DE10054962A1 - Leistungsmodul - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Leistungsmodul angegeben, das ausgezeichnete elektromagnetische Abschirmwirkungen hat, durch externes Rauschen praktisch nicht beeinflußt wird und kaum als externe Rauschquelle wirkt. Ein isolierendes Substrat (5) ist mit Lot (4) an einer oberen Oberfläche eines Kühlkörpers (3) verbunden, der an einer Tragplatte (2) befestigt ist. Ein Gleichstrom-Kondensator (16) ist an einer Unterseite des Kühlkörpers (3) durch Adhesion bzw. Kleber befestigt. Ein Steuerungssubstrat (11), auf dem eine Steuerungs-IC (13) angebracht ist, ist an der Tragplatte (2) befestigt. Ferner sind an der Tragplatte (2) mehrere Elektroden (10), eine gleichstromseitige Elektrode, ein Kältemitteleinlaß/-auslaß (9) ein Steuerverbinder (15) vorgesehen. Ein Gehäuse (1) ist an einem Umfangsbereich der Tragplatte (2) befestigt und umgibt das isolierende Substrat (5), das Steuerungssubstrat (11), den Kühlkörper (3) und den Gleichstrom-Kondensator (16) gemeinsam mit der Tragplatte (2). Sowohl das Gehäuse (1) als auch die Tragplatte (2) haben Leitfähigkeitseigenschaften.
Description
Die Erfindung betrifft den Aufbau eines Leistungsmoduls und
insbesondere den Aufbau eines Leistungsmoduls, das ein
isolierendes Substrat, auf dem ein Halbleiter-Leistungs
bauelement angebracht ist, und ein Steuerungssubstrat aufweist,
auf dem eine Steuerungs-IC zur Steuerung des Halbleiter-
Leistungsbauelements angebracht ist.
Die Fig. 5 und 6 sind eine Perspektiv- und eine Schnittansicht,
die einen Aufbau eines herkömmlichen Leistungsmoduls zeigen.
Wie in Fig. 6 gezeigt, umfaßt das herkömmliche Leistungsmodul
ein isolierendes Substrat 105 und ein Steuerungssubstrat 113,
auf denen jeweils Schaltungsmuster (nicht gezeigt) ausgebildet
sind, und es umfasst Verbindungsleitungen 110 und 120 sowie ein
Isoliergehäuse 107. Ein Halbleiter-Leistungsbauelement 109 ist
mittels Lot 108 auf dem isolierenden Substrat 105 angebracht.
Das isolierende Substrat 105 ist durch Lot 104 in Berührung mit
einer metallischen Grundplatte 102 vorgesehen.
Ein Steuerungs-IC 115 zur Steuerung des Halbleiter-Lei
stungsbauelements 109 ist mittels Lot 114 auf dem Steue
rungssubstrat 113 angebracht. Das eine Ende der Verbindungs
leitung 110 ist durch einen Metalldraht 111 mit dem isolie
renden Substrat 105 oder mit dem Halbleiter-Leistungsbauelement
109 elektrisch verbunden. Das andere Ende der Verbin
dungsleitung 110 ist mit einer Elektrode 122, die auf dem
Steuerungssubstrat 113 vorgesehen ist, elektrisch verbunden.
Die Elektrode 122 ist mit der Steuerungs-IC 115 elektrisch
verbunden. Das eine Ende der Verbindungsleitung 120 ist mit dem
Halbleiter-Leistungsbauelement 109 über einen Metalldraht 121
elektrisch verbunden. Das andere Ende der Verbindungsleitung
120 ist mit einer an dem Isoliergehäuse 107 vorgesehenen
Elektrode 123 elektrisch verbunden.
Das isolierende Substrat 105, das Steuerungssubstrat 113 und
die Verbindungsleitungen 110 und 120 sind in dem Isoliergehäuse
107 vorgesehen. Ein Innenraum des Isoliergehäuses 107, der sich
unter dem Steuerungssubstrat 113 befindet, ist mit einem
Silizium 112 ausgefüllt. Außerdem ist an einer Oberseite des
Isoliergehäuses 107 eine Abdeckung 117 befestigt. Die
Steuerungs-IC 115 ist über einen äußeren Verbindungsanschluß
118, der auf das Steuerungssubstrat 113 gelötet ist, mit einem
Steuerverbinder 119 verbunden, der an der Abdeckung 117
vorgesehen ist.
Die Grundplatte 102 ist mit einer Schraube 103 an einem
Kühlkörper 101 befestigt. Ein Wärmeleitungsfett 116 ist relativ
dick (ungefähr einige hundert µm) zwischen der Grundplatte 102
und dem Kühlkörper 101 aufgetragen.
Bei einem solchen herkömmlichen Leistungsmodul ist jedoch die
elektromagnetische Abschirmung für das isolierende Substrat 105
und das Steuerungssubstrat 113 nicht vollständig ausgebildet.
Es besteht daher das Problem, daß das Leistungsmodul durch
externes Rauschen, das von einem Antriebsmotor oder dergleichen
stammt, leicht beeinflußbar ist und die Zuverlässigkeit
verschlechtert wird.
Außerdem sind die Grundplatte 102 und der Kühlkörper 101 mit
der Schraube 103 aneinander befestigt. Es ist somit erfor
derlich, einen Platz zur Bildung eines Schraubenlochs für die
Schraube 103 in einer oberen Oberfläche des Kühlkörpers 101
vorzusehen. Infolgedessen ergibt sich das Problem, daß der
Kühlkörper 101 größer wird.
Außerdem wird durch das Erwärmen zum Aushärten des Silicongels
112 und das Erwärmen zum Verbinden des isolierenden Substrats
105 mit der Grundplatte 102 sehr leicht eine Verwerfung an dem
Isoliergehäuse 107 und der Grundplatte 102 erzeugt.
Infolgedessen kann die Dicke des Wärmeleitfetts 116 nicht
vermindert werden, so daß der Wärmewiderstand zunimmt und von
dem Kühlkörper 101 erzeugte Wärmeabstrahlungseffekte reduziert
sind.
Aufgabe der Erfindung zur Lösung dieser Probleme ist die Be
reitstellung eines Leistungsmoduls, das eine ausgezeichnete
elektromagnetische Abschirmwirkung hat, praktisch nicht durch
externes Rauschen beeinflußt wird und kaum als externe
Rauschquelle wirkt.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung richtet sich auf
ein Leistungsmodul, das folgendes aufweist: ein isolierendes
Substrat mit einer Hauptoberfläche, auf der ein Halbleiter
heistungsbauelement angebracht ist, ein Steuerungssubstrat, auf
cem eine Steuerungs-IC zur Steuerung des Halbleiter-Lei
stungsbauelements angebracht ist, eine leitfähige Tragplatte,
an der das isolierende Substrat und das Steuerungssubstrat
befestigt sind, und ein leitfähiges Gehäuse, das an einem
Außenbereich der Tragplatte befestigt ist und das das iso
lierende Substrat und das Steuerungssubstrat gemeinsam mit der
Tragplatte umgibt.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung richtet sich auf das Lei
stungsmodul gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und weist
ferner einen Kühlkörper auf, der in dem Gehäuse vorgesehen und
in Kontakt mit einer Rückseite des isolierenden Substrats
gehalten wird, die der Hauptoberfläche gegenüberliegt, wobei
die Tragplatte folgendes aufweist: einen Kälte
mitteleinlaß/-auslaß, der mit dem Kühlkörper gekoppelt ist,
eine mit dem Halbleiter-Leistungsbauelement elektrisch ver
nundene Elektrode sowie einen mit der Steuerungs-IC elektrisch
Verbundenen Steuerverbinder, die sämtlich durch die Tragplatte
hindurch vorgesehen sind.
Ein dritter Aspekt der Erfindung richtet sich auf das Lei
stungsmodul gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, wobei das
Halbleiter-Leistungsbauelement ein Spannungsquellen-Inverter
ist und das Leistungsmodul weiterhin einen Gleichstrom-
Kondensator aufweist, der in Kontakt mit dem Kühlkörper dem
isolierenden Substrat gegenüberliegend in dem Gehäuse
vorgesehen ist.
Ein vierter Aspekt der Erfindung richtet sich auf das Lei
stungsmodul gemäß einem der ersten bis dritten Aspekte der
Erfindung und weist ferner eine Abschirmplatte auf, die zwi
schen dem isolierenden Substrat und dem Steuerungssubstrat in
dem Gehäuse vorgesehen ist.
Ein fünfter Aspekt der Erfindung richtet sich auf das Lei
stungsmodul gemäß einem der ersten bis vierten Aspekte der
Erfindung, wobei das Gehäuse und die Tragplatte derart
miteinander verbunden sind, daß eine Abdichteigenschaft darin
erhalten ist.
Ein sechster Aspekt der Erfindung richtet sich auf das Lei
stungsmodul gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung, wobei ein
durch das Gehäuse und die Tragplatte gebildeter Innenraum mit
einem inaktiven Material ausgefüllt ist, das eine
Isoliereigenschaft hat.
Ein siebter Aspekt der Erfindung richtet sich auf das Lei
stungsmodul gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung, wobei das
Material als ein Kältemittel wirkt und das Leistungsmodul
weiterhin ein Gebläse aufweist, das in dem Gehäuse vorgesehen
ist, um das Material in dem Gehäuse umzuwälzen.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sind sowohl das iso
lierende Substrat als auch das Steuerungssubstrat von dem
leitfähigen Gehäuse und der Tragplatte umgeben. Es ist daher
möglich, ein Leistungsmodul zu erhalten, das ausgezeichnete
elektromagnetische Abschirmwirkung hat, praktisch nicht durch
äußeres Rauschen beeinflußt wird und kaum als äußere
Rauschquelle wirkt.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung sind der Kältemittel
einlaß/-auslaß, die Elektroden und der Steuerverbinder ge
meinsam auf der Tragplatte ausgebildet. Infolgedessen kann die
Konstruktion des Gehäuses vereinfacht werden.
Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ist es möglich, den
Einfluß von externem Rauschen auf den Gleichstrom-Kondensator
zu vermindern. Ferner ist der Gleichstrom-Kondensator in
Kontakt mit dem Kühlkörper vorgesehen. Daher kann von dem
Gleichstrom-Kondensator erzeugte Wärme gut durch den Kühlkörper
absorbiert werden.
Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ist es möglich, elek
tromagnetische Abschirmwirkungen zwischen dem Halbleiter-
Leistungsbauelement und dem Steuerungssubstrat zu erzielen.
Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung ist es möglich, ein
Leistungsmodul zu erhalten, das ausgezeichnete Staubdichtheit
und Wasserdichtheit hat.
Gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung kann die Zuverläs
sigkeit des Leistungsmoduls erhöht werden.
Gemäß dem siebten Aspekt der Erfindung ist es möglich, die
Innenseite des Gehäuses mit dem umgewälzten Kältemittel
vollständig zu kühlen, was in einer Steigerung der Wärmeab
strahlungswirkung resultiert.
Diese und andere Aufgaben, Möglichkeiten, Aspekte und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende
ausführliche Beschreibung deutlicher, wenn sie in Zusammenhang
mit den angefügten Zeichnungen betrachtet wird.
Fig. 1 ist eine Perspektivansicht, die eine Struktur eines
Leistungsmoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfin
dung zeigt;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die die Struktur des
Leistungsmoduls gemäß der Ausführungsform der Erfindung
zeigt;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines Lei
stungsmoduls gemäß einer ersten Abwandlung der Aus
führungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines Lei
stungsmoduls gemäß einer zweiten Abwandlung der Aus
führungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 5 ist eine Perspektivansicht, die eine Struktur eines
herkömmlichen Leistungsmoduls zeigt; und
Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die die Struktur des
herkömmlichen Leistungsmoduls zeigt.
Die Fig. 1 und 2 sind eine Perspektiv- und eine Schnittansicht,
die die Struktur eines Leistungsmoduls gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung zeigen. Zur Vereinfachung der
Beschreibung und der Zeichnungen entspricht die Schnittansicht
von Fig. 2 nicht in jeder Hinsicht einem Schnitt der Struktur,
die in Fig. 1 perspektivisch gezeigt ist. Gemäß Fig. 1 umfaßt
das Leistungsmodul gemäß dieser Ausführungsform äußerlich zwei
Teile, d. h. ein Gehäuse 1 und eine Tragplatte 2. Gemäß Fig. 2
ist an einer oberen Oberfläche eines isolierenden Substrats 5
durch Lot 6 ein Halbleiter-Leistungsbauelement 7 wie etwa ein
Spannungsquellen-Inverter angebracht. Eine nicht gezeigte
Hauptschaltung ist auf der oberen Oberfläche des isolierenden
Substrats 5 ausgebildet. Die Hauptschaltung ist mit dem
Halbleiter-Leistungsbauelement 7 durch einen Metalldraht 8
elektrisch verbunden und umfaßt einen Schaltstromkreis und
dergleichen. Das isolierende Substrat 5 ist mittels Lot 4 mit
einer oberen Oberfläche eines Kühlkörpers 3 verbunden, der an
der Tragplatte 2 befestigt ist. Ein Gleichstrom-Kondensator 16,
der ein Paar von P- und N-Elektroden (nicht gezeigt) hat, ist
an einer Bodenfläche des Kühlkörpers 3 haftend angebracht. Der
Gleichstrom-Kondensator 16 dient dazu, eine Spannungsschwankung
in einem Leistungsmodul für große Leistung zu verhindern. Die
P- und die N-Elektrode des Gleichstrom-Kondensators 16 sind mit
einer äußeren Energiequelle, einer Batterie oder dergleichen
durch eine gleichstromseitige Elektrode und einen
Kältemitteleinlaß/-auslaß 9 verbunden.
An der Tragplatte 2 ist ein Steuerungssubstrat 11 befestigt.
Ein Steuerungs-IC 13 zur Steuerung des Halbleiter-Lei
stungsbauelements 7 ist an einer oberen Oberfläche des
Steuerungssubstrats 11 durch Lot 12 angebracht. Außerdem ist
ein nicht gezeigtes Schaltungsmuster auf der oberen Oberfläche
des Steuerungssubstrats 11 ausgebildet. Das Schaltungsmuster
ist mit dem Steuerungs-IC 13 elektrisch verbunden. Das
Steuerungssubstrat 11 ist mit dem Halbleiter-Leistungs
bauelement 7 durch einen Metalldraht 21 elektrisch verbunden.
Die Tragplatte 2 ist mit einer Vielzahl von Elektroden 10 (drei
in den Fig. 1 und 2), der gleichstromseitigen Elektrode und dem
Kältemitteleinlaß/-auslaß 9 sowie einem Steuerverbinder 15
versehen. Die Elektrode 10 ist durch den Metalldraht 8 mit der
auf der oberen Oberfläche des isolierenden Substrats 5
ausgebildeten Hauptschaltung elektrisch verbunden. Die
gleichstromseitige Elektrode und der Kältemitteleinlaß/-auslaß
9 sind mit dem Kühlkörper 3 gekoppelt. Der Steuerverbinder 15
ist durch einen Metalldraht 14 mit dem auf der oberen
Oberfläche des Steuerungssubstrats 11 ausgebildeten
Schaltungsmuster elektrisch verbunden. Der Steuerverbinder 15
ist dabei indirekt mit dem Steuerungs-IC 13 elektrisch
verbunden. Der Steuerverbinder 15 dient dazu, ein Steuersignal
zwischen einer internen Schaltung und einer externen Schaltung
zu übertragen und zu empfangen. Die Elektrode 10, die
gleichstromseitige Elektrode und der Kältemitteleinlaß/-auslaß
9 sowie der Steuerverbinder 15 sind sämtlich durch die
Tragplatte 2 hindurch ausgebildet und sind an der Tragplatte 2
beispielsweise durch Adhäsion bzw. Kleber befestigt. In diesem
Fall kann die Verwendung eines bei Raumtemperatur härtenden
Klebstoffs die Ausbildung einer Verwerfung an der Tragplatte 2
verhindern.
Das Gehäuse 1 ist an einem Umfangsbereich der Tragplatte 2
befestigt und umgibt das isolierende Substrat 5, das Steue
rungssubstrat 11, den Kühlkörper 3 und den Gleichstrom-Kon
densator 16 gemeinsam mit der Tragplatte 2. Dabei sind das
isolierende Substrat 5, das Steuerungssubstrat 11, der
Kühlkörper 3 und der Gleichstrom-Kondensator 16 in einem Innen
raum vorgesehen, der durch das Gehäuse 1 und die Tragplatte 2
gebildet ist. Das Gehäuse 1 und die Tragplatte 2 sind bei
spielsweise mittels Nahtschweißen, Klebeverbindung oder der
gleichen miteinander verbunden. Es ist infolgedessen möglich,
die Abdichteigenschaft des durch das Gehäuse 1 und die
Tragplatte 2 gebildeten Innenraums aufrechtzuerhalten und ein
Leistungsmodul zu erhalten, das ausgezeichnete Eigenschaften
hinsichtlich der Umgebung wie etwa Staubdichtheit,
Wasserdichtheit oder dergleichen hat. Wenn das Verbinden mit
Hilfe von Klebstoff erfolgt, ist es vorteilhaft, einen leit
fähigen Klebstoff zu verwenden. Dadurch können elektromagne
tische Abschirmeffekte verstärkt werden.
Zur Erzielung der Eigenschaft der Leitfähigkeit ist das Gehäuse
1 aus einem Metall geformt, das Korrosionsbeständig und
rostfrei ist, wobei eine Oberfläche des Metalls mit einer
metallischen Dünnschicht, die Korrosionsbeständig ist, durch
galvanisches Beschichten oder dergleichen, mit einem Harz, mit
Keramik oder mit Kunststoff beschichtet ist. Beispielsweise ist
das Gehäuse 1 durch Tiefziehen von Aluminium hergestellt. Das
Gehäuse 1 ist nicht immer als Gehäuse ausgebildet, sondern kann
als Laminatschicht ausgebildet sein, wobei auf einer
Metallfolie eine Kunststoffdünnschicht ausgebildet ist. Mit
einer solchen Struktur ist es möglich, das Fertigungsverfahren
auf einfache Weise durchzuführen und die Fertigungskosten zu
senken.
Die Tragplatte 2 bewirkt, daß die Außenbereiche der Elektrode
10 und der gleichstromseitigen Elektrode und des Käl
temitteleinlasses/-auslasses 9 Isoliereigenschaft haben, und
sie ist aus einem Metall gebildet. Als Alternative kann eine
leitfähige Schicht wie etwa eine Metallfolie an einer Ober
fläche eines isolierenden Substrats mit Ausnahme der Um
fangsbereiche der Elektrode 10 und der gleichstromseitigen
Elektrode und des Kältemitteleinlasses/-auslasses 9 angebracht
sein. Es ist somit möglich, einen Kurzschluß jeder Elektrode zu
verhindern und der Tragplatte Leitfähigkeitseigenschaft zu
verleihen.
Ferner kann der durch das Gehäuse 1 und der Tragplatte 2 ge
bildete Innenraum mit einem inaktiven Material ausgefüllt sein,
das eine Isoliereigenschaft hat, beispielsweise mit Reinwasser,
Öl, einem Siliziumgel, SF6, einem Flon-Gas, Kohlendioxid, einem
Ammoniakgas oder dergleichen. Wenn der Innenraum beispielsweise
mit einem Epoxidharz abgedichtet wird, wird bei dem
Warmhärtvorgang eine Verwerfung an dem Gehäuse 1 erzeugt. Wenn
jedoch der Innenraum mit Öl oder einem Gel ausgefüllt ist,
stellt sich dieses Problem nicht.
Bei dem Leistungsmodul dieser Ausführungsform sind also sowohl
das isolierende Substrat 5 als auch das Steuerungssubstrat 11
von dem leitfähigen Gehäuse 1 und der Tragplatte 2 umgeben. Es
ist somit möglich, ein Leistungsmodul zu erhalten, das
ausgezeichnete elektromagnetische Abschirmeffekte zeigt, durch
äußeres Rauschen praktisch nicht beeinflußt wird und selbst
kaum als externe Rauschquelle wirkt.
Das isolierende Substrat 5 ist mit der oberen Oberfläche des
Kühlkörpers 3 durch das Lot 4 oder dergleichen verbunden, und
es wird im Gegensatz zu einem herkömmlichen Beispiel keine
Schraube verwendet. Es ist somit nicht erforderlich, eine
Schraubenöffnung an dem Kühlkörper 3 auszubilden. Infolgedessen
kann auch die Größe des Kühlkörpers 3 geringer sein. Zusätzlich
kann die herkömmliche Grundplatte entfallen, und ein
Wärmeleitfett wird nicht benötigt. Dadurch kann der thermische
Widerstand verringert werden, was zu einer erhöhten
Wärmeabstrahlungswirkung des Kühlkörpers 3 führt.
Ferner ist der Gleichstrom-Kondensator 16 ebenfalls in dem
Gehäuse 1 vorgesehen. Es ist dadurch möglich, den Einfluß des
externen Rauschens zu mindern. Wenn der Gleichstrom-Kondensator
16 an der Außenseite des Gehäuses 1 vorgesehen ist, wird eine
Induktivitätskomponente der Hauptschaltung vergrößert, aber das
oben angesprochene Problem erhebt sich nicht. Ferner ist der
Gleichstrom-Kondensator 16 in Kontakt mit dem Kühlkörper 3
vorgesehen. Daher kann von dem Gleichstrom-Kondensator 16
erzeugte Wärme von dem Kühlkörper 3 gut absorbiert werden.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die die Struktur eines Lei
stungsmoduls gemäß einer ersten Abwandlung der Ausführungsform
der Erfindung zeigt. Der Kühlkörper 3 des in Fig. 2 gezeigten
Leistungsmoduls entfällt hier, und im Gehäuse 1 ist ein Gebläse
18 vorgesehen. Ein Gleichstrom-Kondensator 16 ist nicht
gezeigt, ist jedoch an einer Tragplatte 2 im Gehäuse 1
befestigt. Ein Kältemittel, das von einer gleichstromseitigen
Elektrode und einem Kältemitteleinlaß 9a in das Gehäuse 1
zugeführt wird, wird im Gehäuse 1 durch das Gebläse 18
umgewälzt und dann durch eine gleichstromseitige Elektrode und
einen Kältemittelauslaß 9b nach außen abgeleitet. Ebenso wie
oben beschrieben kann beispielsweise Reinwasser, Öl, SF6, ein
Flon-Gas, Kohlendioxid, ein Ammoniakgas oder dergleichen als
Kältemittel verwendet werden. Infolgedessen kann die Innenseite
des Gehäuses 1 mit dem umgewälzten Kältemittel vollständig
gekühlt werden, so daß die Kühlwirkung verstärkt ist.
Fig. 4 ist eine Schnittansicht, die die Struktur eines Lei
stungsmoduls gemäß einer zweiten Abwandlung der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine leitfähige
Abschirmplatte 17 ist zusätzlich zu dem in Fig. 2 gezeigten
Leistungsmodul vorgesehen. Die Abschirmplatte 17 ist zwischen
einem isolierenden Substrat 5 und einem Steuerungssubstrat 11
in einem Gehäuse 1 vorgesehen. Es ist somit möglich,
elektromagnetische Abschirmwirkungen zwischen einem Halbleiter-
Leistungsbauelement 7 und dem Steuerungssubstrat 11 zu
erhalten.
Obwohl die Erfindung im Detail beschrieben wurde, ist die
vorstehende Beschreibung in jeder Hinsicht beispielhaft und
nicht einschränkend. Es versteht sich, daß zahlreiche weitere
Modifikationen und Abwandlungen möglich sind, ohne vom
Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
Claims (7)
1. Leistungsmodul, das folgendes aufweist:
ein isolierendes Substrat (5) mit einer Hauptoberfläche, auf der ein Halbleiter-Leistungsbauelement (7) angebracht ist;
ein Steuerungssubstrat (11), auf dem ein Steuerungs-IC (13) zur Steuerung des Halbleiter-Leistungsbauelements (7) angebracht ist;
eine leitfähige Tragplatte (2), an der das isolierende Substrat (5) und das Steuerungssubstrat (11) befestigt sind; und
ein leitfähiges Gehäuse (1), das an einem Umfangsbereich der Tragplatte (2) befestigt ist, so daß es das isolierende Substrat (5) und das Steuerungssubstrat (11) zusammen mit der Tragplatte (2) umgibt.
ein isolierendes Substrat (5) mit einer Hauptoberfläche, auf der ein Halbleiter-Leistungsbauelement (7) angebracht ist;
ein Steuerungssubstrat (11), auf dem ein Steuerungs-IC (13) zur Steuerung des Halbleiter-Leistungsbauelements (7) angebracht ist;
eine leitfähige Tragplatte (2), an der das isolierende Substrat (5) und das Steuerungssubstrat (11) befestigt sind; und
ein leitfähiges Gehäuse (1), das an einem Umfangsbereich der Tragplatte (2) befestigt ist, so daß es das isolierende Substrat (5) und das Steuerungssubstrat (11) zusammen mit der Tragplatte (2) umgibt.
2. Leistungsmodul nach Anspruch 1, das ferner einen
Kühlkörper (3) aufweist, der in dem Gehäuse (1) vorgesehen ist
und mit einer zu der Hauptoberfläche gegenüberliegenden Rück
seite des isolierenden Substrats (5) in Kontakt gehalten ist,
wobei die Tragplatte folgendes aufweist:
einen Kältemitteleinlaß/-auslaß (9), der mit dem Kühlkörper (3) gekoppelt ist;
eine Elektrode (10), die mit dem Halbleiter-Leistungsbau element (7) elektrisch verbunden ist; und
einen Steuerverbinder (15), der mit dem Steuerungs-IC (13) elektrisch verbunden ist,
wobei diese Teile sämtlich durch die Tragplatte (2) hin durch vorgesehen sind.
wobei die Tragplatte folgendes aufweist:
einen Kältemitteleinlaß/-auslaß (9), der mit dem Kühlkörper (3) gekoppelt ist;
eine Elektrode (10), die mit dem Halbleiter-Leistungsbau element (7) elektrisch verbunden ist; und
einen Steuerverbinder (15), der mit dem Steuerungs-IC (13) elektrisch verbunden ist,
wobei diese Teile sämtlich durch die Tragplatte (2) hin durch vorgesehen sind.
3. Leistungsmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Halbleiter-Leistungsbauelement ein Spannungsquellen-
Umrichter ist und
daß das Leistungsmodul ferner einen Gleichstrom-Kondensator (16) aufweist, der in Kontakt mit dem Kühlkörper (3) gegenüberliegend zu dem isolierenden Substrat (5) in dem Gehäuse (1) vorgesehen ist.
daß das Leistungsmodul ferner einen Gleichstrom-Kondensator (16) aufweist, der in Kontakt mit dem Kühlkörper (3) gegenüberliegend zu dem isolierenden Substrat (5) in dem Gehäuse (1) vorgesehen ist.
4. Leistungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der
ferner eine Abschirmplatte (17) aufweist, die zwischen dem
isolierenden Substrat (5) und dem Steuerungssubstrat (11) in
dem Gehäuse vorgesehen ist.
5. Leistungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse und die Tragplatte so
miteinander verbunden sind, daß eine Abdichteigenschaft darin
enthalten ist.
6. Leistungsmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche,
insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein
von dem Gehäuse (1) und der Tragplatte (2) gebildeter Innenraum
mit einem inaktiven Material ausgefüllt ist, das
Isoliereigenschaften hat.
7. Leistungsmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche,
insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
Material als Kältemittel wirkt und daß das Leistungsmodul
ferner ein Gebläse (18) aufweist, das in dem Gehäuse vorgesehen
ist und das im Gehäuse befindliche Material umwälzt.
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