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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem. Das Kontaktsystem weist einen insbesondere steif ausgebildeten Schaltungsträger auf. Das Kontaktsystem weist auch wenigstens einen Leistungshalbleiter auf, welcher mit dem Schaltungsträger verbunden ist. Der Schaltungsträger weist wenigstens eine elektrisch leitfähige Schicht und eine elektrisch isolierende Substratschicht, insbesondere Keramikschicht, auf.
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Aus der
DE 1 035 59 25 A1 ist ein Leistungsmodul bekannt, bei dem mit einem Schaltungsträger verbundene Halbleiterbauelemente mit einem Folienverbund ultraschallverschweißt sind.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß weist das Kontaktsystem wenigstens einen oder nur einen weiteren insbesondere keramisch ausgebildeten Schaltungsträger auf. Der weitere Schaltungsträger weist wenigstens eine elektrisch isolierende Substratschicht, insbesondere eine Keramikschicht, und wenigstens eine elektrisch leitfähige Schicht auf. Der weitere Schaltungsträger ist zu dem Schaltungsträger insbesondere parallel beabstandet angeordnet. Der Leistungshalbleiter ist zwischen dem Schaltungsträger und dem weiteren Schaltungsträger angeordnet und mit den Schaltungsträgern elektrisch verbunden. Die elektrisch leitfähige Schicht des weiteren Schaltungsträgers ist mit wenigstens einem elektrischen Anschluss des Leistungshalbleiters - insbesondere den Anschluss unmittelbar berührend und/oder unmittelbar stoffschlüssig kontaktierend - ultraschallverschweißt. Bevorzugt sind alle zu dem weiteren Schaltungsträger weisenden und mit dem weiteren Schaltungsträger verbundenen elektrischen Anschlüsse der mit dem Schaltungsträger verbundenen Bauelemente, insbesondere Leistungshalbeiterm mit dem weiteren Schaltungsträger mittels einer Ultraschallschweißverbindung ultraschallverschweißt.
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Der Schaltungsträger und/oder der weitere Schaltungsträger sind jeweils bevorzugt als keramische Schaltungsträger ausgebildet und weisen jeweils eine elektrisch- und wärmeleitfähige Schicht auf. Dadurch kann der Schaltungsträger vorteilhaft Verlustwärme durchleiten oder ableiten. Die Ultraschallschweißverbindung zwischen dem weiteren Schaltungsträger und dem Leistungshalbleiter bewirkt vorteilhaft eine gute elektrische Verbindung, die einen Verdrahtungsaufwand durch den Direktkontakt zwischen dem weiteren Schaltungsträger und den mit dem Schaltungsträger verbundenen Bauelementen vereinfacht. Weiter vorteilhaft kann der weitere Schaltungsträger bereits mit elektronischen Bauelementen bestückt sein und kann so vorteilhaft aufwandsgünstig die elektrischen Bauelemente, welche mit dem Schaltungsträger verbunden sind, mittels der Ultraschallschweißverbindung kontaktieren. Die mit dem weiteren Schaltungsträger verbundenen elektronischen Bauteile können mit dem weiteren Schaltungsträger beispielsweise verlötet, insbesondere reflow-verlötet, sein. Der Leistungshalbleiter kann mit dem Schaltungsträger beispielsweise lötverbunden, sinterverbunden oder ultraschallverschweißt sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kontaktsystem bonddrahtfrei ausgebildet. Vorteilhaft kann die elektrisch leitfähige Schicht des weiteren Schaltungsträgers einen Steueranschluss oder zusätzlich einen Schaltstreckenanschluss des Leistungshalbleiters mittels der Ultraschallschweißverbindung kontaktieren. Der Leistungshalbleiter ist beispielsweise ein Halbleiterschalter, insbesondere ein Feldeffekttransistor. Der Feldeffekttransistor ist beispielsweise ein gehäuseloser Halbleiterschalter, auch Bare-Die genannt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Substratschicht des weiteren Schaltungsträgers im Bereich des elektrischen Anschlusses eine Aussparung zum Kontaktieren des Anschlusses oder zum Eingriff einer Sonotrode auf. Vorteilhaft kann der weitere Schaltungsträger mit der elektrisch leitfähigen Schicht zum Leistungshalbleiter weisend auf die Anschlüsse aufgelegt werden, wobei die Sonotrode durch die Aussparung auf die elektrisch leitfähige Schicht unmittelbar aufsetzen kann. Der weitere Schaltungsträger kann in einer anderen Ausführungsform mit der Substratschicht zu dem Leitungshalbleiter weisend auf die Leistungshalbleiter aufgesetzt werden, wobei die elektrischen Anschlüsse der Leistungshalbleiter durch die Aussparung hindurch auf die elektrisch leitfähige Schicht treffen können.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Kontaktsystem wenigstens einen mit einem Steueranschluss des Leistungshalbleiters, insbesondere Halbleiterschalters, verbundenen Treiber auf. Der Treiber ist mit dem weiteren Schaltungsträger verbunden, insbesondere mittels eines Lotmittels lötverbunden. Der Treiber ist beispielsweise ein Gate-Treiber für den Halbleiterschalter.
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Das Kontaktsystem kann zusätzlich zu dem Treiber auch eine Verarbeitungseinheit aufweisen, welche beispielsweise durch einen Mikrocontroller, einen Mikroprozessor ein ASIC (ASIC = Application-Specific-Integrated-Circuit) oder ein FPGA (FPGA = Field-Programmable-Gate-Array) gebildet ist. Die Verarbeitungseinheit kann beispielsweise einen Pulsweitenmodulator aufweisen, welcher ausgebildet ist, pulsweitenmodulierte Steuersignale zum Schalten des Leistungshalbleiters zu erzeugen und diese an den Treiber zu senden. Der Treiber ist bevorzugt ausgebildet, den Halbleiterschalter in Abhängigkeit des empfangenen Steuersignals elektrisch leitfähig durchzuschalten oder insbesondere hochohmig zu sperren.
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Bevorzugt weit das Kontaktsystem wenigstens zwei gemeinsam eine Halbleiterschalter-Halbbrücke bildende Leistungshalbleiter auf, wobei die Leistungshalbleiter einen Low-Side-Halbleiterschalter und einen High-Side-Halbleiterschalter umfassen. Die Halbleiterschalter-Halbbrücke ist bevorzugt zum Bestromen einer Statorspule einer elektrischen Maschine ausgebildet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schaltungsträger und/oder der weitere Schaltungsträger durch einen IMC-Schaltungsträger (IMS = Insulated-Metal-Substrate), einen DBC-Schaltungsträger (DBC = Direct-Bonded-Copper), einen AMB-Schaltungsträger (AMB = Active-Metal-Brazed), einen LTCC-Schaltungsträger (LTCC = Low-Temperature-Cofired-Ceramics) oder einen HTCC-Schaltungsträger (HTCC = High-Temperature-Cofired-Ceramics) gebildet.
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Der Schaltungsträger und/oder der weitere Schaltungsträger weist bevorzugt wenigstens eine elektrisch isolierende Keramikschicht und wenigstens eine elektrisch leitfähige Schicht, insbesondere Kupferschicht, auf. Mittels des keramischen Schaltungsträgers können vorteilhaft große Ströme von dem Leistungshalbleiter übertragen werden. Der weitere Schaltungsträger kann vorteilhaft mittels der Ultraschallschweißtechnik mit dem Leistungshalbleiter verbunden werden, sodass das Kontaktsystem, insbesondere die Schaltungsträger, die den Leistungshalbleiter zwischen einander einschließen, ausschließlich aus keramischen Schaltungsträgern gebildet sind. Vorteilhaft kann so Verlustwärme, welche von dem Leistungshalbleiter erzeugt wird, über die keramischen Schaltungsträger schnell abgeführt werden.
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Bevorzugt ist das Kontaktsystem bonddrahtfrei ausgebildet. Vorteilhaft können die Steueranschlüsse der Leistungshalbleiter, insbesondere Gate-Anschlüsse von Feldeffekttransistoren als Leistungshalbleiter, durch den weiteren Schaltungsträger unmittelbar kontaktiert werden, sodass Bonddrähte von einem Steueranschluss des Leistungshalbleiters zu einem Schaltungsträger hin entfallen können.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Kontaktsystem ein Stützelement auf, welches zwischen dem Schaltungsträger und dem weiteren Schaltungsträger angeordnet und ausgebildet ist, den weiteren Schaltungsträger zu stützen und/oder festzuhalten. Vorteilhaft kann so der weitere Schaltungsträger beim Ultraschallverschweißtwerden mit dem Leistungshalbleiter, insbesondere der Leistungshalbleiter-Halbbrücke, nicht abkippen. Das Stützelement ist bevorzugt elektrisch isolierend ausgebildet. Bevorzugt ist das Stützelement ein Kunststoffkörper oder Keramikkörper.
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Die Erfindung betrifft auch einen Inverter mit einem Kontaktsystem gemäß der vorbeschriebenen Art. Das Kontaktsystem weist bevorzugt einen Pulsweitenmodulator auf, welcher ausgangsseitig mit wenigstens einem - insbesondere vorab beschriebenen - Treiber verbunden ist. Das Kontaktsystem weist auch - beispielsweise wenigstens drei, oder ein Vielfaches von drei - eingangsseitig jeweils mit einem Treiber, insbesondere einem gesonderten oder einem gemeinsam genutzten Treiber, verbundene Halbleiterschalter-Halbbrücken auf, welche jeweils ausgebildet sind, in Abhängigkeit eines von dem Treiber erzeugten Steuersignals einen Wechselstrom zu erzeugen. Die Halbleiterschalter-Halbbrücken sind jeweils zwischen dem Schaltungsträger und dem weiteren Schaltungsträger angeordnet. Der Pulsweitenmodulator und der Treiber sind bevorzugt auf dem weiteren Schaltungsträger angeordnet. So kann vorteilhaft ein platzsparend aufgebauter Inverter gebildet sein, welcher vorteilhaft bonddrahtfrei ausgebildet sein kann.
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Die Erfindung betrifft auch ein Leistungsmodul. Das Leistungsmodul weist einen Inverter, insbesondere einen Inverter der vorbeschriebenen Art, mit dem Kontaktsystem der vorbeschriebenen Art auf. Der Schaltungsträger und der weitere Schaltungsträger sind bei dem Mold-Modul bevorzugt wenigstens teilweise oder vollständig in Mold-Masse eingebettet.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Kontaktieren eines mit einem keramischen Schaltungsträger verbundenen Leitungshalbleiters. Bei dem Verfahren wird in einem Schritt ein weiterer keramischer Schaltungsträger auf wenigstens einen elektrischen Anschluss des Leistungshalbleiters aufgesetzt, so dass eine elektrisch leitfähige Schicht des weiteren Schaltungsträgers auf einem elektrischen Anschluss des Leistungshalbleiters aufliegt. In einem weiteren Schritt wird eine Sonotrode auf die elektrisch leitfähige Schicht im Bereich des elektrischen Anschlusses des Leistungshalbleiters aufgesetzt, und die elektrisch leitfähige Schicht mit dem Anschluss ultraschallverschweißt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird bei dem Verfahren der weitere Schaltungsträger wenigstens beim Verschweißen abgestützt, so dass der weitere Schaltungsträger auf den Anschluss kein Belastungsmoment, insbesondere ein Biegemoment erzeugen kann.
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Bevorzugt wird der elektrische Anschluss mit der elektrisch leitfähigen Schicht mittels Ultraschallschwingungen verschweißt. Eine Frequenz der Ultraschallschwingungen beträgt beispielsweise zwischen 20 und 50 Kilohertz.
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Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand einer Figur und weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den in den abhängigen Ansprüchen und in den Figuren beschriebenen Merkmalen.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Leistungsmodul, bei dem zwei keramische Schaltungsträger eine Halbleiterschalter-Halbbrücke zwischen einander einschließen, wobei elektrische Anschlüsse der Halbleiterschalter der Halbbrücke mit einem der zwei Schaltungsträger, insbesondere dessen elektrisch leitfähiger Schicht ultraschallverschweißt sind.
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1 zeigt - schematisch - ein Ausführungsbeispiel für ein Leistungsmodul 1. Das Leistungsmodul 1 weist einen Schaltungsträger 2 und einen weiteren Schaltungsträger 3 auf. Der Schaltungsträger 2 weist eine elektrisch isolierende Substratschicht, in diesem Ausführungsbeispiel eine Keramikschicht, auf. Der Schaltungsträger 2 weist auch eine elektrisch leitfähige Schicht 6 auf, welche mit der Substratschicht 4 verbunden ist. Die elektrisch leitfähige Schicht ist in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Kupferschicht gebildet. Der weitere Schaltungsträger 3 weist eine elektrisch isolierende Schicht 5 und eine elektrisch leitfähige Schicht 7 auf, welche miteinander verbunden sind und sich zueinander parallel erstrecken. Der Schaltungsträger 2 und der weitere Schaltungsträger 3 sind in ihrer flachen Erstreckung jeweils zueinander parallel angeordnet und schließen in diesem Ausführungsbeispiel eine Halbleiterschalter-Halbbrücke, gebildet aus einem Leistungshalbleiter 12 und einem Leistungshalbleiter 13, zwischen einander ein. Die Leistungshalbleiter 12 und 13 sind jeweils als gehäuselose Halbleiterschalter, beispielsweise MOS-Feldeffekttransistoren oder als IGBT (IGBT = Insulated-Gate-Bipolar-Transistor), ausgebildet. Der Schaltungsträger 2 weist auch eine elektrisch leitfähige Schicht 11 auf, welche von der elektrisch leitfähigen Schicht elektrisch isoliert ist und sich in derselben Ebene wie die elektrisch leitfähige Schicht 6 erstreckt und mit der elektrisch isolierenden Schicht 4 verbunden ist. Die elektrisch leitfähige Schicht 11 bildet einen Ausgangsanschluss der Halbleiterschalter-Halbbrücke, gebildet aus den Halbleiterschaltern 12 und 13. Ein Drain-Anschluss 14 des Halbleiterschalters 12 ist mit der elektrisch leitfähigen Schicht 11, die den Ausgangsanschluss bildet, lotverbunden oder sinterverbunden. Der Halbleiterschalter 13 weist einen Source-Anschluss 18 auf, welcher mit der elektrisch leitfähigen Schicht 11 mittels eines Lotmittels lotverbunden oder mittels insbesondere Silber aufweisender Sinterpaste sinterverbunden ist. Ein Steueranschluss, insbesondere Gate-Anschluss 19 des Halbleiterschalters 13, ist mit der elektrisch leitfähigen Schicht 6 verbunden.
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Das Leistungsmodul 1 weist auch einen elektrisch leitfähigen Körper, insbesondere Metallkörper 20, auf, welcher mit der elektrisch leitfähigen Schicht 6 verbunden ist und sich bis hin zum weiteren Schaltungsträger 3 erstreckt und dort mit der elektrisch leitfähigen Schicht elektrisch verbunden ist. Auf diese Weise bildet der Metallkörper 20, insbesondere Kupferkörper, eine Brücke, insbesondere Via-Brücke, zwischen dem Schaltungsträger 2 und dem weiteren Schaltungsträger 3. Mit dem weiteren Schaltungsträger 3 sind in diesem Ausführungsbeispiel weitere elektronische Bauelemente verbunden, welche ausgebildet sind, die Halbleiterschalter-Halbbrücke anzusteuern. Das Leistungsmodul 1 weist dazu einen Treiber 21 auf, welcher ausgebildet ist, den Steueranschluss 19 anzusteuern und welcher mit einem Anschluss 24 des Treibers 21 mit der elektrisch leitfähigen Schicht 7, und so über den Metallkörper 20 und die elektrisch leitfähige Schicht 6 mit dem Steueranschluss 19 des Halbleiterschalters 13 verbunden ist. Der Halbleiterschalter 13 weist einen Drain-Anschluss 17 auf, welcher mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 8 verbunden ist. Die elektrisch leitfähige Schicht 8 ist Bestandteil des weiteren Schaltungsträgers 3 und erstreckt sich in derselben Ebene wie die elektrisch leitfähige Schicht 7. Der weitere Schaltungsträger 3 weist zur elektrischen Isolation zwischen der elektrisch leitfähigen Schicht 7 und der elektrisch leitfähigen Schicht 8 eine Ausnehmung 43 auf, welche sich zwischen den elektrisch leitfähigen Schichten 7 und 8 erstreckt, so dass die elektrisch leitfähigen Schichten 7 und 8 voneinander elektrisch isoliert sind. Der Halbleiterschalter 12 weist einen Source-Anschluss 15 auf, welcher mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 9 verbunden ist. Die elektrisch leitfähige Schicht 9 ist Bestandteil des weiteren Schaltungsträgers 3 und erstreckt sich in derselben Ebene wie die elektrisch leitfähige Schicht 8 und ist mittels einer Aussparung 36 elektrisch isoliert von der elektrisch leitfähigen Schicht 8.
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Das Leistungsmodul 1 weist auch einen Kondensator 25 auf, welche mit einem Anschluss mit der elektrisch leitfähigen Schicht 9 und mit einem weiteren Anschluss mit der elektrisch leitfähigen Schicht 8 verbunden ist. Der Kondensator 25 ist beispielsweise ein Zwischenkreiskondensator oder ein Dämpfungskondensator. Der Halbleiterschalter 12 weist einen Steueranschluss 16 auf, welcher mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 10 elektrisch verbunden ist. Die elektrisch leitfähige Schicht 10 ist Bestandteil des weiteren Schaltungsträgers 3 und erstreckt sich in derselben Ebene wie die elektrisch leitfähige Schicht 9. Die elektrisch leitfähige Schicht 10 ist mittels einer Aussparung 35 getrennt und elektrisch isoliert von der elektrisch leitfähigen Schicht 9. Die elektrisch leitfähigen Schichten 7, 8, 9 und 10 sind jeweils mit der elektrisch isolierenden Schicht 5 verbunden.
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Die elektrisch isolierende Schicht 5 weist im Bereich der Anschlüsse der Halbleiterschalter 12 und 13, welche jeweils mit dem Schaltungsträger 3 elektrisch verbunden sind, eine Aussparung auf, sodass die elektrisch leitfähigen Schichten 8, 9 und 10 im Bereich der Aussparung auf die entsprechenden Anschlüsse der Halbleiterschalter 13 und 12 aufgesetzt sind. Die elektrisch leitfähigen Schichten 7, 8, 9 und 10 sind jeweils mit den Halbleiterschaltern 12, beziehungsweise dem Halbleiterschalter 13, beziehungsweise dem Metallkörper 20 mittels Ultraschallschweißverbindung 37 verbunden. Dazu kann eine Sonotrode 38 auf die elektrisch leitfähige Schicht 9 im Bereich des Source-Anschlusses 15 aufsetzen, und so den Halbleiterschalter 12 mit der elektrisch leitfähigen Schicht mittels Ultraschallwellen verschweißen. Die elektrisch leitfähige Schicht 10 ist im Bereich des Steueranschlusses 16 mittels einer Ultraschallschweißverbindung 37 mit dem Halbleiterschalter 12 elektrisch verbunden. Die elektrisch leitfähige Schicht 8 ist mittels wenigstens einer, in diesem Ausführungsbeispiel drei, Ultraschallschweißverbindungen 37 mit dem Drain-Anschluss 17 des Halbleiterschalters 13 elektrisch verbunden. Der Metallkörper 20 ist mittels einer Ultraschallschweißverbindung 37 mit der elektrisch leitfähigen Schicht 7 verbunden. Der Metallkörper 20 greift dabei in eine Aussparung 32 der elektrisch isolierenden Schicht 5 ein und kann so die elektrisch leitfähige Schicht 7 im Bereich der Aussparung 32 berühren und mittels der Sonotrode 38 ultraschallverschweißt werden. Der Steueranschluss 16 und der Source-Anschluss 15 des Halbleiterschalters 12 greift in eine Aussparung 34 der elektrisch isolierenden Schicht 5 ein, sodass die elektrisch leitfähige Schicht auf dem Steueranschluss 16 aufliegen kann und die elektrisch leitfähige Schicht auf dem Source-Anschluss 14 aufliegen kann. Mittels der Sonotrode 38 kann dann eine Ultraschallschweißverbindung 37 erzeugt werden, mittels der die elektrisch leitfähige Schicht in dem Bereich, in dem die elektrisch leitfähige Schicht auf dem Source-Anschluss 15 aufliegt, mit dem Source-Anschluss 15 ultraschallverschweißt werden kann. Die Sonotrode 38 kann dazu auf die elektrisch leitfähige Schicht - wie in 1 dargestellt - aufsetzen, und dort Ultraschallwellen einleiten.
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Anders als in 1 dargestellt kann der weitere Schaltungsträger 3 mit der elektrisch leitfähigen Schichten 7 zu dem Schaltungsträger 2 weisend mit den Leistungshalbleitern 12 und 13 oder zusätzlich mit dem Metallkörper 20 ultraschallverschweißt werden, wobei die Sonotrode 38 durch die elektrisch isolierende Schicht 5 im Bereich der bereits beschriebenen Aussparungen 32, 33 und 34 hindurchtreten und auf die jeweilige elektrisch leitfähige Schicht aufsetzen kann.
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Anders als in 1 dargestellt können die Leistungshalbleiter 12 und 13 in zueinander gleichsinniger Orientierung mit dem Schaltungsträger 2 verbunden sein, so dass die Drain-Anschlüsse 14 und 16 zu dem Schaltungsträger 2 hinweisen.
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Das Leistungsmodul 1 weist auch einen Treiber 22 für den Halbleiterschalter 12 auf. Der Treiber 22 weist einen Ausgangsanschluss 23 auf, welcher mit der elektrisch leitfähigen Schicht 10 verbunden, insbesondere lötverbunden oder sinterverbunden, ist.
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Das Leistungsmodul 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel auch ein Stützelement 39 auf, welches sich zwischen dem Schaltungsträger 2 und dem weiteren Schaltungsträger 3 im Bereich des Treibers 22 erstreckt. Der Schaltungsträger 3 kann so in Bereichen, in denen kein elektronisches Bauelement wie die Halbleiterschalter 12, 13 oder der eine elektrisch leitfähige Brücke bildende Metallkörper 20 angeordnet ist, durch ein Stützelement wie das Stützelement 39 gegen ein Abkippen oder Verrutschen gesichert sein. Vor einem Ultraschallverschweißen mittels der Elektrode 38 kann beispielsweise der weitere Schaltungsträger 3 mittels eines Klebstoffs 42 mit dem Stützelement 39 klebeverbunden werden. Das Stützelement 39 kann beispielsweise mit dem Schaltungsträger 2, insbesondere der elektrisch isolierenden Schicht 4, klebeverbunden sein. Das Stützelement 39 ist beispielsweise durch einen Kunststoffkörper gebildet. Das Leistungsmodul 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel auch ein weiteres Stützelement 40 auf, welches den Schaltungsträger 3 im Bereich des Treibers 21 gegen den Schaltungsträger 2 abstützt.
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Der Schaltungsträger 2 weist in diesem Ausführungsbeispiel auch eine wärmeleitfähige Schicht 29, in diesem Ausführungsbeispiel eine Kupferschicht, auf, welche mit der elektrisch isolierenden Schicht 4 an einer zur elektrisch leitfähigen Schicht 6 und zur elektrisch leitfähigen Schicht 11 entgegengesetzten Seite mit der elektrisch isolierenden Schicht 4 verbunden ist. So kann von den Halbleiterschaltern 12 und 13 erzeugte Verlustwärme über den Schaltungsträger 2, und so über die wärmeleitfähige Schicht 29 an eine Wärmesenke 30, abgeführt werden. Die Wärmesenke 30 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit der wärmeleitfähigen Schicht 29 lötverbunden. Die Wärmesenke 30 kann Bestandteil des Leistungsmoduls 1 sein.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel weist das Leistungsmodul 1 keine Wärmesenke 30 auf und ist ausgebildet, über die wärmeleitfähige Schicht 29 mit einer Wärmesenke wie die Wärmesenke 30 verbunden zu werden.
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Das Leistungsmodul 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel auch eine Verarbeitungseinheit 28 auf. Die Verarbeitungseinheit 28 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Pulsweitenmodulator auf, welcher ausgebildet ist, ein pulsweitenmoduliertes Steuersignal zum Ansteuern der Halbleiterschalter 12 und 13 zu erzeugen und dieses an die Treiber 21 und 22 zu senden.
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Das Leistungsmodul 1 kann so Bestandteil eines Inverters sein, oder, gemeinsam mit weiteren - in 1 nicht dargestellten - Halbleiterschalter-Halbbrücken, einen Inverter bilden.
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Die Verarbeitungseinheit 28 ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels elektrischer Anschlüsse, welche beispielsweise als BGA (BGA = Ball-Grid-Array) ausgebildet sind, mit dem Schaltungsträger 3 verbunden. Der Schaltungsträger 3 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine elektrisch isolierende Schicht 26 auf, welche in diesem Ausführungsbeispiel eine Basis für eine weitere Verdrahtungsebene bildet. Die Verarbeitungseinheit 28 ist über die elektrischen Anschlüsse, die das BGA bilden, und von denen ein elektrischer Anschluss 27 beispielhaft bezeichnet ist, mit der weiteren Verdrahtungsebene, elektrisch verbunden. Die Verdrahtungsebene kann beispielsweise Leiterbahnen als elektrische Verbindungsleitungen aufweisen.
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Der weitere Schaltungsträger 3 ist beispielsweise als AMB-Schaltungsträger, LTCC-Schaltungsträger, als HTCC-Schaltungsträger oder als DBC-Schaltungsträger ausgebildet. Der Schaltungsträger 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel als DBC-Schaltungsträger oder als AMB-Schaltungsträger ausgebildet. Die Wärmesenke 30 ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein zum Fluidführen ausgebildeter Kühlkörper ausgebildet. Die Wärmesenke 30 weist dazu Fluidkanäle auf, von denen ein Fluidkanal 31 beispielhaft bezeichnet ist. Das Fluid ist beispielsweise ein Kühlwasser oder ein Öl.
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Die Schaltungsträger 2 und 3 und die elektrischen Komponenten sind in diesem Beispiel jeweils in einen Moldkörper 41 eingebettet. Elektrische Anschlüsse des Leistungsmoduls 1 können beispielsweise jeweils durch einen Endabschnitt der elektrisch leitfähigen Schichten 6, 7, 8, 9, 10 oder 11 gebildet sein und jeweils mit dem Endabschnitt aus dem Leistungsmodul, insbesondere dem Moldkörper 41 herausragen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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