RU198866U1 - POWER SEMICONDUCTOR MODULE - Google Patents

POWER SEMICONDUCTOR MODULE Download PDF

Info

Publication number
RU198866U1
RU198866U1 RU2020111507U RU2020111507U RU198866U1 RU 198866 U1 RU198866 U1 RU 198866U1 RU 2020111507 U RU2020111507 U RU 2020111507U RU 2020111507 U RU2020111507 U RU 2020111507U RU 198866 U1 RU198866 U1 RU 198866U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flange
board
soldered
contact pads
switching board
Prior art date
Application number
RU2020111507U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Геннадьевич Чупрунов
Владимир Алексеевич Сидоров
Андрей Анатольевич Пронин
Илья Александрович Биларус
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Пульсар"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Пульсар" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Пульсар"
Priority to RU2020111507U priority Critical patent/RU198866U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU198866U1 publication Critical patent/RU198866U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02Containers; Seals
    • H01L23/10Containers; Seals characterised by the material or arrangement of seals between parts, e.g. between cap and base of the container or between leads and walls of the container
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к электронной технике и может найти применение при разработке автономных силовых модулей.Техническим результатом полезной модели является повышение выхода годных модулей в производстве и повышение их эксплуатационной надёжности.Технический результат достигается тем, что в силовом модуле, содержащем фланец, коммутационную плату с элементами модуля, ободок для герметизации корпуса роликовой сваркой, внешние выводы, припаянные к внешним контактным площадкам, которые соединены металлизированными переходными отверстиями в керамике с контактными площадками, находящимися во внутренней полости корпуса, ободок для герметизации размещён на ободке из псевдосплава, выполненном на фланце, образуя внутреннюю полость, в которой размещена коммутационная плата, на фланце также выполнены прорези для выхода из модуля выводов, причём ширина перемычки фланца между прорезями превышает ширину фланца, в местах прорезей, с внешней стороны фланца, высокотемпературным припоем припаяны платы из алюмооксидной керамики с переходными отверстиями и контактными площадками для припайки внешних выводов и соединения с элементами коммутационной платы, коммутационная плата припаяна к фланцу сплавом германий-золото, функциональные элементы припаяны к участкам металлизации коммутационной платы припоем с температурой плавления, меньшей температуры плавления сплава германий-золото, например припоем ПСр-2,5, а элементы коммутационной платы соединены с контактными площадками платы из алюмооксидной керамики гибкими проводниками.5 фиг.The utility model relates to electronic equipment and can be used in the development of autonomous power modules. The technical result of the utility model is to increase the yield of suitable modules in production and increase their operational reliability. The technical result is achieved by the fact that a power module containing a flange has a switching board with elements module, a rim for sealing the body by roller welding, external leads soldered to the outer contact pads, which are connected by metallized vias in ceramics with contact pads located in the inner cavity of the body, the rim for sealing is placed on a pseudo-alloy rim made on the flange, forming an inner the cavity in which the commutation board is located, slots are also made on the flange for exiting the terminal module, and the width of the flange jumper between the slots exceeds the flange width, in the places of the slots, from the outer side of the flange, high-temperature solder is soldered battens made of alumina ceramics with vias and contact pads for soldering external leads and connecting to the elements of the switching board, the switching board is soldered to the flange with a germanium-gold alloy, the functional elements are soldered to the metallization areas of the switching board with a solder with a melting temperature lower than the melting temperature of the germanium alloy - gold, for example solder PSr-2.5, and the elements of the switching board are connected to the contact pads of the board made of alumina ceramics by flexible conductors. 5 FIG.

Description

Полезная модель относится к силовой электронике, в частности к преобразователям с пониженными динамическими потерями в силовых полупроводниковых ключах, автономным инверторам тока и т.п. The utility model relates to power electronics, in particular to converters with low dynamic losses in power semiconductor switches, autonomous current inverters, etc.

Известен силовой полупроводниковый модуль [Патент на полезную модель № 184560, опубл. 30.10.2018], состоящий из основной керамической платы с двусторонней металлизацией, на поверхности которой сформированы контактные площадки с установленными на них полупроводниковыми кристаллами с межкомпонентными проволочными соединениями, имеющий положительный, отрицательный и общий внешние силовые выводы.Known power semiconductor module [Patent for utility model No. 184560, publ. 10/30/2018], consisting of a main ceramic board with double-sided metallization, on the surface of which contact pads are formed with semiconductor crystals installed on them with inter-component wire connections, which has positive, negative and common external power leads.

Данное техническое решение направлено на обеспечение возможности снижения паразитной индуктивности внешних силовых выводов и может быть использовано только в составе герметичных или защищённых от влаги и пыли устройств. Т.е. такой силовой модуль не может быть автономным и герметичным изделием.This technical solution is aimed at ensuring the possibility of reducing the parasitic inductance of external power leads and can only be used as part of sealed or protected from moisture and dust devices. Those. such a power module cannot be a self-contained and sealed product.

Известна конструкция подмодуля полумостового силового полупроводникового модуля, содержащего электроизоляционную теплопроводящую подложку с токоведущим слоем, имеющим силовые полигоны, на которых расположены параллельные ряды силовых полупроводниковых элементов, образующие плечи полумоста и три силовых вывода [Патент РФ № 2656302, опубл. 04.06.2018].The known design of a submodule of a half-bridge power semiconductor module containing an electrically insulating heat-conducting substrate with a current-carrying layer having power polygons on which parallel rows of power semiconductor elements are located, forming the arms of the half-bridge and three power outputs [RF Patent No. 2656302, publ. 04.06.2018].

Данная конструкция позволяет снизить выбросы напряжения на силовых полупроводниковых элементах подмодуля силового модуля, возникающие вследствие наличия паразитных индуктивностей в токовводах подмодуля и может быть использована, например, в составе силовых модулей, защищённых пластмассовым кожухом, заполненным гелем. Т.е. такие силовые полумосты не могут быть автономными и не являются герметичными изделиями.This design makes it possible to reduce voltage surges on the power semiconductor elements of the submodule of the power module, arising from the presence of parasitic inductances in the current leads of the submodule, and can be used, for example, in power modules protected by a plastic casing filled with gel. Those. such power half-bridges cannot be autonomous and are not sealed products.

Ближайшим аналогом является транзисторный модуль с полевым управлением, представленный на Фиг. 1 [Ивашко А.И., Корнеев С.В., Краснов Ф.Ф., Крымко М.М., Ледовских А.П., Максимов А.Н. Конструктивно-технологические особенности разработки транзисторного модуля с полевым управлением. Твердотельная электроника. Сложные функциональные блоки РЭА: Материалы научно-технической конференции.- М.:ОАО «НПП «Пульсар», 2004, стр.250-251], в котором на фланце из псевдосплава молибден-медь припаяна высокотемпературным припоем
ПСр-72 керамическая плата из алюмонитридной керамики с полупроводниковыми и пассивными элементами модуля. По периметру платы припоем ПСр-72 припаян ободок из сплава 29НК для герметизации модуля. Для электрического контакта токопроводящих элементов модуля с выводами используются металлизированные переходные отверстия в плате.
The closest analogue is the field-controlled transistor module shown in FIG. 1 [Ivashko A.I., Korneev S.V., Krasnov F.F., Krymko M.M., Ledovskikh A.P., Maksimov A.N. Design and technological features of the development of a transistor module with field control. Solid state electronics. Complex functional blocks of REA: Materials of the scientific and technical conference. - M.: JSC "NPP" Pulsar ", 2004, pp. 250-251], in which on a flange made of pseudo-alloy molybdenum-copper is soldered with high-temperature solder
PSr-72 ceramic board made of aluminum nitride ceramics with semiconductor and passive elements of the module. Along the perimeter of the board, a rim of alloy 29NK is soldered with PSr-72 solder to seal the module. For electrical contact of the current-carrying elements of the module with the leads, metallized vias in the board are used.

Данная конструкция силового модуля отличается минимальными габаритами и весом, низким тепловым сопротивлением, возможностью коммутировать большие токи, но имеет серьёзные недостатки, приводящие к низкому выходу годных изделий и их надёжности при эксплуатации.This design of the power module is distinguished by its minimal dimensions and weight, low thermal resistance, the ability to switch large currents, but has serious drawbacks leading to a low yield of suitable products and their reliability during operation.

Основной причиной низкого выхода годных изделий и их надёжности является различие в термическом расширении используемых в конструкции материалов. Из-за существенных остаточных механических напряжений в деталях после сборки модуля пайкой фланец, плата и обечайка изгибаются, в плате появляются трещины. Коэффициенты линейного температурного расширения (ТКЛР) алюмонитридной керамики 3,8 х10-6 К-1 при температуре 20-300°С, сплава 29НК 43-53 х10-7 К-1 при температуре 20-100°С [Сидоров В.А. Алюмонитридная керамика в СВЧ транзисторах, Электронная техника, Серия 2, Полупроводниковые приборы, Выпуск 1 (220), 2008, стр.58-66], [Рот А. Вакуумные уплотнения. Пер. с англ. М., «Энергия», 1971, стр. 112]. У сплава МД-40 ТКЛР от (7,5-8,4).10-6.К-1 до (9,1-9,9).10-6.К-1 [ТУ Яе0.021.105].The main reason for the low yield of suitable products and their reliability is the difference in thermal expansion of the materials used in the construction. Due to significant residual mechanical stresses in the parts after assembly of the module by soldering, the flange, board and shell bend, cracks appear in the board. Coefficients of linear thermal expansion (TCLE) of aluminum nitride ceramics 3.8 x10 -6 K -1 at a temperature of 20-300 ° C, alloy 29NK 43-53 x10 -7 K -1 at a temperature of 20-100 ° C [Sidorov V.A. Alumonitride ceramics in microwave transistors, Electronic engineering, Series 2, Semiconductor devices, Issue 1 (220), 2008, pp. 58-66], [Roth A. Vacuum seals. Per. from English. M., "Energy", 1971, p. 112]. Alloy MD-40 has TKLR from (7.5-8.4) . 10 -6. K -1 to (9.1-9.9) . 10 -6. K -1 [TU Yae0.021.105].

Модули также повреждаются при их герметизации шовно-роликовой сваркой из-за термомеханического воздействия на керамическую плату, особенно на не опирающиеся на фланец участки платы, поскольку фланец не может быть выполнен по длине всей платы из-за контактных площадок на обратной стороне платы. Учитывая вышеприведенные причины выхода из строя модулей, можно ожидать ненадёжную их работоспособность в процессе эксплуатации при вибрации и ударах, при циклических изменениях температуры и т.п.The modules are also damaged when they are sealed by seam-roller welding due to the thermomechanical effect on the ceramic board, especially on the non-flange-supported portions of the board, since the flange cannot be made along the entire board due to the contact pads on the back of the board. Considering the above reasons for the failure of the modules, one can expect their unreliable performance during operation with vibration and shock, with cyclic temperature changes, etc.

Техническим результатом полезной модели является существенное повышение выхода годных модулей в производстве и повышение их эксплуатационной надёжности.The technical result of the utility model is a significant increase in the yield of suitable modules in production and an increase in their operational reliability.

Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, достигается тем, что в силовом модуле, содержащем фланец из псевдосплава, коммутационную плату из керамики с высокой теплопроводностью с функциональными элементами модуля, ободок для герметизации корпуса шовно-роликовой сваркой из сплава 29НК или никеля, внешние выводы, припаянные к внешним контактным площадкам, которые соединены металлизированными переходными отверстиями в керамике с контактными площадками, находящимися во внутренней полости корпуса, ободок для герметизации размещён на ободке из псевдосплава, выполненном на фланце, образуя внутреннюю полость, в которой размещена коммутационная плата, на фланце также выполнены две прорези на противоположных сторонах для выхода из модуля выводов, причём ширина перемычки фланца между прорезями превышает ширину фланца, в местах прорезей с внешней стороны фланца высокотемпературным припоем вакуумноплотно припаяны платы из алюмооксидной керамики с переходными металлизированными отверстиями и контактными площадками для припайки внешних выводов и соединения с элементами коммутационной платы, коммутационная плата припаяна к фланцу эвтектическим сплавом германий-золото, функциональные элементы модуля припаяны к участкам металлизации коммутационной платы припоем с температурой плавления меньшей температуры плавления эвтектики германий-золото, например припоем ПСр-2,5, а межсоединения элементов коммутационной платы с внутренними контактными площадками платы из алюмооксидной керамики выполнены гибкими золотыми или алюминиевыми проводниками.The technical result provided by the utility model is achieved by the fact that in a power module containing a pseudo-alloy flange, a switching board made of ceramics with high thermal conductivity with functional elements of the module, a rim for sealing the case by seam-roller welding from alloy 29NK or nickel, external leads soldered to the outer contact pads, which are connected by metallized vias in ceramics with the contact pads located in the inner cavity of the body, the rim for sealing is placed on a pseudo-alloy rim made on the flange, forming an inner cavity in which the commutation board is located, two are also made on the flange slots on opposite sides for exiting the terminal module, and the width of the flange jumper between the slots exceeds the width of the flange, in the places of the slots on the outer side of the flange, high-temperature solder vacuum-tightly soldered boards made of alumina ceramic with transition metalized holes tions and contact pads for soldering external leads and connecting to the elements of the switching board, the switching board is soldered to the flange with a germanium-gold eutectic alloy, the functional elements of the module are soldered to the metallization areas of the switching board with a solder with a melting temperature lower than the melting temperature of the germanium-gold eutectic, for example, PSr solder -2.5, and the interconnections of the elements of the switching board with the internal contact pads of the board made of alumina ceramic are made with flexible gold or aluminum conductors.

В разработанной конструкции силового модуля внешние выводы перенесены на платы из алюмооксидной керамики, хорошо согласованной по ТКЛР с псевдосплавом, что позволяет уменьшить размеры коммутационной платы, припаянной к фланцу не высокотемпературным припоем, а сплавом германий-золото при температуре, примерно, 400°С и, следовательно, существенно снизить напряжения, вызывающие изгиб конструкции из-за рассогласования по ТКЛР материалов платы и фланца. Ободок для герметизации модуля шовно-роликовой сваркой припаян не к плате, а к ободку фланца из псевдосплава, что повышает жёсткость конструкции, её сопротивление изгибу, а также исключает термомеханическое воздействие на коммутационную плату при герметизации модуля. В результате после сборки модуля пайкой какой-либо существенной деформации конструкции модуля не возникает. Функциональные элементы коммутационной платы припаяны припоем с температурой плавления меньшей температуры плавления эвтектики германий-золото, например, припоем ПСр-2,5. Элементы коммутационной платы могут быть соединены с контактными площадками платы из алюмооксидной керамики гибкими золотыми или алюминиевыми проводниками. Ширина перемычки фланца между прорезями должна превышать ширину фланца, что обеспечивает возможность вакуумноплотной припайки алюмооксидной платы.In the developed design of the power module, the external leads are transferred to boards made of alumina ceramics, which are well matched according to TCLE with a pseudo-alloy, which makes it possible to reduce the size of the switching board soldered to the flange not with high-temperature solder, but with a germanium-gold alloy at a temperature of about 400 ° C and, consequently, significantly reduce the stresses that cause bending of the structure due to the mismatch in the TCLE of the board and flange materials. The rim for sealing the module by seam-roller welding is soldered not to the board, but to the rim of the flange made of pseudo-alloy, which increases the rigidity of the structure, its resistance to bending, and also excludes the thermomechanical effect on the switching board when sealing the module. As a result, after assembly of the module by soldering, no significant deformation of the module structure occurs. The functional elements of the commutation board are soldered with solder with a melting temperature lower than that of the germanium-gold eutectic, for example, with PSr-2.5 solder. The elements of the switching board can be connected to the contact pads of the board made of alumina ceramic by flexible gold or aluminum conductors. The width of the flange jumper between the slots must exceed the width of the flange, which provides the possibility of vacuum-tight soldering of the alumina board.

На Фиг. 2 представлена соответствующая заявленному техническому решению конструкция силового модуля, где 1 – фланец с ободком, 2 – дополнительный ободок для герметизации модуля, 3 – крышка.FIG. 2 shows the design of the power module corresponding to the declared technical solution, where 1 is a flange with a rim, 2 is an additional rim for sealing the module, 3 is a cover.

На Фиг. 3 изображён увеличенный фрагмент конструкции силового модуля, обозначенный буквой А на Фиг. 2, в котором на фланце 1 с ободком 2 для герметизации модуля размещена коммутационная плата 4 из AlN керамики с полупроводниковыми кристаллами и иными компонентами модуля. Выводы 11 модуля припаяны к внешним контактным площадкам 5 платы 6 из алюмооксидной керамики с ТКЛР близким к ТКЛР псевдосплава. Платы 6 припаяны с внешней стороны к фланцу 1, герметично перекрывая прорези во фланце. Переходные металлизированные отверстия 7, выполненные в плате 6, электрически соединяют выводы 11 с контактными площадками 8 внутренней стороны платы 6. Ободок 2 выполнен из материала, к которому может привариваться шовно-роликовой сваркой крышка корпуса из никеля, стали, ковара, и т.п., поскольку псевдосплав, из которого выполнен фланец, не может свариваться с крышкой. Габаритные размеры платы 4 из AlN керамики ограничены внутренними размерами ободка на фланце и размером площадки основания между прорезями. Плата 6 из алюмооксидной керамики и дополнительный ободок 2 припаяны к фланцу 1 вакуумноплотно высокотемпературным припоем на основе серебра, например ПСр72. Коммутационная плата 4 припаяна к фланцу сплавом германий-золото, а функциональные элементы модуля припаяны к участкам металлизации коммутационной платы припоем ПСр-2,5. Межсоединения элементов 9 коммутационной платы 4 с внутренними контактными площадками платы 6 из алюмооксидной керамики выполнены гибкими золотыми или алюминиевыми проводниками 10. FIG. 3 shows an enlarged fragment of the structure of the power module, indicated by the letter A in FIG. 2, in which a switching board 4 made of AlN ceramics with semiconductor crystals and other module components is placed on the flange 1 with the rim 2 for sealing the module. The pins 11 of the module are soldered to the external contact pads 5 of the board 6 made of alumina ceramics with a TCLE close to the TCLE of the pseudo-alloy. Boards 6 are soldered from the outside to the flange 1, sealingly overlapping the slots in the flange. Transitional metallized holes 7 made in the board 6 electrically connect the leads 11 with the contact pads 8 of the inner side of the board 6. The rim 2 is made of a material to which the cover of the body made of nickel, steel, kovar, etc. can be welded by seam-roller welding ., since the pseudo-alloy from which the flange is made cannot be welded to the cover. The overall dimensions of the plate 4 made of AlN ceramics are limited by the inner dimensions of the rim on the flange and the size of the base area between the slots. The plate 6 made of alumina ceramic and the additional rim 2 are soldered to the flange 1 with a vacuum-tight high-temperature solder based on silver, for example, PSr72. The switching board 4 is soldered to the flange with a germanium-gold alloy, and the functional elements of the module are soldered to the metallization areas of the switching board with PSr-2.5 solder. The interconnections of the elements 9 of the switching board 4 with the internal contact pads of the board 6 of alumina ceramic are made by flexible gold or aluminum conductors 10.

Фиг. 4 представляет собой вид заявляемого силового модуля снизу, обозначенный буквой Б на Фиг. 2, где 6 – плата из оксида алюминия, 12 – прорезь. FIG. 4 is a bottom view of the inventive power module, indicated by the letter B in FIG. 2, where 6 is an aluminum oxide board, 12 is a slot.

Были собраны 9 модулей, представляющих собой интеллектуальный силовой ключ (Фиг. 5), включающий в себя драйвер 13, датчик температур 14, МОП-транзистор 15, площадку для заземления 16 и другие элементы. После пайки в трёх модулях коммутационной платы высокотемпературным припоем Пср-72, во всех модулях неплоскостность опорной поверхности фланца была более 25 мкм, а на одной плате появились трещины. После испытаний на воздействие удара и термоциклирование трещины появились на второй плате. После пайки в трёх модулях коммутационной платы эвтектическим сплавом германий-золото, во всех модулях неплоскостность опорной поверхности фланца была не более 9 мкм. После испытаний на термоциклирование и воздействие удара появление трещин на платах не наблюдалось. Межсоединения элементов коммутационной платы с внутренними контактными площадками платы из алюмооксидной керамики выполнены гибкими алюминиевыми проводниками диаметром 0,4 мм. Were assembled 9 modules representing an intelligent power switch (Fig. 5), including a driver 13, a temperature sensor 14, a MOS transistor 15, a ground pad 16 and other elements. After soldering in three modules of the switching board with high-temperature solder Psr-72, in all modules the non-flatness of the supporting surface of the flange was more than 25 microns, and cracks appeared on one board. After impact and thermal cycling tests, cracks appeared on the second board. After soldering in three modules of the switching board with a germanium-gold eutectic alloy, in all modules the non-flatness of the flange support surface was no more than 9 microns. No cracking was observed on the boards after thermal cycling and impact tests. The interconnections of the switching board elements with the internal contact pads of the board made of alumina ceramics are made with flexible aluminum conductors with a diameter of 0.4 mm.

Список литературы:List of references:

1. Ивашко А.И., Корнеев С.В., Краснов Ф.Ф., Крымко М.М., Ледовских А.П., Максимов А.Н. Конструктивно-технологические особенности разработки транзисторного модуля с полевым управлением. Твердотельная электроника. Сложные функциональные блоки РЭА: Материалы научно-технической конференции. – М.: ОАО «НПП «Пульсар», 2004, стр.250-251.1. Ivashko A.I., Korneev S.V., Krasnov F.F., Krymko M.M., Ledovskikh A.P., Maksimov A.N. Design and technological features of the development of a transistor module with field control. Solid state electronics. Complex functional blocks of REA: Materials of the scientific and technical conference. - M .: OAO NPP Pulsar, 2004, p. 250-251.

2. Сидоров В.А. Алюмонитридная керамика в СВЧ транзисторах, Электронная техника, Серия 2, Полупроводниковые приборы, Выпуск 1 (220), 2008, стр.58-66.2. Sidorov V.A. Alumonitride ceramics in microwave transistors, Electronic engineering, Series 2, Semiconductor devices, Issue 1 (220), 2008, pp. 58-66.

3. Рот А. Вакуумные уплотнения. Пер. с англ. М., «Энергия», 1971, стр. 112.3. Mouth A. Vacuum seals. Per. from English. M., "Energy", 1971, p. 112.

Claims (1)

Силовой полупроводниковый модуль, содержащий фланец из псевдосплава, коммутационную плату из керамики с высокой теплопроводностью с функциональными элементами модуля, ободок для герметизации корпуса шовно-роликовой сваркой, внешние выводы, припаянные к внешним контактным площадкам, которые соединены металлизированными переходными отверстиями в керамике с контактными площадками, находящимися во внутренней полости корпуса, отличающийся тем, что ободок для герметизации размещён на ободке из псевдосплава, выполненном на фланце, образуя внутреннюю полость, в которой размещена коммутационная плата, на фланце также выполнены две прорези на противоположных сторонах для выхода из модуля выводов, причём ширина перемычки фланца между прорезями превышает ширину фланца, в местах прорезей, с внешней стороны фланца, высокотемпературным припоем вакуумноплотно припаяны платы из алюмооксидной керамики с переходными металлизированными отверстиями и контактными площадками для припайки внешних выводов и соединения с элементами коммутационной платы, коммутационная плата припаяна к фланцу эвтектическим сплавом германий-золото, функциональные элементы модуля припаяны к участкам металлизации коммутационной платы припоем с температурой плавления, меньшей температуры плавления эвтектики германий-золото, например припоем ПСр-2,5, а межсоединения элементов коммутационной платы с внутренними контактными площадками платы из алюмооксидной керамики выполнены гибкими золотыми или алюминиевыми проводниками.A power semiconductor module containing a pseudo-alloy flange, a switching board made of ceramic with high thermal conductivity with functional elements of the module, a rim for sealing the case by seam-roller welding, external leads soldered to external contact pads, which are connected by metallized vias in ceramics with contact pads, located in the inner cavity of the housing, characterized in that the rim for sealing is placed on the rim of a pseudo-alloy made on the flange, forming an internal cavity in which the commutation board is located, the flange also has two slots on opposite sides for exiting the terminal module, and the width the flange jumper between the slots exceeds the flange width, at the slots, on the outer side of the flange, high-temperature solder vacuum-tightly soldered boards made of alumina ceramic with plated vias and contact pads for soldering external leads and with connection with the elements of the switching board, the switching board is soldered to the flange with a germanium-gold eutectic alloy, the functional elements of the module are soldered to the metallization areas of the switching board with a solder with a melting temperature lower than the melting temperature of the germanium-gold eutectic, for example, with PSr-2.5 solder, and the interconnection of the elements The switching board with the internal contact pads of the board made of alumina ceramics is made of flexible gold or aluminum conductors.
RU2020111507U 2020-03-19 2020-03-19 POWER SEMICONDUCTOR MODULE RU198866U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020111507U RU198866U1 (en) 2020-03-19 2020-03-19 POWER SEMICONDUCTOR MODULE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020111507U RU198866U1 (en) 2020-03-19 2020-03-19 POWER SEMICONDUCTOR MODULE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU198866U1 true RU198866U1 (en) 2020-07-31

Family

ID=71950125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020111507U RU198866U1 (en) 2020-03-19 2020-03-19 POWER SEMICONDUCTOR MODULE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU198866U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU218992U1 (en) * 2022-04-12 2023-06-21 Михаил Юрьевич Гончаров Bimetal body

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2656302C1 (en) * 2017-06-26 2018-06-04 Общество с ограниченной ответственностью "ЧЭАЗ-ЭЛПРИ" Power semiconductor module half-bridge sub-module
RU192952U1 (en) * 2019-05-15 2019-10-08 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "НИИТАЛ" METAL-CERAMIC HOUSING
RU193449U1 (en) * 2019-03-13 2019-10-29 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации RIM FOR SEALING POWER SEMICONDUCTOR CASES

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2656302C1 (en) * 2017-06-26 2018-06-04 Общество с ограниченной ответственностью "ЧЭАЗ-ЭЛПРИ" Power semiconductor module half-bridge sub-module
RU193449U1 (en) * 2019-03-13 2019-10-29 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации RIM FOR SEALING POWER SEMICONDUCTOR CASES
RU192952U1 (en) * 2019-05-15 2019-10-08 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "НИИТАЛ" METAL-CERAMIC HOUSING

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US *
Ивашко А.И. и др, Конструктивно-технологические особенности разработки транзисторного модуля с полевым управлением. Твердотельная электроника. Сложные функциональные блоки РЭА: Материалы научно-технической конференции.М.ОАО "НПП "Пульсар", 2004, стр.250-251. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU218992U1 (en) * 2022-04-12 2023-06-21 Михаил Юрьевич Гончаров Bimetal body

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6925279B2 (en) Power electronics module
EP1686621B1 (en) Surface mountable hermetically sealed package
US7759778B2 (en) Leaded semiconductor power module with direct bonding and double sided cooling
US7880283B2 (en) High reliability power module
KR20190008132A (en) Ceramic module for power semiconductor integrated packaging and preparation method thereof
EP1006578B1 (en) Semiconductor power module
US5982031A (en) Power semiconductor module with closed submodules
KR100284241B1 (en) Semiconductor device
US9275966B2 (en) Semiconductor device apparatus and assembly with opposite die orientations
KR20170119454A (en) Bidirectional semiconductor package
US8395253B2 (en) Hermetic surface mounted power package
US8232635B2 (en) Hermetic semiconductor package
KR102586458B1 (en) semiconductor sub-assembly and semiconductor power module
RU198866U1 (en) POWER SEMICONDUCTOR MODULE
EP3770962A1 (en) Semiconductor module arrangement
US6982482B2 (en) Packaging of solid state devices
JP2015026667A (en) Semiconductor module
JP2004088022A (en) High power semiconductor device
RU2740028C1 (en) Potential-free power module housing
US6081039A (en) Pressure assembled motor cube
JP2016164919A (en) Power semiconductor module
EP4345884A1 (en) Power semiconductor module arrangement and printed circuit board for a power semiconductor module arrangement
CN219499196U (en) Airtight packaging power module suitable for high frequency and low temperature
US20240258196A1 (en) Inverter power module
CN219612466U (en) High-power module with improved insulation and voltage resistance