DE102017105351B4 - Power semiconductor module with power semiconductor components and a capacitor - Google Patents
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Abstract
Leistungshalbleitermodul mit Leistungshalbleiterbauelementen (T1 ,T2,D1 ,D2), die auf mindestens einer elektrisch leitenden Leiterbahn (3) angeordnet sind, mit einer elektrisch nicht leitenden Isolationsschicht (15), auf der die mindestens eine Leiterbahn (3) angeordnet ist, und mit einem Folienverbund (5), wobei der Folienverbund (5) eine elektrisch leitende erste Folie (6), eine elektrisch leitende dritte Folie (8), eine zwischen der ersten und dritten Folie (6,8) angeordnete elektrisch nicht leitende zweite Folie (7) und eine elektrisch nicht leitende vierte Folie (12) aufweist, wobei die dritte Folie (8) zwischen der zweiten und vierten Folie (7,12) angeordnet ist, wobei die Leistungshalbleiterbauelemente (T1,T2,D1,D2) mit dem Folienverbund (5) stoffschlüssig elektrisch leitend kontaktiert sind, wobei das Leistungshalbleitermodul (1) einen in Form eines aufgewickelten Abschnitts (19) des Folienverbunds (5) ausgebildeten ersten Kondensator (C1) als integralen Bestandteil des Folienverbunds (5) aufweist und wobei die erste und die dritte Folie (6, 8) die Elektroden des ersten Kondensators (C1) ausbilden und die zweite Folie (7) das Dielektrikum des ersten Kondensators (C1) ausbildet.Power semiconductor module with power semiconductor components (T1, T2, D1, D2), which are arranged on at least one electrically conductive conductor track (3), with an electrically non-conductive insulation layer (15), on which the at least one conductor track (3) is arranged, and with a film composite (5), wherein the film composite (5) comprises an electrically conductive first film (6), an electrically conductive third film (8), an electrically non-conductive second film (7 ) and an electrically non-conductive fourth film (12), the third film (8) being arranged between the second and fourth film (7, 12), the power semiconductor components (T1, T2, D1, D2) having the film composite ( 5) are materially bonded electrically conductively contacted, wherein the power semiconductor module (1) in the form of a wound section (19) of the composite film (5) formed first capacitor (C1) as an integral part of the foil erbunds (5) and wherein the first and the third film (6, 8) form the electrodes of the first capacitor (C1) and the second film (7) forms the dielectric of the first capacitor (C1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Leistungshalbleitermodul mit Leistungshalbleiterbauelementen und einem Kondensator.The invention relates to a power semiconductor module with power semiconductor components and a capacitor.
Aus der
Selbstverständlich kann der Kondensator aber auch für andere Zwecke vorhanden sein und z.B. als Zwischenkreiskondensator dienen.Of course, the capacitor can also be used for other purposes, e.g. as an intermediate circuit capacitor.
Nachteilig dabei ist, dass der Kondensator als diskretes Bauelement realisiert ist und somit bei der Herstellung erst noch mit dem Folienverbund und/oder dem Substrat elektrisch leitend kontaktiert werden muss. Dies macht die Herstellung des Leistungshalbleitermoduls aufwändig und wirkt sich infolge der Verwendung eines weiteren Bauelements negativ auf die Zuverlässigkeit des Leistungshalbleitermoduls aus.The disadvantage here is that the capacitor is implemented as a discrete component and must therefore first be electrically conductively contacted with the film composite and/or the substrate during production. This makes the production of the power semiconductor module complex and, as a result of the use of a further component, has a negative effect on the reliability of the power semiconductor module.
Aus der
Aus der
Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, ein einfach herstellbares zuverlässiges Leistungshalbleitermodul zu schaffen, welches insbesondere ohne zusätzliche Bauelemente zur Anbindung eines Folienkondensators an das Kontaktmedium des Halbleitersubstrats auskommt.It is accordingly the object of the invention to create a reliable power semiconductor module which is easy to produce and which, in particular, manages without additional components for connecting a film capacitor to the contact medium of the semiconductor substrate.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Leistungshalbleitermodul mit Leistungshalbleiterbauelementen, die auf mindestens einer elektrisch leitenden Leiterbahn angeordnet sind, mit einer elektrisch nicht leitenden Isolationsschicht auf der die mindestens eine Leiterbahn angeordnet ist und mit einem Folienverbund, wobei der Folienverbund eine elektrisch leitende erste Folie, eine elektrisch leitende dritte Folie, eine zwischen der ersten und dritten Folie angeordnete elektrisch nicht leitende zweite Folie und eine elektrisch nicht leitende vierte Folie aufweist, wobei die dritte Folie zwischen der zweiten und vierten Folie angeordnet ist, wobei die Leistungshalbleiterbauelemente mit dem Folienverbund stoffschlüssig elektrisch leitend kontaktiert sind, wobei das Leistungshalbleitermodul einen in Form eines aufgewickelten Abschnitts des Folienverbunds ausgebildeten ersten Kondensator als integralen Bestandteil des Folienverbunds aufweist und wobei die erste und die dritte Folie die Elektroden des ersten Kondensators ausbilden und die zweite Folie das Dielektrikum des ersten Kondensators ausbildet.This object is achieved by a power semiconductor module with power semiconductor components that are arranged on at least one electrically conductive conductor track, with an electrically non-conductive insulation layer on which the at least one conductor track is arranged, and with a film composite, the film composite having an electrically conductive first film, an electrically conductive third film, an electrically non-conductive second film arranged between the first and third film and an electrically non-conductive fourth film, the third film being arranged between the second and fourth film, the power semiconductor components being electrically conductively bonded to the film composite , wherein the power semiconductor module has a formed in the form of a wound portion of the film composite first capacitor as an integral part of the film composite and wherein the first and the third film, the electrodes form the first capacitor and the second film forms the dielectric of the first capacitor.
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Advantageous developments of the invention result from the dependent claims.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn der aufgewickelte Abschnitt des Folienverbunds in senkrechte Richtung zur Normalenrichtung der Isolationsschicht neben den Leistungshalbleiterbauelementen angeordnet ist. Hierdurch werden die Leistungshalbleiterbauelemente nicht durch das Gewicht des ersten Kondensators belastet.It has proven to be advantageous if the wound-up section of the film composite is arranged next to the power semiconductor components in the direction perpendicular to the normal direction of the insulation layer. As a result, the performance half conductor components not burdened by the weight of the first capacitor.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der aufgewickelte Abschnitt des Folienverbunds um eine parallel zur Isolationsschicht verlaufende virtuelle Achse aufgewickelt angeordnet ist, da der Folienverbunds dann leicht aufgewickelt werden kann.Furthermore, it proves to be advantageous if the wound up section of the film composite is arranged wound up around a virtual axis running parallel to the insulation layer, since the film composite can then be easily wound up.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der aufgewickelte Abschnitt des Folienverbunds um einen Wickelkörper herum aufgewickelt angeordnet ist, da der erste Kondensator dann mechanisch stabil ausgebildet ist.Furthermore, it proves to be advantageous if the wound-up section of the film composite is wound around a winding body, since the first capacitor is then designed to be mechanically stable.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn ein elektrischer zweiter Laststromanschluss eines ersten Leistungshalbleiterbauelements des Leistungshalbleitermoduls mit einem elektrischen ersten Laststromanschluss eines zweiten Leistungshalbleiterbauelements des Leistungshalbleitermoduls elektrisch leitend verbunden ist, wobei der erste Kondensator elektrisch parallel zum ersten und zweiten Leistungshalbleiterbauelement geschaltet ist und mit einem elektrischen ersten Laststromanschluss des ersten Leistungshalbleiterbauelements und mit einem elektrischen zweiten Laststromanschluss des zweiten Leistungshalbleiterbauelements elektrisch leitend verbunden ist, da dann eine in der Leistungselektronik typische Schaltung ausgebildet wird.It has also proven to be advantageous if an electrical second load current connection of a first power semiconductor component of the power semiconductor module is electrically conductively connected to an electrical first load current connection of a second power semiconductor component of the power semiconductor module, the first capacitor being electrically connected in parallel with the first and second power semiconductor components and having an electrical first Load current connection of the first power semiconductor component and is electrically conductively connected to an electrical second load current connection of the second power semiconductor component, since a typical circuit in power electronics is then formed.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn im Bereich des aufgewickelten Abschnitts des Folienverbunds erste Randkanten der ersten Folie mittels eines elektrisch leitenden ersten Verbindungselements miteinander elektrisch leitend verbunden sind und erste Randkanten der dritten Folie mittels eines elektrisch leitenden zweiten Verbindungselements miteinander elektrisch leitend verbunden sind. Hierdurch wird ein homogenere Stromaufteilung auf die Windungen der ersten und dritten Folie erzielt.It has also proven to be advantageous if, in the region of the wound-up section of the composite film, first edges of the first film are electrically conductively connected to one another by means of an electrically conductive first connecting element and first edge edges of the third film are electrically conductively connected to one another by means of an electrically conductive second connecting element. This achieves a more homogeneous distribution of current to the windings of the first and third foil.
In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn zu den ersten Randkanten der ersten Folie gegenüberliegend angeordnete zweite Randkanten der ersten Folie gegenüber den ersten Randkanten der dritten Folie zurückversetzt angeordnet sind und zu den ersten Randkanten der dritten Folie gegenüberliegend angeordnete zweite Randkanten der dritten Folie gegenüber den ersten Randkanten der ersten Folie zurückversetzt angeordnet sind. Hierdurch wird die Gefahr der Ausbildung eines Kurzschlusses zwischen der ersten und dritten Folie durch das erste und zweite Verbindungselement stark reduziert.In this context, it has proven to be advantageous if the second edges of the first film, which are arranged opposite the first edges of the first film, are set back in relation to the first edges of the third film and if the second edges of the third film are arranged opposite the first edges of the third film are arranged set back from the first marginal edges of the first film. This greatly reduces the risk of a short circuit forming between the first and third foils due to the first and second connecting elements.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der erste Kondensator als Snubberkondensator dient, da dann an den Leistungshalbleiterbauelementen auftretende Überspannungen vermieden oder zumindest reduziert werden.Furthermore, it proves to be advantageous if the first capacitor is used as a snubber capacitor, since overvoltages occurring at the power semiconductor components are then avoided or at least reduced.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Leistungshalbleitermodul einen zum ersten Kondensator elektrisch parallel geschalteten zweiten Kondensator aufweist. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise die wirksame elektrische Kapazität erhöht werden.Furthermore, it has proven to be advantageous if the power semiconductor module has a second capacitor which is electrically connected in parallel with the first capacitor. As a result, the effective electrical capacitance can be increased in a simple manner.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn ein erster elektrischer Anschluss des zweiten Kondensators mit der ersten Randkanten der ersten Folie elektrisch leitend kontaktiert ist und ein zweiter elektrischer Anschluss des zweiten Kondensators mit der ersten Randkanten der dritten Folie elektrisch leitend kontaktiert ist. Hierdurch kann der zweite Kondensator sehr geschickt an die elektrische Schaltung des Leistungshalbleitermodul angeschlossen werden.It also proves to be advantageous if a first electrical connection of the second capacitor is electrically conductively contacted with the first edge of the first film and a second electrical connection of the second capacitor is electrically conductively contacted with the first edge of the third film. As a result, the second capacitor can be very cleverly connected to the electrical circuit of the power semiconductor module.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn der zweite Kondensator als Zwischenkreiskondensator dient. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise ein Zwischenkreiskondensator an die elektrische Schaltung des Leistungshalbleitermoduls angeschlossen werden.It also proves to be advantageous if the second capacitor is used as an intermediate circuit capacitor. As a result, an intermediate circuit capacitor can be connected to the electrical circuit of the power semiconductor module in a simple manner.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Leistungshalbleitermodul eine Grundplatte aufweist, wobei die Isolationsschicht zwischen der mindestens einen elektrisch leitenden Leiterbahn und der Grundplatte angeordnet ist, da dann das Leistungshalbleitermodul mechanisch besonders stabil ausgebildet ist.Furthermore, it proves to be advantageous if the power semiconductor module has a base plate, with the insulation layer being arranged between the at least one electrically conductive conductor track and the base plate, since the power semiconductor module is then designed to be mechanically particularly stable.
In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Grundplatte integraler Bestandteil eines Kühlkörpers ist, wobei der Kühlkörper von der Grundplatte ausgehende Erhebungen aufweist. Hierdurch wird eine gute Kühlung der Leistungshalbeleiterbauelemente erzielt.In this context, it proves to be advantageous if the base plate is an integral part of a heat sink, with the heat sink having elevations starting from the base plate. This achieves good cooling of the power semiconductor components.
In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Erhebungen als Kühlfinnen oder Kühlpins ausgebildet sind, da dann eine effiziente Wärmeabgabe vom Kühlkörper auf ein den Kühlkörper umgebendes flüssiges oder gasförmiges Medium gewährleistet ist.In this context, it proves to be advantageous if the elevations are designed as cooling fins or cooling pins, since efficient heat dissipation from the heat sink to a liquid or gaseous medium surrounding the heat sink is then ensured.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die unten stehenden Figuren erläutert. Dabei zeigt:
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1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Leistungshalbleitermoduls, -
2 eine Schnittansicht durch einen Teil eines aufgewickelten Abschnitts eines Folienverbunds des erfindungsgemäßen Leistungshalbleitermoduls entlang der in1 dargestellten Schnittlinie A und -
3 ein elektrisches Schaltbild eines erfindungsgemäßen Leistungshalbleitermoduls.
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1 a sectional view of a power semiconductor module according to the invention, -
2 a sectional view through part of a wound section of a film composite of the power half according to the invention ladder module along the in1 illustrated section line A and -
3 an electrical circuit diagram of a power semiconductor module according to the invention.
In
Das erfindungsgemäße Leistungshalbleitermodul 1 weist mehrere Leistungshalbleiterbauelemente T1, T2, D1 und D2 auf, die auf mindestens einer elektrischen leitenden Leiterbahn 3 des Leistungshalbleitermoduls 1, in
Weiterhin weist das Leistungshalbleitermodul 1 eine elektrisch nicht leitende Isolationsschicht 15 und vorzugsweise eine Grundplatte 9 auf, wobei die Isolationsschicht 15 zwischen den Leiterbahnen 3 und der Grundplatte 9 angeordnet ist. Die Leiterbahnen 3 sind mit der Isolationsschicht 15 verbunden. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels ist zwischen der Isolationsschicht 15 und der Grundplatte 9 eine elektrisch leitende vorzugweise unstrukturierte zweite Leitungsschicht 14 angeordnet, die mit der Isolationsschicht 15 verbunden ist. Die Isolationsschicht 15 liegt vorzugsweise in Form eines Keramikkörpers vor. Die jeweilige Leiterbahn 3, die zweite Leitungsschicht 14 und die Isolationsschicht 15 werden zusammen vorzugsweise durch ein Direct Copper Bonded Substrat 13 (DCB-Substrat) ausgebildet.Furthermore, the
Die Grundplatte 9 kann einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein. Die Grundplatte 9 kann aus einem einzelnen oder aus mehreren Metallen bestehen. Die Grundplatte 9 kann z.B. aus übereinander angeordneten Teilgrundplatten bestehen. Die zweite Leitungsschicht 14 kann stoffschlüssig, z.B. über eine zwischen der zweiten Leitungsschicht 14 und der Grundplatte 9 angeordnete Löt- oder Sintermetallschicht, mit der Grundplatte 9 verbunden sein oder gegen die Grundplatte 9 gedrückt angeordnet sein. Wenn die zweite Leitungsschicht 14 gegen die Grundplatte 9 gedrückt angeordnet ist, dann kann zwischen der zweite Leitungsschicht 14 und Grundplatte 9 eine Wärmeleitpaste angeordnet sein.The
Die Grundplatte 9 kann, z.B. mittels einer kraftschlüssigen Verbindung, wie z.B. einer Schraubverbindung, oder mittels einer stoffschlüssigen Verbindung mit einem Kühlkörper verbunden sein. Alternativ kann die Grundplatte 9 integraler Bestandteil eines Kühlkörpers 11 sein, wobei der Kühlkörper 11 von der Grundplatte 9 ausgehende, vorzugsweise metallische, Erhebungen 10 aufweist, die z.B. als Kühlfinnen oder Kühlpins ausgebildet sein können. Die Erhebungen 10 sind in
Die Leistungshalbleiterbauelemente T1, T2, D1 und D2 sind mit einem Folienverbund 5 elektrisch leitend verbunden. Die Leistungshalbleiterbauelemente T1, T2, D1 und D2 sind mittels des Folienverbunds 5 und den Leiterbahnen 3 zu einer elektrischen Schaltung, insbesondere einer Halbbrückenschaltung; elektrisch verschalten. Der Folienverbund 5 weist eine elektrisch leitende erste Folie 6, eine elektrisch leitende dritte Folie 8, eine zwischen der ersten und dritten Folie 6 und 8 angeordnete elektrisch nicht leitende zweite Folie 7 und eine elektrisch nicht leitende vierte Folie 12 auf, wobei die dritte Folie 8 zwischen der zweiten und vierten Folie 7 und 12 angeordnet ist. Die erste Folie 6 ist vorzugsweise stoffschlüssig mit der zweiten Folie 7 verbunden. Die dritte Folie 8 ist vorzugsweise stoffschlüssig mit der zweiten Folie 7 verbunden. Die vierte Folie 12 ist vorzugsweise stoffschlüssig mit der dritten Folie 8 verbunden.The power semiconductor components T1, T2, D1 and D2 are electrically conductively connected to a
Es sei bezüglich des Folienverbunds 5 folgendes angemerkt: Die erste Folie 6 ist vorzugsweise als Metallfolie ausgebildet. Die erste Folie 6 kann unstrukturiert, oder strukturiert ausgebildet sein und infolge ihrer Struktur mehrere voneinander elektrisch isoliert angeordnete Leiterbahnen ausbilden. Die zweite Folie 7 ist vorzugsweise als Kunststofffolie ausgebildet. Die dritte Folie 8 ist vorzugsweise als Metallfolie ausgebildet. Die dritte Folie 8 kann unstrukturiert oder strukturiert ausgebildet sein und infolge ihrer Struktur mehrere voneinander elektrisch isoliert angeordnete Leiterbahnen ausbilden. Die vierte Folie 12 ist vorzugsweise als Kunststofffolie ausgebildet. Der Folienverbund 5 kann selbstverständlich noch eine oder mehrere weitere strukturierte oder unstrukturierte elektrisch leitende Folien (z.B. Metallfolien) aufweisen, zwischen denen jeweilig eine elektrisch nicht leitende Folie (z.B. Kunststofffolie) angeordnet ist. Die jeweilige Metallfolie kann eine einzelne oder mehrere übereinander liegende Metallschichten aufweisen.The following should be noted with regard to the film composite 5: The
Der Folienverbund 5, genauer ausgedrückt die erste bzw. dritte Folie 6 bzw. 8, ist schaltungsgerecht mit dem jeweiligen Leistungshalbleiterbauelement und /oder der jeweiligen Leiterbahn 3 stoffschlüssig, z.B. über eine jeweilige Löt- oder Sinterschicht, elektrisch leitend kontaktiert. Ein jeweiliger Kontaktierungsbereich 8' der dritten Folie 8 kann mittels Durchkontaktierungen 20 mit der ersten Folie 6 elektrisch leitend verbunden sein. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels sind, wie beispielhaft in
Bei der Erfindung weist das Leistungshalbleitermodul 1 einen in Form eines aufgewickelten Abschnitts 19 des Folienverbunds 5 ausgebildeten ersten Kondensator C1 auf. Die erste und dritte Folie 6 und 8 bilden dabei die Elektroden des ersten Kondensators C1 aus und die zweite Folie 7 bildet das Dielektrikum des Kondensators C1 aus. Der erste Kondensator C1 ist somit bei der Erfindung nicht als diskretes Bauelement realisiert sondern integraler Bestandteil des Folienverbunds 5 und muss somit nicht mehr bei der Herstellung mit dem Folienverbund 5 und/oder mit den Leiterbahnen 3 elektrisch leitend kontaktiert werden. Hierdurch werden der für die Herstellung des Leistungshalbleitermoduls 1 benötigte Aufwand und die Anzahl der elektrischen Bauelemente, die zur Realisierung des Leistungshalbleitermoduls 1 benötigt werden, reduziert, wodurch die Zuverlässigkeit des Leistungshalbleitermoduls 1 deutlich erhöht wird.In the case of the invention, the
Der erste Kondensator C1 dient vorzugsweise als Snubberkondensator. Der erste Kondensator C1 weist vorzugsweise eine Kapazität von 0,5µP bis 5gF, insbesondere von 2,2µF, auf. Der erste Kondensator C1 kann jedoch auch als Zwischenkreiskondensator dienen.The first capacitor C1 preferably serves as a snubber capacitor. The first capacitor C1 preferably has a capacitance of 0.5 μP to 5 gF, in particular 2.2 μF. However, the first capacitor C1 can also serve as an intermediate circuit capacitor.
Der aufgewickelte Abschnitt 19 des Folienverbunds 5 ist vorzugsweise in senkrechte Richtung zur Normalenrichtung N der Isolationsschicht 15 neben den Leistungshalbleiterbauelementen T1, T2, D1 und D2 angeordnet. Der aufgewickelte Abschnitt 19 des Folienverbunds 5 ist vorzugsweise mit mindestens einer elektrisch leitenden Leiterbahn 3 und/oder der Isolationsschicht 15 mechanisch, insbesondere stoffschlüssig z.B. mittels einer Kleberverbindung, verbunden. Der aufgewickelte Abschnitt 19 des Folienverbunds 5 ist vorzugsweise um eine parallel zur Isolationsschicht 15 verlaufende virtuelle Achse Z aufgewickelt angeordnet. Der aufgewickelte Abschnitt 19 des Folienverbunds 5 ist vorzugsweise um einen Wickelkörper 22, der z.B. quaderförmig oder zylinderförmig ausgebildet sein kann, herum aufgewickelt angeordnet.The wound-up
Im Bereich des aufgewickelten Abschnitts 19 des Folienverbunds 5 sind vorzugsweise, wie beispielhaft in
Nachfolgend wird das Leistungshalbleiterbauelement T1 als erstes Leistungshalbleiterbauelement T1 und das Leistungshalbleiterbauelement T2 als zweite Leistungshalbleiterbauelements T2 bezeichnet. Wie beispielhaft in
Das Leistungshalbleitermodul 1 kann, wie beispielhaft in
Ein erster elektrischer Anschluss C2' des zweiten Kondensators C2 ist vorzugsweise mit der ersten Randkanten 6' der ersten Folie 6 elektrisch leitend kontaktiert und ein zweiter elektrischer Anschluss C2" des zweiten Kondensators C2 ist vorzugsweise mit der ersten Randkanten 8' der dritten Folie 8 elektrisch leitend kontaktiert. Die jeweilige Kontaktierung kann dabei z.B. über eine Lötverbindung erfolgen.A first electrical connection C2' of the second capacitor C2 is preferably in electrically conductive contact with the first edge 6' of the
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der aufgewickelte Abschnitt des Folienverbunds (5) mit der mindestens einen elektrisch leitenden Leiterbahn und/oder der Isolationsschicht (15) mechanisch verbunden ist, da dann der erste Kondensator (C1) mit dem übrigen Leistungshalbleitermodul mechanisch stabil verbunden ist und an die Isolationsschicht thermisch leitend angekoppelt ist, so dass der erste Kondensator (C1) über die Isolationsschicht (15) gut gekühlt werden kann.It has also proven to be advantageous if the rolled-up section of the film composite (5) is mechanically connected to the at least one electrically conductive conductor track and/or the insulating layer (15), since the first capacitor (C1) is then mechanically stably connected to the rest of the power semiconductor module and is thermally conductively coupled to the insulation layer, so that the first capacitor (C1) can be well cooled via the insulation layer (15).
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass selbstverständlich Merkmale von verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, sofern sich die Merkmale nicht gegenseitig ausschließen, beliebig miteinander kombiniert werden können.It should be noted at this point that, of course, features of different exemplary embodiments of the invention can be combined with one another as desired, provided the features are not mutually exclusive.
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10310210B4 (en) | 2003-03-08 | 2006-01-26 | Pierburg Gmbh | Electromagnetic actuator |
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DE102012202765B3 (en) | 2012-02-23 | 2013-04-18 | Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg | Semiconductor module |
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---|---|---|---|---|
DE10310210B4 (en) | 2003-03-08 | 2006-01-26 | Pierburg Gmbh | Electromagnetic actuator |
EP1861878B1 (en) | 2005-03-23 | 2010-08-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power semiconductor module |
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