DE102004056984A1 - Converter arrangement - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stromrichteranordnung (1) mit mindestens einem Stromrichter (2) und mindestens einem Stromrichtergehäuse (3), wobei der Stromrichter eine Leistungskomponente (21) mit mindestens einem Leistungshalbleiterbauelement (22) aufweist, das Stromrichtergehäuse einen Innenraum (31) aufweist, in dem das Leistungshalbleiterbauelement der Leistungskomponente des Stromrichters angeordnet ist, im Innenraum des Stromrichtergehäuses mindestens eine weitere Leistungskomponente (81) des Stromrichters angeordnet ist und eine elektrische Kontaktfläche des Leistungshalbleiterbauelements und die weitere Leistungskomponente des Stromrichters mithilfe einer auf dem Leistungshalbleiterbauelement angeordneten elektrischen Isolationsfolie (7) elektrisch voneinander isoliert sind. Die Leistungskomponente ist beispielsweise ein Leistungsschalter. Der Leistungsschalter wird ungehäust im Stromrichtergehäuse angeordnet. Ein Verguss des Leistungsschalters mit Silikon ist nicht notwendig. Es resultiert ein einfacher und kompakter Aufbau.The The invention relates to a power converter arrangement (1) with at least a power converter (2) and at least one power converter housing (3), wherein the power converter has a power component (21) with at least a power semiconductor component (22), the power converter housing a Interior space (31), in which the power semiconductor component the power component of the power converter is arranged in the interior of the converter housing at least one further power component (81) of the power converter is arranged and an electrical contact surface of the power semiconductor device and the other power component of the converter using a arranged on the power semiconductor component electrical Insulation film (7) are electrically isolated from each other. The power component is for example a circuit breaker. The circuit breaker is left unheated in the converter housing arranged. A casting of the circuit breaker with silicone is not necessary. The result is a simple and compact construction.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Stromrichteranordnung mit mindestens einem Stromrichter und einem Stromrichtergehäuse. Der Stromrichter ist ein Gerät zur Umformung von elektrischer Energie einer bestimmten Erscheinungsform (Spannung, Phasenzahl oder Frequenz) in elektrische Energie einer anderen Erscheinungsform. Der Stromrichter ist beispielsweise ein Gleichrichter, ein Wechselrichter oder ein Umrichter.The The invention relates to a power converter arrangement having at least one Power converter and a converter housing. The power converter is on Device for Transformation of electrical energy of a certain appearance (Voltage, phase number or frequency) into electrical energy other manifestation. The power converter is for example a Rectifier, an inverter or an inverter.

Der Stromrichter setzt sich aus verschiedenen Komponenten (Bauelementen) zusammen. So weist der Stromrichter beispielsweise mehrere Leistungskomponenten auf. Eine Leistungskomponente des Stromrichters ist beispielsweise ein Leistungsschalter, der aus mehreren Leistungshalbleiterbauelementen (steuerbare Ventile, Halbleiterventile) zusammengesetzt ist. Eine weitere Leistungskomponente des Stromrichters ist beispielsweise ein Zwischenkreis bzw. ein Bestandteil des Zwischenkreises. Der Bestandteil des Zwischenkreises ist beispielsweise ein Zwischenkreiskondensator.Of the Power converter consists of various components (components) together. For example, the power converter has several power components on. A power component of the power converter is, for example a circuit breaker consisting of several power semiconductor devices (controllable valves, semiconductor valves) is composed. A Another power component of the power converter is, for example a DC link or a component of the DC link. Of the Part of the intermediate circuit is, for example, an intermediate circuit capacitor.

Neben den Leistungskomponenten weist der Stromrichter auch mindestens eine Komponente auf, mit der Steuerimpulse für die Leistungshalbleiterbauelemente des Leistungsschalters generiert werden. Diese Komponente wird als elektrisches Steuergerät bezeichnet.Next The power converter also has the power converter at least a component on, with the control pulses for the power semiconductor devices of the circuit breaker are generated. This component is called designated electrical control unit.

Üblicherweise sind die in einem Stromrichter verbauten Leistungshalbleiterbauelemente zu einem Leistungshalbleitermodul zusammengefasst. Bei dem Leistungshalbleitermodul sind die Leistungshalbleiterbauelemente auf einem Substrat (Trägerkörper) aufgebracht und in entsprechender Weise elektrisch verschaltet. Für eine interne Verbindung der Kontakte der Leistungshalbleiterbauelemente im Leistungshalbleitermodul werden Bonddrähte verwendet. Zur elektrischen Isolierung sind die Bonddrähte und die Leistungshalbleiterbauelemente in eine Vergussmasse eingegossen. Die Vergussmasse ist beispielsweise Silikon. Das vergossene Leistungshalbleitermodul ist in einem eigenen Leistungshalbleitergehäuse angeordnet. Das Leistungshalbleitergehäuse dient dem Schutz des Leistungshalbleitermoduls und fungiert gleichzeitig als Träger elektrischer Anschlüsse. Eine Alternative zur Kontaktierung mittels Bonddrähten ist aus der WO 03/030247 A bekannt. Dabei werden die Kontaktflächen eines auf einem Substrat angeordneten Leistungshalbleiterbauelements großflächig und planar kontaktiert. Zur Kontaktierung wird eine Isolationsfolie auf das Leistungshalbleiterbauelement auflaminiert. Durch Erzeugen von Fenstern in der Isolationsfolie werden die Kontaktflächen des Leistungshalbleiterbauelements freigelegt und nachfolgend durch Metallabscheidung auf den Kontaktflächen und auf Bereichen der Isolationsfolie elektrisch kontaktiert.Usually are the power semiconductor devices installed in a power converter combined into a power semiconductor module. In the power semiconductor module the power semiconductor components are applied to a substrate (carrier body) and electrically connected in a corresponding manner. For an internal Connection of the contacts of the power semiconductor components in the power semiconductor module become bonding wires used. For electrical insulation, the bonding wires and the power semiconductor components poured into a potting compound. The potting compound is for example silicone. The potted power semiconductor module is arranged in a separate power semiconductor housing. The power semiconductor housing is used the protection of the power semiconductor module and acts simultaneously as a carrier electrical connections. An alternative to contacting by means of bonding wires is from WO 03/030247 A known. The contact surfaces of a on a substrate arranged power semiconductor device over a large area and contacted in a planar manner. For contacting an insulation film laminated to the power semiconductor device. By generating Windows in the insulation film are the contact surfaces of the Power semiconductor device exposed and subsequently by Metal deposition on the contact surfaces and on areas of the Isolation foil electrically contacted.

Das Leistungshalbleitergehäuse und weitere Komponenten des Stromrichters, beispielsweise elektrische Anschlüsse oder Kondensatoren, sind in einem gemeinsamen Stromrichtergehäuse angeordnet. Somit ergibt sich eine komplexe Stromrichteranordnung, bei der die Leistungshalbleiterbauelemente und die weiteren Komponenten des Stromrichters separiert voneinander in eigenen Gehäusen angeordnet sind.The Power semiconductor packages and other components of the power converter, such as electrical connections or capacitors are arranged in a common converter housing. This results in a complex power converter arrangement, in which the Power semiconductor components and the other components of the Power converter separated from each other arranged in separate housings are.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit aufzuzeigen, gemäß der eine einfache und kompakte Stromrichteranordnung zugänglich ist.task The present invention is to show a possibility according to the simple and compact power converter arrangement is accessible.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Stromrichteranordnung mit mindestens einem Stromrichter und mindestens einem Stromrichtergehäuse angegeben, wobei der Stromrichter eine Leistungskomponente mit mindestens einem Leistungshalbleiterbauelement aufweist, das Stromrichtergehäuse einen Innenraum aufweist, in dem das Leistungshalbleiterbauelement der Leistungskomponente des Stromrichters angeordnet ist, im Innenraum des Stromrichtergehäuses mindestens eine weitere Leistungskomponente des Stromrichters angeordnet ist und eine elektrische Kontaktfläche des Leistungshalbleiterbauelements und die weitere Leistungskomponente des Stromrichters mit Hilfe einer auf dem Leistungshalbleiterbauelement angeordneten elektrischen Isolationsfolie elektrisch voneinander isoliert sind. Die Isolationsfolie ist dabei so gestaltet, dass elektrisch zu kontaktierende Kontaktflächen des Leistungshalbleiterbauelements zugänglich sind bzw. elektrisch kontaktiert werden können. Beispielsweise enthält die Isolationsfolie Öffnungen, über die die Kontaktflächen zugänglich sind. Denkbar ist auch, dass die Isolationsfolie elektrische Durchkontaktierungen (Vias) zur elektrischen Kontaktierung der Kontaktflächen der Leistungshalbleiterbauelemente aufweist.to solution The object is a power converter arrangement with at least one Power converter and at least one power converter housing specified, wherein the power converter has a power component with at least one Power semiconductor component, the power converter housing a Interior has, in which the power semiconductor device of Power component of the power converter is arranged in the interior of the converter housing arranged at least one further power component of the power converter is and an electrical contact surface of the power semiconductor device and the other power component of the converter with the help a arranged on the power semiconductor component electrical Insulating foil are electrically isolated from each other. The insulation film is designed so that to be contacted electrically contact surfaces of the Leistungshalbleiterbauelements are accessible or electrically contacted can be. For example, the Insulation film openings, over the the contact surfaces accessible are. It is also conceivable that the insulation film electrical vias (Vias) for electrical contacting of the contact surfaces of Having power semiconductor components.

Durch die Isolationsfolie kann auf zusätzliche Isolationsmaßnahmen, beispielsweise der Verguss mit Silikon, verzichtet werden. Darüber hinaus kann auf das Leistungshalbleitergehäuse verzichtet werden. Das Leistungshalbleiterbauelement bzw. das Leistungshalbleitermodul mit mehreren Leistungshalbleiterbauelementen wird ungehäust, also ohne eigenes Gehäuse, im Stromrichtergehäuse angeordnet. Es resultiert eine im Vergleich zum Stand der Technik einfachere und kompaktere Stromrichteranordnung.By the insulation film can be applied to additional isolation measures, For example, the casting with silicone, be dispensed with. Furthermore can be dispensed with the power semiconductor housing. The Power semiconductor component or the power semiconductor module with several power semiconductor devices is unhoused, so without own housing, in the converter housing arranged. It results in comparison to the prior art simpler and more compact converter arrangement.

In einer besonderen Ausgestaltung ist das Leistungshalbleiterbauelement auf einem Substrat angeordnet und die Isolationsfolie derart auf dem Leistungshalbleiterbauelement und dem Substrat aufgebracht, dass eine Oberflächenkontur des Leistungshalbleiterbauelements und/oder eine Oberflächenkontur des Substrats in einer Oberflächenkontur der Isolationsfolie abgebildet sind, die dem Leistungshalbleiterbauelement und/oder dem Substrat abgekehrt ist. Die Isolationsfolie kann dabei aufgeklebt sein. Vorzugsweise ist die Isolationsfolie auf dem Leistungshalbleiterbauelement und auf dem Substrat auflaminiert. Das Auflaminieren erfolgt vorzugsweise ohne Klebstoff. Die Isolationsfolie wird nicht aufgeklebt.In a particular embodiment that is Power semiconductor device disposed on a substrate and the insulating film applied to the power semiconductor device and the substrate such that a surface contour of the power semiconductor device and / or a surface contour of the substrate are imaged in a surface contour of the insulating film, which is the power semiconductor device and / or the substrate turned away. The insulation film can be glued on. Preferably, the insulating film is laminated on the power semiconductor device and on the substrate. The lamination preferably takes place without adhesive. The insulation film is not glued on.

Die elektrische Kontaktierung der Kontakte des Leistungshalbleiterbauelements des Leistungshalbleitermoduls erfolgt bevorzugt planar, also nicht über Bonddrähte. Dadurch kann die Isolationswirkung der Isolationsfolie voll ausgenutzt werden. Eine großflächige Kontaktierung ist möglich. Durch die planare Kontaktierung sind die Leistungshalbleiterbauelemente niederinduktiv kontaktiert. Mit der planaren Kontaktierung ist auch ein im Vergleich zu einer Kontaktierung mit Bonddrähten robusterer Aufbau zugänglich.The electrical contacting of the contacts of the power semiconductor component The power semiconductor module is preferably planar, that is not via bonding wires. Thereby the insulation effect of the insulation film can be fully exploited. A large-area contact is possible. Due to the planar contacting, the power semiconductor components low inductively contacted. With the planar contacting is also a more robust compared to bonding with bonding wires Construction accessible.

Im Folgenden wird die Erzeugung eines Leistungshalbleitermoduls mit elektrischer Isolationsfolie und planarer Kontaktierung der Kontakte der Leistungshalbleiterbauelemente des Leistungshalbleitermoduls näher beschreiben: Es sollen mehrere Leitungshalbleiterbauelemente auf einem Substrat zu einem Leistungshalbleitermodul zusammengefasst werden. Zum Herstellen des Leistungshalbleitermoduls wird beispielsweise ein DCB(Direct Copper Bonding)-Substrat bereitgestellt, auf dem die für das Leistungshalbleitermodul benötigten Leistungshalbleiterbauelemente mit Hilfe eines elektrisch leitenden Verbindungsmittels aufgebracht und in entsprechender Weise über elektrische Leiterbahnen elektrisch verschaltet werden. Das DCB-Substrat weist eine Trägerschicht aus Aluminiumoxid (Al2O3) oder Aluminiumnitrid (AlN) auf. Beidseitig sind elektrisch leitende Kupferschichten aufgebracht, die zu Leiterbahnen ausgestaltet sind. Das elektrisch leitfähige Verbindungsmittel ist beispielsweise ein Lot oder ein elektrisch leitfähiger Klebstoff. Die Leistungshalbleiterbauelemente werden aufgelötet oder aufgeklebt. Die Anwendung einer Niedertemperaturverbindungstechnik (NVT) ist ebenfalls denkbar. Mit den beschriebenen Verfahren werden die Leistungshalbleiterbauelemente nicht nur elektrisch kontaktiert, sie werden auch auf dem Substrat mechanisch fixiert. Denkbar ist auch, dass mit dem elektrisch leitfähigen Verbindungsmittel lediglich ein elektrischer Kontakt hergestellt wird. Es erfolgt keine mechanische Fixierung der Leistungshalbleiterbauelemente. Dies gelingt beispielsweise mit einer elektrisch leitfähigen Paste (Leitpaste).In the following, the generation of a power semiconductor module with electrical insulation film and planar contacting of the contacts of the power semiconductor components of the power semiconductor module will be described in more detail: It is intended to combine a plurality of line semiconductor components on a substrate to form a power semiconductor module. To produce the power semiconductor module, for example, a DCB (direct copper bonding) substrate is provided, on which the power semiconductor components required for the power semiconductor module are applied by means of an electrically conductive connection means and electrically connected in a corresponding manner via electrical conductor tracks. The DCB substrate has a support layer of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) or aluminum nitride (AlN). On both sides, electrically conductive copper layers are applied, which are designed to form interconnects. The electrically conductive connection means is for example a solder or an electrically conductive adhesive. The power semiconductor components are soldered or glued. The application of a low temperature connection technique (NVT) is also conceivable. With the described methods, the power semiconductor components are not only electrically contacted, they are also mechanically fixed on the substrate. It is also conceivable that only an electrical contact is made with the electrically conductive connection means. There is no mechanical fixation of the power semiconductor components. This is achieved, for example, with an electrically conductive paste (conductive paste).

Auf die auf das Substrat aufgelöteten Leistungshalbleiterbauelemente wird eine Isolationsfolie, beispielsweise eine Kunststofffolie mit Polyimid (Polyimidfolie), auflaminiert. Das Auflaminieren erfolgt beispielsweise unter Vakuum. Dazu wird beispielsweise eine Vakuumpresse verwendet. Durch das Auflaminieren unter Vakuum entsteht eine besonders feste und innige Verbindung zwischen den Leistungshalbleiterbauelementen und der Isolationsfolie bzw. zwischen dem Substrat und der Isolationsfolie. Gegebenfalls folgt dem Auflaminieren ein Temperaturbehandlungsschritt. Dies ist dann anzuwenden, wenn eine Isolationsfolie mit einem Isolationsmaterial auflaminiert wird, das nur teilweise polymerisiert (vernetzt) ist. Durch den Temperaturbehandlungsschritt wird die Polymerisierung (Vernetzung) des Isolationsmaterials vorangetrieben. Dies erhöht eine Stärke der Verbindung zwischen der Isolationsfolie und den Leistungshalbleiterbauelementen bzw. dem Substrat. Insbesondere bei Verwendung einer Leitpaste übernimmt die auflaminierte Isolationsfolie die Positionierung und/oder die mechanische Fixierung der Leistungshalbleiterbauelemente auf dem Substrat.On those soldered onto the substrate Power semiconductor components is an insulating film, for example a plastic film with polyimide (polyimide film), laminated. The lamination takes place for example under vacuum. This will be For example, a vacuum press used. By lamination under vacuum creates a particularly strong and intimate connection between the power semiconductor devices and the insulating film or between the substrate and the insulating film. possibly Following lamination, a temperature treatment step follows. This is then apply when an insulation film laminated with an insulating material which is only partially polymerized (crosslinked). By the Temperature treatment step is the polymerization (crosslinking) advanced the insulation material. This increases a strength of the connection between the insulation film and the power semiconductor components or the substrate. Especially when using a conductive paste takes over the laminated insulating film positioning and / or mechanical Fixation of the power semiconductor components on the substrate.

Nach dem Auflaminieren der Isolationsfolie werden die elektrisch zu kontaktierenden Kontakte der Leistungshalbleiterbauelemente freigelegt. Dazu wird beispielsweise ein Photolithographieverfahren durchgeführt. Alternativ dazu wird ein Laserablationsverfahren eingesetzt. Bei beiden angegebenen Verfahren wird durch Materialabtrag ein Fenster in der Isolationsfolie erzeugt. Der jeweilige Kontakt des jeweiligen Leistungshalbleiterbauelements wird durch das Fenster freigelegt. Nachfolgend wird elektrisch leitendes Material auf dem Kontakt abgeschieden. Zur Bildung elektrischer Leiterbahnen auf der Isolationsfolie wird das elektrisch leitende Material auch auf der Isolationsfolie abgeschieden. Das Abscheiden erfolgt aus einer Dampfphase und/oder flüssigen Phase. Zum Abscheiden aus der Dampfphase wird beispielsweise ein physikalisches (Physical Vapour Deposition, PVD) oder ein chemischen (Chemical Vapour Deposition, CVD) Dampfabscheideverfahren eingesetzt. Ein Abscheiden aus der flüssigen Phase erfolgt elektrolytisch. Es wird ein elektrolytisches Abscheiden durchgeführt. Bevorzugt werden Dampfabscheideverfahren und elektrolytisches Abscheiden durchgeführt. Einzelne Verfahrensschritte können mehrmals durchgeführt werden, so dass benötigte Schichtdicken erzeugt werden. Ebenso können verschiedene Teilmetallisierungsschichten erzeugt werden, die unterschiedliche Funktionen übernehmen. Es resultiert ein Mehrschichtaufbau auf mit übereinander angeordneten Teilmetallisierungsschichten. Die Teilmetallisierungsschichten bestehen beispielsweise aus Titan, einer Titan-Wolfram-Legierung und aus Kupfer. Es resultiert eine Schichtfolge Ti/TiW/Cu. Die Teilmetallisierungsschicht aus Titan fungiert als Haftvermittlungsschicht, die Teilmetallisierungsschicht aus der Titan-Wolfram-Legierung als Sperrschicht für Kupfer-Ionen und die Kupferschicht als so genannte Seedlayer, also als Keimschicht für ein nachfolgendes elektrolytisches (galvanisches) Abscheiden einer relativ dicken Kupferschicht. Die galvanisch abgeschiedene, relativ dicke Kupferschicht wird beispielsweise benötigt, um eine im Betrieb des Stromrichters notwendige Stromtragfähigkeit der planaren Verbindungsleitungen zu gewährleisten.After the insulation film has been laminated, the contacts of the power semiconductor components to be contacted electrically are exposed. For this purpose, for example, a photolithography method is performed. Alternatively, a laser ablation procedure is used. In both methods indicated by material removal a window is produced in the insulation film. The respective contact of the respective power semiconductor component is exposed through the window. Subsequently, electrically conductive material is deposited on the contact. To form electrical conductors on the insulating film, the electrically conductive material is deposited on the insulating film. The deposition takes place from a vapor phase and / or liquid phase. For the deposition from the vapor phase, for example, a physical (Physical Vapor Deposition, PVD) or a chemical (Chemical Vapor Deposition, CVD) Dampfabscheideverfahren is used. Separation from the liquid phase is carried out electrolytically. An electrolytic deposition is performed. Preferably, vapor deposition and electrolytic deposition are performed. Individual process steps can be carried out several times, so that required layer thicknesses are produced. Likewise, different Teilmetallisierungsschichten can be generated, which assume different functions. The result is a multi-layer structure with superposed Teilmetallisierungsschichten. The Teilmetallisierungsschichten consist for example of titanium, a titanium-tungsten alloy and copper. The result is a layer sequence Ti / TiW / Cu. The partial metallization layer of titanium functions as an adhesion-promoting layer, the partial metallization layer of the titanium-tungsten alloy as Barrier layer for copper ions and the copper layer as a so-called seed layer, ie as a seed layer for a subsequent electrolytic (galvanic) deposition of a relatively thick copper layer. The electrodeposited, relatively thick copper layer is required, for example, to ensure a necessary during operation of the power converter current carrying capacity of the planar connecting lines.

Das elektrisch leitende Material wird strukturiert abgeschieden, beispielsweise mit Hilfe einer Maske, so dass die für die Kontaktierung der elektrischen Kontakte der Leistungshalbleiterbauelemente notwendigen Leiterbahnen erzeugt werden. Denkbar ist auch, dass erst nach dem Abscheiden eine Strukturierung einer durch das Abscheiden erzeugten elektrisch leitenden Beschichtung die elektrischen Verbindungsleitungen auf der Isolationsfolie und auf den Kontakten der Leistungshalbleiterbauelemente erzeugt werden.The electrically conductive material is deposited in a structured manner, for example with the help of a mask, so that for contacting the electrical Contacts of the power semiconductor devices necessary interconnects be generated. It is also conceivable that only after the deposition a structuring of an electrically generated by the deposition conductive coating on the electrical connection lines the insulation film and generated on the contacts of the power semiconductor devices become.

Um eine effiziente elektrische Isolierung mit Hilfe der Isolationsfolie zu erzielen, wird eine dafür notwendige Folienstärke (Foliendicke) der Isolationsfolie gewählt. Die notwendige Folienstärke hängt von verschiedenen Faktoren ab, beispielsweise vom Isolationsmaterial der Isolationsfolie oder von den Bedingungen, unter denen die Stromrichteranordnung betrieben wird. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Isolationsfolie eine aus dem Bereich von einschließlich 50 μm bis einschließlich 500 μm und insbesondere eine aus dem Bereich von einschließlich 100 μm bis einschließlich 300 μm ausgewählte Folienstärke aufweist.Around an efficient electrical insulation with the help of the insulating foil to achieve this is necessary film thickness (Film thickness) of the insulation film selected. The necessary film thickness depends on different ones Factors from, for example, the insulating material of the insulation film or by the conditions under which the power converter arrangement operated becomes. It has proved to be advantageous if the insulation film one in the range of from 50 microns up to and including 500 microns and in particular has a film thickness selected from the range of 100 μm to 300 μm inclusive.

Um eine notwendige Isolationswirkung der Isolationsfolie zu erzielen, kann eine einzige, möglichst dicke Isolationsfolie auflaminiert werden. Eine entsprechende Isolationswirkung kann aber auch mit mehreren, übereinander gestapelten Teilisolationsfolien erzielt werden. Die Isolationsfolie weist einen Mehrschichtaufbau aus mindestens zwei übereinander angeordneten Teilisolationsfolien auf. Dadurch ist es möglich, eine effiziente Isolationswirkung auch bei einer relativ niedrigeren Gesamtfolienstärke der Isolationsfolie zu erzielen.Around to achieve a necessary insulating effect of the insulating film, can be a single, as possible thick insulation film are laminated. A corresponding insulation effect but also with several, one above the other stacked partial insulation films are achieved. The insulation film has a multi-layer structure of at least two superimposed arranged partial insulation foils. This makes it possible to get one efficient insulation effect even at a relatively lower Total film thickness to achieve the insulation film.

Durch die effiziente elektrische Isolierung der Leistungshalbleiterbauelemente können im Innenraum des Stromrichtergehäuses neben den Leistungskomponenten beliebige elektrische Komponenten oder mechanische Komponenten aus elektrisch leitendem Material angeordnet sein. Diese Komponenten können separat als selbständig tragende Komponenten ausgestaltet sein. Denkbar ist auch, dass diese Komponenten auf einem eigenen Substrat, beispielsweise einem PCB(Printed Circuit Board)-Substrat, realisiert sind.By the efficient electrical isolation of the power semiconductor devices can in the interior of the converter housing in addition to the power components any electrical components or mechanical components of electrically conductive material arranged be. These components can separately as independent be designed supporting components. It is also conceivable that these Components on a separate substrate, such as a PCB (Printed Circuit board) substrate, are realized.

In einer besonderen Ausgestaltung ist die weitere Leistungskomponente eine Stromverschienung zur elektrischen Kontaktierung des Leistungshalbleiterbauelements. Die Stromverschienung weist mindestens eine Versorgungsstromschiene zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung für einen der Kontakte des Leistungshalbleiterbauelements auf. Vorzugsweise sind mehrere Versorgungsstromschienen zur elektrischen Kontaktierung mehrerer Kontakte des Leistungshalbleiterbauelements vorhanden. Dabei kann eine Versorgungsstromschiene die Kontakte mehrerer Leistungshalbleiterbauelemente mit der notwendigen Spannung versorgen. Die Stromverschienung ist derart ausgelegt, dass ein für den Betrieb der Leistungshalbleiterbauelemente der Leistungskomponente notwendiger Stromfluss gewährleistet ist.In a special embodiment is the further power component a Stromverschienung for electrical contacting of the power semiconductor device. The power bus has at least one supply bus bar for providing a supply voltage for one of the contacts of the power semiconductor component on. Preferably, several supply busbars for electrical Contacting a plurality of contacts of the power semiconductor device available. In this case, a supply busbar, the contacts multiple power semiconductor devices with the necessary voltage supply. The Stromverschienung is designed such that a for the business the power semiconductor components of the power component necessary Current flow ensured is.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die weitere Leistungskomponente eine Zwischenkreiskomponente eines Zwischenkreises des Stromrichters. Dies bedeutet, dass im Innenraum des Stromrichtergehäuses auch der Zwischenkreis oder Bestandteile des Zwischenkreises angeordnet werden. Die Zwischenkreiskomponente ist insbesondere ein Zwischenkreiskondensator. Je nach Stromrichtertopologie ist der Zwischenkreiskondensator unterschiedlich ausgestaltet. Beispielsweise ist der Zwischenkreiskondensator ein Elektrolytkondensator. Denkbar ist auch ein Zwischenkreiskondensator in Form eines Mehrschichtkondensators. Der Mehrschichtkondensator kann als separates Bauelement ausgeführt sein. Denkbar ist auch, dass der Mehrschichtkondensator im Leistungshalbleitermodul integriert ist. Ein Zwischenkreiskondensator ist allerdings nicht immer notwendig, denn es gibt auch Stromrichtertopologien, die auf die Verwendung eines Zwischenkreiskondensators verzichten können.In Another embodiment is the further power component a DC link component of a DC link of the power converter. This means that in the interior of the converter housing also arranged the intermediate circuit or components of the intermediate circuit become. The DC link component is in particular an intermediate circuit capacitor. Depending on the power converter topology, the DC link capacitor is designed differently. For example, the DC link capacitor is an electrolytic capacitor. Also conceivable is a DC link capacitor in the form of a multilayer capacitor. The multilayer capacitor can be designed as a separate component. It is also conceivable that the multilayer capacitor in the power semiconductor module is integrated. A DC link capacitor is not always necessary, because there are also power converter topologies on can dispense with the use of a DC link capacitor.

In einer besonderen Ausgestaltung begrenzt das Substrat den Innenraum des Stromrichtergehäuses. Dies bedeutet, dass das Stromrichtergehäuse zusammen mit dem Substrat den Innenraum bilden, in dem die Leistungskomponente mit den Leistungshalbleiterbauelementen angeordnet ist. Das Stromrichtergehäuse und das Substrat können dabei bleibend miteinander verbunden sein. Beispielsweise ist das Substrat auf einen Teil des Stromrichtergehäuses geklebt oder anderweitig verbunden. Vorzugsweise sind das Stromrichtergehäuse und das Substrat lösbar miteinander verbunden. Dies bedeutet, dass eine Verbindung zwischen dem Substrat und dem Stromrichtergehäuse besteht, die zerstörungsfrei gelöst werden kann. Die lösbare Verbindung wird beispielsweise durch einen Druck-, Schraub- oder Steckkontakt realisiert. Der Druckkontakt wird beispielsweise mit Hilfe eines Federkontakts hergestellt.In In a particular embodiment, the substrate limits the interior space of the converter housing. This means that the power converter housing together with the substrate form the interior, in which the power component with the power semiconductor devices is arranged. The converter housing and the substrate can thereby be permanently connected. For example, the substrate glued to a part of the converter housing or otherwise connected. Preferably, the power converter housing and the substrate are detachable with each other connected. This means that a connection between the substrate and the power converter housing exists, the non-destructive solved can be. The detachable Connection is made for example by a pressure, screw or plug contact realized. The pressure contact, for example, with the help of a Spring contacts made.

Durch die lösbare Verbindung können das Substrat und das Stromrichtergehäuse direkt miteinander verbunden sein. Es ist aber auch denkbar, dass das Stromrichtergehäuse und das Substrat indirekt miteinander verbunden sind. Dazu ist das Substrat auf einem Trägerkörper aufgebracht, der seinerseits mit dem Stromrichtergehäuse lösbar verbunden ist. Beispielsweise ist das Substrat auf den Trägerkörper mit Hilfe eines Klebstoffs aufgeklebt. Denkbar ist aber auch, dass das Substrat an den Trägerkörper aufgelötet ist. Der Trägerkörper selbst ist dann durch einen Druck- oder Schraubkontakt mit dem Stromrichtergehäuse lösbar verbunden.Due to the detachable connection, the substrate and the converter housing can be directly involved be connected to other. However, it is also conceivable that the power converter housing and the substrate are indirectly connected to each other. For this purpose, the substrate is applied to a carrier body, which in turn is releasably connected to the power converter housing. For example, the substrate is adhered to the carrier body with the aid of an adhesive. It is also conceivable that the substrate is soldered to the carrier body. The carrier body itself is then releasably connected by a pressure or screw contact with the power converter housing.

In einer besonderen Ausgestaltung ist das Substrat mit einer Kühlvorrichtung thermisch leitend verbunden. Die Kühlvorrichtung kann derart ausgestaltet sein, dass ein Kühlfluid am Substrat vorbeigeleitet wird. Wenn das Substrat aus einem thermisch leitfähigen Material besteht, beispielsweise Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid, erfolgt eine effiziente Wärmeableitung von den Leistungshalbleiterbauelementen über das Substrat zum Kühlfluid der Kühlvorrichtung.In a particular embodiment is the substrate with a cooling device connected thermally conductive. The cooling device can be designed in this way be that a cooling fluid is guided past the substrate. When the substrate is made of a thermally conductive material exists, for example, alumina or aluminum nitride occurs an efficient heat dissipation from the power semiconductor devices across the substrate to the cooling fluid the cooling device.

In einer besonderen Ausgestaltung ist die Kühlvorrichtung ein Kühlkörper. Beispielsweise ist das Substrat mit Hilfe eines thermisch leitfähigen Klebstoffs auf dem Kühlkörper aufgeklebt. Dadurch erfolgt eine effiziente Wärmeableitung von den Leistungshalbleiterbauelementen über das Substrat und über den Klebstoff hin zum Kühlkörper. Der Kühlkörper kann dabei die Funktion des Trägerkörpers übernehmen, der mit dem Substrat verbunden ist. An den Kühlkörper kann das Stromrichtergehäuse lösbar gebunden sein. Zu einer effizienten Wärmeableitung ist der Kühlkörper Bestandteil des Stromrichtergehäuses. Der Kühlkörper ist in das Stromrichtergehäuse integriert. Dabei sind der Kühlkörper, das Stromrichtergehäuse und das Substrat mit den Leistungshalbleiterbauelementen derart angeordnet, dass der Innenraum des Stromrichtergehäuses auch von dem Substrat mit den Leistungshalbleiterbauelementen begrenzt ist. Über den Kühlkörper erfolgt eine effiziente Wärmeableitung von den Leistungshalbleiterbauelementen im Innenraum des Stromrichtergehäuses nach außen.In In a particular embodiment, the cooling device is a heat sink. For example the substrate is glued to the heat sink using a thermally conductive adhesive. This results in efficient heat dissipation from the power semiconductor components over the Substrate and over the glue towards the heat sink. Of the Heat sink can doing the function of the carrier body, which is connected to the substrate. To the heat sink, the power converter housing can be releasably bonded be. For efficient heat dissipation is the heat sink component of the converter housing. The heat sink is integrated into the converter housing. Here are the heat sink, the Converter housing and the substrate with the power semiconductor devices such arranged that the interior of the converter housing as well bounded by the substrate with the power semiconductor devices is. about the heat sink takes place an efficient heat dissipation from the power semiconductor devices in the interior of the converter housing after Outside.

Aus Isolierungsgründen ist das Stromrichtergehäuse vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material. Das elektrisch isolierende Material ist beispielsweise ein Kunststoff. Damit die elektrischen Komponenten des Stromrichters kontaktiert werden können, die sich im Immenraum des Stromrichtergehäuses befinden, ist mindestens ein elektrischer Anschluss in das Stromrichtergehäuse integriert. Vorzugsweise weist das Stromrichtergehäuse daher mindestens einen elektrischen Anschluss zur elektrischen Kontaktierung der Leistungskomponente und/oder zur elektrischen Kontaktierung der weiteren Leistungskomponente auf.Out insulation reasons is the power converter housing preferably made of an electrically insulating material. The electric insulating material is for example a plastic. So that electrical components of the power converter can be contacted, the are in the Immenraum the converter housing is at least an electrical connection integrated in the converter housing. The converter housing therefore preferably has at least one electrical connection for electrical contacting of the power component and / or for electrical contacting of the further power component on.

Über den elektrischen Anschluss kann beispielsweise ein elektrischer Steueranschluss eines der Leistungshalbleiterbauelemente kontaktiert sein. In einer besonderen Ausgestaltung ist der elektrische Anschluss des Stromrichtergehäuses Bestandteil der Stromverschienung. So kann beispielsweise dafür gesorgt werden, dass die zu kontaktierenden, offenen Kontaktstellen des Leistungshalbleitermoduls und die elektrischen Anschlusse des Stromrichtergehäuses derart angeordnet sind, dass durch ein Zusammenbringen des Leistungshalbleitermoduls und des Stromrichtergehäuses die elektrischen Verbindungen zu den Kontaktstellen der Leistungshalbleitermoduls hergestellt werden.On the electrical connection, for example, an electrical control connection one of the power semiconductor devices to be contacted. In a particular embodiment, the electrical connection of the converter housing is part the power bus. For example, this can be taken care of be that to be contacted, open contact points of the Power semiconductor module and the electrical connections of the converter housing in such a way are arranged that by bringing the power semiconductor module and the converter housing the electrical connections to the contact points of the power semiconductor module getting produced.

Wie bereits angedeutet, können im Innenraum des Stromrichtergehäuses weitere Komponenten des Stromrichters enthalten sein, die für den Betrieb des Stromrichters notwendig sind. Vorzugsweise ist diese weitere Komponente eine Steuereinrichtung zur elektrischen Steuerung des Leistungshalbleiterbauelements bzw. der Leistungshalbleiterbauelemente. Denkbar ist auch, dass die Steuereinrichtung nicht im Innenraum des Stromrichtergehäuses sondern außerhalb des Stromrichtergehäuses angeordnet ist. Über Anschlüsse, die sich im Stromrichtergehäuse befinden, werden die Leistungshalbleiterbauelemente gesteuert.As already indicated in the interior of the converter housing Other components of the power converter may be included for operation of the power converter are necessary. Preferably, this is more Component of a control device for electrical control of Power semiconductor component or the power semiconductor components. It is also conceivable that the control device is not in the interior the converter housing but outside of the converter housing is arranged. about Connections, located in the converter housing are located, the power semiconductor devices are controlled.

Zusammenfassend ergeben sich mit der Erfindung folgende wesentlichen Vorteile:

  • – Mit der Erfindung ist eine einfache und kompakte Stromrichteranordnung zugänglich.
  • – Durch die Verwendung von Leistungsmodulen mit auflaminierten Isolationsfolien kann auf eine zusätzliche Isolierung durch Silikonverguss verzichtet werden.
  • – Durch die Integration verschiedener Funktionalitäten in das Stromrichtergehäuse bzw. den Innenraum des Stromrichtergehäuses erfolgt eine zusätzliche Verdichtung der Komponenten des Stromrichters.
  • – Durch die Verwendung einer Leistungskomponente (z.B. Leistungshalbleitermodul) mit offen liegenden Kontaktstellen und einem Stromrichtergehäuse, in das die weitere Leistungskomponente und entsprechende Anschlüsse integriert sind, kann die Stromrichteranordnung durch einfaches Zusammenbringen der Leistungskomponente und des Stromrichtergehäuses hergestellt werden. Dies kann als „Lego-Prinzip" bezeichnet werden.
In summary, the invention provides the following essential advantages:
  • - With the invention, a simple and compact power converter arrangement is accessible.
  • - Through the use of power modules with laminated insulating films can be dispensed with an additional insulation by Silikonverguss.
  • - By integrating various functionalities in the converter housing or the interior of the converter housing, an additional compression of the components of the converter takes place.
  • - By the use of a power component (eg, power semiconductor module) with exposed contact points and a power converter housing, in which the other power component and corresponding connections are integrated, the power converter assembly can be made by simply matching the power component and the converter housing. This can be called the "Lego Principle".

Anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und der dazugehörigen Figuren wird die Erfindung im Folgenden näher beschrieben. Die Figuren sind schematisch und stellen keine maßstabsgetreuen Abbildungen dar.Based several embodiments and the associated Figures, the invention is described in more detail below. The figures are schematic and do not represent true to scale illustrations represents.

1 zeigt eine Stromrichteranordnung. 1 shows a power converter arrangement.

2 zeigt eine Leistungskomponente in Form eines Leistungshalbleitermoduls im seitlichen Querschnitt. 2 shows a power component in the form of a power semiconductor module in the lateral cross-section.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel liegt eine Stromrichteranordnung 1 mit einem Stromrichter 2 und einem Stromrichtergehäuse 3 vor (1). Das Stromrichtergehäuse 3 ist aus einem Kunststoff. Im Innenraum 31 des Stromrichtergehäuses 3 ist eine Leistungskomponente 21 mit mehreren Leistungshalbleiterbauelementen 22 angeordnet. Die Leistungshalbleiterbauelemente 22 sind auf einem DCB-Substrat 6 zu einem Leistungshalbleitermodul 23 zusammengefasst.According to the first embodiment is a power converter arrangement 1 with a power converter 2 and a power converter housing 3 in front ( 1 ). The converter housing 3 is made of a plastic. In the interior 31 of the converter housing 3 is a power component 21 with several power semiconductor devices 22 arranged. The power semiconductor components 22 are on a DCB substrate 6 to a power semiconductor module 23 summarized.

Das DCB-Substrat besteht aus einer Trägerschicht 61 aus Aluminiumoxid und beidseitig aufgebrachte elektrische Leistungsschichten 62 und 63 aus Kupfer. Die Leitungsschicht 62, auf die die Leistungshalbleiterbauelemente 22 aufgelötet sind, ist zu entsprechenden Leitungsbahnen strukturiert.The DCB substrate consists of a carrier layer 61 made of aluminum oxide and applied on both sides electrical power layers 62 and 63 made of copper. The conductor layer 62 to which the power semiconductor devices 22 are soldered, is structured to corresponding conduction paths.

Jedes der Leistungshalbleiterbauelemente 22 ist derart aufgelötet, dass eine vom Substrat 6 wegweisende Kontaktfläche 24 des Leitungshalbleiterbauelements 22 resultiert (2). In alternativen Ausführungsformen sind die Leistungshalbleiterbauelemente aufgeklebt, mittels Niedertemperaturverbindungstechnik verbunden oder mittels einer Leitpaste lediglich elektrisch kontaktiert, also nicht mechanisch fixiert.Each of the power semiconductor devices 22 is so soldered that one from the substrate 6 groundbreaking contact surface 24 of the line semiconductor device 22 results ( 2 ). In alternative embodiments, the power semiconductor components are adhesively bonded, connected by means of low-temperature connection technology or only electrically contacted by means of a conductive paste, that is not mechanically fixed.

Zur großflächigen, planaren elektrischen Kontaktierung der Kontaktfläche 24 des Leistungshalbleiterbauelements 22 ist eine Isolationsfolie 7 aus Polyimid unter Vakuum auflaminert. Die Isolationsfolie 7 ist dabei derart auf dem Substrat 6 und dem Leistungshalbleiterbauelementen 22 auflaminiert, dass eine Oberflächenkontur 25 des Leistungshalbleiterbauelements 22 und eine Oberflächenkontur 64 des Substrats 6 in einer Oberflächenkontur 72 der Isolationsfolie 7 abgebildet ist, die dem Substrat 6 und dem Leistungshalbleiterbauelement 22 abgekehrt ist. Bei Verwendung einer Leitpaste erfolgt die mechanische Fixierung des Leistungshalbleiterbauelements 22 auf dem Substrat 6 durch die auflaminierte Isolationsfolie 7. Durch Öffnen eines Fensters 71 in der Isolationsfolie 7 ist der Kontakt bzw. die Kontaktfläche 24 des Leistungshalbleiterbauelements 22 freigelegt. Das Öffnen des Fensters 71 erfolgt durch Laserablation. Die planare elektrische Kontaktierung der Kontaktfläche 24 wird durch eine mehrschichtige Abscheidung 26 von elektrisch leitendem Material erzeugt.For large-area, planar electrical contacting of the contact surface 24 of the power semiconductor device 22 is an insulation film 7 of polyimide auflaminert under vacuum. The insulation film 7 is doing so on the substrate 6 and the power semiconductor devices 22 laminated that a surface contour 25 of the power semiconductor device 22 and a surface contour 64 of the substrate 6 in a surface contour 72 the insulation film 7 pictured is the substrate 6 and the power semiconductor device 22 has turned away. When using a conductive paste, the mechanical fixing of the power semiconductor component takes place 22 on the substrate 6 through the laminated insulation foil 7 , By opening a window 71 in the insulation film 7 is the contact or the contact surface 24 of the power semiconductor device 22 exposed. Opening the window 71 done by laser ablation. The planar electrical contacting of the contact surface 24 is through a multi-layered deposition 26 produced by electrically conductive material.

Durch die planare Kontaktierung der Leistungshalbleiterbauelemente 22 des Leistungshalbleitermoduls 23 ist gewährleistet, dass bestimmte Kontaktflächen 24 der Leitungshalbleiterbauelemente 22 elektrisch kontaktiert werden. Gleichzeitig ist dafür gesorgt, dass weitere, nicht dargestellte elektrische Kontaktflächen der Leistungshalbleiterbauelemente 22 von weiteren Leistungskomponenten 81 des Stromrichters 2 elektrisch isoliert sind.Due to the planar contacting of the power semiconductor components 22 of the power semiconductor module 23 is guaranteed that certain contact surfaces 24 the line semiconductor devices 22 be contacted electrically. At the same time it is ensured that further, not shown electrical contact surfaces of the power semiconductor components 22 of other power components 81 of the power converter 2 are electrically isolated.

Die Leistungskomponente 21 in Form des Leistungshalbleitermoduls 23 ist im Innenraum 31 des Stromrichtergehäuses 3 angeordnet. Dazu ist das Substrat 6 des Leistungshalbleitermoduls 23 mit dem Stromrichtergehäuse 3 lösbar miteinander verbunden. Gemäß einer ersten Ausführungsform ist das Substrat 6 nicht direkt mit dem Stromrichtergehäuse 3 verbunden. Das Substrat 6 ist auf einer Kühlvorrichtung in Form eines Kühlkörpers 4 aufgebracht. Das Aufbringen erfolgt durch Aufkleben mit Hilfe eines thermisch leitfähigen Klebstoffs. Dieser Kühlkörper 4 ist mit dem Stromrichtergehäuse 3 verschraubt (Verschraubung 41). Dadurch wird der indirekte, lösbare Kontakt zwischen dem Substrat 6 und dem Stromrichtergehäuse 3 hergestellt. Gemäß einer nicht dargestellten, alternativen Ausführungsform, sind das Substrat 6 und das Stromrichtergehäuse 3 direkt mit Hilfe eines Schraubkontakts miteinander verbunden. Alternativ dazu ist die lösbare Verbindung durch einen Federkontakt hergestellt.The power component 21 in the form of the power semiconductor module 23 is in the interior 31 of the converter housing 3 arranged. This is the substrate 6 of the power semiconductor module 23 with the power converter housing 3 detachably connected to each other. According to a first embodiment, the substrate 6 not directly with the converter housing 3 connected. The substrate 6 is on a cooling device in the form of a heat sink 4 applied. The application is carried out by sticking using a thermally conductive adhesive. This heat sink 4 is with the power converter housing 3 screwed (screwed 41 ). This becomes the indirect, releasable contact between the substrate 6 and the power converter housing 3 produced. According to an alternative embodiment, not shown, are the substrate 6 and the power converter housing 3 directly connected with the help of a screw contact. Alternatively, the releasable connection is made by a spring contact.

Im Innenraum 31 des Stromrichtergehäuses 3 sind weitere Leistungskomponenten 81 des Stromrichters 2 enthalten. Eine der weiteren Leistungskomponenten 81 ist eine Stromverschienung 82 zur elektrischen Kontaktierung der Leistungshalbleiterbauelemente 22 des Leistungshalbleitermoduls 23. Eine weitere Leistungskomponente 81 des Stromrichters 2 ist auch ein Bestandteil eines für den Betrieb des Stromrichters notwendigen Zwischenkreises 83. Dieser Bestandteil ist ein Zwischenkreiskondensator 84.In the interior 31 of the converter housing 3 are other power components 81 of the power converter 2 contain. One of the other performance components 81 is a power bus 82 for electrical contacting of the power semiconductor components 22 of the power semiconductor module 23 , Another performance component 81 of the power converter 2 is also a component of a necessary for the operation of the converter intermediate circuit 83 , This component is a DC link capacitor 84 ,

Dadurch, dass in dem beschriebenen Leistungshalbleitermodul 23 eine elektrische Isolierung der Leistungskomponente 21 mit den Leistungshalbleiterbauelemente 22 durch die auflaminierte Isolationsfolie 7 gewährleistet ist, wird kein zusätzliches Gehäuse zur elektrischen Isolierung der Leistungskomponente 21 benötigt. Es genügt, ein einziges Stromrichtergehäuse 3 zur Aufnahme aller für den Stromrichter 2 benötigten Leistungskomponenten 21 und 81 bereitzustellen.Characterized in that in the described power semiconductor module 23 an electrical insulation of the power component 21 with the power semiconductor components 22 through the laminated insulation foil 7 is guaranteed, no additional housing for electrical insulation of the power component 21 needed. Suffice it, a single converter housing 3 to accommodate all for the power converter 2 required power components 21 and 81 provide.

Der Innenraum 31 des Stromrichtergehäuses 3 sind weitere Komponenten 91 des Stromrichters 2 zu integriert. Diese weiteren Komponenten 91 u.a. eine elektrische Steuereinrichtung 92 (Steuergerät).The interior 31 of the converter housing 3 are other components 91 of the power converter 2 too integrated. These other components 91 including an electrical control device 92 (Control unit).

Das Stromrichtergehäuse 3 beinhaltet zusätzlich elektrische Anschlüsse 32. Diese elektrischen Anschlüsse 32 dienen der elektrischen Kontaktierung der Leistungskomponente 21, der weiteren Leistungskomponente 81 und der elektrischen Kontaktierung der Steuerkomponente 92, das auf einem PCB-Substrat (93) aufgebracht ist.The converter housing 3 includes additional electrical connections 32 , These electrical connections 32 serve the electrical contacting of the power component 21 , the far ren performance component 81 and the electrical contacting of the control component 92 stored on a PCB substrate ( 93 ) is applied.

Zum Herstellen der Stromrichteranordnung 1 wird die Leistungskomponente 21 mit den Leistungshalbleiterbauelementen 22 auf dem Substrat 6 bereitgestellt. Dabei sind Kontaktstellen 26 der Leistungskomponente 21 offen zugänglich. Die Leistungskomponente 21 wird auf den Kühlkörper 4 aufgeklebt.For producing the power converter arrangement 1 becomes the power component 21 with the power semiconductor components 22 on the substrate 6 provided. These are contact points 26 the power component 21 open access. The power component 21 gets on the heat sink 4 glued.

Mit den offen liegenden Kontaktstellen 27 der Leistungskomponente 21 werden weitere Leitungskomponenten 81 des Stromrichters 2 bzw. weitere Komponenten 91 kontaktiert. Die Kontaktierung erfolgt mittels Federkontakt 28. Der so erzeugte Aufbau aus Leistungskomponente 21, weiteren Leistungskomponenten 81, weiteren Komponenten 91 und Kühlkörper 4 wird über den Kühlkörper 4 mit dem Stromrichtergehäuse 3 verschraubt. Dabei wird der Aufbau und das Stromrichtergehäuse 3 derart zusammengebracht, dass im Innenraum 31 des Stromrichtergehäuses 3 die Leistungskomponente 21, die weitere Leistungskomponente 81 und die weitere Komponente 91 des Stromrichters 2 angeordnet sind. Der Kühlkörper 4 bildet einen Bestandteil Stromrichtergehäuses 3. Der Innenraum 31 des Stromrichtergehäuses 3 ist vom Substrat 6 der Leistungskomponente 21 bzw. des Leistungshalbleitermoduls 23 begrenzt.With the exposed contact points 27 the power component 21 become further line components 81 of the power converter 2 or other components 91 contacted. The contacting takes place by means of spring contact 28 , The construction of power component thus produced 21 , other performance components 81 , other components 91 and heat sink 4 gets over the heat sink 4 with the power converter housing 3 screwed. In this case, the structure and the converter housing 3 brought together in such a way that in the interior 31 of the converter housing 3 the power component 21 , the other performance component 81 and the other component 91 of the power converter 2 are arranged. The heat sink 4 forms part of converter housing 3 , The interior 31 of the converter housing 3 is from the substrate 6 the power component 21 or the power semiconductor module 23 limited.

Claims (15)

Stromrichteranordnung (1) mit – mindestens einem Stromrichter (2) und mindestens einem Stromrichtergehäuse (3), wobei – der Stromrichter (2) eine Leistungskomponente (21) mit mindestens einem Leistungshalbleiterbauelement (22) aufweist, – das Stromrichtergehäuse (3) einen Innenraum (31) aufweist, in dem das Leistungshalbleiterbauelement (22) der Leistungskomponente (21) des Stromrichters (2) angeordnet ist, – im Innenraum (31) des Stromrichtergehäuses (3) mindestens eine weitere Leistungskomponente (81) des Stromrichters (2) angeordnet ist und – eine elektrische Kontaktfläche (24) des Leistungshalbleiterbauelements (22) und die weitere Leistungskomponente (81) des Stromrichters (2) mit Hilfe einer auf dem Leistungshalbleiterbauelement (22) angeordneten elektrischen Isolationsfolie (7) elektrisch voneinander isoliert sind.Converter arrangement ( 1 ) with - at least one power converter ( 2 ) and at least one power converter housing ( 3 ), whereby - the converter ( 2 ) a power component ( 21 ) with at least one power semiconductor component ( 22 ), - the power converter housing ( 3 ) an interior ( 31 ), in which the power semiconductor component ( 22 ) of the service component ( 21 ) of the power converter ( 2 ), - in the interior ( 31 ) of the converter housing ( 3 ) at least one further performance component ( 81 ) of the power converter ( 2 ) and - an electrical contact surface ( 24 ) of the power semiconductor device ( 22 ) and the further performance component ( 81 ) of the power converter ( 2 ) with the aid of a power semiconductor component ( 22 ) arranged electrical insulation film ( 7 ) are electrically isolated from each other. Stromrichteranordnung nach Anspruch 1, wobei das Leistungshalbleiterbauelement (22) auf einem Substrat (6) angeordnet ist und die Isolationsfolie (7) derart auf dem Leistungshalbleiterbauelement (22) und dem Substrat (6) aufgebracht ist, dass eine Oberflächenkontur (25) des Leistungshalbleiterbauelements (22) und/oder eine Oberflächenkontur (64) des Substrats (6) in einer Oberflächenkontur (72) der Isolationsfolie (7) abgebildet sind, die dem Halbleiterbauelement (22) und/oder dem Substrat (6) abgekehrt ist.A power converter arrangement according to claim 1, wherein the power semiconductor component ( 22 ) on a substrate ( 6 ) is arranged and the insulating film ( 7 ) on the power semiconductor device ( 22 ) and the substrate ( 6 ) is applied, that a surface contour ( 25 ) of the power semiconductor device ( 22 ) and / or a surface contour ( 64 ) of the substrate ( 6 ) in a surface contour ( 72 ) of the insulation film ( 7 ) are shown, which the semiconductor device ( 22 ) and / or the substrate ( 6 ) is turned away. Stromrichteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Isolationsfolie (7) auf dem Leistungshalbleiterbauelement (22) und auf dem Substrat (6) auflaminert ist.Converter arrangement according to claim 1 or 2, wherein the insulating film ( 7 ) on the power semiconductor device ( 22 ) and on the substrate ( 6 ) is laminated. Stromrichteranordnung nach Anspruch 3, wobei das Leistungshalbleiterbauelement (22) durch die Isolationsfolie (7) auf dem Substrat (6) fixiert ist.A power converter arrangement according to claim 3, wherein the power semiconductor component ( 22 ) through the insulating film ( 7 ) on the substrate ( 6 ) is fixed. Stromrichteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die weitere Leistungskomponente (81) eine Stromverschienung (82) zur elektrischen Kontaktierung des Leistungshalbleiterbauelements (22) ist.Converter arrangement according to one of claims 1 to 4, wherein the further power component ( 81 ) a Stromverschienung ( 82 ) for electrically contacting the power semiconductor component ( 22 ). Stromrichteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die weitere Leistungskomponente (81) eine Zwischenkreiskomponente (83) eines Zwischenkreises des Stromrichters ist.Converter arrangement according to one of claims 1 to 5, wherein the further power component ( 81 ) a DC link component ( 83 ) is a DC link of the power converter. Stromrichteranordnung nach Anspruch 6, wobei die Zwischenkreiskomponente (83) ein Zwischenkreiskondensator (84) ist.Converter arrangement according to Claim 6, in which the intermediate circuit component ( 83 ) a DC link capacitor ( 84 ). Stromrichteranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei das Substrat (6) den Innenraum (31) des Stromrichtergehäuses (3) begrenzt.A power converter arrangement according to one of claims 2 to 7, wherein the substrate ( 6 ) the interior ( 31 ) of the converter housing ( 3 ) limited. Stromrichteranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei das Stromrichtergehäuse (3) und das Substrat (6) lösbar miteinander verbunden sind.Converter arrangement according to one of claims 2 to 8, wherein the power converter housing ( 3 ) and the substrate ( 6 ) are releasably connected together. Stromrichteranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei das Substrat (6) mit einer Kühlvorrichtung (4) thermisch leitend verbunden ist.Converter arrangement according to one of claims 2 to 9, wherein the substrate ( 6 ) with a cooling device ( 4 ) is thermally conductively connected. Stromvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Kühlvorrichtung (4) ein Bestandteil des Stromrichtergehäuses (3) ist.A power device according to claim 10, wherein the cooling device ( 4 ) a part of the converter housing ( 3 ). Stromrichteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Stromrichtergehäuse (3) mindestens einen elektrischen Anschluss (32) aufweist zur elektrischen Kontaktierung der Leistungskomponente (21) und/oder zur elektrischen Kontaktierung der weiteren Leistungskomponente (81).Power converter arrangement according to one of claims 1 to 11, wherein the power converter housing ( 3 ) at least one electrical connection ( 32 ) has for electrical contacting of the power component ( 21 ) and / or for electrical contacting of the further power component ( 81 ). Stromrichteranordnung nach Anspruch 12, wobei der elektrische Anschluss (32) ein elektrischer Steueranschluss des Leistungshalbleiterbauelements (22) ist.Converter arrangement according to claim 12, wherein the electrical connection ( 32 ) an electrical control terminal of the power semiconductor device ( 22 ). Stromrichteranordnung nach Anspruch 13, wobei der elektrische Anschluss (32) Bestandteil der Stromverschienung (82) ist.A power converter arrangement according to claim 13, wherein the electrical connection ( 32 ) Part of the Power busbar ( 82 ). Stromrichteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei im Innenraum (31) des Stromrichtergehäuses (3) oder außerhalb des Stromrichtergehäuses (3) eine Steuereinheit (91) zur elektrischen Steuerung des Leistungshalbleiterbauelements (22) der Leistungskomponente (21) angeordnet ist.Converter arrangement according to one of claims 1 to 14, wherein in the interior ( 31 ) of the converter housing ( 3 ) or outside the converter housing ( 3 ) a control unit ( 91 ) for the electrical control of the power semiconductor component ( 22 ) of the service component ( 21 ) is arranged.
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