehrere dritte Druckelemente aufweisen kann, die übereinander und/oder nebeneinander angeordnet sein können, wobei die ersten Druckelemente, die zweiten Druckelemente und die dritten Druckelemente entsprechend wie in den oben stehenden Absätzen ausgebildet und miteinander verbunden sind. It should be noted that the first outer body can also have a plurality of first pressure elements and the second outer body can also have a plurality of second pressure elements and the center body can also have a plurality of third pressure elements which can be arranged one above the other and / or next to each other, wherein the first pressure elements, the second pressure elements and the third printing elements are formed as in the above paragraphs and connected to each other.

Die Kondensatorbefestigungsvorrichtung 7 ist direkt oder indirekt mit dem Grundkörper 3 verbunden, wobei beim Ausführungsbeispiel die Kondensatorbefestigungsvorrichtung 7 direkt über dritte Schrauben 26a, welche in mit Innengewinde versehene Sacklöcher 33 des Grundkörpers 3 eingeschraubt werden, mit dem Grundkörper 3 verbunden ist. Der erste und zweite Außenkörper 14 und 15 weisen Durchgangslöcher 30, die Leiterplatte 24 Durchgangslöcher 31 und das Abstandselement 25 Durchgangslöcher 32 auf, durch die die Gewinde der dritten Schrauben 26a hindurchgeführt werden. Alternativ könnte die Kondensatorbefestigungsvorrichtung 7 auch indirekt mit dem Grundkörper 3 verbunden sein, indem die Kondensatorbefestigungsvorrichtung 7 z.B. über Schrauben mit dem Abstandselement 25 verschraubt ist und das Abstandselement 25 über weitere Schrauben mit dem Grundkörper 3 verschraubt ist. The capacitor fixing device 7 is directly or indirectly with the body 3 connected, wherein in the embodiment, the capacitor fixing device 7 directly via third screws 26a , which are in internally threaded blind holes 33 of the basic body 3 be screwed in, with the main body 3 connected is. The first and second outer body 14 and 15 have through holes 30 , the circuit board 24 Through holes 31 and the spacer 25 Through holes 32 on, through which the threads of the third screws 26a be passed. Alternatively, the capacitor mounting device could 7 also indirectly with the basic body 3 be connected by the capacitor mounting device 7 eg via screws with the spacer element 25 is bolted and the spacer element 25 over other screws with the main body 3 is screwed.

Die Kondensatoren 11, 12, 21 und 22 der Leistungshalbleitereinrichtung 1 sind solchermaßen mittels der Kondensatorbefestigungsvorrichtung 7 sicher und zuverlässig befestigt, wobei die Befestigung der Kondensatoren 11, 12, 21 und 22 rationell mit wenig Aufwand mittels weniger Arbeitsschritte und Elemente realisierbar ist. The capacitors 11 . 12 . 21 and 22 the power semiconductor device 1 are thus by means of the capacitor mounting device 7 securely and reliably fastened, with the attachment of the capacitors 11 . 12 . 21 and 22 rationally with little effort by means of fewer steps and elements is feasible.

Vorzugsweise sind der erste Außenkörper 4 und der zweite Außenkörper 5 mit dem Mittelkörper 6 einstückig ausgebildet. Das einstückig ausgebildete Formteil, bestehend aus dem ersten Außenkörper 4, dem zweiten Außenkörper 5 und dem Mittelkörper 6, ist über die Kondensatoren 11, 12, 21 und 22 gestülpt angeordnet. Das Formteil besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff. Vorzugsweise sind dabei die ersten Rahmenelemente 8 mit den dritten Rahmenelementen 10, und die zweiten Rahmenelemente 9 mit den vierten Rahmenelementen 13 jeweilig über mindestens ein elastisches Verbindungselement 19 bzw. 20 miteinander verbunden. Die elastischen Verbindungselemente sind dabei vorzugsweise im Vergleich zur Wandstärke der Rahmelemente dünn ausgebildet. Der erste Außenkörper 4 und der zweite Außenkörper 15 und der Mittelkörper 6 und die Verbindungselemente 19 und 20 liegen vorzugsweise zusammen in Form eines einstückig ausgebildeten Kunststoffformteils 7a vor. Das Formteil bzw. das Kunststoffformteil 7a besteht vorzugsweise aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoff. Preferably, the first outer body 4 and the second outer body 5 with the centerbody 6 integrally formed. The integrally formed molding, consisting of the first outer body 4 , the second outer body 5 and the centerbody 6 , is about the capacitors 11 . 12 . 21 and 22 slipped arranged. The molded part is preferably made of a plastic. Preferably, the first frame elements are 8th with the third frame elements 10 , and the second frame elements 9 with the fourth frame elements 13 respectively via at least one elastic connecting element 19 respectively. 20 connected with each other. The elastic connecting elements are preferably made thin compared to the wall thickness of the cream elements. The first outer body 4 and the second outer body 15 and the centerbody 6 and the connecting elements 19 and 20 are preferably together in the form of an integrally formed plastic molding 7a in front. The molding or the plastic molding 7a preferably consists of a thermoplastic or thermosetting plastic.

Wenn der erste Außenkörper 4 und der zweite Außenkörper 5 mit dem Mittelkörper 6 einstückig ausgebildet ist, ist die Befestigung der Kondensatoren 11, 12, 21 und 22 besonders rationell mit besonders wenig Aufwand realisierbar. Wie in 1 zu sehen wird das einstückig ausgebildete Kunststoffformteil 7a zur Befestigung der Kondensatoren 11, 12, 21 und 22 über die Kondensatoren 11, 12, 21 und 22 gestülpt und anschließend die erste und zweite Schraubverbindung 17 und 18 zugeschraubt und das Kunststoffformteil 7a mittels der Schrauben 26a mit dem Grundkörper 3 verbunden. When the first outer body 4 and the second outer body 5 with the centerbody 6 is integrally formed, is the attachment of the capacitors 11 . 12 . 21 and 22 particularly rationally with very little effort feasible. As in 1 to see the integrally formed plastic molding 7a for fixing the capacitors 11 . 12 . 21 and 22 over the capacitors 11 . 12 . 21 and 22 slipped and then the first and second screw 17 and 18 screwed and the plastic molding 7a by means of screws 26a with the main body 3 connected.

Im Rahmen des Ausführungsbeispiels weisen die ersten Rahmenelemente 8 erste Kantenflächen 52 auf und die dritten Rahmenelemente 10 dritte Kantenflächen 53 auf, wobei die ersten und dritten Kantenfläche 52 und 53 einander gegenüberliegend angeordnet sind und die ersten und dritten Kantenfläche 52 und 53 beim Zuschrauben der ersten Schraubverbindung 17, die maximal mögliche Weglänge mit der sich die ersten Rahmenelement 8 und die dritten Rahmenelemente 10 aufeinander zu bewegen können, begrenzen. Entsprechend weisen im Rahmen des Ausführungsbeispiels die zweiten Rahmenelemente 9 zweite Kantenflächen 54 auf und die vierten Rahmenelemente 13 vierte Kantenflächen 55 auf, wobei die zweiten und vierten Kantenfläche 54 und 55 einander gegenüberliegend angeordnet sind und die zweiten und vierten Kantenfläche 54 und 55 beim Zuschrauben der zweiten Schraubverbindungen 18, die maximal mögliche Weglänge mit der sich die zweiten Rahmenelemente 9 und die vierten Rahmenelement 13 aufeinander zu bewegen können, begrenzen. In the context of the embodiment, the first frame elements 8th first edge surfaces 52 on and the third frame elements 10 third edge surfaces 53 on, with the first and third edge surface 52 and 53 are arranged opposite each other and the first and third edge surface 52 and 53 when screwing the first screw 17 , the maximum possible path length with which the first frame element 8th and the third frame elements 10 limit each other. Accordingly, in the context of the embodiment, the second frame elements 9 second edge surfaces 54 on and the fourth frame elements 13 fourth edge surfaces 55 on, with the second and fourth edge surface 54 and 55 are arranged opposite each other and the second and fourth edge surface 54 and 55 when screwing the second screw 18 , the maximum possible path length with which the second frame elements 9 and the fourth frame element 13 limit each other.

Hierdurch wird die Kraft mit der die Rahmenelemente maximal auf die Kondensatoren drücken begrenzt. As a result, the maximum force with which the frame elements press on the capacitors is limited.

In 6 ist eine Ansicht von oben auf eine weitere Ausbildung einer Kondensatorbefestigungsvorrichtung 7 einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung dargestellt, wobei die ersten und zweiten Schrauben nicht dargestellt sind. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß der 1 bis 5 liegen bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung acht anstatt von vier Kondensatoren vor, die mittels der Kondensatorbefestigungsvorrichtung 7 gemäß 6 befestigt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist N = 4 und es sind jeweils zwei erste Druckelemente 14, zwei zweite Druckelemente 15 und zwei dritte Druckelemente 16 mit entsprechenden ersten und zweiten Schraubverbindungen vorhanden. Ansonsten entspricht, das Ausführungsbeispiel gemäß 6 dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 bis 5. Es sei angemerkt, dass bei Ausführungsbeispielen der Erfindung bei der N > 2 ist, nicht notwendigerweise mehr Druckelemente vorhanden sein müssen als bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß der 1 bis 5. Die Druckelemente können so z.B. auch größer ausgebildet sein und solchermaßen Druck auf eine größere Anzahl von Rahmenelementen ausüben als beim Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß der 1 bis 5. In 6 is a top view of another embodiment of a capacitor mounting device 7 a power semiconductor device according to the invention, wherein the first and second screws are not shown. In contrast to the embodiment of the invention according to the 1 to 5 In this embodiment of the invention, there are eight instead of four capacitors, which by means of the capacitor mounting device 7 according to 6 be attached. In this embodiment, N = 4 and there are two first printing elements 14 , two second printing elements 15 and two third printing elements 16 with corresponding first and second screw connections available. Otherwise corresponds, the embodiment according to 6 the embodiment according to the 1 to 5 , It should be noted that in embodiments of the invention where N> 2, there need not necessarily be more pressure elements than in the embodiment of the invention according to FIG 1 to 5 , For example, the pressure elements can also be made larger and thus exert pressure on a larger number of frame elements than in the exemplary embodiment of the invention according to FIG 1 to 5 ,

Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass selbstverständlich Merkmale von verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, sofern sich die Merkmale nicht gegenseitig ausschließen, beliebig miteinander kombiniert werden können. It should be noted at this point that, of course, features of different embodiments of the invention, as long as the features are not mutually exclusive, can be combined as desired.

Claims

Leistungshalbleitereinrichtung mit Leistungshalbleiterbauelementen (2), einem Grundkörper (3) und mit zu einer Matrix angeordneten Kondensatoren (11, 12, 21, 22), die mit den Leistungshalbleiterbauelementen (2) elektrisch leitend verbunden sind, wobei die Matrix zwei Spalten und N Zeilen aufweist, wobei N ≥ 2 ist, wobei die Leistungshalbleitereinrichtung (1) eine Kondensatorbefestigungsvorrichtung (7) aufweist, die einen ersten und einen zweiten Außenkörper (4, 5) und ein zwischen dem ersten und dem zweiten Außenkörper (4, 5) angeordneten Mittelkörper (6) aufweist, wobei der erste Außenkörper (4) N erste Rahmenelemente (8), der zweite Außenkörper (5) N zweite Rahmenelemente (9) und der Mittelkörper (6) N dritte und N vierte Rahmenelemente (10, 13) aufweist, wobei die ersten und dritten Rahmenelemente (8, 10) die in der ersten Spalte der Matrix angeordneten Kondensatoren (11, 12) lateral einrahmen und die zweiten und vierten Rahmenelemente (9, 13) die in der zweiten Spalte der Matrix angeordneten Kondensatoren (21, 22) lateral einrahmen, wobei der erste Außenkörper (4) mindestens ein erstes Druckelement (14), der zweite Außenkörper (5) mindestens ein zweites Druckelement (15) und der Mittelkörper (6) mindestens ein drittes Druckelement (16) aufweist, wobei das mindestens eine erste Druckelement (14) mittels mindestens einer ersten Schraubverbindung (17) mit dem mindestens einen dritten Druckelement (16) verbunden ist und beim Zuschrauben der mindestens einen ersten Schraubverbindung (17) die ersten und dritten Rahmenelemente (8, 10) gegen die in der ersten Spalte der Matrix angeordneten Kondensatoren (11, 12) gedrückt werden, wobei das mindestens eine zweite Druckelement (15) mittels mindestens einer zweiten Schraubverbindung (18) mit dem mindestens einen dritten Druckelement (16) verbunden ist und beim Zuschrauben der mindestens einen zweiten Schraubverbindung (18) die zweiten und vierten Rahmenelemente (9, 13) gegen die in der zweiten Spalte der Matrix angeordneten Kondensatoren (21, 22) gedrückt werden, wobei die Kondensatorbefestigungsvorrichtung (7) direkt oder indirekt mit dem Grundkörper (3) verbunden ist. Power semiconductor device with power semiconductor components ( 2 ), a basic body ( 3 ) and with capacitors arranged in a matrix ( 11 . 12 . 21 . 22 ) associated with the power semiconductor devices ( 2 ) are electrically connected, wherein the matrix has two columns and N rows, where N ≥ 2, wherein the power semiconductor device ( 1 ) a capacitor mounting device ( 7 ) having a first and a second outer body ( 4 . 5 ) and between the first and the second outer body ( 4 . 5 ) arranged central body ( 6 ), wherein the first outer body ( 4 ) N first frame elements ( 8th ), the second outer body ( 5 ) N second frame elements ( 9 ) and the middle body ( 6 ) N third and N fourth frame elements ( 10 . 13 ), wherein the first and third frame elements ( 8th . 10 ) the capacitors arranged in the first column of the matrix ( 11 . 12 ) frame laterally and the second and fourth frame elements ( 9 . 13 ) the capacitors arranged in the second column of the matrix ( 21 . 22 ) frame laterally, wherein the first outer body ( 4 ) at least one first pressure element ( 14 ), the second outer body ( 5 ) at least one second pressure element ( 15 ) and the middle body ( 6 ) at least one third pressure element ( 16 ), wherein the at least one first pressure element ( 14 ) by means of at least one first screw connection ( 17 ) with the at least one third pressure element ( 16 ) and when screwing the at least one first screw ( 17 ) the first and third frame elements ( 8th . 10 ) against the capacitors arranged in the first column of the matrix ( 11 . 12 ), wherein the at least one second pressure element ( 15 ) by means of at least one second screw connection ( 18 ) with the at least one third pressure element ( 16 ) and when screwing the at least one second screw ( 18 ) the second and fourth frame elements ( 9 . 13 ) against the capacitors arranged in the second column of the matrix ( 21 . 22 ), wherein the capacitor mounting device ( 7 ) directly or indirectly with the main body ( 3 ) connected is.

Leistungshalbleitereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Außenkörper (4) und der zweite Außenkörper (5) mit dem Mittelkörper (6) einstückig ausgebildet sind. Power semiconductor device according to claim 1, characterized in that the first outer body ( 4 ) and the second outer body ( 5 ) with the middle body ( 6 ) are integrally formed.

Leistungshalbleitereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Rahmenelemente (8) mit den dritten Rahmenelementen (10), und die zweiten Rahmenelemente (9) mit den vierten Rahmenelementen (13) jeweilig über mindestens ein elastisches Verbindungselement (19, 20) miteinander verbunden sind. Power semiconductor device according to claim 2, characterized in that the first frame elements ( 8th ) with the third frame elements ( 10 ), and the second frame elements ( 9 ) with the fourth frame elements ( 13 ) in each case via at least one elastic connecting element ( 19 . 20 ) are interconnected.

Leistungshalbleitereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Rahmenelemente (8) erste Kantenflächen (52) aufweisen und die dritten Rahmenelemente (10) dritte Kantenflächen (53) aufweist, wobei die ersten und dritten Kantenflächen (52, 53) einander gegenüberliegend angeordnet sind und die ersten und dritten Kantenflächen (52, 53) beim Zuschrauben der mindestens einen ersten Schraubverbindung (17) die maximal mögliche Weglänge, mit der sich die ersten und dritten Rahmenelemente (8, 10) aufeinander zu bewegen können, begrenzen, wobei die zweiten Rahmenelemente (9) zweite Kantenflächen (54) aufweisen und die vierten Rahmenelemente (13) vierte Kantenflächen (55) aufweisen, wobei die zweiten und vierten Kantenflächen (54, 55) einander gegenüberliegend angeordnet sind und die zweiten und vierten Kantenflächen (54, 55) beim Zuschrauben der mindestens einen zweiten Schraubverbindung (18) die maximal mögliche Weglänge, mit der sich die zweiten und vierten Rahmenelemente (9, 13) aufeinander zu bewegen können, begrenzen. Power semiconductor device according to one of the preceding claims, characterized in that the first frame elements ( 8th ) first edge surfaces ( 52 ) and the third frame elements ( 10 ) third edge surfaces ( 53 ), wherein the first and third edge surfaces ( 52 . 53 ) are arranged opposite one another and the first and third edge surfaces ( 52 . 53 ) when screwing the at least one first screw ( 17 ) the maximum possible path length with which the first and third frame elements ( 8th . 10 ), wherein the second frame elements ( 9 ) second edge surfaces ( 54 ) and the fourth frame elements ( 13 ) fourth edge surfaces ( 55 ), wherein the second and fourth edge surfaces ( 54 . 55 ) are arranged opposite one another and the second and fourth edge surfaces ( 54 . 55 ) when screwing the at least one second screw ( 18 ) the maximum possible path length with which the second and fourth frame elements ( 9 . 13 ) can move towards each other.

Leistungshalbleitereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungshalbleiterbauelemente (2) thermisch leitend mit dem Grundkörper (3) verbunden sind, wobei der Grundkörper (3) als Grundplatte oder als Kühlkörper ausgebildet ist. Power semiconductor device according to one of the preceding claims, characterized in that the power semiconductor components ( 2 ) thermally conductive with the main body ( 3 ), the base body ( 3 ) is designed as a base plate or as a heat sink.

Leistungshalbleitereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungshalbleiterbauelemente (2) auf elektrischen leitenden Leiterbahnen (23a, 23b, 23c) angeordnet sind. Power semiconductor device according to one of the preceding claims, characterized in that the power semiconductor components ( 2 ) on electrically conductive tracks ( 23a . 23b . 23c ) are arranged.

Leistungshalbleitereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den elektrischen leitenden Leiterbahnen (23a, 23b, 23c) und dem Grundkörper (3) eine elektrisch nicht leitende Isolationsschicht (56) angeordnet ist. Power semiconductor device according to claim 6, characterized in that between the electrically conductive conductor tracks ( 23a . 23b . 23c ) and the basic body ( 3 ) an electrically non-conductive insulation layer ( 56 ) is arranged.