DE102013104237A1 - Schaltungsanordnung - Google Patents

Schaltungsanordnung Download PDF

Info

Publication number
DE102013104237A1
DE102013104237A1 DE102013104237.6A DE102013104237A DE102013104237A1 DE 102013104237 A1 DE102013104237 A1 DE 102013104237A1 DE 102013104237 A DE102013104237 A DE 102013104237A DE 102013104237 A1 DE102013104237 A1 DE 102013104237A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
spring element
transformer
circuit
conductive layer
circuit carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102013104237.6A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102013104237B4 (de
Inventor
Roland Bittner
Jörg Hüttel
Alexander Suchan
Johannes Krapp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semikron GmbH and Co KG
Semikron Elektronik GmbH and Co KG
Original Assignee
Semikron GmbH and Co KG
Semikron Elektronik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semikron GmbH and Co KG, Semikron Elektronik GmbH and Co KG filed Critical Semikron GmbH and Co KG
Priority to DE102013104237.6A priority Critical patent/DE102013104237B4/de
Publication of DE102013104237A1 publication Critical patent/DE102013104237A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102013104237B4 publication Critical patent/DE102013104237B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/162Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits the devices being mounted on two or more different substrates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70Coupling devices
    • H01R12/71Coupling devices for rigid printing circuits or like structures
    • H01R12/712Coupling devices for rigid printing circuits or like structures co-operating with the surface of the printed circuit or with a coupling device exclusively provided on the surface of the printed circuit
    • H01R12/714Coupling devices for rigid printing circuits or like structures co-operating with the surface of the printed circuit or with a coupling device exclusively provided on the surface of the printed circuit with contacts abutting directly the printed circuit; Button contacts therefore provided on the printed circuit
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/145Arrangements wherein electric components are disposed between and simultaneously connected to two planar printed circuit boards, e.g. Cordwood modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70Coupling devices
    • H01R12/7082Coupling device supported only by cooperation with PCB
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02Contact members
    • H01R13/22Contacts for co-operating by abutting
    • H01R13/24Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted
    • H01R13/2407Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the resilient means
    • H01R13/2421Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the resilient means using coil springs
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/04Assemblies of printed circuits
    • H05K2201/042Stacked spaced PCBs; Planar parts of folded flexible circuits having mounted components in between or spaced from each other
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/10121Optical component, e.g. opto-electronic component

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einem ersten und einem zweiten Schaltungsträger (2,3), wobei die Schaltungsanordnung (1) einen zwischen dem ersten und zweiten Schaltungsträger (2,3) angeordneten Übertrager (13), der zur elektrisch potential getrennten Übertragung eines Signals ausgebildet ist, aufweist, wobei der Übertrager (13) an einer dem ersten Schaltungsträger (2) zugewandten ersten Seite (A) des Übertragers angeordnete elektrisch leitende erste und zweite Federelemente (14a, 14b) und an einer dem zweiten Schaltungsträger (3) zugewandten zweiten Seite (B) des Übertragers angeordnete elektrisch leitende dritte und vierte Federelemente (15a, 15b) aufweist, wobei der Übertrager, mittels des ersten, zweiten, dritten und vierten Federelements, mit dem ersten und dem zweiten Schaltungsträger elektrisch leitend und mechanisch schwingfähig verbunden ist. Die Erfindung schafft eine schwingungsbelastbare Schaltungsanordnung mit einem ersten und einem zweiten Schaltungsträger und einem Übertrager, die einen geringen Platzbedarf aufweist und bei der der Übertrager zuverlässig elektrisch leitend mit dem ersten und dem zweiten Schaltungsträger verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung.
  • Insbesondere im Bereich der Leistungselektronik werden oftmals zwei auf unterschiedlichen elektrischen Potentialen liegende Schaltungsträger, auf denen elektrische Bauelemente angeordnet sind, verwendet. Auf einem ersten Schaltungsträger, wie z.B. einer Leiterplatte, werden z.B. techniküblich Treiberschaltungen zur Ansteuerung von Leistungsschaltern, welche auf einem zweiten vom ersten Schaltungsträger elektrisch potential getrennten Schaltungsträger, z.B. einem Substrat, angeordnet sind, angeordnet. Zur potential getrennten Übertragung eines Signals, von dem ersten Schaltungsträger zu dem zweiten Schaltungsträger, werden techniküblich Übertrager eingesetzt, die z.B. in Form von induktiven Übertragern oder in Form von Optokopplern vorliegen können. Techniküblich sind die Übertrager elektrisch und mechanisch mittels einer stoffschlüssigen Verbindung (z.B. Lötverbindung) mit einem der beiden Schaltungsträger verbunden, wobei wegen einzuhaltener Luft- und Kriechstrecken, der Schaltungsträger auf dem die Übertrager angeordnet sind, einen großen Flächenbedarf aufweist, was zu entsprechend großen Bauformen einer Schaltungsanordnung, welche die beiden Schaltungsträger aufweist, führt.
  • Weiterhin treten oftmals nicht unerhebliche mechanische Schwingungsbelastungen der Schaltungsträger bzw. der Übertrager auf, was zu einem Versagen der techniküblichen elektrisch leitfähigen stoffschlüssigen Verbindung (z.B. Lötverbindung) zwischen Schaltungsträger und Übertrager führen kann. Die mechanische Schwingungsbelastungen können dabei z.B. in Form von mechanischen Vibrationsbelastungen oder mechanischen Schockbelastungen vorliegen.
  • Aus der DE 10 2009 022 659 A1 ist eine Kontakteinrichtung für ein Leistungshalbleitermodul, die ein Chipbauteil zur Kontaktierung aufweist, bekannt.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung eine schwingungsbelastbare Schaltungsanordnung mit einem ersten und einem zweiten Schaltungsträger und einem Übertrager zu schaffen, die einen geringen Platzbedarf aufweist und bei der der Übertrager zuverlässig elektrisch leitend mit dem ersten und dem zweiten Schaltungsträger verbunden ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung mit einem ersten und einem zweiten Schaltungsträger, wobei der erste Schaltungsträger einen ersten Isolierstoffkörper und einen auf dem ersten Isolierstoffkörper angeordneten elektrisch leitenden ersten und zweiten Leitungsschichtbereich aufweist, wobei der zweite Schaltungsträger einen zweiten Isolierstoffkörper und einen auf dem zweiten Isolierstoffkörper angeordneten elektrisch leitenden dritten und vierten Leitungsschichtbereich aufweist, wobei die Schaltungsanordnung einen zwischen dem ersten und zweiten Schaltungsträger angeordneten Übertrager, der zur elektrisch potential getrennten Übertragung eines Signals ausgebildet ist, aufweist, wobei der Übertrager an einer dem ersten Schaltungsträger zugewandten ersten Seite des Übertragers angeordnete elektrisch leitende erste und zweite Federelemente und an einer dem zweiten Schaltungsträger zugewandten zweiten Seite des Übertragers angeordnete elektrisch leitende dritte und vierte Federelemente aufweist, wobei das erste und zweite Federelement von dem dritten und vierten Federelement elektrisch potential getrennt ist, wobei das erste Federelement gegen den ersten Leitungsschichtbereich, das zweite Federelement gegen den zweiten Leitungsschichtbereich, das dritte Federelement gegen den dritten Leitungsschichtbereich und das vierte Federelement gegen den vierten Leitungsschichtbereich unmittelbar oder mittelbar drückt und solchermaßen der Übertrager, mittels des ersten, zweiten, dritten und vierten Federelements, mit dem ersten und dem zweiten Schaltungsträger elektrisch leitend und mechanisch schwingfähig verbunden ist.
  • Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Es erweist sich als vorteilhaft, wenn das erste, zweite, dritte und vierte Federelement einstückig ausgebildet ist, da dann das Federelement mechanisch besonders stabil ausgebildet ist.
  • Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn das erste, zweite, dritte und vierte Federelement als Schraubenfeder, Kegelfeder oder als Evolutfeder ausgebildet ist, da diese Ausbildungen der Federelemente auf einfache Art und Weise hergestellt werden können.
  • Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Übertrager als induktiver Übertrager oder als optischer Übertrager ausgebildet ist, da ein induktiver oder optischer Übertrager eine zuverlässige Übertragung eines Signals ermöglichen.
  • Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn der erste Schaltungsträger als Leiterplatte oder als Substrat ausgebildet ist. Eine Ausbildung des ersten Schaltungsträgers als Leiterplatte oder als Substrat stellt eine übliche Ausbildung eines Schaltungsträgers dar.
  • Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn der zweite Schaltungsträger als Leiterplatte oder als Substrat ausgebildet ist. Eine Ausbildung des zweiten Schaltungsträgers als Leiterplatte oder als Substrat stellt eine übliche Ausbildung eines Schaltungsträgers dar.
  • Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn das erste Federelement gegen den ersten Leitungsschichtbereich, das zweite Federelement gegen den zweiten Leitungsschichtbereich, das dritte Federelement gegen den dritten Leitungsschichtbereich und das vierte Federelement gegen den vierten Leitungsschichtbereich mittelbar drückt, indem das jeweilige Federelement gegen ein, auf dem jeweiligen Leitungsschichtbereich angeordnetes und mit dem jeweiligen Leitungsschichtbereich elektrisch leitend verbundenes, elektrisch leitendes Kontaktelement unmittelbar drückt. Hierdurch werden die Leitungsschichtbereiche vor mechanischem Abrieb durch die Federelemente zuverlässig geschützt.
  • Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Übertrager ein Gehäuse aufweist, wobei das Gehäuse einen ersten Federelementschacht, der eine Führung für das erste Federelement bildet, einen zweiten Federelementschacht, der eine Führung für das zweite Federelement bildet, einen dritten Federelementschacht, der eine Führung für das dritte Federelement bildet und einen vierten Federelementschacht, der eine Führung für das vierte Federelement bildet, ausbildet. Hierdurch wird eine zuverlässige mechanische Führung der Federelemente erzielt.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei zeigen:
  • 1 eine schematisierte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,
  • 2 eine schematisierte Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und
  • 3 eine schematisierte Seitenansicht eines Übertragers.
  • In 1 ist eine schematisierte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 1 dargestellt. Die Schaltungsanordnung 1 weist einen ersten und einen zweiten Schaltungsträger 2 und 3 auf, wobei der erste Schaltungsträger 2 einen ersten Isolierstoffkörper 11 und einen auf dem ersten Isolierstoffkörper 11 angeordneten elektrisch leitenden ersten und zweiten Leitungsschichtbereich 9a und 9b aufweist, wobei der zweite Schaltungsträger 3 einen zweiten Isolierstoffkörper 10 und einen auf dem zweiten Isolierstoffkörper 10 angeordneten elektrisch leitenden dritten und vierten Leitungsschichtbereich 12a und 12b aufweist. Der erste und zweite Schaltungsträger 2 und 3 sind vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.
  • Im Rahmen des Ausführungsbeispiels ist der erste Schaltungsträger 2 als Leiterplatte ausgebildet und der erste Isolierstoffkörper 11 besteht solchermaßen vorzugsweise aus einer mit einem Epoxidharz getränkten Glasfasermatte (Materialkennung z.B. FR4 oder FR5). Auf dem ersten Isolierstoffkörper 11 ist eine elektrisch leitende strukturierte erste Leitungsschicht 4 angeordnet, die infolge ihrer Struktur Leitungsschichtbereiche 9 und insbesondere den ersten und zweiten Leitungsschichtbereich 9a und 9b ausbildet. Die Leitungsschichtbereiche 9 können z.B. in Form von Leiterbahnen oder in Form von größer flächigen Bereichen vorliegen. Die Leitungsschichtbereiche 9 können z.B. aus Kupfer bestehen. Die Leitungsschichtbereiche 9 des ersten Schaltungsträger 2 können aber auch einen mehrschichtigen Aufbau aufweisen (z.B. Kupferschicht mit einer metallischen Oberflächenbeschichtung). Im Rahmen des Ausführungsbeispiels sind auf dem ersten Schaltungsträger 2 Logikbauelemente, wie z.B. integrierte Schaltkreise 7 angeordnet und elektrisch leitend mit den Leitungsschichtbereichen 9 verbunden. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass der erste Schaltungsträger 2 zusätzlich auch noch weitere Leitungsschichtbereiche aufweisen kann, wobei zwischen den weiteren Leitungsschichtbereichen und den Leitungsschichtbereichen 9, der erste Isolierstoffkörper 11 angeordnet ist. Solchermaßen kann der Schaltungsträger 2 auch als Multilayer-Leiterplatte ausgebildet sein, wobei die weiteren Leitungsschichtbereiche mit Logikbauelementen elektrisch leitend verbunden sein können. Es kann auch sein, dass auf den Leitungsschichtbereichen 9 keine Logikbauelemente angeordnet sind sondern nur auf den weiteren Leitungsschichtbereichen des Schaltungsträgers. Die weiteren Leitungsschichtbereiche können mittels durch den Isolierstoffkörper 11 hindurch verlaufende Durchkontaktierungen mit den Leitungsschichtbereichen 9 elektrisch leitend verbunden sein.
  • Im Rahmen des Ausführungsbeispiels ist der zweite Schaltungsträger 3 als leistungselektronisches Substrat ausgebildet. Der zweite Schaltungsträger 3 weist einen zweiten Isolierstoffkörper 10 und eine auf dem zweiten Isolierstoffkörper 10 angeordnete elektrisch leitende strukturierte zweite Leitungsschicht 5 auf, die infolge ihrer Struktur Leitungsschichtbereiche 12 und insbesondere den dritten und vierten Leitungsschichtbereich 12a und 12b ausbildet. Die Leitungsschichtbereiche 12 können z.B. in Form von Leiterbahnen oder in Form von größer flächigen Bereichen vorliegen. Vorzugsweise weist zweite Schaltungsträger 3 eine weitere elektrisch leitende, vorzugsweise unstrukturierte Leitungsschicht 6 auf, wobei der zweite Isolierstoffkörper 10 zwischen der strukturierten zweiten Leitungsschicht 5 und der weiteren Leitungsschicht 6 angeordnet ist. An der weiteren Leitungsschicht 6 des zweiten Schaltungsträgers 3 ist im Allgemeinen ein Kühlkörper, der zur Kühlung der auf dem zweiten Schaltungsträgers 3 angeordneten elektrischen Bauelemente dient, angeordnet. Die Leitungsschichtbereiche 12 des zweiten Schaltungsträger 3 können z.B. aus Kupfer bestehen. Die Leitungsschichtbereiche 12 des zweiten Schaltungsträger 3 können aber auch einen mehrschichtigen Aufbau aufweisen (z.B. Kupferschicht mit einer metallischen Oberflächenbeschichtung). Der zweite Schaltungsträger 3 kann z.B. in Form eines DCB-Substrats oder in Form eines Insulated Metal Substrats vorliegen. Im Falle eines DCB-Substrat kann der zweite Isolierstoffkörper 10 z.B. aus einer Keramik bestehen und die weitere Leitungsschicht 6 des zweiten Schaltungsträger 3 aus Kupfer bestehen. Im Falle eines Insulated Metal Substrats kann der zweite Isolierstoffkörper z.B. aus einer Schicht aus Polyimid oder Epoxy bestehen und die weitere Leitungsschicht des zweiten Isolierstoffkörper aus einem Metallformkörper bestehen. Der Metallformkörper kann z.B. aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen.
  • Selbstverständlich können auch der erste und der zweite Schaltungsträger, d.h. beide Schaltungsträger, als Leiterplatte oder als Substrat ausgebildet sein.
  • Vorzugsweise sind auf dem zweiten Schaltungsträger 3 Leistungshalbleiterbauelemente 8, wie z.B. Leistungshalbleiterschalter oder Leistungsdioden angeordnet und elektrisch leitend mit den Leitungsschichtbereichen 12 verbunden. Die Leistungshalbleiterschalter liegen im Allgemeinen in Form von Transistoren, wie z.B. IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) oder MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), oder in Form von gesteuert ausschaltbaren Thyristoren vor. Auf dem zweiten Schaltungsträger können z.B. auch die Sekundärseiten von Treibern, die zur Ansteuerung von Leistungshalbleiterschaltern ausgebildet sind, angeordnet sein.
  • Beim Ausführungsbeispiel weisen die Leistungshalbleiterbauelemente 8 auf Ihrer den Leitungsschichtbereichen 12 zugewandten Seite einen elektrischen Laststromanschluss auf, der z.B. über eine Löt- oder Sinterverbindung mit einem jeweilig zugeordneten Leitungsschichtbereich 12 verbunden ist und an ihrer den Leitungsschichtbereichen 12 abgewandten Seite einen elektrischen Laststromanschluss auf, der beim Ausführungsbeispiel über Bonddrähte mit einem jeweilig zugeordneten Leitungsschichtbereich 12 verbunden ist. Der Übersichtlichkeit sind in 1 und 2 die Bonddrähte nicht dargestellt. Anstatt über Bonddrähte können die betreffenden Elemente auch über andere elektrische Verbindungsmittel miteinander elektrisch leitend verbunden sein.
  • Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung unter dem Ausdruck, dass zwei Elemente elektrisch leitend verbunden sind, sowohl eine direkte elektrisch leitende Verbindung von zwei Elementen, mittels z.B. einer Schweiß-, Löt- oder Sinterverbindung, die zwischen den beiden Elementen besteht, als auch eine indirekte elektrisch leitende Verbindung, mittels z.B. einem oder mehreren Leitungselementen, wie z.B. einer Leiterbahn, einem Bonddraht, einem elektrisch leitenden Folienverbund, einer Stromschiene oder einem Kabel, die die beiden Elemente elektrisch miteinander verbinden, so dass eine bidirektionaler elektrischer Stromfluss zwischen den beiden elektrisch miteinander leitend verbunden Elementen möglich ist, verstanden wird.
  • Weiterhin weist die Schaltungsanordnung 1 einen zwischen dem ersten und zweiten Schaltungsträger 2 und 3 angeordneten Übertrager 13, der zur elektrisch potential getrennten Übertragung eines Signals ausgebildet ist, auf. Der Übertrager 13 kann z.B. als induktiver Übertrager (z.B. Transformator) oder als optischer Übertrager (z.B. Optokoppler) ausgebildet sein. Der induktive Übertrager weist vorzugsweise eine erste und eine von der ersten Wicklung elektrisch isolierte zweite Wicklung auf, wobei die erste und zweite Wicklung vorzugsweise um einen gemeinsamen magnetisch leitfähigen Kern gewickelt sind. Der optische Übertrager weist vorzugsweise eine Sendediode, die Licht erzeugt und eine Empfängerdiode, die das von der Sendediode erzeugte Licht empfängt, auf. Das Signal kann dabei als elektrisches Leistungssignal ausgebildet sein, d.h. das Signal kann in Form einer elektrischen Wechselspannung vorliegen, die zur Energieversorgung, z.B. der Leitungshalbleiterschalter oder sonstiger elektrischer Bauelemente auf der Empfängerseite des Übertragers dient. Das Signal braucht somit nicht unbedingt in Form eines Informationen enthaltenen Signals vorliegen. Weiterhin kann das Signal auch z.B. in Form eines Steuersignals zur Ansteuerung des Steueranschlusses (z.B. Gate) der Leistungshalbleiterschalter bzw. allgemein in Form eines Informationen enthalten Signals ausgebildet sein.
  • Der Übertrager 13 weist an einer dem ersten Schaltungsträger 2 zugewandten ersten Seite A des Übertragers 13 angeordnete elektrisch leitende erste und zweite Federelemente 14a und 14b auf und an einer dem zweiten Schaltungsträger 3 zugewandten zweiten Seite B des Übertragers 13 angeordnete elektrisch leitende dritte und vierte Federelemente 15a und 15b auf, wobei das erste und zweite Federelement 14a und 14b von dem dritten und vierten Federelement 15a und 15b elektrisch potential getrennt ist. Das erste, zweite, dritte und vierte Federelement ist vorzugsweise einstückig ausgebildet. Das erste, zweite, dritte und vierte Federelement ist vorzugsweise als Schraubenfeder, Kegelfeder oder als Evolutfeder ausgebildet.
  • Das erste Federelement 14a drückt unmittelbar gegen den ersten Leitungsschichtbereich 9a, das zweite Federelement 14b drückt unmittelbar gegen den zweiten Leitungsschichtbereich 9b, das dritte Federelement 15a drückt unmittelbar gegen den dritten Leitungsschichtbereich 12a und das vierte Federelement 15b drückt unmittelbar gegen den vierten Leitungsschichtbereich 12b. Der Übertrager 18 ist solchermaßen, mittels des ersten, zweiten, dritten und vierten Federelements 14a, 14b, 15a und 15b mit dem ersten und dem zweiten Schaltungsträger 2 und 3 elektrisch leitend verbunden und mechanisch schwingfähig mit dem ersten und der zweiten Schaltungsträger 2 und 3 verbunden. Das erste Federelement 14a weist einen Kontakt mit dem ersten Leitungsschichtbereich 9a, das zweite Federelement 14b weist einen Kontakt mit dem zweiten Leitungsschichtbereich 9b, das dritte Federelement 15a weist einen Kontakt mit dem dritten Leitungsschichtbereich 12a und das vierte Federelement 15b weist einen Kontakt mit dem vierten Leitungsschichtbereich 12b auf.
  • Der Übertrager 18 ist mittels der Federelemente, sowohl mechanisch schwingfähig als auch elektrisch leitend, mit dem ersten und der zweiten Schaltungsträger 2 und 3 verbunden, so dass mechanische Schwingen des ersten und/oder des zweiten Schaltungsträgers, welche zum Beispiel beim Transport und/oder im Betrieb der Schaltungsanordnung 1 auftreten können, keine negativen Auswirkungen auf die elektrische Verbindung des Übertragers 18 mit dem ersten und zweiten Schaltungsträger 2 und 3 haben.
  • In 2 ist eine schematisierte Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 1 dargestellt, die mit der Schaltungsanordnung 1 gemäß 1 bis auf das Merkmal, dass bei der Schaltungsanordnung gemäß 2 das erste Federelement 14a mittelbar, d.h. beim Ausführungsbeispiel über ein elektrisch leitendes erstes Kontaktelement 16a gegen den ersten Leitungsschichtbereich 9a drückt, das zweite Federelement 14b mittelbar, d.h. beim Ausführungsbeispiel über ein elektrisch leitendes zweites Kontaktelement 16b gegen den zweiten Leitungsschichtbereich 9b drückt, das dritte Federelement 15a mittelbar, d.h. beim Ausführungsbeispiel über ein elektrisch leitendes drittes Kontaktelement 17a gegen den dritten Leitungsschichtbereich 12a drückt und das vierte Federelement 15b mittelbar, d.h. beim Ausführungsbeispiel über ein elektrisch leitendes viertes Kontaktelement 17b gegen den vierten Leitungsschichtbereich 12b drückt, übereinstimmt. Der Übertrager 18 ist solchermaßen, mittels des ersten, zweiten, dritten und vierten Federelements 14a, 14b, 15a und 15b mit dem ersten und dem zweiten Schaltungsträger 2 und 3 elektrisch leitend verbunden ist und mechanisch schwingfähig mit dem ersten und der zweiten Schaltungsträger 2 und 3 verbunden. Das erste Federelement 14a weist einen Kontakt mit dem ersten Kontaktelement 16a, das zweite Federelement 14b weist einen Kontakt mit dem zweiten Kontaktelement 16b, das dritte Federelement 15a weist einen Kontakt mit dem dritten Kontaktelement 17a und das vierte Federelement 15b weist einen Kontakt dem vierten Kontaktelement 17b auf. Das erste Federelement 14a drückt mittelbar gegen den ersten Leitungsschichtbereich 9a, das zweite Federelement 14b drückt mittelbar gegen den zweiten Leitungsschichtbereich 9b, das dritte Federelement 15a drückt mittelbar gegen den dritten Leitungsschichtbereich 12a und das vierte Federelement 15b drückt mittelbar gegen den vierten Leitungsschichtbereich 12b, indem das jeweilige Federelement gegen das, auf dem jeweiligen Leitungsschichtbereich angeordnete und mit dem jeweiligen Leitungsschichtbereich elektrisch leitend verbundene, elektrisch leitende Kontaktelement unmittelbar drückt.
  • Die Kontaktelemente schützen die Leitungsschichtbereiche vor mechanischem Abrieb durch die Federelemente und können mit einem elektrisch leitfähigen Material, wie z.B. Gold beschichtet sein, das gute elektrische Kontakteigenschaften aufweist. Die Kontaktelemente 16a, 16b, 17a und 17b sind mit den jeweilig zugeordneten Leitungsschichtbereichen 9a, 9b, 12a und 12b vorzugsweise stoffschlüssig (z.B. mittels einer Löt- oder Sinterverbindung) verbunden. Die Kontaktelemente können z.B. analog dem in der DE 10 2009 022 659 A1 offenbarten Chipbauteil ausgebildet sein und solchermaßen kann die den Federelementen zugewandten Seite der Kontaktelemente z.B. zumindest in einem Bereich eine kugelabschnittförmige oder kegelförmige Form aufweisen, die eine Zentrierung der Federelemente bewirkt, was in 2 nicht dargestellt ist.
  • Wie in 1 und 2 dargestellt, weist der Übertrager 18 vorzugsweise eine erstes Gehäuse 19 auf, aus dem das erste, zweite, dritte und vierte Federelement 14a, 14b, 15a und 15b herausstehen. Das erste Gehäuse 19 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff, der einen Abschnitt der Federelemente umschließt. Vorzugsweise weist der Übertrager 18, wie in 3 schematisiert dargestellt, ein zweites, vorzugsweise aus Kunstsoff bestehendes Gehäuse 21 auf, dass das erste Gehäuse 19 umschließt, wobei das zweite Gehäuse 21 einen ersten Federelementschacht 22a, der eine Führung für das erste Federelement 14a bildet, einen zweiten Federelementschacht 22b, der eine Führung für das zweite Federelement 14b bildet, einen dritten Federelementschacht 23a, der eine Führung für das dritte Federelement 15a bildet und einen vierten Federelementschacht 23b, der eine Führung für das vierte Federelement 15b bildet, ausbildet. Ein Abschnitt des ersten Federelements 14a ist dabei in dem ersten Federelementschacht 22a, ein Abschnitt des zweiten Federelements 14b ist dabei in dem zweiten Federelementschacht 22b, ein Abschnitt des dritten Federelements 15a ist dabei in dem dritten Federelementschacht 23a und ein Abschnitt des vierten Federelements 15b ist dabei in dem vierten Federelementschacht 23b angeordnet.
  • Das zweite Gehäuse 21 ist vorzugsweise mindestens zweiteilig ausgebildet, wobei die Teile des zweiten Gehäuses 21, z.B. mittels einer Schnapp- oder Schraubverbindung mit einander verbunden sein können, wobei beim Ausführungsbeispiel gemäß 3, das zweite Gehäuse 21 ein erstes und ein zweites Gehäuseteil 21a und 21b aufweist, die über eine Schraubverbindung 24 miteinander verbunden sind. Es sei angemerkt, dass das erste Gehäuse in analoger Form wie das zweite Gehäuse mit entsprechenden Federelementschächten zur Führung der Federelemente ausgebildet sein kann und das zweite Gehäuse entfallen kann.
  • Weiterhin kann das zweite Gehäuse 21 auch am ersten und/oder am zweiten Schaltungsträger befestigt sein, was in 3 nicht dargestellt ist.
  • Es sei angemerkt, dass die Erfindung auch Schwankungen des Abstands zwischen dem ersten und zweiten Schaltungsträger ausgleicht, so dass der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Schaltungsträger schwanken bzw. variieren kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009022659 A1 [0004, 0031]

Claims (8)

  1. Schaltungsanordnung mit einem ersten und einem zweiten Schaltungsträger (2, 3), wobei der erste Schaltungsträger (2) einen ersten Isolierstoffkörper (11) und einen auf dem ersten Isolierstoffkörper (11) angeordneten elektrisch leitenden ersten und zweiten Leitungsschichtbereich (9a, 9b) aufweist, wobei der zweite Schaltungsträger (3) einen zweiten Isolierstoffkörper (10) und einen auf dem zweiten Isolierstoffkörper (10) angeordneten elektrisch leitenden dritten und vierten Leitungsschichtbereich (12a, 12b) aufweist, wobei die Schaltungsanordnung (1) einen zwischen dem ersten und zweiten Schaltungsträger (2, 3) angeordneten Übertrager (13), der zur elektrisch potential getrennten Übertragung eines Signals ausgebildet ist, aufweist, wobei der Übertrager (13) an einer dem ersten Schaltungsträger (2) zugewandten ersten Seite (A) des Übertragers (13) angeordnete elektrisch leitende erste und zweite Federelemente (14a, 14b) und an einer dem zweiten Schaltungsträger (3) zugewandten zweiten Seite (B) des Übertragers (13) angeordnete elektrisch leitende dritte und vierte Federelemente (15a, 15b) aufweist, wobei das erste und zweite Federelement (14a, 14b) von dem dritten und vierten Federelement (15a, 15b) elektrisch potential getrennt ist, wobei das erste Federelement (14a) gegen den ersten Leitungsschichtbereich (9a), das zweite Federelement (14b) gegen den zweiten Leitungsschichtbereich (9b), das dritte Federelement (15a) gegen den dritten Leitungsschichtbereich (12a) und das vierte Federelement (15b) gegen den vierten Leitungsschichtbereich (12b) unmittelbar oder mittelbar drückt und solchermaßen der Übertrager (13), mittels des ersten, zweiten, dritten und vierten Federelements (14a, 14b, 15a, 15b), mit dem ersten und dem zweiten Schaltungsträger (2, 3) elektrisch leitend und mechanisch schwingfähig verbunden ist.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, zweite, dritte und vierte Federelement (14a, 14b, 15a, 15b) einstückig ausgebildet ist.
  3. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, zweite, dritte und vierte Federelement (14a, 14b, 15a, 15b) als Schraubenfeder, Kegelfeder oder als Evolutfeder ausgebildet ist.
  4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertrager (13) als induktiver Übertrager oder als optischer Übertrager ausgebildet ist.
  5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schaltungsträger (2) als Leiterplatte oder als Substrat ausgebildet ist.
  6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schaltungsträger (3) als Leiterplatte oder als Substrat ausgebildet ist.
  7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Federelement (14a) gegen den ersten Leitungsschichtbereich (9a), das zweite Federelement (14b) gegen den zweiten Leitungsschichtbereich (9b), das dritte Federelement (15a) gegen den dritten Leitungsschichtbereich (12a) und das vierte Federelement (15b) gegen den vierten Leitungsschichtbereich (12b) mittelbar drückt, indem das jeweilige Federelement (14a, 14b, 15a, 15b) gegen ein, auf dem jeweiligen Leitungsschichtbereich (9a, 9b, 12a, 12b) angeordnetes und mit dem jeweiligen Leitungsschichtbereich (9a, 9b, 12a, 12b) elektrisch leitend verbundenes, elektrisch leitendes Kontaktelement (16a, 16b, 17a, 17b) unmittelbar drückt.
  8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertrager (18) ein Gehäuse (21) aufweist, wobei das Gehäuse (21) einen ersten Federelementschacht (22a), der eine Führung für das erste Federelement (14a) bildet, einen zweiten Federelementschacht (22b), der eine Führung für das zweite Federelement (14b) bildet, einen dritten Federelementschacht (23a), der eine Führung für das dritte Federelement (15a) bildet und einen vierten Federelementschacht (23b), der eine Führung für das vierte Federelement (15b) bildet, ausbildet.
DE102013104237.6A 2013-04-26 2013-04-26 Schaltungsanordnung Active DE102013104237B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013104237.6A DE102013104237B4 (de) 2013-04-26 2013-04-26 Schaltungsanordnung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013104237.6A DE102013104237B4 (de) 2013-04-26 2013-04-26 Schaltungsanordnung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013104237A1 true DE102013104237A1 (de) 2014-10-30
DE102013104237B4 DE102013104237B4 (de) 2019-12-19

Family

ID=51684859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013104237.6A Active DE102013104237B4 (de) 2013-04-26 2013-04-26 Schaltungsanordnung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013104237B4 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013018851A1 (de) * 2013-11-09 2015-05-13 Wabco Gmbh Elektrische Verbindungsanordnung
EP3026758A1 (de) * 2014-11-25 2016-06-01 ABB Technology AG Modulare Hochspannungsversorgungsanlage
DE102021113502A1 (de) 2021-05-26 2022-12-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektronische Baugruppe mit Platinenverbinder, Elektronikmodul sowie Kraftfahrzeug

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4961709A (en) * 1989-02-13 1990-10-09 Burndy Corporation Vertical action contact spring
US6338629B1 (en) * 1999-03-15 2002-01-15 Aprion Digital Ltd. Electrical connecting device
US6846184B2 (en) * 2003-01-24 2005-01-25 High Connection Density Inc. Low inductance electrical contacts and LGA connector system
DE102004041207A1 (de) * 2004-08-25 2006-03-30 Siemens Ag Vorrichtung zur Verbindung von Leiterplatten
DE102009022659A1 (de) 2009-05-26 2011-01-05 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Kontakteinrichtung für ein Leistungshalbleitermodul

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4961709A (en) * 1989-02-13 1990-10-09 Burndy Corporation Vertical action contact spring
US6338629B1 (en) * 1999-03-15 2002-01-15 Aprion Digital Ltd. Electrical connecting device
US6846184B2 (en) * 2003-01-24 2005-01-25 High Connection Density Inc. Low inductance electrical contacts and LGA connector system
DE102004041207A1 (de) * 2004-08-25 2006-03-30 Siemens Ag Vorrichtung zur Verbindung von Leiterplatten
DE102009022659A1 (de) 2009-05-26 2011-01-05 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Kontakteinrichtung für ein Leistungshalbleitermodul

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013018851A1 (de) * 2013-11-09 2015-05-13 Wabco Gmbh Elektrische Verbindungsanordnung
US9634416B2 (en) 2013-11-09 2017-04-25 Wabco Gmbh Electrical connection arrangement
EP3026758A1 (de) * 2014-11-25 2016-06-01 ABB Technology AG Modulare Hochspannungsversorgungsanlage
CN107112907A (zh) * 2014-11-25 2017-08-29 Abb瑞士股份有限公司 模块化高电压供应系统
CN107112907B (zh) * 2014-11-25 2019-06-07 Abb瑞士股份有限公司 模块化高电压供应系统
DE102021113502A1 (de) 2021-05-26 2022-12-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektronische Baugruppe mit Platinenverbinder, Elektronikmodul sowie Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013104237B4 (de) 2019-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014109816B4 (de) Leistungshalbleitermodul und System mit mindestens zwei Leistungshalbleitermodulen
DE102005036116B4 (de) Leistungshalbleitermodul
DE102012218868B3 (de) Leistungshalbleitermodul
DE102015111204B4 (de) Leistungselektronisches Modul mit Lastanschlusselementen
DE102015110653A1 (de) Doppelseitiges Kühl-Chipgehäuse und Verfahren zum Herstellen desselben
EP2784809B1 (de) Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls
EP0805494A2 (de) Halbleiterleistungsmodul hoher Packungsdichte in Mehrschichtbauweise
WO2014206665A1 (de) Elektrische schaltung und verfahren zum herstellen einer elektrischen schaltung zur ansteuerung einer last
DE102013113143B4 (de) Leistungshalbleitereinrichtung
DE102013200526B4 (de) Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls
DE102013104237B4 (de) Schaltungsanordnung
DE112018005546T5 (de) Halbleitermoduleinheit
EP2765840A2 (de) Schaltungsanordnung
DE102016104284B4 (de) Gekapselte Leistungshalbleitereinrichtung mit einem Metallformkörper als erstem Anschlussleiter
EP3583692B1 (de) Elektronische anordnung mit leistungsmodul, leiterplatte und kühlkörper
EP2704194B1 (de) Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls
DE202016101292U1 (de) Leistungshalbleitereinrichtung
DE102021106991B3 (de) Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls und leistungselektronische Anordnung hiermit
EP2341535A1 (de) Druckkontaktiertes Leistungshalbleitermodul mit Hybriddruckspeicher
DE102016100617B4 (de) Leistungshalbleitermodul mit einem Gehäuse und einem Kondensator
DE102015210796A1 (de) Leistungsstromrichter mit parallel geschalteten Halbleiterschaltern
DE102014112517B3 (de) Stromrichtereinrichtung
DE102021123636B4 (de) Leistungshalbleitermodul mit einer Substratanordnung, mit Leistungshalbleiterbauelementen und mit einer Folienstapelanordnung
DE10250697A1 (de) Leiterplatte
DE102017117665B4 (de) Leistungshalbleitermodul mit einem eine bauliche Einheit bildenden elektrischen Verbindungselement und mit einem elektrischen ersten Bauelement

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R123 Application deemed withdrawn due to non-payment of filing fee
R409 Internal rectification of the legal status completed
R409 Internal rectification of the legal status completed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01R0012520000

Ipc: H01R0012720000

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01R0012720000

Ipc: H01R0012710000

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final