DE102015115271A1 - Elektronikbaugruppe mit entstörkondensatoren - Google Patents

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Abstract

Ein Aspekt betrifft eine Elektronikbaugruppe. Diese weist eine Anzahl von ersten Halbleiterchips (1) mit jeweils einem ersten und zweiten Lastanschluss (11, 12) auf. Außerdem weist die Elektronikbaugruppe eine Leiterstruktur (6) mit einem ersten Leiterstreifen (61), einem zweiten Leiterstreifen (62) und einem dritten Leiterstreifen (63) auf, sowie eine Anzahl von ersten Entstörkondensatoren (3), von denen jeder auf der Leiterstruktur (6) angeordnet ist und einen ersten Kondensatoranschluss (31) sowie einen zweiten Kondensatoranschluss (32) besitzt. Der erste Lastanschluss (11) eines jeden ersten Halbleiterchips (1) ist elektrisch leitend mit dem ersten Leiterstreifen (61) verbunden ist, der zweite Lastanschluss (12) eines jeden ersten Halbleiterchips (1) ist elektrisch leitend mit dem dritten Leiterstreifen (63) verbunden, der erste Kondensatoranschluss (31) eines jeden ersten Entstörkondensators (3) ist elektrisch leitend mit dem ersten Leiterstreifen (61) verbunden, und der zweite Kondensatoranschluss (32) eines jeden ersten Entstörkondensators (3) ist elektrisch leitend mit dem zweiten Leiterstreifen (62) verbunden.

Description

  • Die Erfindung betrifft Elektronikbaugruppen. Elektronikbaugruppen wie zum Beispiel Umrichter enthalten häufig elektronische Halbleiterschalter. Bedingt durch die Schaltvorgänge der Halbleiterschalter treten unerwünschte Störsignale auf, die sich leitungsgebunden und/oder in Form elektromagnetischer Strahlung ausbreiten.
  • Mitverantwortlich für Störsignale, die in das die Elektronikbaugruppe versorgende Stromnetz gelangen, sind unvermeidliche Streukapazitäten, die die Elektronikbaugruppe oder eine an die Elektronikbaugruppe angeschlossene Einheit gegenüber Erde bzw. gegenüber einem Kühlkörper aufweisen, der beim Betrieb in der Regel auf Erdpotential liegt. Solche Streukapazitäten können zum Beispielsweise zwischen Erde und internen elektrischen Verbindungsleitungen der Elektronikbaugruppe bestehen, zwischen Erde und einer elektrischen Anschlussleitung, mit der eine elektrische Last (z.B. ein Motor) an die Elektronikbaugruppe angeschlossen ist, zwischen Erde und einem Bestandteil der Last usw. Sofern ein Gleichspannungszwischenkreis vorhanden ist, kann dieser ebenfalls zur Streuinduktivität beitragen.
  • 1 zeigt eine Schaltung einer als Umrichter ausgebildeten Elektronikbaugruppe 100. Die Elektronikbaugruppe 100 enthält zwei Halbleiterschalter S1 und S2, deren Laststrecken zu einer Halbbrücke in Reihe geschaltet sind. Die Halbbrücke wird von einer Spannungsquelle 900, zum Beispiel einer Gleichrichterbrücke, mit einer Versorgungsspannung versorgt. An einen Ausgang 103 (auch als Phasenausgang Ph bezeichnet) der Elektronikbaugruppe 100, der zugleich einen Ausgang der Halbbrücke darstellt, ist über eine Anschlussleitung 906 eine elektrische Last L angeschlossen.
  • Die Elektronikbaugruppe 100 weist diverse baugruppeninterne Streukapazitäten C1–C3 auf, sowie diverse baugruppeninterne Streuinduktivitäten L1, L2 und LZ.
  • Bei weiteren Streukapazitäten C4 (Anschlussleitung 906) und C5 (Last) handelt es sich um baugruppenexterne Streukapazitäten.
  • C1 ist die Ausgangsstreukapazität der Elektronikbaugruppe, C2 ist die Streukapazität der Verbindungsleitung 901 zur Verteilung des positiven Versorgungspotentials DC+, und C3 ist die Streukapazität der Verbindungsleitung 902 zur Verteilung des negativen Versorgungspotentials DC–.
  • L1 ist die Streuinduktivität der Verbindungsleitung 901 zur Verteilung des positiven Versorgungspotentials DC+, und L2 ist die Streuinduktivität der Verbindungsleitung 902 zur Verteilung des negativen Versorgungspotentials DC–, und LZ ist die Streuinduktivität eines Zwischenkreiskondensators.
  • Die Streukapazitäten insgesamt sind für so genannte Gleichtaktstörungen verantwortlich, die auf der Erdleitung des Netzes Störungen erzeugen. Differentielle Störungen rühren überwiegend von den Streuinduktivitäten her und koppeln in die Phasen des Netzes.
  • Üblicherweise wird versucht, die Störkapazität C1 am Ausgang 103 der Halbbrücke und damit die durch sie bedingten Störungen möglichst klein zu halten. Allerdings ist die durch diese Maßnahme bedingte Verringerung der Störungen häufig nicht signifikant, da in der in der Praxis die Summe aus den externen Streukapazitäten C4 und C5 oft deutlich größer ist als C1.
  • Außerdem wird zur Verringerung von Störungen häufig versucht, die Kapazitäten C2 und C3 möglich gleich groß zu wählen, was meist einen speziellen und aufwändigen Aufbau der Elektronikbaugruppe erfordert.
  • Um die Störungen durch die im Vergleich zu C1 meist deutlich modulexterne Streukapazität C4 + C5 zu verringern, werden häufig Entstörkondensatoren C+ und C– zwischen Erde und die Verbindungsleitung 901 zur Verteilung des positiven Versorgungspotentials DC+ bzw. zwischen Erde und die Verbindungsleitung 902 zur Verteilung des negativen Versorgungspotentials DC– geschaltet. Mit Hilfe der Entstörkondensatoren C+, C– werden die Störstromkreise innerhalb der Elektronikbaugruppe zum Kühler hin (dieser liegt auf Erde) kurzgeschlossen, so dass die über die Netzerde fließenden Störstrome verhindert oder zumindest deutlich verringert werden. Allerdings bringen diese Entstörkondensatoren C+, C– wiederum interne Streuinduktivitäten L+ bzw. L– mit sich, was die Störaussendungen der Baugruppe verschlechtert. Außerdem sind Entstörkondensatoren herkömmlich mit wesentlicher zusätzlicher Streuinduktivität in den Verbindungsleitungen zu Erde und zu DC+ bzw. DC– behaftet.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, durch Streuinduktivitäten und/oder Streukapazitäten bedingte Störungen, die beim Betrieb einer Elektronikbaugruppe auftreten, gegenüber herkömmlichen Elektronikbaugruppen zu verringern. Diese Aufgabe wird durch eine Elektronikbaugruppe gemäß Anspruch 1 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Ein Aspekt betrifft eine Elektronikbaugruppe. Diese weist eine Anzahl von ersten Halbleiterchips mit jeweils einem ersten und zweiten Lastanschluss auf. Außerdem weist die Elektronikbaugruppe eine Leiterstruktur mit einem ersten Leiterstreifen, einem zweiten Leiterstreifen und einem dritten Leiterstreifen auf, sowie eine Anzahl von ersten Entstörkondensatoren, von denen jeder auf der Leiterstruktur angeordnet ist und einen ersten Kondensatoranschluss sowie einen zweiten Kondensatoranschluss besitzt. Der erste Lastanschluss eines jeden ersten Halbleiterchips ist elektrisch leitend mit dem ersten Leiterstreifen verbunden ist, der zweite Lastanschluss eines jeden ersten Halbleiterchips ist elektrisch leitend mit dem dritten Leiterstreifen verbunden, der erste Kondensatoranschluss eines jeden ersten Entstörkondensators ist elektrisch leitend mit dem ersten Leiterstreifen verbunden, und der zweite Kondensatoranschluss eines jeden ersten Entstörkondensators ist elektrisch leitend mit dem zweiten Leiterstreifen verbunden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Die Darstellung in den Figuren ist nicht maßstäblich. Es zeigen:
  • 1 ein Schaltbild einer Elektronikbaugruppe.
  • 2 ein Schaltbild einer Elektronikbaugruppe mit mehreren elektrisch parallel geschalteten Teilbaugruppen.
  • 3 mehrere hintereinander angeordnete Teilbaugruppen gemäß 2.
  • 4 einen Querschnitt durch ein erstes Beispiel einer Elektronikbaugruppe.
  • 5 eine Draufsicht auf die Elektronikbaugruppe gemäß 4.
  • 6 einen Querschnitt durch ein zweites Beispiel einer Elektronikbaugruppe.
  • 7 einen Querschnitt durch ein drittes Beispiel einer Elektronikbaugruppe.
  • 8 einen Querschnitt durch ein viertes Beispiel einer Elektronikbaugruppe.
  • 9 eine Draufsicht auf die Elektronikbaugruppe gemäß 8.
  • 10 einen Querschnitt durch ein fünftes Beispiel einer Elektronikbaugruppe.
  • Die anhand der verschiedenen Ausführungsbeispiele erläuterten Merkmale können auf beliebige Weise miteinander kombiniert werden, sofern nichts Gegenteiliges erwähnt ist.
  • In der folgenden Beschreibung sind einige Elemente mit "erste", "zweite", "dritte" oder dergleichen benannt. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass eine derartige Bezeichnung lediglich der Unterscheidung verschiedener Elemente dient. Wenn beispielsweise ein drittes Element (z.B. ein dritter Leiterstreifen) vorhanden ist, bedeutet das nicht, dass auch ein entsprechendes erstes und zweites Element (z.B. ein erster und zweiter Leiterstreifen) vorhanden sein müssen.
  • Bezugnehmend auf 2 besteht ein Aspekt darin, Entstörkondensatoren C+, C–, wie sie in 1 gezeigt sind, jeweils durch eine Anzahl von Teil-Entstörkondensatoren 3 bzw. 4 zu ersetzen, die jeweils hintereinander auf einer Leiterstruktur (siehe in den nachfolgenden Figuren das Bezugszeichen 6) angeordnet sind. Die Summe der Kapazitäten sämtlicher Teil-Entstörkondensatoren 3 ergibt dann eine Gesamt-Entstörkapazität, die der Kapazität des Entstörkondensators C+ entspricht. Analog dazu ergibt die Summe der Kapazitäten sämtlicher Teil-Entstörkondensatoren 4 eine Gesamt-Entstörkapazität, die der Kapazität des Entstörkondensators C– entspricht.
  • Indem eine bestimmte Entstörkapazität C+ durch eine Vielzahl von elektrisch parallel geschalteten Teil-Entstörkondensatoren 3 gebildet wird anstelle durch einen Entstörkondensator, und indem die Vielzahl von elektrisch parallel geschalteten Teil-Entstörkondensatoren 3 auf einer Leiterstruktur jeweils in einer oder mehreren Reihen hintereinander angeordnet werden, kommt es zu einer Verringerung der durch die Entstörkapazität C+ hervorgerufenen Streuinduktivität L+.
  • Analog dazu kommt es, indem eine bestimmte Entstörkapazität C– durch eine Vielzahl von elektrisch parallel geschalteten Teil-Entstörkondensatoren 4 gebildet wird anstelle durch einen Entstörkondensator, und indem die Vielzahl von elektrisch parallel geschalteten Teil-Entstörkondensatoren 4 auf einer Leiterstruktur jeweils in einer oder mehreren Reihen hintereinander angeordnet werden, kommt es zu einer Verringerung der durch die Entstörkapazität C– hervorgerufenen Streuinduktivität L–.
  • Wie 2 weiter zu entnehmen ist, kann eine Elektronikbaugruppe 100 mehrere Teil-Gruppen 100' aufweisen, deren Bestandteile jeweils hintereinander auf einer Leiterstruktur 6 angeordnet elektrisch parallel geschaltet werden. Das Parallelschalten kann dabei ganz oder teilweise mittels der Leiterstruktur 6 erfolgen.
  • 2 zeigt beispielhaft eine Anzahl von Teil-Gruppen 100', die optional – wie dargestellt – identisch aufgebaut sein können. Jede der Teil-Gruppen 100' weist eine Halbbrücke HB' auf. Jede Halbbrücke HB' enthält einen ersten Halbleiterchip 1 und einen zweiten Halbleiterchip 2, die lediglich beispielhaft jeweils als n-Kanal IGBT ausgebildet sind. Grundsätzlich können der erste Halbleiterchip 1 und der zweite Halbleiterchip 2, unabhängig voneinander und in beliebigen Kombinationen miteinander, als p-Kanal-Bauelemente oder als n-Kanal-Bauelemente ausgebildet sein, und/oder als selbstleitende oder als selbstsperrende Bauelemente.
  • In jedem Fall besitzt der erste Halbleiterchip 1 einen ersten Lastanschluss 11 und einen zweiten Lastanschluss 12, zwischen denen eine erste Laststrecke ausgebildet ist, und der zweite Halbleiterchip 2 besitzt einen ersten Lastanschluss 21 und einen zweiten Lastanschluss 22, zwischen denen eine zweite Laststrecke ausgebildet ist. Die erste Laststrecke und die zweite Laststrecke sind zwischen einem ersten Schaltungsknoten 101 und einem zweiten Schaltungsknoten 102 des Elektronikbaugruppe 100 elektrisch in Reihe geschaltet. Hierzu ist der zweite Lastanschluss 12 des ersten Halbleiterbauelements1 elektrisch mit dem ersten Lastanschluss 21 des zweiten Halbleiterbauelements 2 verbunden.
  • Bei dem ersten Schaltungsknoten 101 kann es sich beispielsweise um einen ersten elektrischen Außenanschluss der Elektronikbaugruppe 100 handeln. Entsprechend kann es sich bei dem zweiten Schaltungsknoten 102 beispielsweise einen zweiten elektrischen Außenanschluss 102 der Elektronikbaugruppe 100 handeln. Als "Außenanschlüsse" der Elektronikbaugruppe 100 werden generell Anschlüsse verstanden, an denen die Elektronikbaugruppe 100 von außen elektrisch angeschlossen werden kann, also Anschlüsse, die von der Außenseite der Elektronikbaugruppe 100 her zugänglich sind.
  • Als Bauelementtypen kommen für den ersten Halbleiterchip 1 und den zweiten Halbleiterchip 2 unter anderem steuerbare Halbleiterschalter in Frage, die einen Steueranschluss 13 bzw. 23 aufweisen, mittels dem die erste bzw. zweite Laststrecke des betreffenden Halbleiterchips 1 bzw. 2 abhängig von einem an den Steueranschluss 13, 23 angelegten elektrischen Ansteuerpotential wahlweise in einen leitenden Zustand (Halbleiterchip ist eingeschaltet, d.h. seine Laststrecke leitet) oder in einen sperrenden Zustand (Halbleiterchip ist ausgeschaltet, d.h. seine Laststrecke sperrt) versetzt werden kann. Ebenso kann es sich bei dem ersten Halbleiterchip 1 und/oder dem zweiten Halbleiterchip 2 aber auch um ein Halbleiterbauelement ohne Steueranschluss handeln, beispielsweise um eine Diode.
  • Geeignete Bauelementtypen für den ersten Halbleiterchip 1 und den zweiten Halbleiterchip 2 sind beispielsweise Halbleiterschalter mit einem Steueranschluss wie z.B. MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistors), IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), JFETs (Junction Field-Effect Transistors), HEMTs (High Electron Mobility Transistors), Thyristoren oder dergleichen, oder Halbleiterchips ohne Steueranschluss wie beispielsweise Dioden.
  • Abhängig vom Bauelementtyp kann es sich bei dem ersten/zweiten Lastanschluss 11/12, 21/22 desselben Halbleiterchips 1, 2 – je nach Art des Bauelements – beispielsweise um Drain- bzw. Source-Anschlüsse oder um Source- bzw. Drain-Anschlüsse oder um Emitter- bzw. Kollektor-Anschlüsse oder um Kollektor- bzw. Emitter-Anschlüsse oder um Anoden-/Kathoden-Anschlüsse oder um Kathoden-/Anoden-Anschlüsse handeln, und – sofern der Halbleiterchip 1, 2 steuerbar ist – bei dem Steueranschluss 13, 23 um einen Gate- oder Basis-Anschluss.
  • Bei einer Elektronikbaugruppe 100 kann es sich um ein beliebiges Stromrichter-, Umrichter- oder sonstiges leistungselektronisches Halbleitermodul handeln. Es kann z.B. eine Gleichrichterschaltung oder eine Wechselrichterschaltung aufweisen, oder eine Schaltung zur Ansteuerung einer – zum Beispiel induktiven – Last M, z.B. eines Motors.
  • Bei den Halbleiterchips 1, 2 kann es sich um laterale oder vertikale Bauelemente handeln. Im Fall eines vertikalen Halbleiterchips 1, 2 weist dieses einen Halbleiterkörper auf, und der erste Lastanschluss und der zweite Lastanschluss sind auf entgegengesetzten Seiten dieses Halbleiterkörpers angeordnet.
  • Wie gezeigt, kann zur Laststrecke eines jeden der Halbleiterchips 1, 2 jeweils eine optionale Freilaufdiode D antiparallel geschaltet sein. Solche Freilaufdioden D können optional auch in das betreffende Halbleiterbauelement 1, 2 integriert sein. Grundsätzlich ist es auch möglich, solche Freilaufdioden D außerhalb der Elektronikbaugruppe 100 anzuordnen.
  • Die Elektronikbaugruppe weist einen Ausgang 103 auf, der im Wesentlichen auf demselben elektrischen Potential liegt, wie der zweite Lastanschluss 12 des ersten Halbleiterbauelements 1 und der erste Lastanschluss 21 des zweiten Halbleiterbauelements 2 einer jeden Halbbrücke HB'.
  • Das erste Versorgungspotential DC+ kann beispielsweise größer sein, als das zweite Versorgungspotential DC–. Zum Beispiel kann die Differenz zwischen dem ersten Versorgungspotential DC+ und dem zweiten Versorgungspotential V– dauerhaft oder zumindest zeitweise wenigstens 10 V, wenigstens 100 V oder gar wenigstens 500 V betragen. Bei der zwischen dem ersten Schaltungsknoten 101 und dem zweiten Schaltungsknoten 102 anliegenden Spannung, also der Potentialdifferenz zwischen DC+ und DC–, kann es sich insbesondere um eine Gleichspannung handeln, oder zumindest um eine Spannung, die einen signifikanten Gleichspannungsanteil aufweist, beispielsweise um eine Zwischenkreisspannung eines Umrichters.
  • 3 zeigt schematisch die auf einer Leiterstruktur 6 in einer ersten Richtung x hintereinander angeordneten Teil-Gruppen 100'. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind von den Bestandteilen der Teil-Gruppen 100' jeweils nur die Entstörkondensatoren 3 und 4 gezeigt. Die anderen Bestandteile der Teil-Gruppen 100' können jedoch in gleicher Weise auf der Leiterstruktur 6 in der ersten Richtung x hintereinander angeordnet und elektrisch parallel geschaltet werden. Hier wie bei allen andern Ausgestaltungen kann der die Elektronikbaugruppe 100 durchfließende Laststrom im Mittel in einer zweiten Richtung y fließen, die senkrecht oder näherungsweise senkrecht zur ersten Richtung x verläuft. Hierdurch lässt sich ein sehr niederinduktiver Aufbau bzw. Betrieb der Elektronikbaugruppe 100 erreichen.
  • Die 4 und 5 zeigen im Querschnitt bzw. in Draufsicht ein erstes Beispiel, bei dem die Leiterstruktur 6 als Leiterplatte (z.B. als PCB oder als metallisierter keramischer Schaltungsträger oder als laminierter Busschienenverbund oder als luftisolierte Platten, die mit Hilfe von Stützen auf dem Kühlkörper 200 montiert sind) ausgebildet ist. Die Blickrichtung gemäß 4 entspricht der ersten Richtung x. Die Leiterstruktur 6 kann mehrere elektrisch leitende erste bis fünfte Leiterstreifen 61, 62, 63, 63', 64, 65 aufweisen, die durch ein Dielektrikum 60 (z.B Kunststoff oder Keramik) elektrisch voneinander isoliert sind. Wie auch bei sämtlichen anderen Ausgestaltungen können die Leiterstreifen 61–65 eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Sie können beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung mit hohem Kupferanteil bestehen.
  • Leiterstreifen 61–65, die (abgesehen von Potentialabfällen, die durch ohmsche Widerstände der Leiterstreifen bedingt sind) auf demselben elektrischen Potential liegen, sind in den Figuren mit jeweils gleicher Schraffur dargestellt.
  • Eine Leiterstruktur 6 weist mehrere Leiterschichten auf, in denen die Leiterstreifen 61–65 ausgebildet sind. Die oberste Leiterschicht ist durch den zweiten Leiterstreifen 62 gebildet, und die unterste Leiterschicht ist durch den vierten Leiterstreifen 64 gebildet. Beide und damit auch die Leiterstruktur 6 sind mittels elektrischer Verbindungen 66 elektrisch mit einem elektrisch leitenden Kühlkörper 200 verbunden.
  • Die (von oben) zweite Leiterschicht enthält den ersten Leiterstreifen 61, sowie einen Leiterstreifen 63, und die (von oben) dritte Leiterschicht enthält den fünften Leiterstreifen 65, sowie einen Leiterstreifen 63'. Die Leiterstreifen 63 und 63' sind durch ein oder mehr elektrische Verbindungen 66 elektrisch leitend miteinander verbunden.
  • Während des Betriebs liegt der erste Leiterstreifen 61 auf dem Potential DC+, der zweite Leiterstreifen 62 auf dem Potential DC–, und die beiden Leiterstreifen 63, 63' auf demselben Potential wie die zweiten Lastanschlüsse 12 der ersten Halbleiterchips 1 und die ersten Lastanschlüsse 21 der zweiten Halbleiterchips 2, d.h. auf dem Potential des Ausgangs 103 der Elektronikbaugruppe 100 (siehe 2). Jeder der Halbbrücken HB' enthält wenigstens einen oder zwei oder mehr erste Halbleiterchips 1, deren erste Laststrecken 11–12 im Fall von mehreren ersten Halbleiterchips 1 parallel geschaltet sind, sowie wenigstens einen oder zwei oder mehr zweite Halbleiterchips 2, deren zweite Laststrecken 21–22 im Fall von mehreren zweiten Halbleiterchips 2 parallel geschaltet sind. Außerdem ist jede der ersten Laststrecken 11–12 elektrisch mit jeder der zweiten Laststrecken 21–22 in Reihe geschaltet.
  • Als elektrische Verbindungen 66 können prinzipiell beliebige Arten von Verbindungen in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden, beispielsweise Durchkontaktierungen der Leiterplatte, Einpresspins, Lötverbindungen, Schraubverbindungen usw.
  • Abweichend von den vorliegenden Darstellungen müssen die elektrischen Verbindungen 66 nicht notwendigerweise in derselben Schnittebene angeordnet sein. Vielmehr können sich verschiedene Verbindungen 66 – insbesondere auch in der ersten Richtung x – an verschiedenen und mehreren Positionen befinden.
  • Die Reihe RHB' mit den in der ersten Richtung x hintereinander angeordneten Halbbrücken HB' kann ganz oder teilweise zwischen dem Kühlkörper 200 und der Leiterstruktur 6 angeordnet sein. Alternativ könnte die Reihe RHB' mit den in der ersten Richtung x hintereinander angeordneten Halbbrücken HB' auch seitlich (y-Richtung) neben der Leiterstruktur 6 auf dem Kühlkörper 200 angeordnet und elektrisch leitend mit den darauf befindlichen Entstörkondensatoren 3 und/oder 4 verbunden sein.
  • Dadurch, dass der das positive Versorgungspotential DC+ tragende erste Leiterstreifen 61 und der das negative Versorgungspotential DC– tragende fünfte Leiterstreifen 65 zwischen dem zweiten und vierten Leiterstreifen 62 bzw. 64 angeordnet sind, welche beide auf Erd- bzw. Kühlkörperpotential liegen, wird Störungen, die von dem ersten bzw. fünften Leiterstreifen 61, 65 ausgehen, in vorteilhafter Weise abgeschirmt.
  • Zur elektrischen Kontaktierung der Elektronikbaugruppe 100 können Abschnitte einiger Metallisierungsebenen der Leiterplatte aus deren Dielektrikum 60 hervorragen und so als elektrische Anschlüsse 71 zur Zuführung eines positiven Versorgungspotentials DC+, 72 zur Zuführung eines negativen Versorgungspotentials DC– sowie 73 zum Anschluss einer Last L (2) dienen.
  • Auf der Leiterstruktur 6 ist zumindest eine Reihe R3 und/oder R4 angeordnet, wobei eine Reihe R3 eine Anzahl erster Entstörkondensatoren 3 aufweist, die in der ersten Richtung x hintereinander angeordnet sind, und wobei eine Reihe R4 eine Anzahl zweiter Entstörkondensatoren 4 aufweist, die in der ersten Richtung x hintereinander angeordnet sind.
  • Jeder der ersten Entstörkondensatoren 3 weist einen ersten Kondensatoranschluss 31 und einen zweiten Kondensatoranschluss 32 auf, und der zweiten Entstörkondensatoren 4 weist einen ersten Kondensatoranschluss 41 und einen zweiten Kondensatoranschluss 42 auf. Die ersten Kondensatoranschlüsse 31 der ersten Entstörkondensatoren 3 sind elektrisch leitend mit dem ersten Leiterstreifen 61 verbunden, und die zweiten Kondensatoranschlüsse 32 der ersten Entstörkondensatoren 3 sind elektrisch leitend mit dem zweiten Leiterstreifen 62 verbunden. Außerdem sind die ersten Kondensatoranschlüsse 41 der zweiten Entstörkondensatoren 5 elektrisch leitend mit dem fünften Leiterstreifen 65 verbunden, und die zweiten Kondensatoranschlüsse 42 der zweiten Entstörkondensatoren 4 sind elektrisch leitend mit dem vierten Leiterstreifen 64 verbunden.
  • Optional kann auf der Leiterstruktur 6 noch zumindest eine Reihe R5 angeordnet sein, die eine Anzahl von Zwischenkreiskondensatoren 5 aufweist, die in der ersten Richtung x hintereinander angeordnet sind.
  • Jeder der Zwischenkreiskondensatoren 5 weist einen ersten Kondensatoranschluss 51 auf, der elektrisch leitend mit dem ersten Leiterstreifen 61 verbunden ist, sowie einen zweiten Kondensatoranschluss 52, der elektrisch leitend mit dem fünften Leiterstreifen 65 verbunden ist.
  • Hier wie bei allen anderen Ausgestaltungen der Erfindung kann es sich bei Entstörkondensatoren 3 und/oder 4 um Kondensatoren nach Klasse Y gemäß der Norm IEC 60384-1 (in der am 10. September 2015 geltenden Fassung) handeln. Insbesondere können diese Kondensatoren 3 und/oder 4 einer der Unterklassen Y1, Y2, Y3 oder Y4 entsprechen.
  • Weiterhin kann es sich, ebenfalls wie bei allen anderen Ausgestaltungen der Erfindung, bei den Zwischenkreiskondensatoren 5 um Kondensatoren nach Klasse X der Norm IEC 60384-1 (in der am 10. September 2015 geltenden Fassung) handeln. Insbesondere können diese Kondensatoren 5 einer der Unterklassen X1, X2, X3 entsprechen.
  • 6 zeigt eine weitere Ausgestaltung, bei der die Leiterstruktur 6 wie erläutert als Leiterplatte (z.B. als PCB oder als metallisierter keramischer Schaltungsträger oder laminierter Busschienenverbund oder als luftisolierte Platten, die mit Hilfe von Stützen auf dem Kühlkörper 200 montiert sind) ausgebildet ist. Die elektrische Verschaltung zwischen unterschiedlichen Metallisierungsebenen der Leiterstruktur 6 und damit auch die elektrische Verschaltung zwischen unterschiedlichen Leiterstreifen 61–65 kann wie gezeigt ausschließlich mit Hilfe von Durchkontaktierungen 81 der Leiterplatte erfolgen.
  • Wie außerdem aus 6 hervorgeht, kann die Reihe RHB' mit den in der ersten Richtung x hintereinander angeordneten Halbbrücken HB' seitlich neben der Leiterstruktur 6 auf dem Kühlkörper 200 angeordnet und anhand von Verbindungselementen 67, beispielsweise Bonddrähten oder anderen elektrischen Verbindungselementen, elektrisch leitend mit der Leiterstruktur 6 und (soweit vorhanden) den darauf befindlichen ersten und zweiten Entstörkondensatoren 3 und/oder 4 und Zwischenkreiskondensatoren 5 verbunden sein.
  • Die Leiterstruktur 6 kann beispielsweise mittels einer Löt-, Sinter- oder elektrisch leitenden Klebeverbindung direkt an dem Kühlkörper 200 befestigt sein, so dass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Kühlkörper 200 und dem oder den mit Erde (d.h. mit dem Kühlkörper 200) zu verbindenden Leiterstreifen 62, 64 entsteht. Die Verbindung kann dabei direkt zwischen dem Kühlkörper 200 und einem der mit Erde zu verbindenden Leiterstreifen (hier: 62) bestehen.
  • Auch hier können, wie gezeigt, der das positive Versorgungspotential DC+ tragende erste Leiterstreifen 61 und der das negative Versorgungspotential DC– tragende fünfte Leiterstreifen 65 zumindest teilweise zwischen dem zweiten und vierten Leiterstreifen 62 bzw. 64 angeordnet sein, welche beide auf Erd- bzw. Kühlkörperpotential liegen.
  • Außerdem sind auch hier der zweite Leiterstreifen 62 der vierte Leiterstreifen 64 elektrisch leitend mit einem elektrisch leitenden Kühlkörper 200 verbunden.
  • Wie ebenfalls aus dem Beispiel gemäß 6 hervorgeht, können (soweit vorhanden) die ersten Entstörkondensatoren 3, die zweiten Entstörkondensatoren 4 und die Zwischenkreiskondensatoren 5 als SMD-Kondensatoren ausgebildet sein (SMD = Surface Mounted Device).
  • Wie weiterhin in 6 gezeigt ist, kann eine Elektronikbaugruppe 100 auch zwei oder mehr Reihen R5 aufweisen, von denen jede eine Anzahl von Zwischenkreiskondensatoren 5 aufweist, die in der ersten Richtung x hintereinander angeordnet sind. Die Zwischenkreiskondensatoren 5 der beiden oder der mehr Reihen R5 sind elektrisch parallel geschaltet.
  • 7 veranschaulicht eine Topologie einer Elektronikbaugruppe 100, die sich mit jeder Ausgestaltung der Erfindung realisieren lässt. In 7 bezeichnet I den die Elektronikbaugruppe 100 durchfließenden Laststrom, d.h. den Strom zwischen dem Anschluss 71 und dem Anschluss 73, wenn die ersten Halbleiterchips 1 leiten und die zweiten Halbleiterchips 2 sperren, bzw. den Strom zwischen dem Anschluss 72 und dem Anschluss 73, wenn die ersten Halbleiterchips 1 sperren und die zweiten Halbleiterchips 2 leiten. Die erwähnte Topologie ist so gewählt, dass zu einem Zeitpunkt, zu dem der Betrag des Stroms seinen Maximalwert annimmt, die mittlere Stromflussrichtung dieses Stroms I senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur ersten Richtung x verläuft. Demgemäß kann eine Leiterstruktur 6 zwar eben oder im Wesentlichen eben sein, allerdings ist dies nicht zwingend erforderlich, solange das genannte Kriterium erfüllt ist. Beispielsweise kann die Leiterstruktur 6 eine deutlich unebene (z.B. gekrümmte oder aus verschieden orientierten Leiterplatten zusammengesetzte) Topologie aufweisen, was mit der Darstellung gemäß 7 gezeigt werden soll.
  • Insgesamt fließt sich der Strom I in etwa entlang eines Bandes (d.h. in Bandrichtung) und er verteilt sich möglichst homogen in über die Richtung quer zur Bandrichtung (d.h. über die Breite des Bandes). Je nach Schaltzustand fließt der Strom I, wenn die ersten Halbleiterchips 1 leiten und die zweiten Halbleiterchips 2 sperren, entlang eines breiten ersten Bandes zwischen dem Anschluss 71 und dem Anschluss 73, und wenn die ersten Halbleiterchips 1 sperren und die zweiten Halbleiterchips 2 leiten, entlang eines breiten zweiten Bandes zwischen dem Anschluss 72 und dem Anschluss 73. Es ist vorteilhaft, wenn das erste Band und das zweite Band möglichst parallel und in möglichst geringem Abstand parallel verlaufen.
  • Eine homogene Verteilung des Stromes I über die gesamte Breite der Bänder lässt sich dadurch erreichen, dass eine Vielzahl identischer Einzelelemente (z.B. eine Vielzahl von ersten Halbleiterchips 1 zur Realisierung eines ersten Schalters S1 gemäß 1, eine Vielzahl von zweiten Halbleiterchips 2 zur Realisierung eines zweiten Schalters S2 gemäß 1) in einer oder mehr jeweils quer zur Bandrichtung verlaufenden Reihe hintereinander angeordnet werden.
  • In 7 ist die Bestückung der Leiterstruktur 6 zur Vereinfachung nicht dargestellt. Sie kann aber entsprechend den anderen erläuterten Ausgestaltungen erfolgen.
  • Wie bezugnehmend auf 8 im Querschnitt und in 9 in Draufsicht gezeigt ist, kann eine Leiterstruktur 6 auch aus zwei oder mehr Teil-Leiterplatten 60', 60'' zusammengesetzt sein (z.B. als PCBs oder als metallisierte keramische Schaltungsträger oder als laminierte Busschienenverbünde) ausgebildet ist. Beispielsweise können zwei benachbarte Teil-Leiterplatten 60', 60'' an ihren einander zugewandten Seiten mittels einer Lotschicht oder einer elektrisch leitenden oder elektrisch isolierenden Klebeschicht oder einer Schicht aus einem gesinterten Metallpulver miteinander verbunden sein. Die elektrische Verschaltung zwischen unterschiedlichen Metallisierungsebenen der Leiterstruktur 6 kann völlig ohne Durchkontaktierungen der beteiligten Teil-Leiterplatten 60', 60'' ausgestaltet sein. Stattdessen werden elektrische Verbindungen zwischen unterschiedlichen Metallisierungsebenen der Leiterstruktur 6 ausschließlich anhand von elektrischen Verbindungselementen 68 (z.B. Bonddrähte, Metallbändchen) realisiert, die vollständig außerhalb der Leiterstruktur 5 angeordnet sind.
  • Wie außerdem aus den 8 und 9 hervorgeht, können zwei oder mehr Zwischenkreiskondensatoren 5' in Reihe geschaltet werden, um einen Zwischenkreiskondensator 5 mit höherer Spannungsfestigkeit zu erhalten, der einen mit einem ersten Leiterstreifen 61 elektrisch verbundenen ersten Anschluss 51 aufweist, sowie mit einen einem fünften Leiterstreifen 65 elektrisch verbundenen zweiten Anschluss 52. Ein Ersatzschaltbild für einen Zwischenkreiskondensator 5, der aus zwei in Reihe geschalteten Zwischenkreiskondensatoren 5' gebildet ist, ist in 8 gezeigt.
  • Mehrere derartiger Reihenschaltungen aus zwei oder mehr Zwischenkreiskondensatoren 5' können wiederum elektrisch parallel geschaltet und in der ersten Richtung x hintereinander angeordnet sein. Dabei können zwei oder mehr Reihen R5' vorhanden sein, von denen jede eine Anzahl von Zwischenkreiskondensatoren 5' aufweist, die in der ersten Richtung x hintereinander angeordnet sind.
  • Auch bei den Zwischenkreiskondensatoren 5' kann es sich um Kondensatoren nach Klasse X gemäß der Norm IEC 60384-1 (in der am 10. September 2015 geltenden Fassung) handeln. Insbesondere können diese Kondensatoren 5' einer der Unterklassen X1, X2 oder X3 entsprechen.
  • Die elektrischen Anschlüsse 71 zur Zuführung eines positiven Versorgungspotentials DC+, 72 zur Zuführung eines negativen Versorgungspotentials DC– sowie 73 zum Anschluss einer Last L (2) können beispielsweise als gebogene Anschlussbleche ausgebildet sein, die jeweils an zumindest einem Fußpunkt elektrisch leitend mit einer der Metallisierungsebenen der Leiterstruktur 6 und/oder einem der Leiterstreifen 61–65 verbunden sind. Die entsprechenden Verbindungen können zum Beispiel durch Löten oder Schweißen (insbesondere Ultraschalschweißen) oder Sintern erzeugt werden. In der Draufsicht gemäß 9 sind die Anschlüsse 71, 72 und 73 der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Es sind lediglich die Verbindungsstellen gezeigt, an denen die Fußpunkte der Anschlüsse 71, 72 und 73 mit der zugehörigen Metallisierungsebene bzw. dem zugehörigen Leiterstreifen 61–65 verbunden sind.
  • 10 zeigt noch eine weitere Ausgestaltung, bei der die Leiterstruktur als Leiterplatte (PCB oder metallisierter keramischer Schaltungsträger oder laminierter Busschienenverbund) ausgebildet ist und bei der die elektrische Verschaltung zwischen unterschiedlichen Metallisierungsebenen der Leiterstruktur 6 und damit auch die elektrische Verschaltung zwischen unterschiedlichen Leiterstreifen 61–65 ausschließlich mit Hilfe von Durchkontaktierungen 81 der Leiterplatte erfolgt. Die ersten und zweiten Halbleiterchips 1, 2 sowie gegebenenfalls vorhandene Freilaufdioden D (2) sind in die Leiterplatte eingebettet. Soweit vorhanden, sind die Reihen R3 mit den ersten Entstörkondensatoren 3, R4 mit den zweiten Entstörkondensatoren 4 sowie R5 mit den Zwischenkreiskondensatoren 5 wiederum auf der Leiterstruktur 6 angeordnet. Derartige Reihen R3, R4, R5 erstrecken sich wiederum in der ersten Richtung x. Die Kondensatoren 3, 4, 5 können optional ebenfalls in die PCB eingebettet sein.
  • Die Leiterstruktur 6 kann beispielsweise mittels einer Löt-, Sinter- oder elektrisch leitenden Klebeverbindung direkt an dem Kühlkörper 200 befestigt sein, so dass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Kühlkörper 200 und dem oder den mit Erde (d.h. mit dem Kühlkörper 200) zu verbindenden Leiterstreifen 62, 64 entsteht. Die Verbindung kann dabei direkt zwischen dem Kühlkörper 200 und einem der mit Erde zu verbindenden Leiterstreifen (hier: 64) bestehen.
  • Zur elektrischen Kontaktierung der Elektronikbaugruppe 100 können Abschnitte einiger Metallisierungsebenen der Leiterplatte aus deren Dielektrikum 60 hervorragen und so als elektrische Anschlüsse 71 zur Zuführung eines positiven Versorgungspotentials DC+, 72 zur Zuführung eines negativen Versorgungspotentials DC– sowie 73 zum Anschluss einer Last L (2) dienen.
  • Die Montage der Kondensatoren 3, 4 und 5 auf der Leiterstruktur 6 kann auf eine beliebige der vorangehend erläuterten Arten erfolgen. Insbesondere können die Kondensatoren 3, 4 und 5 alternativ auch als SMD-Bauteile ausgebildet sein.
  • Mit der vorliegenden Erfindung ist es nicht mehr erforderlich, die Streukapazitäten C2 und C3 (siehe 1) möglichst gleich groß auszugestalten. Demgemäß kann das Verhältnis zwischen der Streukapazität C2 (d.h. einer Streukapazität, die zwischen einem ersten Anschluss 71 zur Zuführung eines positiven Versorgungspotentials DC+ und dem dritten Leiterstreifen 63 ausgebildet ist) und der Streukapazität C3 (d.h. einer Streukapazität, die zwischen einem zweiten Anschluss 72 zur Zuführung eines negativen Versorgungspotentials DC– und dem dritten Leiterstreifen 63 ausgebildet ist) kleiner sein, als 0,5, oder größer als 2,0.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird die Streuinduktivität zu den Entstörkondensatoren wie auch für Zwischenkreiskondensatoren gegenüber herkömmlichen Anordnungen drastisch reduziert, so dass die Störungen, die von externen Kapazitäten versursacht werden effektiver reduziert werden.
  • Sämtliche Ausgestaltungen der Erfindung können die folgenden Merkmale aufweisen. Diese Merkmale können beliebig miteinander kombiniert werden:
  • Die Leiterstreifen 61–65 (soweit vorhanden) können parallel zueinander verlaufen.
  • Der erste Leiterstreifen 61 (DC+) und der fünfte Leiterstreifen 65 (DC–) können einen Abstand von weniger als 5 mm oder gar weniger als 1 aufweisen.
  • Der zweite Leiterstreifen (Erde) und der vierte Leiterstreifen (Erde) können einen Abstand von weniger als 20 mm oder gar weniger als 5 mm aufweisen.
  • Sämtliche Leiterstreifen 61–65 (soweit vorhanden) der Leiterstruktur 6 können als ebene, zueinander parallele Schichten ausgebildet sein.
  • Eine Reihe R3 kann beispielsweise wenigstens zwei oder gar wenigstens vier erste Entstörkondensatoren 3 aufweisen, die in der ersten Richtung x hintereinander angeordnet sind.
  • Eine Reihe R4 kann beispielsweise wenigstens zwei oder gar wenigstens vier erste Entstörkondensatoren 4 aufweisen, die in der ersten Richtung x hintereinander angeordnet sind.
  • Eine Reihe R5 kann beispielsweise wenigstens zwei oder gar wenigstens vier erste Zwischenkreiskondensatoren 5 aufweisen, die in der ersten Richtung x hintereinander angeordnet sind.
  • Die Gesamtkapazität, die sich aus der Parallelschaltung der ersten Entstörkondensatoren 3 ergibt, kann sehr groß (z.B. um einen Faktor 5 größer) gewählt werden, als die größte der Störkapazitäten C1, C2, C3, C4 und C5.
  • Die Gesamtkapazität, die sich aus der Parallelschaltung der zweiten Entstörkondensatoren 4 ergibt, kann sehr groß (z.B. um einen Faktor 5 größer) gewählt werden, als die größte der Störkapazitäten C1, C2, C3, C4 und C5.
  • Die Gesamtkapazitäten aus den ersten Entstörkondensatoren 3 und die Gesamtkapazität aus den zweiten Entstörkondensatoren 4 können bis auf Bauelementtoleranzen gleich groß gewählt werden. Betrachtet man bei der Leiterstruktur 6 zwei ihrer Leiterstreifen 61–65, so besitzen diese beiden Leiterstreifen eine Gesamt-Streuinduktivität LS. Ein Beispiele für jeweils zwei solcher Leiterstreifen ist der erste Leiterstreifen 61 (DC+) und der fünfte Leiterstreifen (DC–). Deren Gesamt-Streuinduktivität entspricht in 1 der Summe von L1 und L2. Entsprechendes gilt für z.B. auch für das Paar mit dem ersten Leiterstreifen 61 (DC+) und dem dritten Leiterstreifen 63 (Ph), oder für das Paar mit dem fünften Leiterstreifen 65 (DC–) und dem dritten Leiterstreifen 63 (Ph).
  • Die Streuinduktivität LS lässt sich näherungsweise durch die Gleichung LS = µ·A·B·L/B ermitteln, wobei µ = µr·µo die Permeabilitätskonstante des Dielektrikums 60 zwischen den beiden Leiterstreifen angibt, A ihren Abstand, B die Breite, über die sich die beiden Leiterstreifen quer zur ersten Richtung x erstrecken, und L die Länge, über die sich die beiden Leiterstreifen i der ersten Richtung x erstrecken.
  • Der Abstand A hängt ab von den (Mindest)-Isolationsabständen, die wiederum von der Spannungsklasse abhängt, für die die Elektronikbaugruppe 100 ausgelegt ist. Die Länge L ergibt sich aus dem Platzbedarf für die Bauelemente 1, 2, 3, 4, 5 (soweit vorhanden) und den erforderlichen Kriechwegen, sofern die Oberflächen der beiden Leiterstreifen an Luft ist frei liegt. Um solche Kriechwege zu vermeiden, kann die Elektronikbaugruppe 100 optional mit einer dielektrischen Vergussmasse, beispielsweise einem Silikongel, vergossen werden. Eine solche Vergussmasse kann sich beispielsweise vom Kühlkörper 200 bis über die Halbleiterchips 1 und 2 erstrecken, und/oder bis über die Entstörkondensatoren 3 und/oder 4, und/oder über die Zwischenkreiskondensatoren 5. Die Länge L kann beispielsweise im Bereich von 0,5 cm bis 10 cm liegen. Durch Wahl bzw. durch Erhöhung der Breite B lässt sich die Induktivität nahezu beliebig reduzieren. Das Verhältnis von Breite B zu Abstand A kann beispielsweise größer als 10 sein.
  • In der Regel ist für höhere Ströme, die von der Elektronikbaugruppe 100 zu schalten sind (d.h. die Ströme über den Anschluss Ph) eine geringere Streuinduktivität LS erforderlich, da hohe Ströme in der Regel auch starke Stromänderungen nach sich ziehen (d.h. die Ableitung dI/dt des Stroms I nach der Zeit t nimmt betragsmäßig hohe Werte an), welche in Verbindung mit einer hohen Streuinduktivität LS zu hohen Induktionsspannungen führen würden.
  • Deshalb ist kann die Streuinduktivität LS abhängig vom zu schaltenden Strom I gewählt werden. Als Grundlage zur Ermittlung des zu schaltenden Stroms I kann die Summe der Nennströme der ersten Halbleiterchips 1 oder die Summe der Nennströme der zweiten Halbleiterchips 2 angesetzt werden. Weiterhin können, abhängig von der Spannungsklasse, für die die Elektronikbaugruppe 100 ausgelegt ist, unterschiedliche maximal zulässige Grenzwerte für das Produktes LS·I vorgegeben werden, wobei für höhere Spannungsklassen höhere maximal zulässige Grenzwerte gelten.
  • Das Produkt aus LS·I kann für eine Spannung VDC (dies ist die Differenz zwischen DC+ und DC–) von 600 V kleiner sein als 10 µVs oder kleiner als 5 µVs oder gar kleiner als 2 µVs. Die genannten maximalen Grenzwerte (10 µVs, 5 µVs und 2 µVs) für das Produkt LS·I können linear an angepasst werden, wenn die Spannung VDC von der Bezugsspannung 600 V abweicht. Wenn die Spannung VDC beispielsweise 900 V beträgt, ist diese um einen Faktor 1,5 größer als die Bezugsspannung von 600 V. Demgemäß könnte das Produkt aus LS·I für eine Spannung VDC 900 V kleiner sein als 15 µVs (= 1,5·10 µVs) oder kleiner als 7,5 µVs (= 1,5·5 µVs) oder gar kleiner als 3 µVs (= 1,5·2 µVs).
  • Eine auf einem Kühlkörper 200 montierte Halbbrücke HB' kann an ihrer dem Kühlkörper 200 zugewandten Seite elektrisch leitend mit dem Kühlkörper 200 verbunden sein (siehe z.B. die 6, 7, 8 und 10.
  • Eine Elektronikbaugruppe 100 kann, aber muss nicht notwendigerweise eine oder mehrere Halbbrücken aufweisen. Beispielsweise kann eine Elektronikbaugruppe 100 zwar erste Halbleiterchips 1 aufweisen, aber keine zweiten Halbleiterchips. Ebenso kann eine Elektronikbaugruppe 100 zwar zweite Halbleiterchips 2 aufweisen, aber keine ersten Halbleiterchips 1. Entsprechendes gilt für die ersten Entstörkondensatoren 3 und die zweiten Entstörkondensatoren 4.
  • Im Übrigen kann eine Elektronikbaugruppe 100 beliebige Schaltungen enthalten, zum Beispiel einen 3-Level-Umrichter, einen Multilevel-Umrichter, einen Matrix-Umrichter, einen NPC-Umrichter (NPC = Neutral Point Clamped).
  • 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 Nicht-Patentliteratur
    • IEC 60384-1 [0057]
    • IEC 60384-1 [0058]
    • IEC 60384-1 [0073]

Claims (21)

  1. Elektronikbaugruppe, die aufweist: eine Anzahl von ersten Halbleiterchips (1), von denen jeder einen ersten Lastanschluss (11) und einen zweiten Lastanschluss (12) aufweist; eine Leiterstruktur (6) mit einem ersten Leiterstreifen (61), einem zweiten Leiterstreifen (62) und einem dritten Leiterstreifen (63); eine Anzahl von ersten Entstörkondensatoren (3), die auf der Leiterstruktur (6) angeordnet sind und die jeweils einen ersten Kondensatoranschluss (31) und einen zweiten Kondensatoranschluss (32) aufweisen; wobei der erste Lastanschluss (11) eines jeden ersten Halbleiterchips (1) elektrisch leitend mit dem ersten Leiterstreifen (61) verbunden ist; der zweite Lastanschluss (12) eines jeden ersten Halbleiterchips (1) elektrisch leitend mit dem dritten Leiterstreifen (63) verbunden ist; der erste Kondensatoranschluss (31) eines jeden ersten Entstörkondensators (3) elektrisch leitend mit dem ersten Leiterstreifen (61) verbunden ist; und der zweite Kondensatoranschluss (32) eines jeden ersten Entstörkondensators (3) elektrisch leitend mit dem zweiten Leiterstreifen (62) verbunden ist.
  2. Elektronikbaugruppe nach Anspruch 1, bei der die ersten Entstörkondensatoren (3) in einer Reihe (R3) angeordnet sind, die sich in einer ersten Richtung (x) erstreckt.
  3. Elektronikbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Anzahl der ersten Entstörkondensatoren (3) zumindest der Anzahl der ersten Halbleiterchips (1) entspricht.
  4. Elektronikbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die ersten Entstörkondensatoren (3) Kondensatoren nach Klasse Y gemäß der Norm IEC 60384-1 sind.
  5. Elektronikbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die ersten Entstörkondensatoren (3) Kondensatoren als SMD-Kondensatoren ausgebildet sind.
  6. Elektronikbaugruppe nach Anspruch einem der vorangehenden Ansprüche, die eine Anzahl von zweiten Halbleiterchips (2) aufweist, von denen jeder einen ersten Lastanschluss (21) und einen zweiten Lastanschluss (22) aufweist, wobei: die Leiterstruktur (6) einen fünften Leiterstreifen (65) aufweist; der erste Lastanschluss (21) eines jeden zweiten Halbleiterchips (2) elektrisch leitend mit dem dritten Leiterstreifen (63) verbunden ist; und der zweite Lastanschluss (22) eines jeden zweiten Halbleiterchips (2) elektrisch leitend mit dem fünften Leiterstreifen (65) verbunden ist.
  7. Elektronikbaugruppe nach Anspruch 6 mit einer Anzahl von zweiten Entstörkondensatoren (4), die auf der Leiterstruktur (6) angeordnet sind und die jeweils einen ersten Kondensatoranschluss (41) und einen zweiten Kondensatoranschluss (42) aufweisen, wobei der erste Kondensatoranschluss (41) eines jeden zweiten Entstörkondensators (4) elektrisch leitend mit dem fünften Leiterstreifen (65) verbunden ist, und wobei der zweite Kondensatoranschluss (42) eines jeden zweiten Entstörkondensators (4) elektrisch leitend mit dem zweiten Leiterstreifen (62) und/oder mit einem vierten Leiterstreifen (4) der Leiterstruktur (6) verbunden ist.
  8. Elektronikbaugruppe nach Anspruch 7, bei der die zweiten Entstörkondensatoren (4) in einer Reihe (R4) angeordnet sind, die sich in einer ersten Richtung (x) erstreckt.
  9. Elektronikbaugruppe nach Anspruch 7 oder 8, bei der die Anzahl der zweiten Entstörkondensatoren (4) zumindest der Anzahl der zweiten Halbleiterchips (1) entspricht.
  10. Elektronikbaugruppe nach Anspruch 8 oder 9, bei der die zweiten Entstörkondensatoren (4) Kondensatoren nach Klasse Y gemäß der Norm IEC 60384-1 sind.
  11. Elektronikbaugruppe nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der die zweiten Entstörkondensatoren (4) Kondensatoren als SMD-Kondensatoren ausgebildet sind.
  12. Elektronikbaugruppe nach einem der Ansprüche 7 bis 11 mit einer Anzahl von Zwischenkreiskondensatoren (5), die auf der Leiterstruktur (6) angeordnet sind und die jeweils einen ersten Kondensatoranschluss (51) und einen zweiten Kondensatoranschluss (52) aufweisen, wobei der erste Kondensatoranschluss (51) eines jeden Zwischenkreiskondensators (5) elektrisch leitend mit dem ersten Leiterstreifen (61) verbunden ist und wobei der zweite Kondensatoranschluss (52) eines jeden zweiten Zwischenkreiskondensators (5) elektrisch leitend mit dem fünften Leiterstreifen (65) der Leiterstruktur (6) verbunden ist.
  13. Elektronikbaugruppe nach Anspruch 12, bei der die Zwischenkreiskondensatoren (5) in einer Reihe (R5) angeordnet sind, die sich in einer ersten Richtung (x) erstreckt.
  14. Elektronikbaugruppe nach Anspruch 12 oder 13, bei der die Zwischenkreiskondensatoren (5) Kondensatoren nach Klasse X gemäß der Norm IEC 60384-1 sind.
  15. Elektronikbaugruppe nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei der die Zwischenkreiskondensatoren (5) Kondensatoren als SMD-Kondensatoren ausgebildet sind.
  16. Elektronikbaugruppe nach einem der Ansprüche 7 bis 15 mit einem ersten Anschluss (71) zur Zuführung eines ersten Versorgungspotentials (DC+) und einem zweiten Anschluss (72) zur Zuführung eines zweiten Versorgungspotentials (DC–); einer ersten Streukapazität (C2), die zwischen dem ersten Anschluss (71) und dem dritten Leiterstreifen (63) ausgebildet ist; einer zweiten Streukapazität (C3), die zwischen dem zweiten Anschluss (72) und dem dritten Leiterstreifen (63) ausgebildet ist; wobei das Verhältnis zwischen der ersten Streukapazität (C2) und der zweiten Streukapazität (C3) kleiner ist, als 0,5, oder größer als 2,0.
  17. Elektronikbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die ersten Halbleiterchips (1) auf der Leiterstruktur (6) angeordnet oder in diese eingebettet sind.
  18. Elektronikbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Leiterstruktur (6) als Leiterplatte ausgebildet ist.
  19. Elektronikbaugruppe nach Anspruch 18, bei der die Leiterplatte frei von Durchkontaktierungen ist.
  20. Elektronikbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem Kühlkörper (200), der elektrisch leitend mit dem zweiten Leiterstreifen (62) verbunden ist.
  21. Elektronikbaugruppe nach Anspruch 20, bei der die Leiterstruktur (6) einen vierten Leiterstreifen (64) aufweist, der elektrisch mit dem zweiten Leiterstreifen (62) verbunden ist, und bei der der erste Leiterstreifen (61) und der fünfte Leiterstreifen (65) zwischen dem zweiten Leiterstreifen (62) und dem vierten Leiterstreifen (64) angeordnet ist.
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