CN113692697A - 电子电路单元 - Google Patents
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Abstract
电子电路单元（1）、尤其用作电机的逆变器或换流器的电路单元，包括至少一个电子器件单元（4）、尤其功率电子器件单元，其中，电子器件单元（4）包括至少一个载体基板（5）和至少一个布置在载体基板（5）上的电气和/或电子构件元件（32），其中，在载体基板（5）处在载体基板（5）的基板上侧（7）上构造至少一个第一连接位置（10）、至少两个第二连接位置（20），其中，第一连接位置（10）布置在两个第二连接位置（20）之间；其中，电子电路单元（1）此外包括带有用于电接触电子构件（8）的至少一个第一汇流条（12）和对电子构件（8）的至少一个第二汇流条（22）电接触的至少一个电气或电子构件（8）；提出了：能导电的桥接元件（40）将两个第二连接位置（20）彼此导电地连接起来，其中，桥接元件（40）桥状地引导越过第一连接位置（10）且通过中间空间与第一连接位置隔开和电绝缘，其中，第一连接位置（10）通过第一连接元件（11）与第一汇流条（12）导电地连接，并且第二连接位置（20）通过第二连接元件（21）与第二汇流条（22）导电地连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有独立权利要求1的前序部分的特征的电子电路单元、尤其是用作为用于电机的逆变器或者换流器的电路单元。
背景技术
在混合动力汽车或电动汽车中使用带有整流电路的换流器结构和逆变器结构，所述整流电路由中间电路电容器和例如构造在功率模块中的半桥电路构成。例如为了运行电机而使用逆变器，所述逆变器为所述电机提供相电流。所述逆变器和换流器包括例如功率模块和至少一个中间电路电容器，所述中间电路电容器短时间地提供电能。所述功率模块能够包括例如带有导体电路的载体基板，在所述载体基板上例如布置有功率半导体，所述功率半导体与所述载体基板一起构成电子器件结构组件。已知的是，所述中间电路电容器的连接接触部与功率模块导电地连接。为此，从所述功率模块引出的接触元件——所述接触元件与所述电子器件结构组件电接触——与所述中间电路电容器的连接接触部连接。所述电子器件结构组件能够由电绝缘的物质浇铸成型，电接触所述电子器件结构组件的接触元件被从所述电绝缘的物质中引出并且在所述电绝缘的物质的外部与连接元件连接。
US 2007 0109715 A1示出了这样的中间电路电容器，所述中间电路电容器导电地与功率模块连接。在此，所述功率模块的电子器件结构组件布置在框架中，并且电接触所述电子器件结构组件的接触元件为了进一步的接触而从所述框架中被引出并且而后与所述中间电路电容器的连接接触部拧紧并且由此导电地接触。
发明内容
按照本发明提出了一种电子电路单元、尤其是用作为用于电机的逆变器或换流器的电路单元。所述电子电路单元包括至少一个电子器件单元、尤其是功率电子器件单元，其中，所述电子器件单元包括至少一个载体基板和至少一个布置在所述载体基板上电气和/或电子构件元件，其中，在所述载体基板处在所述载体基板的基板上侧上构造至少一个第一连接位置和至少两个第二连接位置，其中，所述第一连接位置布置在所述两个第二连接位置之间，其中，所述电子电路单元此外包括至少一个电气或电子构件，所述至少一个电气或电子构件带有用于电接触所述电子构件的至少一个第一汇流条和用于电接触所述电子构件的至少一个第二汇流条。按照本发明，能导电的桥接元件将两个所述第二连接位置彼此导电地连接起来，其中，所述桥接元件桥状地越过第一连接位置被引导并且通过中间空间与所述第一连接位置间隔开并且电绝缘，其中，所述第一连接位置通过第一连接元件与所述第一汇流条导电地连接，并且所述第二连接位置通过第二连接元件与所述第二汇流条导电地连接。
与现有技术相比，具有独立权利要求的特征的电子电路单元具有下述优点：在所述电子电路单元中在区域——在所述区域中所述电子构件的汇流条与电子器件单元通过连接元件导电地连接——中的电感被剧烈地降低。这通过下述方式来实现：所述两个第二连接位置在所述载体基板上通过桥接元件来导电地连接。虽然所述载体基板、例如DBC基板（直接结合铜（direct bonded cooper））单层地构造，并且在两个第二连接位置之间所述第一连接位置被布置在载体基板上，但通过第一连接位置的跨接所述两个第二连接位置尽管如此也能够在所述两个第二连接位置之间的区域中被所述第二连接元件导电地接触。于是与现有技术状况相比，在连接元件处的更多的T﹢/T﹣接触对能够在汇流条与载体基板的连接位置之间制造导电的接触。在此，所述T﹢/T﹣接触对表示由相应的第一连接元件和第二连接元件构成的对。所述第一连接元件和第二连接元件沿相反的方向引导电流。通过所述桥接元件能够构造大量的由相应的第一连接元件和第二连接元件构成的对，以用于将所述汇流条与所述连接位置连接。于是所述电子电路单元中的电感能够被降低，并且因此能够实现半导体开关在所述电子电路单元中的更快的切换。
通过在从属权利要求中所规定的特征能够实现本发明的进一步有利的设计和改进。
按照一种有利的实施例规定，所述第一连接元件被构造为细带结合部和/或线结合部，并且/或者所述第二连接元件被构造为细带结合部和/或线结合部。通过作为连接元件的细带结合部或线结合部，汇流条能够有利地良好地并且容易地与基板的连接位置相连接，并且能够使用大量的由连接元件构成的对以用于连接。通过大量的由连接元件构成的对，在所述汇流条与所述基板的连接位置之间的连接部的区域中的电感被有利地降低。
按照一种有利的实施例规定，所述第一连接元件和所述第二连接元件交替地布置。通过所述第一和第二连接元件的这种交替的布置，第一连接元件例如被布置在两个第二连接元件之间，并且/或者相反地第二连接元件被布置在两个第一连接元件之间。因此，除了电感由于单个的由连接元件构成的对而降低之外，所述对还能够彼此相互作用，并且在所述汇流条与所述基板的连接位置之间的连接部的电感能够被进一步降低。
按照一种有利的实施例规定，所述第一连接元件和所述第二连接元件彼此平行地布置。通过平行的布置，在所述连接元件中的电流路径彼此平行地走向并且在所述第一连接元件和第二连接元件中沿相反的方向彼此平行地走向。由此，在所述汇流条与所述基板的连接位置之间的连接部的电感通过所述连接元件被进一步降低。
按照一种有利的实施例规定，所述第一连接位置沿延伸方向在载体基板上在所述两个第二连接位置之间平面地延伸。在此，所述第一连接位置例如平行于所述桥接元件延伸。于是，所述连接元件能够成对地和/或交替地在所述第一连接位置的和所述桥接元件的整个延伸上导电地接触。
按照一种有利的实施例规定，在所述第一连接元件与所述第一连接位置导电地接触所在处的点彼此并排地沿延伸方向布置。
按照一种有利的实施例规定，在所述第二连接元件与所述桥接元件导电地连接所在处的点彼此并排地沿所述桥接元件的延伸方向布置。
按照一种有利的实施例规定，所述第一连接元件沿着所述第一汇流条与所述第一汇流条导电地接触，并且/或者所述第二连接元件沿着所述第二汇流条与所述第二汇流条导电地接触。
按照一种有利的实施例规定，所述桥接元件被构造为金属条。所述桥接元件于是具有良好的导电能力并且能够有利地被很好地成形、加工和接触。
按照一个有利的实施例规定，在所述桥接元件与所述第一连接位置之间的中间空间中布置电绝缘的间隔元件。所述电绝缘的间隔元件使导电的桥接元件与所述第一连接位置隔开并且使所述桥接元件与所述第一连接位置绝缘。同时，所述间隔元件能够产生所述桥接元件相对于所述载体基板的热接触，并且热量能够从所述桥接元件经由所述载体基板例如被导出到冷却体处。
附图说明
本发明的实施例在附图中被示出并且在下文的说明书中被更详细地阐释。其中：
图1示出了来自现有技术的电子电路单元的示图；
图2示出了来自现有技术的电子电路单元的俯视图；
图3示出了根据本发明的电子电路单元的实施例的示图。
具体实施方式
按照本发明的电子电路单元能够找到各种各样的使用场合，例如作为在汽车技术中的逆变器或换流器。例如，所述电子电路单元以及被称为反向换流器的逆变器还能够被应用于运行例如混合动力车辆的或电动车辆的电机。
图1和图2示出了来自现有技术的电子电路单元1的实施例。所述电路单元1包括电子器件单元4、尤其是功率电子器件单元，其中，所述电子器件单元4包括载体基板5和被布置在所述载体基板5上的电气和/或电子构件元件32。所述载体基板5能够包括多个由能导电的材料如金属和/或介电材料制成的层。所述载体基板5例如是电路载体，在该实施例中是DBC基板（直接结合铜（Direct Bonded Copper））。然而，所述载体基板5也能够是例如AMB基板（活性金属钎焊（Active Metal Brazed））、IMS基板（绝缘金属基板（Insulated MetalSubstrate））、印刷电路板（PCB，Printed Circuit Board）或其他适用于功率模块的基板。在所述载体基板5的基板上侧7上能够布置不同的电气和/或电子构件元件32、如例如功率半导体、如例如场效应晶体管、如MIS-FETs（金属绝缘半导体场效应晶体管（MetalInsulated Semiconductor Field Effect Transistor））、IGBT（绝缘栅双极晶体管（insulated-gate bipolar transistor））、功率-MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管（metal oxide semiconductor field-effect transistor））和/或二极管、例如整流二极管。能够例如涉及到无壳体的功率半导体（裸片）。此外，无源的构件元件如例如电阻或电容器也能够作为电气和/或电子构件元件32布置在载体基板5上。
此外，所述载体基板5能够包括导体电路17、27。所述电气和/或电子构件元件32能够彼此连接或者与布置在所述电子器件单元4外部的并且未在图中示出的另外的电气和/或电子的元件例如通过所述载体基板5的导体电路17、27、通过结合线或其他合适的导电的接触元件例如通过钎焊或烧结来导电地连接。所述导体电路17、27能够如在该实施例中那样构造作为导体面。在载体基板5的基板上侧7上构造至少一个第一连接位置10，在所述第一连接位置处第一导体电路17能够被导电地接触。此外，在所述载体基板5的基板上侧7上构造至少两个第二连接位置20，在所述第二连接位置处所述第二导体电路27能够被导电地接触。在所述连接位置处，所述电子器件单元4能够与布置在所述电子器件单元4的外部的元件导电地连接。在此，所述第一连接位置10具有例如与第二连接位置20相反设置的极性，以T﹣表示，其中，所述第二连接位置20的极性以T﹢表示。
如在附图中所示出的那样，所述电子器件单元4在载体基板上包括一个第一连接位置10和两个第二连接位置20。所述第一连接位置10至少部分地布置在所述两个连接位置20之间并且使所述第二连接位置20与彼此隔开。所述两个连接位置20具有相同的极性T﹢。布置在所述连接位置20之间的连接位置10具有相反设置的极性T﹣。所述连接位置10例如表示所述第一导体电路17的下述区域，在所述区域中所述导体电路17能够被导电地接触。所述连接位置20例如表示所述第二导体电路27的区域或者所述第二导体电路27，在所述连接位置中所述导体电路27能够被导电地接触。
在该实施例中，所述电子器件单元4的载体基板5布置在冷却体2的上侧3上并且例如被钎焊到所述冷却体2的上侧3上。所述载体基板5能够直接地或者在导热层的中间层的情况下放置在所述冷却体2上。所述冷却体2用于导出在所述电子器件单元4中所产生的热量并且其特征在于高的导热能力。所述冷却体2由具有良好的导热能力的材料、如例如铝或铜制成。在该实施例中，所述冷却体2由铜制成并且被构造为板。在冷却体2处也能够例如构造在未附图中示出的用于改善散热的结构，如例如肋、销或通道。所述电子器件单元4的载体基板5也能够例如直接放置在所述冷却体2的上侧3上并且例如通过被所述载体基板5包围的电绝缘的层而与所述冷却体2绝缘。
此外，如图1所示的那样，所述电子电路单元1包括至少一个不被所述电子器件单元4包括的电气和/或电子构件8。在本申请中所描述的实施例中，所述电气和/或电子构件8是电容器。能够例如涉及到功率电容器，所述功率电容器例如用作为所述电子电路单元1的中间电路电容器。这样的电容器还能够包括多个彼此导电地连接的电容器元件，所述电容器元件自身构成单独的电容量并且还包括例如用于导电地连接这些电容器元件所必需的导电的连接元件。在此，不同的电容器技术如例如薄膜电容器、如堆叠电容器或圆形绕组电容器或其他合适的电容器技术能够被应用作为电容器或作为电容器元件。
在实施例中，所述电容器作为电气和/或电子构件8包括两个汇流条12、22。在本申请的上下文中，所述电气和/或电子构件8的汇流条12、22被理解为从所述电气和或电子构件8出发或伸出的能导电的且一件式的构件，所述构件被设置用于使所述电气和/或电子构件8与布置在所述电气和/或电子构件8的外部的电气和/或电子元件电接触。在该实施例中，两个汇流条12、22于是从作为电气和/或电子构件8的电容器伸出，所述两个汇流条被设置用于使所述电容器8的两个电极与被布置在所述电容器8的外部的电气和/或电子元件、如尤其是电子器件单元4电接触。所述汇流条12、22能够至少部分地由一种或多种金属、如铜或铝制成并且例如是部分地绝缘又或者也不绝缘。它们能够被由例如板材制成。在本申请中，在第一汇流条12与第二汇流条22之间进行区分，其中，所述第一汇流条12表示下述连接接触部，所述连接接触部如在所述实施例中在电容器作为电气和/或电子构件8的情况下从电容器的两个电极中的第一电极出发，并且第二汇流条22表示下述连接接触部，所述连接接触部从电容器的两个电极中的第二电极出发。在图中示例性地示出了汇流条12、22、一个第一汇流条12和一个第二汇流条22。但是也能够构造多个第一和/或第二汇流条12、22，它们也能够例如与被构造在另外的未在附图中示出的电子器件单元4处的另外的连接位置导电地连接。此外，所述电气和/或电子构件8能够通过其它的未在附图中示出的电接触部例如也与其它的未在附图中示出的元件、如例如另外的电气和/或电子构件8导电地连接。
如在图1中所示的那样，在所述电子电路单元1中所述第一汇流条12被平面地构造并且所述第二汇流条22被平面地构造。在本申请的上下文中，所述汇流条12、22被理解为导电的平面的导体、例如导电条或导电带。因此，汇流条12、22能够例如是母线。所述汇流条12、22能够例如是弯曲的或曲折的或者也曲线状地或阶梯状地伸展。在此，所述汇流条12、22能够在很大程度上重叠并且例如也能够至少部分地彼此平面平行地被引导，以便能够实现电流的尽可能低电感的引导。为此，所述汇流条12、22也能够优选地至少在区域中彼此平行地被引导并且例如也能够相同地宽。
在图3中示出了按照本发明的电子电路单元1。在此，所述电子电路单元1包括桥接元件40。所述桥接元件40由导电的材料制成。所述桥接元件40例如被构造为金属条。所述桥接元件40将两个与所述第一连接位置10隔开的第二连接位置20彼此导电地连接起来。为此，所述桥接元件40以桥的形式越过第一连接位置10和/或第一导体电路17被引导。在此，所述桥接元件40通过中间空间与第一连接位置10和第一导体电路17间隔开，所述中间空间使所述桥接元件40与第一连接位置10电绝缘。所述中间空间能够是空的，或者能够将电绝缘的间隔元件布置在所述中间空间中。如图3所示的那样，所述第一连接位置10在载体基板5的基板上侧7上在所述桥接元件40下方并且在所述两个第二连接位置20之间伸展并且而后扩展并且平面地沿延伸方向E在所述载体基板5上延伸。在此，所述延伸方向E例如平行于在两个第二连接位置20之间的连接线伸展。所述桥接元件40能够例如通过钎焊、粘接、烧结和或扩散钎焊被紧固在所述第二连接位置20处。
如在图3中所示的那样，所述第一连接位置10通过多个第一连接元件11而与所述第一汇流条12导电地连接。同时，所述桥接元件40通过多个第二连接元件21而与所述第二汇流条22导电地连接。因此，所述第一导体电路17、第一连接位置10、第一连接元件11和第一汇流条12彼此导电地连接并且因此具有相同的电势T﹣。同时，所述第二导体电路27、第二连接位置20、桥接元件40、第二连接元件21和第二汇流条22彼此导电地连接并且因此处在相同的电势T﹢上。
所述连接元件11、12能够构造为例如线结合部和/或细带结合部。在该实施例中设置三个被构造为细带结合部的第一连接元件11以及四个也被构造为细带结合部的第二连接元件21。
在图3中示出了所述第一连接元件11和第二连接元件21在此被交替地布置，也就是说第一连接元件11和第二连接元件21被交替地布置以用于连接。于是带有相反设置的极性T﹢、T﹣的连接元件11、21彼此先后跟随，并且在所述电子器件单元4与所述电子构件8之间的连接部的电感被降低。
所述连接元件11、21彼此平行地布置。于是第一连接元件11和第二连接元件21例如能够分别成对地彼此平行地定向。然而如在图3中所示的那样，所有的连接元件11、21也能够例如彼此平行地定向。
所述第一连接元件11中的每个第一连接元件具有第一端部，在所述第一端部处所述第一连接元件与所述第一连接位置10连接；并且具有一个第二端部，在所述第二端部处所述第一连接元件与所述第一母线12连接。同样地，所述第二连接元件21中的每个第二连接元件具有第一端部，在所述第一端部处所述第二连接元件与所述桥接元件40连接；并且具有第二端部，在所述第二端部处所述第二连接元件与所述第二母线22连接。所述第一连接元件11在第一端部处与第一连接位置10导电地接触所在处的点在第一连接位置10处彼此并排地沿着延伸方向E排列。所述第一连接元件11在第二端部处与所述第一汇流条12导电地接触所在处的点彼此并排地沿着所述第一汇流条12的纵向延伸排列。所述第二连接元件21在第一端部处与所述桥接元件40导电地接触所在处的点彼此并排地在所述桥接元件40处排列。所述第二连接元件21在第二端部处导电地接触所述第二汇流条22所在处的点彼此并排地沿着所述第二汇流条22的纵向延伸排列。
不言而喻地，另外的实施例和所示的实施例的混合形式也是可行的。
Claims (10)
1.电子电路单元（1）、尤其是用作为用于电机的逆变器或者用作为换流器的电路单元，所述电子电路单元包括至少一个电子器件单元（4）、尤其是功率电子器件单元，其中，所述电子器件单元（4）包括至少一个载体基板（5）和至少一个布置在所述载体基板（5）上的电气和/或电子构件元件（32），其中，在所述载体基板（5）处在所述载体基板（5）的基板上侧（7）上构造至少一个第一连接位置（10）和至少两个第二连接位置（20），其中，所述第一连接位置（10）布置在所述两个第二连接位置（20）之间，
其中，所述电子电路单元（1）此外包括至少一个电气或电子构件（8），所述至少一个电气或电子构件带有用于电接触所述电子构件（8）的至少一个第一汇流条（12）和用于电接触所述电子构件（8）的至少一个第二汇流条（22），
其特征在于，能导电的桥接元件（40）将所述两个第二连接位置（20）彼此导电地连接起来，其中，所述桥接元件（40）桥状地越过所述第一连接位置（10）被引导并且通过中间空间与所述第一连接位置间隔开并且电绝缘，
其中，所述第一连接位置（10）通过第一连接元件（11）与所述第一汇流条（12）导电地连接，并且所述第二连接位置（20）通过第二连接元件（21）与所述第二汇流条（22）导电地连接。
2.根据权利要求1所述的电子电路单元，其特征在于，所述第一连接元件（11）被构造为细带结合部和/或线结合部，并且/或者所述第二连接元件（21）被构造为细带结合部和/或线结合部。
3.根据上述权利要求中任一项的所述的电子电路单元，其特征在于，所述第一连接元件（11）和所述第二连接元件（21）交替地布置。
4.根据上述权利要求中任一项所述的电子结构组件，其特征在于，所述第一连接元件（11）和所述第二连接元件（21）彼此平行地布置。
5.根据上述权利要求中任一项所述的电子结构组件，其特征在于，所述第一连接位置（10）沿延伸方向（E）在载体基板（5）上在所述两个第二连接位置（20）之间平面地延伸。
6.根据权利要求中5所述的电子结构组件，其特征在于，所述第一连接元件（11）与所述第一连接位置（11）导电地接触所在处的点沿着所述延伸方向（E）彼此并排地布置。
7.根据上述权利要求中任一项所述的电子结构组件，其特征在于，所述第二连接元件（21）与所述桥接元件（40）导电地连接所在处的点沿着所述桥接元件（40）的延伸方向彼此并排地布置。
8.根据上述权利要求中任一项所述的电子结构组件，其特征在于，所述第一连接元件（11）沿着所述第一汇流条（12）导电地与所述第一汇流条（12）接触，并且/或者所述第二连接元件（21）沿着所述第二汇流条（22）导电地与所述第二汇流条（22）接触。
9.根据上述权利要求中的任一项所述的电子结构组件，其特征在于，所述桥接元件（40）被构造为金属条。
10.根据上述权利要求中任一项所述的电子结构组件，其特征在于，在所述桥接元件（40）与所述第一连接位置（10）之间的中间空间中布置电绝缘的间隔元件。
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