DE102008001413A1 - Electric power unit - Google Patents

Electric power unit

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DE102008001413A1
DE102008001413A1 DE200810001413 DE102008001413A DE102008001413A1 DE 102008001413 A1 DE102008001413 A1 DE 102008001413A1 DE 200810001413 DE200810001413 DE 200810001413 DE 102008001413 A DE102008001413 A DE 102008001413A DE 102008001413 A1 DE102008001413 A1 DE 102008001413A1
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DE
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Patent type
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housing
characterized
component
power unit
electric power
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Application number
DE200810001413
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German (de)
Inventor
Dietmar Saur
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Leistungseinheit (10) mit einem Gehäuse (11), das mit einem Trägermaterial (13) und mit zumindest einem auf dem Trägermaterial (13) angeordneten Bauteil (12) versehen ist. The invention relates to an electric power unit (10) comprising a housing (11) with a carrier material (13) and arranged with at least one on the carrier material (13) member (12) is provided. Es ist vorgesehen, dass das Gehäuse (11) über dem zumindest einen Bauteil (12) eine im Wesentlichen gleichbleibende Materialwandung aufweist. It is contemplated that the housing (11) via the comprising at least one component (12) has a substantially constant material wall. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren. The invention further relates to a corresponding method.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Leistungseinheit mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen einerseits und ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leistungseinheit mit den im Oberbegriff des Anspruchs 7 genannten Merkmalen andererseits. The invention relates to an electric power unit with those specified in the preamble of claim 1 features of a hand, and a corresponding method for producing an electrical power unit with those specified in the preamble of claim 7 features other.
  • Stand der Technik State of the art
  • Eine elektrische Leistungseinheit und ein Verfahren zu deren Herstellung der eingangs genannten Art sind beispielsweise aus der An electric power unit and a method for their preparation of the aforementioned type are known for example from US 2007/0059865 A1 US 2007/0059865 A1 bekannt. known. Darin ist unter anderem ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterpaketes mit einer Stützstruktur beschrieben. It is described therein with a support structure, among other things, a method for manufacturing a semiconductor package. Hierbei wird zunächst ein Träger vorbereitet, der mit einer Vielzahl elektrischer Kontakte und vertiefter Abschnitte darauf versehen ist. In this case, a carrier is first prepared, which is provided with a plurality of electrical contacts and recessed portions thereon. Danach wird zumindest ein Elektronikbaustein auf dem Träger platziert, der mit den Kontakten elektrisch verbunden wird. Thereafter, an electronic component on the support is at least placed, which is electrically connected to the contacts. Dann wird ein Prozess zur Aufbringung von Gussmasse zur Bildung einer Einkapselung durchgeführt, um den Elektronikbaustein und die elektrischen Kontakte einzukapseln und um die vertieften Abschnitte des Trägers aufzufüllen. Then, a process for applying casting material to form an encapsulation is performed to encapsulate the electronic module and the electrical contacts and the recessed portions of the substrate fill. Schließlich wird der Träger derart entfernt, dass die elektrischen Kontakte über die Einkapselung herausstehen und dass der Teil der Einkapselung, welcher die vertieften Abschnitte füllt, nach außen stehende Abschnitte bildet. Finally, the support is removed such that the electrical contacts on the encapsulating stand out and that the part of the encapsulant which fills the recessed portions, outwardly projecting portions forming.
  • Darüber hinaus ist in der Moreover, in the US 2002/0003308 A1 US 2002/0003308 A1 ein Halbleiterpaket beschrieben, das mit einem Substrat mit einer leitenden Anschlussstruktur versehen ist, die an einer Unterseite des Substrats ausgebildet ist. a semiconductor package described which is provided with a substrate having a conductive connection structure which is formed on a bottom of the substrate. Dabei ist ein Halbleiterbaustein mit dem Substrat über Leitungsdrähte oder über Kontakterhebungen elektrisch verbunden und ein Einkapselungskörper vorgesehen, der den Halbleiterbaustein einkapselt. Here, a semiconductor device with the substrate via lead wires or contact elevations is electrically connected and a containment body provided, which encapsulates the semiconductor package. Ferner ist in der Further, in the WO 2007/005263 A2 WO 2007/005263 A2 ein Halbleiter-Pressformpaket veröffentlicht, das ein vorgegossenes Substrat umfasst. published a semiconductor die package which includes a pre-cast substrate. Das Halbleiter-Pressformpaket ist an das Substrat angefügt, wobei ein Einkapselungsmaterial über dem Halbleiter-Pressformpaket angeordnet ist. The semiconductor die package is attached to the substrate, wherein an encapsulation material over the semiconductor die package is arranged. Allen vorgenannten Ausführungen ist jedoch ein relativ großer Materialverbrauch an Formgussmasse bei der Herstellung des jeweiligen Gehäuses gemeinsam. All of the aforementioned embodiments, however, a relatively large material consumption of casting mass during the production of the respective housing in common. Dabei werden typischerweise rechteckige oder auch quaderförmige Gehäuseformen vorgesehen, die unabhängig von dem jeweiligen Innenaufbau des Halbleiterpaketes ausgeführt sind. In this case, rectangular or parallelepiped-shaped housing forms are typically provided which are carried out independently of each internal structure of the semiconductor package.
  • Offenbarung der Erfindung Disclosure of the Invention
  • Die erfindungsgemäße elektrische Leistungseinheit mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vorteil, dass der Materialverbrauch an Formgussmasse zur Gehäuseherstellung im Sinne einer Material- und Kosteneinsparung optimiert ist. In contrast, the electric power unit of the invention with the aforementioned features of claim 1 has the advantage that the material consumption of casting mass is optimized to the housing manufacturing in terms of a material and cost saving. Dabei ist vorgesehen, dass das Gehäuse über dem zumindest einen Bauteil eine im Wesentlichen gleichbleibend dicke Materialwandung aufweist. It is provided that the housing component has at least one through which a substantially constant material wall thickness. Mit anderen Worten folgt die Topologie der Oberseite der Formgussmasse (Mouldmasse) dem inneren Aufbau der Leistungseinheit, wodurch eine gleichmäßige Wandstärke erzeugt wird. In other words, the topology of the top following the shape of molding compound (Mouldmasse) the inner structure of the power unit, whereby a uniform wall thickness is produced. Diese Art der Gehäuseform ist sowohl gegenüber mechanischen Beanspruchungen als auch gegenüber Temperaturwechseln ausgesprochen robust, da das Gehäusematerial nicht blockartig und damit versteifend sowie wärmespeichernd wirkt, sondern vielmehr in Form eines angemessenen und zu Schutz- und Isolationszwecken ausreichenden, gleichmäßigen Materialüberzugs ausgeführt ist, der eine bauteilnahe Wärmeabfuhr sowie eine flexible Gesamtstruktur gewährleistet. This type of housing design is both to mechanical stresses and with respect to temperature changes very robust, as the housing material not blocky and thus stiffening and heat-retaining effect, but is designed rather in the form of an appropriate and sufficient for protection and insulation purposes, uniform material coating which a component close heat dissipation and a flexible forest guaranteed. Auf Grund der erzielbaren gleichmäßigen Wandstärke des Gehäuses beziehungsweise der Gussmasse (Mouldmasse) ist die Wandstärke zwischen den Komponenten und der Mould-Außenfläche gleichbleibend. Due to the recoverable uniform wall thickness of the housing or the casting mass (Mouldmasse) the wall thickness between the components and the mold outer surface is constant. Demnach sind einerseits Leistungsbausteine mit einer größeren Grundfläche mouldbar und andererseits kann auf Grund dünnerer Mouldschichten ein schnellerer Wärmeübergang an der Oberfläche des Leistungsbausteins erfolgen. Thus, on the one hand power devices with a larger base mouldbar and on the other hand a more rapid heat transfer at the surface of the power module can be made thinner due Mouldschichten.
  • Gleiches gilt in analoger Weise für das Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leistungseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 7. In diesem Zusammenhang können insbesondere bekannte, herkömmliche und beherrschbare Prozesse beziehungsweise Verfahren zur Herstellung der elektrischen Leistungseinheit angewendet werden. The same applies analogously to the method for producing an electrical power unit with the features of claim 7. In this context, conventional and controllable processes or processes for the production of electric power unit, known, are applied.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche. Advantageous further developments are obtained by the features of the dependent claims.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Gehäuse mittels einer Formmasse, insbesondere Gussmasse oder Spritzgussmasse, hergestellt ist. In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the housing is produced by means of a molding compound, in particular casting compound or injection molding compound. Mittels Formmasse respektive Gussmasse, insbesondere mit festigenden und elektrisch isolierenden Eigenschaften, lassen sich Gehäuse in Massenfertigung auf einfache Weise herstellen, wobei eine optimierte Gestaltung der Außenfläche hinsichtlich der mechanischen Festigkeit je Anwendungsfall erreichbar ist. By means of molding material, respectively casting mass, in particular with fixative and electrical insulating properties can be prepared in mass production casing in a simple manner, wherein an optimized design of the outer surface in the mechanical strength depending on the application, can be achieved. Ferner kann eine optimierte Einbettung der Leitungsdrähte (Bonds) über die Gussmasse (Mouldmasse) und somit eine lebensdaueroptimierte Gestaltung erzielt werden. Furthermore, an optimized embedding of the lead wires (bonds) on the casting mass (Mouldmasse) and thus a lifetime optimized design can be achieved.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Gehäuse mit einem, insbesondere umlaufenden und/oder erhabenen, Rahmen versehen ist. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the housing with a, in particular circumferential and / or raised, frame is provided. Der Rahmen gewährleistet insbesondere bei einem mechanisch belastenden Verwendungszweck eine erhöhte mechanische Festigkeit des Gehäuses und trägt dadurch zu einer Erhöhung der Lebensdauer der Baugruppe bei. The frame ensures, in particular in a mechanically stressful use an increased mechanical strength of the housing and thereby contributes to an increase in the life of the assembly.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Trägermaterial als Keramiksubstrat, DBC-Struktur, als Kupferblech, als Leiterbahn oder dergleichen ausgeführt ist, wobei je nach Anwendungsfall und Einsatzzweck die geeignetste Trägervariante Verwendung finden kann. According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the carrier material as a ceramic substrate, DBC structure, is designed as a copper sheet, as a conductor track or the like, can locate the appropriate carrier variant use depending on the application and purpose. Unter DBC wird eine spezielle Halbleiter-Struktur verstanden, die als Direct Bonded Copper bezeichnet wird und eine enge elektrische sowie thermische Verbindung des jeweiligen Bauteils über Kupfer ermöglicht. DBC under a specific semiconductor structure is meant, which is referred to as Direct Bonded Copper and enables close electrical and thermal connection of the respective component to copper.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das zumindest eine Bauteil als Leistungshalbleiter ausgebildet ist. According to another preferred embodiment of the invention, it is provided that the at least one component formed as a power semiconductor. Zu den Leistungshalbleiter zählen beispielsweise Bauelemente wie ein Leistungstransistor, Leistungsthyristor, Leistungsdioden oder Bauteilkombinationen daraus. To the power semiconductor include, for example, components such as a power transistor, power thyristor, power diodes or component combinations thereof. Aufgrund ihrer verhältnismäßig kleinen Baugrößen trotz einer relativ großen Leistungsfähigkeit sind derartige Bauelemente hervorragend für die Schaffung kompakter Funktionseinheiten geeignet, welche typischerweise in einem Gehäuse aus Formgussmasse gekapselt sind. Due to their relatively small sizes in spite of a relatively large capacity such devices are well suited for the creation of compact functional units, which are typically encapsulated in a housing made of casting mass.
  • Entsprechend eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels der Erfindung ist es vorgesehen, dass das zumindest eine Bauteil mit wenigstens einem elektrisch leitenden Abschnitt des Trägermaterials verbunden ist. According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the at least one component connected to at least one electrically conductive section of the substrate. Dabei können elektrisch leitende Verbindungen beispielsweise mittels einer Löt-, Schweiß- oder Sintertechnik hergestellt werden. In this case, electrically conductive compounds can be prepared by means of a soldering, welding or sintering technique, for example. In diesem Zusammenhang ist auch der Begriff Bonden, Drahtbonden oder Chipbonden gebräuchlich. In this context, the term bonding, wire bonding or die bonding is common.
  • Die Vorteile der abhängigen Ansprüche 2 bis 6 gelten in analoger Weise auch für die Merkmale der abhängigen Verfahrensansprüche 7 bis 12. The advantages of the dependent claims 2 to 6 apply analogously also to the features of the dependent method claims 7 to 12th
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief Description of Drawings
  • Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß den Merkmalen der weiteren Ansprüche werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass insoweit eine Beschränkung der Erfindung erfolgt; The invention and advantageous embodiments according to the features of the further claims are described hereinafter with reference to the drawings shown in the embodiments without in so far takes place a restriction of the invention; diese umfasst vielmehr alle Abwandlungen, Änderungen und Äquivalente, die im Rahmen der Ansprüche möglich sind. rather, these covers all modifications, changes, and equivalents are possible within the scope of the claims. Es zeigen: Show it:
  • 1 1 eine elektrische Leistungseinheit, insbesondere Leistungsbaustein, nach Anspruch 1 mit einem Trägermaterial vom Typ DBC (Direct Bonded Copper), daran aufgelöteten Leistungstransistoren und einem die daraus entstehende Baueinheit umgebenden Gehäuse in einer schematischen Darstellung; an electric power unit, in particular power device according to claim 1 with a carrier material of the type DBC (Direct Bonded Copper), it soldered power transistors and the resulting assembly surrounding housing in a schematic representation;
  • 2 2 eine weitere elektrische Leistungseinheit, insbesondere Leistungsbaustein, nach Anspruch 1 mit einem Trägermaterial, daran aufgelöteten Leistungstransistoren und einem diese Komponenten umgebenden Gehäuse in einer perspektivischen Darstellung; a further electrical power unit, in particular power device according to claim 1 with a carrier material, it soldered power transistors and a surrounding housing, these components in a perspective view; und and
  • 3 3 die elektrische Leistungseinheit, insbesondere Leistungsbaustein, nach the electric power unit, in particular power module, according to 2 2 mit beschichteten Bonddrähten in einer weiteren perspektivischen Darstellung; coated with bonding wires in a further perspective representation;
  • Ausführungsform(en) der Erfindung Embodiment (s) of the invention
  • Gemäß According to 1 1 ist in einer schematischen Seitenansicht eine elektrische, insbesondere elektronische, Leistungseinheit is a schematic side view of an electrical, in particular electronic power unit 10 10 gezeigt. shown. Die Leistungseinheit The power unit 10 10 ist mit einem Gehäuse with a housing 11 11 versehen, das eine Anzahl Funktionsbauteile provided that a number of functional components 12 12 , insbesondere Leistungshalbleiter, umfasst. , In particular comprising power semiconductors. Die Funktionsbauteile The functional components 12 12 sind auf einem Trägermaterial are on a carrier material 13 13 angeordnet, das als Direct Bonded Copper (DBC) bezeichnet wird und im Wesentlichen einen dreischichtigen Aufbau aufweist. arranged which is called a direct bonded copper (DBC) and substantially has a three-layer structure. Eine erste, den Funktionsbauteilen A first, the functional components 12 12 zugewandte Schicht facing layer 13.1 13.1 ist mit Kupfer gebildet, während eine daran angrenzende, mittlere Schicht is formed with copper, while an adjacent thereto, middle layer 13.2 13.2 als Keramikebene ausgeführt ist. is designed as a ceramic layer. Eine dritte Schicht A third layer 13.3 13.3 , die zwischen der mittleren Schicht That between the middle layer 13.2 13.2 und dem Gehäuse and the housing 11 11 angeordnet ist, besteht wiederum aus Kupfer und bildet in der Regel als Bodenwandung respektive Grundplatte einen Teil des Gehäuses is arranged, in turn, is made of copper and is usually as a bottom wall, respectively, the base plate part of the housing 11 11 . , Neben den auf der ersten Schicht In addition to the first on the layer 13.1 13.1 mit ihrer Unterseite aufgelöteten Leistungshalbleitern, insbesondere Leistungstransistoren, sind Kontaktfahnen für Leistungsanschlüsse with its underside soldered power semiconductors, in particular power transistors, are contact lugs for power connections 14 14 sowie Kontaktfahnen für Signalanschlüsse and tabs for signal connections 15 15 vorgesehen. intended. Die Leistungshalbleiter The power semiconductors 12 12 sind untereinander beziehungsweise mit einem Abschnitt der ersten Schicht are each other or with a portion of the first layer 13.1 13.1 des Trägermaterials the carrier material 13 13 über so genannte Bonddrähte via so-called bonding wires 16 16 elektrisch leitend verbunden, über welche Ansteuersignale für die Halbleiter electrically conductively connected, via which control signals for the semiconductors 12 12 geleitet werden können. can be conducted. Wesentlich ist hierbei, dass das Gehäuse It is essential here that the housing 11 11 an den Funktionsbauteilen to the functional components 12 12 und gegebenenfalls auch an den Kontaktfahnen and optionally also at the contact tabs 14 14 ; ; 15 15 sowie an den Bonddrähten as well as the bonding wires 16 16 und dergleichen einen gleichmäßigen Bauteilüberzug und damit eine im Wesentlichen gleichbleibende Materialdicke beziehungsweise Wandstärke aufweist. and the like, thus has a substantially constant material thickness or wall thickness of a uniform coating and component. Eine in diesem Zusammenhang gegebene Außenfläche A given in this connection outer surface 11.1 11.1 des Gehäuses of the housing 11 11 und damit auch der Formmasse bildet demnach eine Art Relief der eingehäusten Komponenten der Leistungseinheit and thus the molding material thus forms a kind of relief of packaged components of the power unit 10 10 . ,
  • Leistungseinheiten power units 10 10 respektive Leistungshalbleiter der vorab erwähnten Art werden häufig in Steuergeräten oder Steuereinheiten zum Schalten und Erzeugen von Drehfeldern oder zur Ansteuerung von Aktuatoren eingesetzt. respectively power semiconductor of the aforementioned type are frequently used in control devices or control units for switching and generating rotational fields or for the control of actuators. Die Leistungshalbleiter benötigen dabei überwiegend eine thermische Anbindung an einen Kühlbereich, um die anfallende Verlustleistung beziehungsweise den im Betriebsfall entstehenden Temperaturhub zu begrenzen. The power semiconductors need this predominantly a thermal connection to a cooling area to limit the resulting loss of power or the resulting temperature change during operation. Hierzu können beispielsweise Kühlbänke des Gehäuses For this example, cooling of the housing banks 11 11 , eine Anbindung an Gehäuseteile oder auch eine aktive Kühlung des Gehäuses A connection to housing parts, or active cooling of the housing 11 11 mit einem Medium, zum Beispiel Wasser, Luft, Öl oder dergleichen, vorgesehen werden. Be provided with a medium, for example water, air, oil or the like. Die Leistungshalbleiter sind hierbei, wie eingangs bereits erwähnt, häufig gekapselt, um eine einfache und robuste Weiterverarbeitung zu ermöglichen. The power semiconductors are in this case, as already mentioned, often encapsulated to provide a simple and robust finishing. Hierzu sind unterschiedliche Varianten möglich. To this end, different variants are possible. So werden die Leistungshalbleiter beispielsweise auf eine DBC, ein Keramiksubstrat oder auf ein Kupferblech aufgebracht. Thus, the power semiconductors are applied for example to a DBC, a ceramic substrate or on a copper sheet. Zu den gängigen Verbindungstechniken zählen beispielsweise Löten, Sintern oder Bonden, wobei letzteres überwiegend zur Herstellung der elektrischen Verbindungen zwischen der DBC und den Halbleitern dient. To common connection techniques include, for example, soldering, sintering or bonding, the latter being mostly used for the production of the electrical connections between the DBC and the semiconductors. Diese DBC kann dann direkt auf eine Grundplatte aufgebracht werden. This DBC can then be applied directly to a base plate. Alternativ wird die DBC als eine Einheit mit einem Kunststoffrahmen mit Stanzgitter und anschließender Passivierung, zum Beispiel mittels eines Gels, ausgeführt. Alternatively, the DBC is used as a unit, carried out with a plastic frame with leadframe and subsequent passivation, for example by means of a gel. Weiterhin kann die DBC mit einem Stanzgitter versehen werden, dass mittels Löttechnik aufgebracht wird, um anschließend gemouldet zu werden. Furthermore, the DBC may be provided with a stamped grid that is applied by means of soldering technique, to be subsequently gemouldet. Bekannt sind derartig eingehäuste Leistungsbausteine zum Beispiel unter dem Begriff TO (Transistor Single Outline)-Gehäuse. are known such eingehäuste power devices, for example under the term TO (Transistor Outline Single) package. DBC steht für Direct Bonded Copper und ist eine spezielle Halbleiter-Struktur, die eine enge elektrische und thermische Verbindung über Kupfer ermöglicht. DBC stands for Direct Bonded Copper and is a specific semiconductor structure, which allows a close electrical and thermal connection to copper. Auf dem DBC-Substrat können mit einfachen Mitteln großflächige, metallische Leiterbahnen-Strukturen erstellt werden, wobei die Isolation der Leistungshalbleiter zum Kühlkörper hin mit einem DBC-Keramiksubstrat realisiert ist. In the DBC substrate large-scale metallic strip conductor structures can be created using simple means, wherein the isolation of the power semiconductors to the heat sink is realized towards a DBC-ceramic substrate.
  • In In 2 2 ist eine weitere elektrische Leistungseinheit is another electric power unit 10 10 , insbesondere Leistungsbaustein, im Wesentlichen von ihrer Unterseite in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. , In particular, essentially shown power device from its underside in a perspective view. Der Leistungsbaustein ist entsprechend der Ausführung nach The power block is according to according to the embodiment 1 1 ebenfalls mit Kontaktfahnen also with tabs 14 14 ; ; 15 15 für Leistungs- und Steueranschlüsse versehen sowie mit einer Grundplatte ausgestattet, die als Anbindungsfläche an einen Kühler ausgebildet ist. provided for power and control terminals and equipped with a base plate which is formed as a bonding surface to a cooler. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach Incidentally, the embodiment corresponds to 2 2 dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel. the previous embodiment.
  • In In 3 3 ist die Leistungseinheit is the power unit 10 10 nach after 2 2 im Wesentlichen von ihrer Oberseite in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. substantially shown from its upper side in a perspective view. Hierbei ist die überzugsartige Topologie der Gussmasse (Mouldmasse) ersichtlich. Here, the coating-like topology of the molding compound (Mouldmasse) can be seen. Für eine erhöhte mechanische Festigkeit ist das Gehäuse For increased mechanical strength of the housing is 11 11 mit einem umlaufenden, erhabenen Rahmen with a circumferential, raised frame 17 17 , insbesondere erhabene Mouldmasse, versehen. , In particular, provided raised Mouldmasse. Darüber hinaus ist die übrige Topologie in puncto Wärmeübergang und Festigkeit optimiert, was beispielhaft anhand der mit Gussmasse überzogenen Bonddrähte Moreover, the rest of the topology is optimized in terms of heat transfer and strength, which by way of example with reference to the coated molding compound bonding wires 16 16 verdeutlicht wird. is clarified. Die Gestaltung der Topologie kann hierbei entsprechend dem jeweiligen Belastungsfall optimal gestaltet werden. The design of the topology can hereby be optimally designed according to the respective load case.
  • Zusammenfassend beschreibt die vorliegende technische Lösung eine elektrische oder elektronische Leistungseinheit Summary, the present technical solution describes an electrical or electronic power unit 10 10 mit einem Gehäuse with a housing 11 11 , das mit einem Trägermaterial That with a carrier material 13 13 und mit zumindest einem auf dem Trägermaterial and with at least one on the carrier material 13 13 angeordneten Bauteil component arranged 12 12 versehen ist, wobei das Gehäuse is provided, wherein the housing 11 11 über dem zumindest einen Bauteil via the at least one component 12 12 eine im Wesentlichen konstante Materialdicke oder auch Materialstärke aufweist. has a substantially constant material thickness, or material thickness. Daraus ergibt sich eine kosten- und herstellungsoptimierte Gehäuseform, die sich sowohl bei mechanischen als auch bei temperaturbedingten Belastungen durch eine robuste Bauform auszeichnet. This results in a cost and production optimized housing design, which features both mechanical as well as temperature-induced stresses by a robust design. Ferner lassen sich im Rahmen des Fertigungsprozesses bekannte, beherrschbare und zykluszeitoptimierte Verfahren einsetzen, die auch für großflächige Aufbauten realisierbar sind. Furthermore, can be known, use manageable and cycle time optimized methods that can be implemented for large-scale structures as part of the manufacturing process. Neben der festigkeitsoptimierten Gestaltung der Außenfläche wird auch eine optimale Einbettung der Bonddrähte In addition to the strength-optimized design of the outer surface is also an optimal embedding of the bonding wires 16 16 durch die Mouldmasse und somit eine lebendaueroptimierte Gestaltung erzielt. achieved by the Mouldmasse and thus a lifetime-optimized design.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Claims (12)

  1. Elektrische Leistungseinheit ( Electric power unit ( 10 10 ) mit einem Gehäuse ( ) With a housing ( 11 11 ), das mit einem Trägermaterial ( ), Which (with a carrier material 13 13 ) und mit zumindest einem auf dem Trägermaterial ( and) at least one (on the carrier material 13 13 ) angeordneten Bauteil ( ) Component arranged ( 12 12 ) versehen ist, dadurch gekennzeichnet , dass das Gehäuse ( ) Is provided, characterized in that the housing ( 11 11 ) über dem zumindest einen Bauteil ( ) Over the at least one component ( 12 12 ) eine im Wesentlichen gleichbleibende Materialwandung aufweist. ) Has a substantially constant material wall.
  2. Elektrische Leistungseinheit ( Electric power unit ( 10 10 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ( ) According to claim 1, characterized in that the housing ( 11 11 ) mittels einer Formmasse, insbesondere Gussmasse oder Spritzgussmasse, hergestellt ist. ) Is made by means of a molding material, in particular molding compound or injection molding compound.
  3. Elektrische Leistungseinheit ( Electric power unit ( 10 10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ( ) According to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 11 11 ) mit einem, insbesondere umlaufenden und/oder erhabenen, Rahmen ( ) (With a, in particular circumferential and / or raised, frame 17 17 ) versehen ist. is provided).
  4. Elektrische Leistungseinheit ( Electric power unit ( 10 10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial ( ) According to one of the preceding claims, characterized in that the carrier material ( 13 13 ) als Keramiksubstrat, DBC-Struktur, als Kupferblech oder als Leiterbahn ausgeführt ist. ) As a ceramic substrate, DBC structure, is designed as a copper plate or as a conductor track.
  5. Elektrische Leistungseinheit ( Electric power unit ( 10 10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Bauteil ( ) According to one of the preceding claims, characterized in that the (at least one component 12 12 ) als Leistungshalbleiter ausgebildet ist. ) Is constructed as a power semiconductor.
  6. Elektrische Leistungseinheit ( Electric power unit ( 10 10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Bauteil ( ) According to one of the preceding claims, characterized in that the (at least one component 12 12 ) mit wenigstens einem elektrisch leitenden Abschnitt des Trägermaterials ( ) (With at least one electrically conductive portion of the substrate 13 13 ) verbunden ist. ) connected is.
  7. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leistungseinheit ( A process for producing an electrical output unit ( 10 10 ) mit einem Gehäuse ( ) With a housing ( 11 11 ), das ein Trägermaterial ( ) Which (a carrier material 13 13 ) und zumindest ein auf dem Trägermaterial ( ) And at least one (on the carrier material 13 13 ) angeordnetes Bauteil ( ) Component arranged ( 12 12 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ( ), Characterized in that the housing ( 11 11 ) über dem zumindest einen Bauteil ( ) Over the at least one component ( 12 12 ) mit einer im Wesentlichen gleichbleibenden Wandstärke hergestellt wird. ) Is prepared with a substantially constant wall thickness.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ( A method according to claim 7, characterized in that the housing ( 11 11 ) mittels einer Formmasse, insbesondere Gussmasse oder Spritzgussmasse, hergestellt wird. ) Is prepared by means of a molding material, in particular molding compound or injection molding compound.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ( A method according to any one of claims 7 or 8, characterized in that the housing ( 11 11 ) mit einem, insbesondere umlaufenden und/oder erhabenen, Rahmen ( ) (With a, in particular circumferential and / or raised, frame 17 17 ) hergestellt wird. ) will be produced.
  10. Verfahren nach einer der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial ( Method according to one of claims 7 to 9, characterized in that the carrier material ( 13 13 ) als Keramiksubstrat, als DBC-Struktur, als Kupferblech oder als Leiterbahn ausgeführt wird. ) Is executed as a ceramic substrate, as a DBC structure, as a copper plate or as a conductor track.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Bauteil ( Method according to one of claims 7 to 10, characterized in that the (at least one component 12 12 ) als Leistungshalbleiter ausgebildet wird. ) Is constructed as a power semiconductor.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Bauteil ( Method according to one of claims 7 to 11, characterized in that the (at least one component 12 12 ) mit wenigstens einem elektrisch leitenden Abschnitt des Trägermaterials ( ) (With at least one electrically conductive portion of the substrate 13 13 ) verbunden wird. ) Is connected.
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