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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungselektronikmodul
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Im Bereich der Leistungselektronik bezeichnet der Begriff des Leistungselektronikmoduls ein Modul, das in der Regel ein Substrat mit zumindest einem elektronischen Bauelement, beispielsweise einen Halbleiterchip, sowie eine geeignete Kontaktierung des Halbleiterchips umfasst. Die Kontaktierung kann beispielsweise per Drahtbond erfolgen.
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Bekannte Leistungselektronikmodule wie zum Beispiel die genannten Drahtbondmodule erlauben jedoch nur begrenzte Einsatztemperaturen, Leistungsdichten und Zuverlässigkeiten bei gleichzeitig hohen Modul- und Gehäusekosten. Insbesondere ist der Wärmeabtrag derartiger Module nur eingeschränkt möglich. Dies limitiert die erreichbare Leistungsdichte erheblich. Bekannte Maßnahmen zur Kühlung sind beispielsweise aufgelötete Bodenplatten zur Wärmeverteilung und Wärmeableitung, Kühlerstrukturen aus Aluminium (Al), Kupfer (Cu) oder Keramik oder so genannte Cooling Plates wie PinFin.
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WO 2008/003535 A1 zeigt eine Schaltungsträgervorrichtung mit einem Träger und mindestens einem elektronischen Bauteil, das mit dem Träger mechanisch gekoppelt ist. Ferner ist eine Folienbeschichtung vorgesehen, die das elektronische Bauteil überdeckt, dass es fluiddicht von einem freien Volumen hydraulisch entkoppelt ist, das an die dem elektronischen Bauteil abgewandte Oberfläche der Folienbeschichtung angrenzt. Ferner ist ein Gehäuse vorgesehen, das den Träger, das elektronische Bauteil und die Folienbeschichtung aufnimmt und derart ausgebildet ist, dass die dem elektronischen Bauteil abgewandte Oberfläche der Folienbeschichtung zumindest in einem Teilbereich von Kühlmittel umspült werden kann.
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DE 10 2004 056 111 A1 zeigt ein Halbleiterschaltmodul, mit einem in Planar-Technologie ausgeführten Leistungshalbleiterelement und einem das Leistungshalbleiterelement zumindest auf einer Seite vollständig umschließenden Modulgehäuse. Dabei ist an zwei sich im wesentlichen gegenüberliegenden Stellen des Modulgehäuses jeweils zumindest eine Öffnung so vorgesehen, dass zum Kühlen des Leistungshalbleiterelements eine Luftströmung über der Seite des Leistungshalbleiterelements bewirkt wird, die vom Modulgehäuse umschlossen ist.
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Ein weiteres Elektronikmodul ist in der
JP 2010 129 582 A gezeigt.
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Daher ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Leistungselektronikmodul zu schaffen.
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Demgemäß wird ein Leistungselektronikmodul mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse angeordneten, mit mindestens einem elektronischen Bauelement bestückten Substrat vorgeschlagen. Das Substrat und das elektronische Bauelement sind mit zumindest einer ersten wärmeleitenden und elektrisch isolierenden Schicht beschichtet. Das Gehäuse weist einen ersten Zwischenraum mit einem Kühlfluid zwischen einer der ersten Schicht zugewandten ersten Innenseite des Gehäuses und der ersten Schicht auf.
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Dabei sind das Substrat und das elektronische Bauelement mittels einer elektrisch leitenden Leitungsschicht über der ersten wärmeleitenden und elektrisch isolierenden Schicht beschichtet. Weiterhin sind das Substrat und das elektronische Bauelement mittels einer zweiten wärmeleitenden und elektrisch isolierenden Schicht über der Leitungsschicht beschichtet. Die erste wärmeleitende und elektrisch isolierende Schicht weist eine Öffnung über einer elektrischen Kontaktfläche des elektronischen Bauelements auf, so dass das elektronische Bauelement durch die Leitungsschicht kontaktiert ist.
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Dabei weist das Gehäuse einen zweiten Zwischenraum für das Kühlfluid zwischen einer von einer oberen, mit dem elektronischen Bauelement bestückten Oberfläche abgewandten, unteren Oberfläche des Substrats und einer der unteren Oberfläche des Substrats zugewandten zweiten Innenseite des Gehäuses auf.
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Auf diese Weise ist eine Kühlung des Substrats und insbesondere des elektronischen Bauelements nicht nur durch das Kühlfluid im ersten Zwischenraum, das heißt von oben, möglich, sondern zusätzlich ist auch eine Kühlung des Substrats von unten möglich. Dadurch kann eine in bekannten Leistungselektronikmodulen zur Wärmeabfuhr und Wärmeverteilung notwendige, unter dem Substrat angebrachte Bodenplatte vermieden werden.
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Ferner sind dabei der erste Zwischenraum durch eine erste, obere Gehäusehälfte und der zweite Zwischenraum durch eine zweite, untere Gehäusehälfte gebildet.
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Die beiden Zwischenräume sind nicht miteinander verbunden, wobei jede Gehäusehälfte jeweils einen Einlass und einen Auslass aufweist. Die Kontaktfläche kann auch als Kontaktierungsfläche bezeichnet werden.
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Eine derartige planare Beschichtung, insbesondere hergestellt nach der SiPLIT
®-(Siemens Planar Interconnect Technologie-)Methode, wie sie beispielsweise in der
WO 03/030247 A2 offenbart ist, stellt eine vorteilhafte Verbindungstechnik dar, die eine sehr kompakte Bauhöhe ermöglicht. SiPLIT
® ermöglicht vielfältige Varianten für unterschiedliche und ebenso für thermisch hoch beanspruchte Leistungselektronikanwendungen, insbesondere im Zusammenspiel mit dem Einsatz des Kühlfluids in den Gehäuse-Zwischenräumen.
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Bei der SiPLIT®-Methode werden hoch isolierende Polymere derartig strukturiert, dass durch Folgeprozesse, insbesondere durch Sputtern, Fototechnik oder Drucktechnologien und Galvanik oder Drucktechnik, eine Metallisierung zur Erzeugung der elektrischen Kontakte ermöglicht wird. Diese Polymer-Isolierung erlaubt eine zuverlässige elektrische und auch ausreichende Isolierung gegen Feuchtigkeit oder Umwelteinflüsse, welche gegebenenfalls durch eine weitere Polymerschicht desselben Materials oder alternativer Materialien wie zum Beispiel Parylene noch verbessert werden kann. Die Verwendung der SiPLIT®-Methode erlaubt eine aufwandsgünstige elektrische Kontaktierung elektronischer Bauelemente auf einem Substrat auch für den Fall einer hohen Zahl von zu kontaktierenden elektronischen Bauelementen.
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Das Leistungselektronikmodul kann auch als Leistungshalbleitermodul oder Leistungshalbleiterchip bezeichnet werden.
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Das Kühlfluid in dem ersten Zwischenraum dient zur hocheffizienten Ableitung von durch das Leistungselektronikmodul erzeugter Wärme und ermöglicht somit eine hohe thermische und thermomechanische Zuverlässigkeit des Leistungselektronikmoduls. Durch die wärmeleitende und insbesondere elektrisch isolierende Schicht sind das Substrat und insbesondere das elektronische Bauelement elektrisch isoliert, so dass neben Luft als Kühlfluid beispielsweise auch Flüssigkeiten, insbesondere elektrisch leitende Flüssigkeiten, wie Wasser oder Öl zur Kühlung und Wärmeabfuhr einsetzbar sind.
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Weiterhin ist das vorgeschlagene Leistungselektronikmodul aufgrund des einfachen Gehäusebaus bei gleichzeitiger integrierter und hocheffektiver Wärmeableitung kostengünstig herzustellen. Trotz integrierter Kühlung ist eine höchst kompakte und flache Bauform möglich, die eine Volumenreduzierung auf Mindestabmaße hinsichtlich des Substrat und des elektronischen Bauelements erlaubt. Es ist insbesondere kein voluminöser Kühlkörper im oder am Gehäuse nötig.
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Bei dem Substrat handelt es sich vorzugsweise um ein einfaches, kostengünstiges Substrat, beispielsweise mit einer inneren Keramikschicht aus Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid. Beispiele sind DAB-(Direct-Aluminium-Bond-), DCB-(Direct-Copper-Bond-), Al2O3-(Aluminiumoxid-), ALN-(Aluminium-Nitrid-) oder IM-(Insulated Metal-)Substrate. Durch die Wahl geeigneter Materialien für das Substrat ist eine Anpassung des CTE (Coefficient of linear Thermal Expansion, thermischer Längenausdehnungskoeffizient) möglich, so dass das Substrat unterschiedlichste thermomechanische Anforderungen erfüllen kann.
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Die Formgebung und das Design des Gehäuses und insbesondere des ersten Zwischenraums sind hoch flexibel und ermöglichen beispielsweise die Anpassung an verschiedene Standardisierungen.
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Weiterhin erlaubt das Leistungselektronikmodul eine hohe Leistungsdichte auf engstem Raum sowie eine höhere Lebensdauer als herkömmliche Leistungselektronikmodule. Durch die hocheffiziente Kühlung ist ein Einsatz des Leistungselektronikmoduls insbesondere im Hochspannungsbereich über 400 Volt und im Hochtemperaturbereich von über 150°Celsius möglich.
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Das Leistungselektronikmodul ist damit insbesondere für den Einsatz im Automotivbereich und für Industrie-Anwendungen geeignet und bietet weiterhin eine hohe Integrationsdichte, ein niederinduktives Verhalten, eine hohe Stromtragfähigkeit sowie eine hocheffektive Kühlung und eine hohe Zuverlässigkeit auch bei hoher elektrischer und thermischer Zykelbeanspruchung.
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Bei weiteren Ausführungsformen des Leistungselektronikmoduls weist die erste Innenseite und/oder die zweite Innenseite des Gehäuses eine Struktur zur Verwirbelung des Kühlfluids auf.
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Durch derartige in das Deckelgehäuse einbrachte Strukturen lassen sich Turbulenzen und Verwirbelungen des die Zwischenräume durchströmenden Kühlfluids erzielen, um die Kühlwirkung des Kühlfluids zu optimieren.
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Bei weiteren Ausführungsformen des Leistungselektronikmoduls ist die Struktur als nach innen ragende Zahnung ausgestaltet.
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Unter einer Zahnung wird eine regelmäßige Ausformung eines technischen Gegenstandes, hier der Innenseiten des Gehäuses, mit Zähnen, Zacken oder Zapfen verstanden.
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Der erste Zwischenraum und der zweite Zwischenraum sind getrennt. Es ist somit möglich, das Kühlfluid getrennt jeweils durch den ersten Zwischenraum und durch den zweiten Zwischenraum hindurchzuleiten. Ein derartiges Leistungselektronikmodul ermöglicht eine integrierte, hocheffektive beidseitige Wärmeableitung, da die Zwischenräume eine Kühlung des Substrats mit dem elektronischen Bauelement sowohl oberhalb des Substrats als auch unterhalb des Substrats ermöglichen.
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Ein aus zwei Hälften bestehendes Gehäuse lässt sich einfach und kostengünstig herstellen. Durch geeignete Dichtmittel lassen sich die zwei Gehäusehälften dicht, insbesondere luftdicht und flüssigkeitsdicht, miteinander verbinden.
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Bei weiteren Ausführungsformen des Leistungselektronikmoduls ist die untere Oberfläche des Substrats durch eine wärmeleitende Bodenplatte ausgebildet.
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Eine zusätzlich angebrachte wärmeleitende Bodenplatte erhöht die Wärmeverteilung und Wärmeabfuhr zusätzlich, so dass im Zusammenspiel mit dem Kühlfluid eine noch höhere Kühlwirkung möglich ist.
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Bei weiteren Ausführungsformen des Leistungselektronikmoduls ist das elektronische Bauelement als ein Leistungshalbleiter ausgebildet.
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Leistungshalbleiter sind Halbleiterbauelemente, die in der Leistungselektronik für das Steuern und Schalten hoher elektrischer Ströme und Spannungen ausgelegt sind, beispielsweise für Spannungen größer 400 Volt. Die Ströme können mehrere Tausend Ampere betragen, ebenso können die Spannungen mehrere Tausend Volt betragen. Derartige Größen bedingen eine hocheffektive Kühlung, die durch das vorgeschlagene Leistungselektronikmodul ermöglicht wird.
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Das Gehäuse des Leistungselektronikmoduls weist mindestens einen Einlass und mindestens einen Auslass für das Kühlfluid auf.
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Der Einlass und der Auslass dienen zum Durchleiten des Kühlfluids durch die beiden Zwischenräume des Gehäuses. Für den nicht erfindungsgemäßen Fall, dass die Zwischenräume miteinander verbunden sind, kann der Einlass beispielsweise an der oberen Gehäusehälfte angebracht sein, der Auslass entsprechend an der unteren Gehäusehälfte oder umgekehrt. Das Kühlfluid kann somit den ersten und den zweiten Zwischenraum durchströmen und die durch das elektrische Bauelement produzierte Wärme effizient ableiten. Für den erfindungsgemäßen Fall, dass die beiden Zwischenräume nicht miteinander verbunden sind, weist jede Gehäusehälfte jeweils einen Einlass und einen Auslass auf, so dass zwei unabhängige Kühlfluidströme möglich sind. Somit ist auch der Einsatz unterschiedlicher Kühlfluids für die beiden Zwischenräume möglich.
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Bei weiteren Ausführungsformen des Leistungselektronikmoduls ist zumindest ein elektrischer Außenanschluss vorgesehen, welcher zur Kontaktierung des Substrats durch das Gehäuse geführt ist.
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Der elektrische Außenanschluss wird auch als Kundenkontakt, Lastanschluss oder Terminal bezeichnet und ermöglicht den Anschluss des Leistungselektronikmoduls beispielsweise an eine Steuereinheit.
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Die erforderlichen Lastanschlüsse sowie alle weiteren nach außen angeordneten elektrischen Anschlüsse werden beispielsweise durch Laserschweißen oder Löten befestigt. Insbesondere können auch vorgestanzte Leadframes in der geforderten Dicke und dem geforderten Layout eingesetzt werden, so dass ein Schutz zum Beispiel auch gegen Vibrationen erzielt wird. Diese Leadframes können zur späteren Ankontaktierung weit über die Substratgrenzen hinaus geführt werden, um die Anbindung an Steuerelektronik und Kundenanschlüsse zu ermöglichen. Dies ermöglicht eine mechanisch stabile elektrische Anschlusstechnik auf kostengünstiger Leadframe-Basis.
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Bei weiteren Ausführungsformen des Leistungselektronikmoduls liegen die erste wärmeleitende und elektrisch isolierende Schicht, die elektrisch leitende Leitungsschicht und die zweite wärmeleitende und elektrisch isolierende Schicht eng an dem Substrat und dem elektronischen Bauelement an.
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Dies ermöglicht einen sehr kompakten Aufbau des Leistungselektronikmoduls und bietet insbesondere vielfältige Möglichkeiten, die Zwischenräume für eine effiziente Kühlung durch das Kühlfluid auszugestalten.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines ersten Beispiels zur Erläuterung von Teilaspekten eines erfindungsgemäßen Leistungselektronikmoduls;
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2 eine schematische Ansicht eines zweiten Beispiels zur Erläuterung von Teilaspekten eines erfindungsgemäßen Leistungselektronikmoduls; und
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3 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Beispiels eines Verfahrens zur Herstellung eines Leistungselektronikmoduls.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.
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1 zeigt ein erstes Beispiel zur Erläuterung von Teilaspekten eines erfindungsgemäßen Leistungselektronikmoduls 101. Das Leistungselektronikmodul 101 hat ein Gehäuse 102, das aus einer ersten, oberen Gehäusehälfte 103 und einer zweiten, unteren Gehäusehälfte 104 gebildet ist. In dem Gehäuse 102 ist ein mit zwei Leistungshalbleitern 105 bestücktes Substrat 106 angeordnet.
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Als Substrat 106 wird beispielsweise ein DCB- oder DBA-Substrat genutzt. Dieses besteht aus einer hoch isolierenden, wärmeleitenden Zwischenschicht mit beidseitig strukturierter Metallisierung, zum Beispiel Kupfer oder Aluminium, welche für die elektrische Kontaktierung der Leistungshalbleiter 105 genutzt wird.
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Alternativ können auch IMS-Substrate, AIN, Si3N4- oder Leiterplattensubstrate genutzt werden. Die Substrate können auch flexibel sein. Die elektronischen Bauelemente, Leistungshalbleiter oder Chips 105 werden für einen effektiven Wärmeübergang zum Beispiel über Silber-Pasten auf die auf dem Substrat 106 angebrachten, oberflächenbehandelten Substrate aufgesintert. Die Kontaktoberfläche wird zur besseren Haftung insbesondere über eine Nickel-Silber-Metallisierung (Ni/Ag) oder Aluminium-Gold-Metallisierung (Al/Au) für die Sintertechnologie vorbereitet.
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Das Substrat 106 sowie die Leistungshalbleiter 105 sind mit einer ersten wärmeleitenden und elektrisch isolierenden Schicht 107 beschichtet. Über der ersten wärmeleitenden und elektrisch isolierenden Schicht 107 ist eine elektrisch leitende Leitungsschicht 108 aufgebracht. Über der elektrisch leitenden Leitungsschicht 108 ist eine zweite wärmeleitende und elektrisch isolierende Schicht 109 aufgebracht. Die erste wärmeleitende und elektrisch isolierende Schicht 107 weist zwei Öffnungen 110 über den elektrischen Kontaktflächen der Leistungshalbleiter 105 auf, so dass die Leistungshalbleiter 105 durch die Leitungsschicht 108 kontaktiert sind.
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Wie in 1 dargestellt, liegen die erste wärmeleitende und elektrisch isolierende Schicht 107, die elektrisch leitende Leitungsschicht 108 und die zweite wärmeleitende und elektrisch isolierende Schicht 109 eng an dem Substrat 106 und den Leistungshalbleitern 105 an. Die beschriebene Beschichtung ist durch die SiPLIT®-Verbindungstechnologie hergestellt, die wie oben dargestellt besondere Vorteile für Substrate und Leistungselektronikmodule beispielsweise hinsichtlich Bauhöhe, Leistungsdichte und thermischer Eigenschaften bietet.
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Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung des Leistungselektronikmoduls 101 bildet das Gehäuse 102 einen ersten Zwischenraum 111 zwischen einer der ersten Schicht 107 zugewandten ersten Innenseite 112 des Gehäuses 102 und der ersten Schicht 107. Ein zweiter Zwischenraum 113 ist zwischen einer von einer oberen, mit den Leistungshalbleitern 105 bestückten Oberfläche 114 abgewandten, unteren Oberfläche 115 des Substrats 106 und einer der unteren Oberfläche 115 des Substrats 106 zugewandten zweiten Innenseite 116 des Gehäuses 102 ausgebildet.
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Der erste und der zweite Zwischenraum 111, 113 weisen ein Kühlfluid zur Kühlung der Leistungselektronikmoduls 101 und insbesondere der Leistungshalbleiter 105 auf. Das Fluid, beispielsweise Luft, Wasser oder eine geeignete Flüssigkeit wie beispielsweise ein Öl, wird dabei durch einen in das Gehäuse 102 eingebrachten Einlass 118 in den zweiten Zwischenraum 113 eingelassen. Da die beiden Zwischenräume 111, 113 miteinander verbunden sind, durchfließt das Kühlfluid, beispielsweise gefördert durch eine Pumpe (nicht dargestellt), die beiden Zwischenräume 111, 113 und nimmt dabei die durch die Leistungshalbleiter 105 produzierte Wärme auf. Das erwärmte Kühlfluid verlässt das Gehäuse 102 anschließend durch einen in das Gehäuse 102 eingebrachten Auslass 117, so dass die produzierte Wärme effizient abgeführt wird.
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Für eine besonders effektive Wärmeabfuhr weisen die erste und die zweite Innenseite 112, 116 eine Struktur zur Verwirbelung des Kühlfluids auf. Die Struktur ist in dem in 1 dargestellten Beispiel als nach innen ragende Zahnung ausgebildet, bei der eine Mehrzahl von Zapfen 119, Zacken oder Zähnen nach innen ragen.
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Die Gehäusehälften 103, 104 mit der Struktur aus Zapfen 119 lassen sich beispielsweise kostengünstig als Spritzgussteile herstellen.
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Eine Gehäusehälfte 103, 104 besteht aus einem Deckel 121 und Stutzen 122. Bei Verwendung geeigneter spritzfähiger Polymeren, beispielsweise Duroplaste oder Thermoplaste wie Polypropylen (PP), flüssigkristalline Polymere (LCP) oder Polyetherketone (PEEK), wird der Stutzen 122 mit Inserts für den Einlass 118 und den Auslass 117 für das Kühlfluid angespritzt. Der angespritzte Stutzen 122 dient einer Einhausung des Substrats 106 mit den Leistungshalbleitern 105, der Fixierung von Außenanschlüssen 120, einer Isolierung zwischen den Gehäusehälften 103, 104, sowie der Anbringung elektrischer Durchkontaktierungen und stellt zudem die Anschlussstellen 117, 118 für die das Kühlmedium bereit. Der Stutzen 122 ermöglicht es weiterhin, den Deckel 121 mittels mehrerer Dichtungen 123 zwischen Stutzen 122 und Deckel 121 fluid- und insbesondere luft- und flüssigkeitsdicht aufzubringen. Dies führt zu einem mechanisch sehr stabilen Gehäuse 102 und erfüllt weiterhin die oben beschriebenen hohen elektrischen und thermischen Anforderungen an das Leistungselektronikmodul 101. Der Deckel 121 bildet durch eine mittels der Dichtungen 123 dichte Verbindungsstelle auf dem Stutzen 122 den Abschluss des Leistungselektronikmoduls 101. Der Stutzen 122 und der Deckel 121 können beispielsweise verklebt, auf metallischen Kontaktflächen verlötet oder durch Laserschweißen verbunden werden.
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Zur weiteren Verbesserung der Kühlung des Leistungselektronikmoduls 101 sind an der unteren Oberfläche 115 des Substrats 106 Bodenplatten 124 zur Wärmeverteilung und Wärmeableitung aufgelötet. Diese Bodenplatten 124 können beispielsweise als Kühlerstruktur aus Aluminium, Kupfer oder Keramik oder als Cooling Plates ausgebildet sein.
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Zur Kontaktierung des Substrats 106 und insbesondere der darauf angebrachten Leistungshalbleiter 105 sind im Gehäuse 102 eingelassene elektrische Außenanschlüsse oder Kundenkontakte 120 vorgesehen, die durch das Gehäuse 102 hindurchgeführt sind.
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2 zeigt ein zweites Beispiel zur Erläuterung von Teilaspekten eines erfindungsgemäßen Leistungselektronikmoduls 101. Das in 2 dargestellte Leistungselektronikmodul 101 stellt ein Multilayer-Leistungselektronikmodul dar und besteht aus zwei aneinander gefügten Leistungselektronikmodulen 101 der Art, wie sie in 1 dargestellt ist. Eine Abtrennung oder Zwischenschicht 125 verbindet die beiden einzelnen Leistungselektronikmodule 101.
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Weiterhin sind in 2 auf der Außenseite jedes der beiden Deckel 121 des Gehäuses 102 Leiterplatten 126 (Printed Circuit Boards, PCB) mit passiven Bauelementen 127 angebracht. Die passiven Bauelemente 127 der Leiterplatten 126 bilden beispielsweise eine Steuerelektronik, Treiber, Logikbauelemente oder Kondensatoren aus. Somit kann die Oberseite oder Außenseite des Kunststoffgehäuses 102 für ein direktes Aufbringen der Steuerelektronik genutzt werden. Elektrische Zuleitungen 128, die beispielsweise an den Flanken des Kunststoffgehäuses 102 entlang geführt werden, ermöglichen die Kontaktierung zwischen der Steuerelektronik und den Leistungshalbleitern 105. Ebenso lassen sich die Lastanschlüsse oder Kundenanschlüsse 120 wie oben dargestellt an verschiedenen Stellen der Gehäusehälften 103, 104 in den Gehäuseaufbau integrieren. Bei Verwendung geeigneter Gehäusematerialien können die passiven Bauelemente 127 auch direkt über vorprozessierte elektrische Pads auf das Gehäuse 102 aufgelötet werden, so dass keine Leiterplatte 126 zur Anbringung der passiven Bauelemente 127 notwendig ist.
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Ein derartiges Multilayer-Leistungselektronikmodul 101 erlaubt einen sehr hohen Wärmeabtrag. Als Kühlfluid kommt beispielsweise eine Flüssigkeit wie Wasser oder ein Öl in Frage. Aufgrund der elektrisch isolierenden Beschichtung 107 des Substrats 106 und der Leistungshalbleiter 105 kann es sich bei dem Fluid um ein elektrisch leitendes Fluid handeln. Alternativ kann auch Luft als Kühlfluid eingesetzt werden.
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3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Beispiels eines Verfahrens zur Herstellung eines Leistungselektronikmoduls 101.
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In einem ersten Schritt 301 wird ein mit zumindest einem elektronischen Bauelement 105 bestücktes Substrat 106 bereitgestellt.
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In einem zweiten Schritt 302 wird das Substrat 106 und das elektronische Bauelement 105 mit zumindest einer ersten wärmeleitenden und elektrisch isolierenden Schicht 107 beschichtet.
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In einem dritten Schritt wird ein das mit dem elektronischen Bauelement 105 bestückten Substrat 106 umfassendes Gehäuse 102 erzeugt, so dass das Gehäuse 102 einen ersten Zwischenraum 111 für ein Kühlfluid zwischen einer der ersten Schicht 107 zugewandten ersten Innenseite 112 des Gehäuses 102 und der ersten Schicht 107 ausbildet.
