DE102018210613A1 - Contact system with a crack detection device - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem. Das Kontaktsystem weist einen insbesondere keramisch ausgebildeten Schaltungsträger und ein Halbleiterbauteil auf. Der Schaltungsträger weist wenigstens eine oder nur eine elektrisch isolierende Keramikschicht und wenigstens eine elektrisch leitfähige Schicht, insbesondere Kupferschicht, auf. Erfindungsgemäß ist das Halbleiterbauteil, insbesondere ein Leistungshalbleiter, mit der elektrisch leitfähigen Schicht elektrisch oder zusätzlich wärmeleitfähig verbunden. Der Schaltungsträger weist wenigstens eine oder nur eine zu dem Halbleiterbauteil gegenüberliegende weitere elektrisch leitfähige Schicht auf. Das Kontaktsystem weist eine Risserfassungsvorrichtung auf, welche ausgebildet ist, einen Riss in der Keramikschicht im Bereich des Halbleiterbauteils insbesondere mittels Impedanzerfassung zu erfassen. Die Risserfassungsvorrichtung weist wenigstens zwei oder nur zwei Sensorelektroden auf, welche die Keramikschicht zwischeneinander einschließen. Bevorzugt ist eine Sensorelektrode durch die das Halbleiterbauteil kontaktierende elektrisch leitfähige Schicht gebildet und die weitere Sensorelektrode ist durch die gegenüberliegende elektrisch leitfähige Schicht, insbesondere Rückseitenschicht des Schaltungsträgers gebildet.The invention relates to a contact system. The contact system has a circuit carrier, in particular a ceramic one, and a semiconductor component. The circuit carrier has at least one or only one electrically insulating ceramic layer and at least one electrically conductive layer, in particular a copper layer. According to the invention, the semiconductor component, in particular a power semiconductor, is electrically or additionally thermally conductively connected to the electrically conductive layer. The circuit carrier has at least one or only one further electrically conductive layer opposite the semiconductor component. The contact system has a crack detection device which is designed to detect a crack in the ceramic layer in the region of the semiconductor component, in particular by means of impedance detection. The crack detection device has at least two or only two sensor electrodes which enclose the ceramic layer between one another. A sensor electrode is preferably formed by the electrically conductive layer contacting the semiconductor component and the further sensor electrode is formed by the opposite electrically conductive layer, in particular the back layer of the circuit carrier.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem. Das Kontaktsystem weist einen insbesondere keramisch ausgebildeten Schaltungsträger, insbesondere einen AMB-Schaltungsträger oder DCB-Schaltungsträger und ein Halbleiterbauteil auf. Der Schaltungsträger weist wenigstens eine oder nur eine elektrisch isolierende Keramikschicht und wenigstens eine elektrisch leitfähige Schicht, insbesondere Kupferschicht, auf.The invention relates to a contact system. The contact system has an especially ceramic circuit carrier, in particular an AMB circuit carrier or DCB circuit carrier and a semiconductor component. The circuit carrier has at least one or only one electrically insulating ceramic layer and at least one electrically conductive layer, in particular a copper layer.

Aus der DE 69 732 445 T2 ist ein Verfahren zur Untersuchung eines Keramiksubstrats auf Risse bekannt.From the DE 69 732 445 T2 a method for examining a ceramic substrate for cracks is known.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß ist das Halbleiterbauteil, insbesondere ein Leistungshalbleiter, mit der elektrisch leitfähigen Schicht elektrisch oder zusätzlich wärmeleitfähig verbunden, insbesondere lötverbunden. Der Schaltungsträger weist wenigstens eine oder nur eine zu dem Halbleiterbauteil gegenüberliegende weitere elektrisch leitfähige Schicht auf. Das Kontaktsystem weist eine Risserfassungsvorrichtung auf, welche ausgebildet ist, einen Riss in der Keramikschicht im Bereich des Halbleiterbauteils insbesondere mittels Impedanzerfassung, beispielsweise kapazitiv und/oder induktiv, zu erfassen. Die Risserfassungsvorrichtung weist wenigstens zwei oder nur zwei Sensorelektroden auf, welche die Keramikschicht zwischeneinander einschließen. Bevorzugt ist eine Sensorelektrode durch die das Halbleiterbauteil kontaktierende elektrisch leitfähige Schicht gebildet und die weitere Sensorelektrode ist durch die gegenüberliegende elektrisch leitfähige Schicht, insbesondere Rückseitenschicht des Schaltungsträgers gebildet.According to the invention, the semiconductor component, in particular a power semiconductor, is electrically or additionally thermally conductively connected to the electrically conductive layer, in particular solder-connected. The circuit carrier has at least one or only one further electrically conductive layer opposite the semiconductor component. The contact system has a crack detection device, which is designed to detect a crack in the ceramic layer in the region of the semiconductor component, in particular by means of impedance detection, for example capacitively and / or inductively. The crack detection device has at least two or only two sensor electrodes which enclose the ceramic layer between one another. A sensor electrode is preferably formed by the electrically conductive layer contacting the semiconductor component and the further sensor electrode is formed by the opposite electrically conductive layer, in particular the back layer of the circuit carrier.

Mittels des so gebildeten Kontaktsystems kann vorteilhaft ein Riss in dem keramischen Schaltungsträger erfasst werden, wobei vorteilhaft an dem keramischen Schaltungsträger vorhandene elektrisch leitfähige Schichten, beispielsweise eine Rückseitenschicht, und/oder eine mit einem elektronischen Bauteil verbundene Leiterbahn, als Sensorelektrode genutzt werden kann. Es wurde nämlich erkannt, dass Risse in keramischen Schaltungsträgern aufgrund von Wärmeausdehnung, insbesondere im Bereich eines Leistungshalbleiters oder eines wärmeerzeugenden Halbleiters insbesondere im Bereich von äußeren Begrenzungen des Leistungshalbleiters erzeugt werden, wobei die Risse sich in der Keramikschicht des Schaltungsträgers weiter ausbreiten und letztlich zu einer Minderung oder Unterbrechung der Wärmeleitung oder einer elektrischen Unterbrechung einer Leiterbahn, die mit der Keramikschicht verbunden ist, führen können.A crack in the ceramic circuit carrier can advantageously be detected by means of the contact system formed in this way, it being possible advantageously to use electrically conductive layers present on the ceramic circuit carrier, for example a back layer, and / or a conductor track connected to an electronic component, as the sensor electrode. It has been recognized that cracks are generated in ceramic circuit carriers due to thermal expansion, in particular in the area of a power semiconductor or a heat-generating semiconductor, in particular in the area of external boundaries of the power semiconductor, the cracks spreading further in the ceramic layer of the circuit substrate and ultimately reducing it or interruption in heat conduction or an electrical interruption in a conductor track which is connected to the ceramic layer.

Bevorzugt bedeckt die weitere elektrisch leitfähige Schicht, insbesondere Rückseitenschicht, die Keramikschicht vollflächig. Dadurch können sich vorteilhaft elektrische Feldlinien von der elektrisch leitfähigen Schicht auf der bestückten Schaltungsträgerseite auch weit neben einer Leiterbahn auf der Bestückten Seite zu der Rückseitenschicht erstrecken und so auch Risse neben der Leiterbahn durch Kapazitätsbildung erfassen.The further electrically conductive layer, in particular the back layer, preferably covers the entire surface of the ceramic layer. As a result, electrical field lines can advantageously extend from the electrically conductive layer on the populated circuit carrier side far from a conductor track on the populated side to the rear side layer and thus also detect cracks next to the conductor track through the formation of capacitance.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Halbleiterbauteil ein Halbleiterschalter, insbesondere ein gehäuseloser Halbleiterschalter, auch Bare-Die genannt. Bevorzugt ist ein elektrischer Schaltstreckenanschluss des Halbleiterschalters mit der elektrisch leitfähigen Schicht verbunden, insbesondere lötverbunden oder sinterverbunden. Vorteilhaft kann die mit dem Halbleiterbauteil verbundene elektrisch leitfähige Schicht, insbesondere Leiterbahn, als Sensorelektrode dienen, sodass auf diese Weise Risse im Bereich des Leistungshalbleiterbauteils in der Keramikschicht erfasst werden können.In a preferred embodiment, the semiconductor component is a semiconductor switch, in particular a semiconductor switch without a housing, also called a bare die. An electrical switching path connection of the semiconductor switch is preferably connected to the electrically conductive layer, in particular solder-bonded or sinter-bonded. The electrically conductive layer, in particular the conductor track, connected to the semiconductor component can advantageously serve as a sensor electrode, so that cracks in the region of the power semiconductor component can be detected in the ceramic layer.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Kontaktsystem eine elektrisch leitfähige Wärmesenke auf, welche zu dem Halbleiterbauteil gegenüberliegend mit der gegenüberliegenden elektrisch leitfähigen Schicht elektrisch und wärmeleitfähig verbunden ist. Die weitere Elektrode ist bevorzugt wenigstens teilweise durch die Wärmesenke oder zusätzlich durch die gegenüberliegende elektrisch leitfähige Schicht gebildet. Vorteilhaft kann die gegenüberliegende Elektrode so durch die Wärmesenke gebildet sein, welche so als Sensorelektrode mitgenutzt werden kann und so eine Doppelfunktion aufweist. Die Wärmesenke ist beispielsweise durch eine Metallschicht, einen Metallblock oder einen Kühlkörper gebildet.In a preferred embodiment, the contact system has an electrically conductive heat sink which is electrically and thermally conductively connected to the opposite electrically conductive layer opposite the semiconductor component. The further electrode is preferably formed at least partially by the heat sink or additionally by the opposite electrically conductive layer. The opposite electrode can advantageously be formed by the heat sink, which can also be used as a sensor electrode and thus has a double function. The heat sink is formed, for example, by a metal layer, a metal block or a heat sink.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante weist die Risserfassungsvorrichtung eine Verarbeitungseinheit auf, welche jeweils einen Eingang für die Sensorelektroden aufweist, und welcher mit dem Schaltungsträger verbunden ist. Die Verarbeitungseinheit ist bevorzugt ausgebildet, ein Risserfassungssignal zum Erfassen eines Risses in der Keramikschicht zu erzeugen und dieses an die Sensorelektroden zu senden. Das Kontaktsystem kann so vorteilhaft kompakt ausgebildet sein.In a preferred embodiment variant, the crack detection device has a processing unit which each has an input for the sensor electrodes and which is connected to the circuit carrier. The processing unit is preferably designed to generate a crack detection signal for detecting a crack in the ceramic layer and to send this to the sensor electrodes. The contact system can thus be advantageously compact.

Bevorzugt ist die Risserfassungsvorrichtung ausgebildet, in Abhängigkeit des Risserfassungssignals eine Impedanz, bevorzugt eine Kapazität und/oder einen dielektrischen Verlust der Keramikschicht zu ermitteln. Vorteilhaft kann so unabhängig von einem Betrieb des Halbleiterbauteils ein Riss in dem Schaltungsträger erfasst werden.The crack detection device is preferably designed to determine an impedance, preferably a capacitance and / or a dielectric loss of the ceramic layer as a function of the crack detection signal. A crack in the circuit carrier can thus advantageously be detected independently of an operation of the semiconductor component.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Kontaktsystem einen Treiber auf, welcher mit einem Steueranschluss des Halbleiterbauteils, insbesondere Halbleiterschalter, verbunden ist. Der Treiber ist ausgebildet, das Halbleiterbauteil, insbesondere Halbleiterschalter, anzusteuern. Wenigstens ein Teil der Risserfassungsvorrichtung, insbesondere eine eine Risserfassungseinheit bildende Verarbeitungseinheit und der Treiber sind bevorzugt jeweils Bestandteil eines integrierten Schaltkreises. Die Risserfassungseinheit kann so vorteilhaft gemeinsam mit dem Treiber in einem integrierten Schaltkreis, insbesondere ASIC (ASIC = Application-Specific-Integrated-Circuit) oder FPGA (FPGA = Field-Programmable-Gate-Array) verwirklicht sein. Vorteilhaft kann das Kontaktsystem so kompakt und aufwandsgünstig bereitgestellt werden.In a preferred embodiment, the contact system has a driver which is associated with a control connection of the semiconductor component, in particular semiconductor switch, is connected. The driver is designed to control the semiconductor component, in particular semiconductor switches. At least part of the crack detection device, in particular a processing unit forming a crack detection unit and the driver are preferably each part of an integrated circuit. The crack detection unit can thus advantageously be implemented together with the driver in an integrated circuit, in particular ASIC (ASIC = Application-Specific-Integrated-Circuit) or FPGA (FPGA = Field Programmable Gate Array). The contact system can advantageously be provided in a compact and inexpensive manner.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Risserfassungsvorrichtung einen Oszillator auf, welcher ausgebildet ist, das Risserfassungssignal zu erzeugen und die Sensorelektroden mit dem Risserfassungssignal zu beaufschlagen. Der Oszillator ist in einer vorteilhaften Ausführungsvariante durch einen Pulsweitenmodulator gebildet, welcher ausgebildet ist, pulsweitenmodulierte Steuersignale zum Schalten des Halbleiterschalters zu erzeugen und an den Treiber zu senden.In a preferred embodiment, the crack detection device has an oscillator which is designed to generate the crack detection signal and to apply the crack detection signal to the sensor electrodes. In an advantageous embodiment variant, the oscillator is formed by a pulse width modulator, which is designed to generate pulse width modulated control signals for switching the semiconductor switch and to send them to the driver.

Die Verarbeitungseinheit ist bevorzugt ausgebildet, insbesondere in Abhängigkeit einer Frequenzverstimmung des Risserfassungssignals, eine Impedanz der Keramikschicht, insbesondere umfassend eine Kapazität und/oder dielektrische Verluste, zu erfassen und in Abhängigkeit der Impedanz ein einen Riss repräsentierendes Risssignal zu erzeugen und auszugeben. Vorteilhaft kann das Risserfassungssignal so auf einfache Weise erzeugt werden. Bevorzugt ist der Oszillator Bestandteil der Verarbeitungseinheit.The processing unit is preferably designed, in particular depending on a frequency detuning of the crack detection signal, to detect an impedance of the ceramic layer, in particular comprising a capacitance and / or dielectric losses, and to generate and output a crack signal representing a crack as a function of the impedance. The crack detection signal can thus advantageously be generated in a simple manner. The oscillator is preferably part of the processing unit.

Die Erfindung betrifft auch eine Steuereinheit für ein Kraftfahrzeug, insbesondere mit einem Kontaktsystem gemäß der vorbeschriebenen Art.The invention also relates to a control unit for a motor vehicle, in particular with a contact system according to the type described above.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Risserfassungsvorrichtung, insbesondere die Verarbeitungseinheit, ausgebildet, das Risserfassungssignal bei abgeschaltetem Halbleiterbauteil zu erzeugen. Vorteilhaft kann so der Betrieb einer Schaltungsanordnung, welche das Halbleiterbauteil umfasst, nicht durch die Risserfassungsmessung gestört werden.In a preferred embodiment, the crack detection device, in particular the processing unit, is designed to generate the crack detection signal when the semiconductor component is switched off. The operation of a circuit arrangement, which comprises the semiconductor component, can advantageously not be disturbed by the crack detection measurement.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Risserfassungsvorrichtung ausgebildet, das Risserfassungssignal, insbesondere innerhalb eines Diagnosezeitintervalls, zeitlich vor einem Fahrbetrieb oder zeitlich nach einem Beenden des Fahrbetriebs durch die Steuereinheit zu erzeugen. Auf diese Weise kann vorteilhaft ein Diagnosebetrieb vor einem Fahrtantritt oder nach einem Beenden einer Fahrt erfolgen.In a preferred embodiment, the crack detection device is designed to generate the crack detection signal, in particular within a diagnostic time interval, before the driving operation or after the driving operation has ended by the control unit. In this way, a diagnostic operation can advantageously take place before starting a journey or after ending a journey.

Bevorzugt weist die Steuereinheit einen Inverter zum Bestromen einer elektrischen Maschine auf, weiter bevorzugt weist der Inverter wenigstens eine Halbleiterschalter-Halbbrücke, oder für jede Phase wenigstens eine Halbleiterschalter-Halbbrücke auf. Der Halbleiterschalter ist bevorzugt ein Halbleiterschalter der Halbleiterschalter-Halbbrücke. Vorteilhaft kann der Inverter so auf Rissfreiheit geprüft werden.The control unit preferably has an inverter for energizing an electrical machine, more preferably the inverter has at least one semiconductor switch half-bridge, or at least one semiconductor switch half-bridge for each phase. The semiconductor switch is preferably a semiconductor switch of the semiconductor switch half-bridge. The inverter can advantageously be checked for freedom from cracks.

Die Erfindung betrifft auch eine Servolenkung für ein Kraftfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug mit einer Steuereinheit gemäß der vorbeschriebenen Art. Die Servolenkung weist eine elektrische Maschine zur Lenkunterstützung auf, wobei die Steuereinheit zum Bestromen der elektrischen Maschine ausgebildet ist. Weiter bevorzugt ist die elektrische Maschine zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes zum Drehbewegen eines Rotors der elektrischen Maschine ausgebildet.The invention also relates to a power steering system for a motor vehicle or an electric vehicle with a control unit according to the type described above. The power steering system has an electrical machine for steering assistance, the control unit being designed to energize the electrical machine. The electrical machine is further preferably designed to generate a magnetic rotating field for rotating a rotor of the electrical machine.

Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten ergeben sich aus einer Kombination der in den Figuren beschriebenen und in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Merkmalen.

  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Kontaktsystem, bei dem eine Risserfassungsvorrichtung mit einem Schaltungsträger verbunden und ausgebildet ist, einen Riss in einer Keramikschicht des Schaltungsträgers zu erfassen;
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Risserfassungsvorrichtung.
The invention will now be described below with reference to figures and further exemplary embodiments. Further advantageous design variants result from a combination of the features described in the figures and described in the dependent claims.
  • 1 shows an embodiment of a contact system in which a crack detection device is connected to a circuit carrier and designed to detect a crack in a ceramic layer of the circuit carrier;
  • 2 shows an embodiment of a crack detection device.

1 zeigt - schematisch - ein Ausführungsbeispiel für ein Kontaktsystem 1. Das Kontaktsystem 1 umfasst einen Schaltungsträger 2. Der Schaltungsträger 2, insbesondere ein AMB-Schaltungsträger (AMB = Active-Metal-Brazed) oder DCB-Schaltungsträger (DCB = Direct-Copper-Bonded), weist eine elektrisch isolierende Keramikschicht 3 und eine mit der Keramikschicht 3 insbesondere eutektisch oder mittels Hartlöten verbundene elektrisch leitfähige Schicht 4 auf. Die elektrisch leitfähige Schicht 4 bildet in diesem Ausführungsbeispiel eine an einer Rückseite des Schaltungsträgers 2 ausgebildete Rückseitenschicht. Der Schaltungsträger 2 weist auch eine elektrisch leitfähige Schicht 5 auf, welche auf einer zu der elektrisch leitfähigen Schicht 4 gegenüberliegenden Seite des Schaltungsträgers 2 mit der Keramikschicht 3 verbunden ist. 1 shows - schematically - an embodiment of a contact system 1 , The contact system 1 comprises a circuit carrier 2 , The circuit carrier 2 , in particular an AMB circuit carrier (AMB = Active Metal Brazed) or DCB circuit carrier (DCB = Direct Copper Bonded), has an electrically insulating ceramic layer 3 and one with the ceramic layer 3 in particular electrically conductive layer connected eutectically or by means of brazing 4 on. The electrically conductive layer 4 forms one in this embodiment on a back of the circuit carrier 2 trained back layer. The circuit carrier 2 also has an electrically conductive layer 5 on which one to the electrically conductive layer 4 opposite side of the circuit carrier 2 with the ceramic layer 3 connected is.

Das Kontaktsystem 1 umfasst auch einen Halbleiterschalter 6, in diesem Ausführungsbeispiel einen Feldeffekttransistor, oder einen IGBT (IGBT = Insulated-Gate-Bipolar-Transistor). Der Halbleiterschalter 6 weist einen Schaltstreckenanschluss 9 auf, welcher einen Oberflächenbereich des Halbleiterschalters 6 bildet, und mit der elektrisch leitfähigen Schicht elektrisch leitfähig und wärmeleitfähig, insbesondere mittels eines Lotmittels oder Sintermittels, verbunden ist. Ein zu dem Schaltstreckenanschluss 9 gegenüberliegender weiterer Schaltstreckenanschluss 7 ist mittels eines Bond-Drahtes oder eines Bond-Bandes 22 mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 23 verbunden, welche mit der Keramikschicht 3 insbesondere eutektisch verbunden ist.The contact system 1 also includes a semiconductor switch 6 , in this embodiment, a field effect transistor, or an IGBT (IGBT = Insulated Gate Bipolar Transistor). The semiconductor switch 6 has a switching path connection 9 on which a surface area of the Semiconductor switch 6 forms, and with the electrically conductive layer is electrically conductive and thermally conductive, in particular by means of a solder or sinter. One to the switching link connection 9 opposite switching path connection 7 is by means of a bond wire or a bond tape 22 with an electrically conductive layer 23 connected, which with the ceramic layer 3 is particularly eutectically connected.

Das Kontaktsystem 1 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel auch eine Verarbeitungseinheit 10. Die Verarbeitungseinheit 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch einen integrierten Schaltkreis gebildet oder Bestandteil eines integrierten Schaltkreises. Die Verarbeitungseinheit 10 umfasst einen Treiber 14, welcher ausgangsseitig mit einem Ausgangsanschluss 11 der Verarbeitungseinheit 10 verbunden ist. Der Ausgangsanschluss 11 ist mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 24 verbunden, welche mit der Keramikschicht 3 verbunden ist. Die elektrisch leitfähige Schicht 24 ist mittels einer Bond-Verbindung, insbesondere Bond-Draht oder Bond-Band 21 mit einem Steueranschluss 8 des Halbleiterschalters 6 verbunden. Der Treiber 14 ist ausgebildet, insbesondere pulsweitenmodulierte Steuersignale an dem Ausgangsanschluss 11 bereitzustellen und so über die elektrisch leitfähige Verbindung, gebildet durch die Schicht 24, und den Bond-Draht 21, an den Steueranschluss 8 des Halbleiterschalters 6 zu senden, wo der Halbleiterschalter 6 die Steuersignale zum Durchsteuern oder Sperren der Schaltstrecke empfangen kann.The contact system 1 in this embodiment also includes a processing unit 10 , The processing unit 10 is formed in this embodiment by an integrated circuit or part of an integrated circuit. The processing unit 10 includes a driver 14 which on the output side with an output connection 11 the processing unit 10 connected is. The output connector 11 is with an electrically conductive layer 24 connected, which with the ceramic layer 3 connected is. The electrically conductive layer 24 is by means of a bond connection, in particular bond wire or bond tape 21 with a control connection 8th of the semiconductor switch 6 connected. The driver 14 is designed, in particular pulse-width-modulated control signals at the output connection 11 To provide and so on the electrically conductive connection formed by the layer 24 , and the bond wire 21 , to the control connection 8th of the semiconductor switch 6 send where the semiconductor switch 6 can receive the control signals to control or block the switching path.

Der Halbleiterschalter 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel Bestandteil einer Halbleiterschalter-Halbbrücke, umfassend zwei Halbleiterschalter, insbesondere Bare-Die-H al bleiterschalter.The semiconductor switch 6 is part of a semiconductor switch half-bridge in this embodiment, comprising two semiconductor switches, in particular bare-die semiconductor switches.

Die Verarbeitungseinheit 10 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel auch eine Risserfassungseinheit 13. Die Verarbeitungseinheit 10 ist beispielsweise durch einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, einen ASIC oder ein FPGA oder ein SIP (SIP = System-In-Package) gebildet.The processing unit 10 in this embodiment also includes a crack detection unit 13 , The processing unit 10 is formed, for example, by a microprocessor, a microcontroller, an ASIC or an FPGA or a SIP (SIP = System-In-Package).

In einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform kann die Risserfassungseinheit 13 in einem gesonderten integrierten Schaltkreis, neben dem Treiber 14, als Bestandteil des Kontaktsystems 1 mit dem Schaltungsträger 2 verbunden sein.In another embodiment, not shown, the crack detection unit 13 in a separate integrated circuit next to the driver 14 , as part of the contact system 1 with the circuit carrier 2 be connected.

Die Keramikschicht 3 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Riss 15 auf, welcher sich zwischen dem Halbleiterschalter 6 und der die Rückseitenschicht bildenden elektrisch leitfähigen Schicht 4 im Bereich einer Kante des Halbleiterschalters 6 erstreckt. Die elektrisch leitfähige Schicht 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Leiterbahn zu der Verarbeitungseinheit 10, insbesondere der Risserfassungseinheit 13, hingeführt, wo ein Sensoreingang 12 der Risserfassungseinheit 13 mit der elektrisch leitfähigen Schicht 5 elektrisch leitfähig verbunden ist. Die Leiterbahn weist in diesem Ausführungsbeispiel - in 1 aufgrund der Schnittdarstellung nicht sichtbar dargestellt - eine kleinere Breitenerstreckung auf als im Bereich zwischen dem Halbleiterschalter 6 und der Keramikschicht 3, so dass die elektrisch leitfähige Schicht ausgenommen im Bereich der Leiterbahn mit einer lateralen äußeren Begrenzung des Halbleiterschalters 6 insbesondere bündig abschließt. Die elektrisch leitfähige Schicht 5 bildet so sowohl eine Sensorelektrode für die Risserfassungsvorrichtung, als auch eine elektrisch leitfähige Verbindung, welche mit dem Schaltstreckenanschluss 9 des Halbleiterschalters 6 verbunden ist. Die elektrisch leitfähigen Schichten 4 und 5 schließen in diesem Ausführungsbeispiel die Keramikschicht 3 zwischeneinander ein und sind in diesem Ausführungsbeispiel parallel zueinander angeordnet. Die elektrisch leitfähigen Schichten 4 und 5 können so - beaufschlagt durch ein Risserfassungssignal - ein elektromagnetisches Wechselfeld zwischeneinander ausbilden, welches die Keramikschicht 3 durchsetzt. Die Verarbeitungseinheit 10, insbesondere die Risserfassungseinheit 13, weist dazu einen weiteren Sensoreingang 25 auf, welcher mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 26 verbunden ist. Die elektrisch leitfähige Schicht 26 ist mit der Keramikschicht 3 verbunden und weiter mit einer elektrisch leitfähigen Via-Verbindung 27, welche die elektrisch leitfähige Schicht 26 mit der elektrisch leitfähigen Rückseitenschicht 4 verbindet. Der Sensoreingang 25 liegt so auf dem elektrischen Potenzial der elektrisch leitfähigen Schicht 4. Mit der so gebildeten Anordnung kann mit der Risserfassungseinheit 13, welche ausgebildet ist, zwischen den Sensoreingängen 12 und 25 ein elektrisches Wechselfeld zu erzeugen, und eine zwischen den Eingängen 12 und 25 liegende Kapazität, insbesondere die Kapazität gebildet aus den elektrisch leitfähigen Schichten 4, 5 und der zwischen den elektrisch leitfähigen Schichten 4 und 5 angeordneten Keramikschicht 3 als Dielektrikum zu erfassen. Die dielektrischen Eigenschaften der Keramikschicht 3 werden durch den Riss 15 oder 16, oder durch weitere im Bereich des Halbleiterschalters 6 ausgebildete Risse 17 und 18 derart beeinflusst, dass die Risserfassungseinheit 13 die Risse 15, 16, 17 und 18 in Abhängigkeit einer Kapazitätsänderung einer Kapazität zwischen den Sensoreingängen 12 und 25 erfassen kann. Die Risse 15 und 16 sind beispielsweise jeweils durch einen muschelförmigen Bruch, auch Muschelbruch genannt, gebildet, der sich zwischen dem Halbleiterschalter 6 und der elektrisch leitfähigen Schicht 4 erstreckt und eine Wärmeabfuhr von Verlustwärme des Halbleiterschalters 6 behindert. Die Risserfassungseinheit 13 weist in diesem Ausführungsbeispiel dazu einen Speicher 28 auf, in dem ein Datensatz 29 vorrätig gehalten ist, welcher einen Kapazitätswert zwischen den einander gegenüberliegenden elektrisch leitfähigen Schichten 4 und 5 gebildeten Kapazität bei einer rissfrei ausgebildeten Keramikschicht repräsentiert. Die Risserfassungseinheit 13 kann die zwischen den Sensoreingängen 12 und 25 ausgebildete Kapazität erfassen und mit dem durch den Datensatz 29, insbesondere dem durch den Datensatz 29 repräsentierten Kapazitätswert, vergleichen und im Falle einer Abweichung ein Risssignal erzeugen und dieses ausgangsseitig ausgeben.The ceramic layer 3 has a crack in this embodiment 15 on which is between the semiconductor switch 6 and the electrically conductive layer forming the back layer 4 in the area of an edge of the semiconductor switch 6 extends. The electrically conductive layer 5 is in this embodiment as a conductor track to the processing unit 10 , in particular the crack detection unit 13 , led where a sensor input 12 the crack detection unit 13 with the electrically conductive layer 5 is electrically conductively connected. In this exemplary embodiment, the conductor track points in 1 not visible due to the sectional view - a smaller width than in the area between the semiconductor switch 6 and the ceramic layer 3 , so that the electrically conductive layer except in the region of the conductor track with a lateral outer boundary of the semiconductor switch 6 especially flush. The electrically conductive layer 5 thus forms both a sensor electrode for the crack detection device and an electrically conductive connection which is connected to the switching path connection 9 of the semiconductor switch 6 connected is. The electrically conductive layers 4 and 5 close the ceramic layer in this embodiment 3 between each other and are arranged parallel to each other in this embodiment. The electrically conductive layers 4 and 5 can thus - acted upon by a crack detection signal - form an alternating electromagnetic field between them, which the ceramic layer 3 interspersed. The processing unit 10 , especially the crack detection unit 13 , has an additional sensor input 25 on which with an electrically conductive layer 26 connected is. The electrically conductive layer 26 is with the ceramic layer 3 connected and further with an electrically conductive via connection 27 which is the electrically conductive layer 26 with the electrically conductive back layer 4 combines. The sensor input 25 lies on the electrical potential of the electrically conductive layer 4 , With the arrangement thus formed, the crack detection unit 13 , which is formed between the sensor inputs 12 and 25 to generate an alternating electric field, and one between the inputs 12 and 25 horizontal capacitance, in particular the capacitance formed from the electrically conductive layers 4 . 5 and that between the electrically conductive layers 4 and 5 arranged ceramic layer 3 to be recorded as a dielectric. The dielectric properties of the ceramic layer 3 are through the crack 15 or 16 , or by others in the area of the semiconductor switch 6 trained cracks 17 and 18 influenced such that the crack detection unit 13 the cracks 15 . 16 . 17 and 18 as a function of a change in capacitance between the sensor inputs 12 and 25 can capture. The cracks 15 and 16 are each formed, for example, by a shell-shaped break, also called a shell break, which is located between the semiconductor switch 6 and the electrically conductive layer 4 extends and heat dissipation of heat loss of the semiconductor switch 6 with special needs. The crack detection unit 13 has a memory for this purpose in this exemplary embodiment 28 on where a record 29 is kept in stock, which has a capacitance value between the opposing electrical conductive layers 4 and 5 formed capacity represents a crack-free ceramic layer. The crack detection unit 13 can the between the sensor inputs 12 and 25 Capture trained capacity and with that through the data set 29 , especially that through the data set 29 represented capacitance value, compare and, in the event of a deviation, generate a crack signal and output it on the output side.

Die elektrisch leitfähige Schicht 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einer Wärmesenke 19 wärmeleitfähig verbunden, insbesondere verlötet, versintert oder verklebt, so dass die Wärmesenke, in diesem Beispiel ein Kupfer- oder Aluminiumblock, das Potential der elektrisch leitfähigen Schicht 4 aufweist und so auch einen Teil der Sensorelektrode bildet. In der Wärmesenke 19 sind beispielhaft Fluidkanäle zum Führen eines Fluid, beispielsweise einer Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser oder Öl ausgebildet, von denen ein Kanal 20 beispielhaft bezeichnet ist. In einer anderen Ausführungsform kann die Wärmesenke 19 zusätzlich oder unabhängig von den Fluidkanälen zu den Kühlrippen aufweisen.The electrically conductive layer 4 is in this embodiment with a heat sink 19 thermally conductively connected, in particular soldered, sintered or glued, so that the heat sink, in this example a copper or aluminum block, the potential of the electrically conductive layer 4 has and thus also forms part of the sensor electrode. In the heat sink 19 fluid channels for guiding a fluid, for example a cooling liquid, in particular water or oil, are formed, of which one channel 20 is designated by way of example. In another embodiment, the heat sink 19 additionally or independently of the fluid channels to the cooling fins.

Das Kontaktsystem 1 kann beispielsweise Bestandteil eines Inverters für ein Fahrzeug, insbesondere Elektrofahrzeug oder Kraftfahrzeug, sein. Die Verarbeitungseinheit 10 ist beispielsweise ausgebildet, mittels der Risserfassungseinheit 13 das Risserfassungssignal zum Erfassen der Kapazität des Schaltungsträgers 2 außerhalb eines Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs, insbesondere vor einem Betrieb des Kraftfahrzeugs oder nach einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs zu erzeugen. Der Halbleiterschalter 6 ist außerhalb des Betriebs des Kraftfahrzeugs beispielsweise abgeschaltet.The contact system 1 can, for example, be part of an inverter for a vehicle, in particular an electric vehicle or a motor vehicle. The processing unit 10 is designed, for example, by means of the crack detection unit 13 the crack detection signal for detecting the capacitance of the circuit carrier 2 to generate outside of a driving operation of the motor vehicle, in particular before operating the motor vehicle or after driving the motor vehicle. The semiconductor switch 6 is switched off outside the operation of the motor vehicle, for example.

2 zeigt - schematisch - ein Ausführungsbeispiel für eine Risserfassungsvorrichtung 50, umfassend die insbesondere die in 1 dargestellte Risserfassungsvorrichtung 13 und zwei Sensorelektroden 4 und 5. Die Risserfassungseinheit 13 weist zwei Sensoreingänge 12 und 25 auf, die jeweils mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 5 beziehungsweise 4 des in 1 bereits dargestellten Schaltungsträgers 2 verbunden sind. 2 shows - schematically - an embodiment of a crack detection device 50 , including the in particular the 1 Crack detection device shown 13 and two sensor electrodes 4 and 5 , The crack detection unit 13 has two sensor inputs 12 and 25 on, each with an electrically conductive layer 5 respectively 4 of in 1 already shown circuit carrier 2 are connected.

Die Risserfassungseinheit 13 umfasst eine Stromquelle 30, insbesondere Konstantstromquelle. Die Stromquelle 30 bildet den zuvor erwähnten Oszillator. Die Stromquelle 30 ist ausgangsseitig mittels einer Verbindungsleitung 31 mit dem Sensoreingang 12 und mittels einer Verbindungsleitung 32 mit dem Sensoreingang 25 verbunden und ausgebildet, ein Risserfassungssignal 49, insbesondere Wechselstromsignal zu erzeugen und die Sensorelektroden, jeweils gebildet durch die elektrisch leitfähigen Schichten 4 und 5 des Schaltungsträgers 2, mit dem Risserfassungssignal zu beaufschlagen. Die Risserfassungseinheit 13 weist einen Erfassungswiderstand 34 auf, welcher mit einem Anschluss dem auf Massepotential 33 liegenden Sensoreingang 25 verbunden ist und mit einem weiteren Anschluss mit dem Sensoreingang 12 verbunden ist. Der Erfassungswiderstand 34 liegt somit parallel zur Stromquelle 30 und ist ausgebildet, ein über den Sensoreingängen 12 und 25 abfallendes, die Impedanz, insbesondere eine Kapazität des Schaltungsträgers 2 repräsentierendes Spannungssignal 48 zu erzeugen. Ein Riss in der Keramikschicht des Schaltungsträgers 2 beeinflusst die Kapazität des Schaltungsträgers 2 durch eine veränderte Permittivität, da in den Riss Luft eindringen kann, und auch der Abstand der elektrisch leitfähigen Schichten durch den Riss verändert, insbesondere vergrößert werden kann. Die Kapazität des Schaltungsträgers beträgt C=Q/U, wobei das Spannungssignal 48 den Spannungsverlauf der Spannung U repräsentiert, C die Kapazität des Schaltungsträgers zwischen den Sensoreingängen 12 und 25, und Q die elektrische Ladung auf den elektrisch leitfähigen Schichten 4 und 5 repräsentiert. Abhängig von der Kapazität des Schaltungsträgers 2 im Bereich der elektrisch leitfähigen Schichten 4 und 5 repräsentiert das Spannungssignal 48, insbesondere eine zeitliche Änderung des Spannungssignals, somit einen Riss in dem Schaltungsträger.The crack detection unit 13 includes a power source 30 , especially constant current source. The power source 30 forms the aforementioned oscillator. The power source 30 is on the output side by means of a connecting line 31 with the sensor input 12 and by means of a connecting line 32 with the sensor input 25 connected and formed a crack detection signal 49 , in particular to generate an AC signal and the sensor electrodes, each formed by the electrically conductive layers 4 and 5 of the circuit carrier 2 to apply the crack detection signal. The crack detection unit 13 has a detection resistance 34 on which with a connection to the ground potential 33 lying sensor input 25 is connected and with a further connection to the sensor input 12 connected is. The detection resistance 34 is therefore parallel to the power source 30 and is designed one above the sensor inputs 12 and 25 falling, the impedance, in particular a capacitance of the circuit carrier 2 representing voltage signal 48 to create. A crack in the ceramic layer of the circuit carrier 2 influences the capacitance of the circuit carrier 2 due to a changed permittivity, since air can penetrate into the crack, and the distance of the electrically conductive layers through the crack can also be changed, in particular increased. The capacitance of the circuit carrier is C = Q / U, the voltage signal 48 the voltage curve of the voltage U represents C the capacitance of the circuit carrier between the sensor inputs 12 and 25 , and Q the electrical charge on the electrically conductive layers 4 and 5 represents. Depending on the capacity of the circuit carrier 2 in the area of electrically conductive layers 4 and 5 represents the voltage signal 48 , in particular a change in the voltage signal over time, thus a crack in the circuit carrier.

Die Risserfassungseinheit 13 umfasst auch einen Verstärker 36, insbesondere Buffer-Verstärker, welcher eingangsseitig mit einem nicht invertierenden Eingang mit einem auf dem Potential des Sensoreingangs 12 liegenden Verbindungsknoten 35 verbunden ist. Ein invertierender Eingang des Verstärkers 36 ist über ein Widerstandsnetzwerk mit dem Masseanschluss 33 verbunden. Das Widerstandsnetzwerk umfasst einen Widerstand 39, welcher einen mit dem invertierenden Eingang verbundenen Verbindungsknoten 37 mit dem Masseanschluss 33 verbindet, und einen von dem Verbindungsknoten 37 zu einem Signalausgang 41 des Verstärkers 36 geführten Widerstand 40. Der Verstärker 36 ist ausgebildet, das eingangsseitig empfangene Spannungssignal 48 zu verstärken und ausgangsseitig ein verstärktes Spannungssignal 42 an dem Signalausgang 41 bereitzustellen. Ein Verstärkungsfaktor des Verstärkers 36 beträgt (1+ R2/R1), wobei R1 dem Widerstand 39 und R2 dem Widerstand 40 entspricht. Der Signalausgang 41 ist mit einem Demodulator 43 verbunden, der eingangsseitig das von dem Verstärker 36 gemäß dem Verstärkungsfaktor erzeugte Spannungssignal 42 empfangen und demodulieren kann. Der Demodulator ist dazu eingangsseitig über eine Verbindungsleitung 38 mit dem Verbindungsknoten 35 verbunden und kann von dort das Spannungssignal 48 als Referenzsignal zur Demodulation empfangen. Der Demodulator ist ausgebildet, das Spannungssignal 42 zu demodulieren und ein demoduliertes Ausgangssignal 44 zu erzeugen und ausgangsseitig insbesondere über einen Widerstand 45, an einen Diskriminator 46 zu senden. Der Diskriminator 46 ist mit dem Speicher 28 verbunden und kann von dort den Datensatz 29 auslesen. Der Diskriminator, in einem einfachen Beispiel eine Diode, die den Speicher und den Datensatz in sich selbst verkörpert, ist ausgebildet, in Abhängigkeit von einem - insbesondere durch den Datensatz 29 repräsentierten - vorbestimmten Schwellwert das Ausgangssignal 44 zu diskriminieren und bei Überschreiten des vorbestimmten Schwellwertes ein einen Riss repräsentierendes Risssignal zu erzeugen und ausgangsseitig an einem Ausgang 47 bereitzustellen.The crack detection unit 13 also includes an amplifier 36 , in particular buffer amplifier, which has on the input side a non-inverting input with one at the potential of the sensor input 12 lying connection node 35 connected is. An inverting input of the amplifier 36 is through a resistor network to the ground connection 33 connected. The resistor network includes a resistor 39 , which has a connection node connected to the inverting input 37 with the ground connection 33 connects, and one of the connecting node 37 to a signal output 41 of the amplifier 36 led resistance 40 , The amplifier 36 is formed, the voltage signal received on the input side 48 to amplify and an amplified voltage signal on the output side 42 at the signal output 41 provide. A gain factor of the amplifier 36 is (1+ R 2 / R 1 ), where R 1 the resistance 39 and R 2 the resistance 40 equivalent. The signal output 41 is with a demodulator 43 connected, the input side that of the amplifier 36 voltage signal generated according to the gain factor 42 can receive and demodulate. For this purpose, the demodulator is on the input side via a connecting line 38 with the connection node 35 connected and can receive the voltage signal from there 48 received as a reference signal for demodulation. The demodulator is designed, the voltage signal 42 to demodulate and a demodulated output signal 44 to generate and on the output side in particular via a resistor 45 , on a discriminator 46 to send. The discriminator 46 is with memory 28 connected and can get the record from there 29 read. The discriminator, in a simple example a diode which embodies the memory and the data record in itself, is designed as a function of one - in particular through the data record 29 represented - predetermined threshold value the output signal 44 to discriminate and, if the predetermined threshold value is exceeded, to generate a crack signal representing a crack and on the output side at an output 47 provide.

Eine Steuereinheit eines Fahrzeugs, die mit einem Inverter mit der Kontaktanordnung verbunden ist, kann in Abhängigkeit des Risssignals ein Fehlersignal erzeugen und ausgangsseitig ausgeben. Somit kann ein Defekt in einer Elektronik des Fahrzeugs frühzeitig erkannt werden, bevor weitere Folgeschäden, beispielsweise ein Wärmeschaden durch behinderte Wärmeabfuhr durch Ausbreitung des Risses eintreten können.A control unit of a vehicle, which is connected to the contact arrangement by an inverter, can generate an error signal as a function of the crack signal and output it on the output side. A defect in an electronic system of the vehicle can thus be detected early on before further consequential damage, for example thermal damage due to disabled heat dissipation due to the crack spreading, can occur.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 69732445 T2 [0002]DE 69732445 T2 [0002]

Claims (10)

Kontaktsystem (1) mit einem Schaltungsträger (2) und einem Halbleiterbauteil (6), wobei der Schaltungsträger (2) wenigstens eine elektrisch isolierende Keramikschicht (3) und wenigstens eine elektrisch leitfähige Schicht (4, 5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauteil (6), insbesondere Leistungshalbleiter, mit einer elektrisch leitfähigen Schicht (5) elektrisch oder zusätzlich wärmeleitend verbunden ist, und der Schaltungsträger eine zu dem Halbleiterbauteil (6) gegenüberliegende weitere elektrisch leitfähige Schicht (4) aufweist, und das Kontaktsystem (1) eine Risserfassungsvorrichtung (50, 13) aufweist, welche ausgebildet ist, einen Riss (15, 16, 17, 18) in der Keramikschicht (3) im Bereich des Halbleiterbauteils (6) kapazitiv zu erfassen, wobei die Risserfassungsvorrichtung (50, 13) zwei Sensorelektroden (4, 5) aufweist, welche die Keramikschicht (3) zwischeneinander einschließen, wobei eine Sensorelektrode (5) durch die das Halbleiterbauteil (6) kontaktierende elektrisch leitfähige Schicht (5) gebildet ist und die weitere Sensorelektrode (4) durch die gegenüberliegende weitere elektrisch leitfähige Schicht (4) gebildet ist.Contact system (1) with a circuit carrier (2) and a semiconductor component (6), the circuit carrier (2) having at least one electrically insulating ceramic layer (3) and at least one electrically conductive layer (4, 5), characterized in that the semiconductor component (6), in particular power semiconductors, is electrically or additionally thermally conductively connected to an electrically conductive layer (5), and the circuit carrier has a further electrically conductive layer (4) opposite the semiconductor component (6), and the contact system (1) has a crack detection device (50, 13), which is designed to capacitively detect a crack (15, 16, 17, 18) in the ceramic layer (3) in the region of the semiconductor component (6), the crack detection device (50, 13) having two sensor electrodes ( 4, 5) which enclose the ceramic layer (3) between one another, a sensor electrode (5) through which the semiconductor component (6) contacts ktierend electrically conductive layer (5) is formed and the further sensor electrode (4) is formed by the opposite further electrically conductive layer (4). Kontaktsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbeliterbauteil (6) ein Halbleiterschalter ist, wobei ein elektrischer Schaltstreckenanschluss (9) mit der elektrisch leitfähigen Schicht (5) verbunden ist.Contact system (1) after Claim 1 , characterized in that the half-liter component (6) is a semiconductor switch, an electrical switching path connection (9) being connected to the electrically conductive layer (5). Kontaktsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktsystem (1) eine elektrisch leitfähige Wärmesenke (19) aufweist, welche zu dem Halbleiterbauteil (6) gegenüberliegend mit der gegenüberliegenden elektrisch leitfähigen Schicht (4) elektrisch und wärmeleitfähig verbunden ist, wobei die weitere Sensorelektrode wenigstens teilweise durch die Wärmesenke (19) gebildet ist.Contact system (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the contact system (1) has an electrically conductive heat sink (19) which is connected to the semiconductor component (6) opposite to the opposite electrically conductive layer (4) electrically and thermally conductive, the further sensor electrode being at least partially by the Heat sink (19) is formed. Kontaktsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Risserfassungsvorrichtung (50, 13) eine Verarbeitungseinheit (10) aufweist, welche jeweils einen Eingang (12, 25) für die Sensorelektroden (4, 5) aufweist, und welche mit dem Schaltungsträger (2) verbunden ist, und welche ausgebildet ist, ein Risserfassungssignal (49) zum Erfassen eines Risses (15, 16, 17, 18) in der Keramikschicht (3) zu erzeugen und dieses an die Sensorelektroden (4, 5) zu senden, und in Abhängigkeit des Risserfassungssignals (49) eine Impedanz, insbesondere eine Kapazität und/oder einen dielektrischen Verlust der Keramikschicht (3) zu ermitteln.Contact system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the crack detection device (50, 13) has a processing unit (10), each of which has an input (12, 25) for the sensor electrodes (4, 5), and which with is connected to the circuit carrier (2) and which is designed to generate a crack detection signal (49) for detecting a crack (15, 16, 17, 18) in the ceramic layer (3) and to transmit it to the sensor electrodes (4, 5) send, and depending on the crack detection signal (49) to determine an impedance, in particular a capacitance and / or a dielectric loss of the ceramic layer (3). Kontaktsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktsystem (1) einen Treiber (14) aufweist, welcher mit einem Steueranschluss des Halbleiterbauteils (6) verbunden ist, und welcher ausgebildet ist, das Halbleiterbauteil (6) anzusteuern, wobei wenigstens ein Teil der Risserfassungsvorrichtung (50, 13) und der Treiber (14) jeweils Bestandteil eines integrierten Schaltkreises (10) sind.Contact system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the contact system (1) has a driver (14) which is connected to a control connection of the semiconductor component (6) and which is designed to control the semiconductor component (6), wherein at least part of the crack detection device (50, 13) and the driver (14) are each part of an integrated circuit (10). Kontaktsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Risserfassungsvorrichtung (50, 13) einen Oszillator (30) aufweist, welcher ausgebildet ist, das Risserfassungssignal (49) zu erzeugen und die Sensorelektroden mit dem Risserfassungssignal (49) zu beaufschlagen, und eine Impedanz der Keramikschicht (3) zu erfassen und in Abhängigkeit der Impedanz ein einen Riss repräsentierendes Risssignal zu erzeugen und auszugeben.Contact system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the crack detection device (50, 13) has an oscillator (30) which is designed to generate the crack detection signal (49) and to apply the crack detection signal (49) to the sensor electrodes , and to detect an impedance of the ceramic layer (3) and, depending on the impedance, to generate and output a crack signal representing a crack. Kontaktsystem (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Risserfassungsvorrichtung (13) ausgebildet ist, das Risserfassungssignal (49) bei abgeschaltetem Halbleiterbauteil (6) zu erzeugen.Contact system (1) after Claim 6 , characterized in that the crack detection device (13) is designed to generate the crack detection signal (49) when the semiconductor component (6) is switched off. Steuereinheit für ein Kraftfahrzeug, mit einem Kontaktsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Risserfassungsvorrichtung (50, 13) ausgebildet ist, das Risserfassungssignal (49) insbesondere innerhalb eines Diagnosezeitintervalls zeitlich vor einem Fahrbetrieb oder zeitlich nach einem Beenden des Fahrbetriebs durch die Steuereinheit zu erzeugen.Control unit for a motor vehicle, with a contact system (1) according to one of the preceding Claims 6 or 7 , characterized in that the crack detection device (50, 13) is designed to generate the crack detection signal (49), in particular within a diagnostic time interval, before the driving operation or after the driving operation has ended by the control unit. Steuereinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit einen Inverter zum Bestromen einer elektrischen Maschine aufweist, wobei der Inverter wenigstens eine Halbleiterschalter-Halbbrücke aufweist und der Halbleiterschalter (6) ein Halbleiterschalter der Halbleiterschalter-Halbbrücke ist.Control unit after Claim 8 , characterized in that the control unit has an inverter for energizing an electrical machine, the inverter having at least one semiconductor switch half-bridge and the semiconductor switch (6) being a semiconductor switch of the semiconductor switch half-bridge. Servolenkung für ein Kraftfahrzeug oder Elektrofahrzeug mit einer Steuereinheit nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Servolenkung eine elektrische Maschine zur Lenkunterstützung aufweist und die Steuereinheit zum Bestromen der elektrischen Maschine ausgebildet ist.Power steering for a motor vehicle or electric vehicle with a control unit according to one of the Claims 8 or 9 , characterized in that the power steering has an electrical machine for steering assistance and the control unit is designed to energize the electrical machine.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE69732445T2 (en) 1996-05-09 2006-04-27 Ngk Insulators, Ltd., Nagoya Method for detecting cracks in ceramic substrates

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69732445T2 (en) 1996-05-09 2006-04-27 Ngk Insulators, Ltd., Nagoya Method for detecting cracks in ceramic substrates

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