DE102019135274A1 - Leistungsmodul, Stromrichter und Kraftfahrzeugkomponente - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Leistungsmodul (100, 300, 400) mit einer Leiterplatte (6), an der mindestens ein Leistungsbauteil (8, 8') angeordnet ist. Darüber hinaus umfasst das Leistungsmodul (100, 300, 400) mindestens eine Sammelschiene (1, 1', 2, 3) zum Anschluss des Leistungsmoduls an mindestens ein Potential. In der Leiterplatte (6) ist mindestens ein Durchgang (D, D') ausgebildet, durch den hindurch die mindestens eine Sammelschiene (1, 1', 2, 3) wärmeleitend mit dem mindestens einen Leistungsbauteil (8, 8') verbunden ist. Offenbart sind ferner ein Stromrichter und eine Kraftfahrzeugkomponente jeweils mit einem solchen Leistungsmodul (100, 300, 400).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungsmodul sowie einen Stromrichter und eine Kraftfahrzeugkomponente mit einem derartigen Leistungsmodul.
  • Stand der Technik
  • Leistungselektronische Schaltungen finden in einer Vielzahl von Einsatzgebieten Anwendung, beispielsweise in der Elektroantriebstechnik und im Bereich der Energieumwandlung und -übertragung. Bekannte dabei verwendete Leistungsmodule umfassen eine Schaltungsanordnung mit mindestens einem auf einem Substrat angeordneten Leistungselement wie z.B. einem MOSFET oder IGBT. Zur Verringerung der thermischen Belastung und damit Verbesserung der Haltbarkeit einer jeweiligen Schaltung sind üblicherweise Wärmesenken vorgesehen, mittels derer im Betrieb entstehende Wärme abgegeben werden kann.
  • Beispielsweise ist aus der DE 10 2010 001 565 A1 ein Aufbau eines derartigen Leistungsmoduls bekannt, dessen Schaltungsanordnung zumindest bereichsweise zusammen mit einer Wärmesenke aus Metall-Keramik-Verbundwerkstoff in einem Mold-Gehäuse eingehaust ist. Der Keramikanteil ist innerhalb der Wärmesenke uneinheitlich. Dadurch soll eine vorteilhafte Anpassung an die Ausdehnungskoeffizienten zwischen Kühler und Schaltungsanordnung erreicht werden.
  • Weiterer Stand der Technik ist aus der DE 10 2015 100 771 A1 , der US 6 005 773 , der WO 2017/080903A1 , der DE 101 56 626 A1 , der DE 10 2010 002 138 A1 , WO 2004/008618 A2 , der DE 10 2004 011 808 A1 , der WO 2015/176992 A1 , der WO 2017/080903 A1 , der DE 10 2013 215 246 A1 , der DE 10 2015 104 880 A1 , der US 2011/0127888 A1 , der US 2016/0005675 A1 , der US 9620440 B1 , der US 2016/0105080 A1 und der US 7 224 145 B2 bekannt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik werden ein Leistungsmodul, ein Stromrichter und eine Kraftfahrzeugkomponente mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart.
  • Ein erfindungsgemäßes Leistungsmodul umfasst eine Leiterplatte, an der mindestens ein Leistungsbauteil (d.h. ein Leistungshalbleiter) angeordnet ist, die mit diesem also bestückt ist. Darüber hinaus umfasst das Leistungsmodul mindestens eine Sammelschiene bzw. Stromschiene zum Anschluss des Leistungsmoduls an mindestens ein Potential. In der Leiterplatte ist mindestens ein Durchgang ausgebildet, durch den hindurch die mindestens eine Sammelschiene wärmeleitend mit dem mindestens einen Leistungsbauteil verbunden ist. Die mindestens eine Sammelschiene ist also thermisch durch den mindestens einen Durchgang hindurch an das mindestens eine Leistungsbauteil angebunden.
  • Die damit durch den mindestens einen Durchgang hindurchführende Wärmeleitung kann dabei mindestens teilweise durch die Sammelschiene selbst gebildet (also durch deren geometrische Form bedingt bzw. monolithisch mit dieser ausgebildet) sein; dadurch kann eine besonders hohe Solidität erreicht werden.
  • Insbesondere bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die mindestens eine Sammelschiene einen Vorsprung aufweist, der mindestens teilweise in den Durchgang hinein- oder sogar durch ihn hindurchragt und zumindest einen Teil der Wärmeleitung im mindestens einen Durchgang bildet. Insbesondere kann ein solcher Vorsprung um eine Dicke der Leiterplatte von einem anderen Bereich der Sammelschiene abstehen. Er kann beispielsweise als ein abgewinkelter Abschnitt der Sammelschiene geformt sein oder als Noppe oder Kante, die aus einer (vorzugsweise ebenen) Oberfläche der Sammelschiene hervorragt. Insbesondere kann die wärmeleitende Verbindung so durch direkten Kontakt des Leistungsbauteils (in mindestens einem Bereich) mit der Sammelschiene und/oder unter Einschluss von Lötmaterial (zur Befestigung des Leistungsbauteils an der Sammelschiene) ausgebildet sein.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Wärmeleitung ein zusätzliches Wärmeleitmaterial umfassen, das zwischen der Sammelschiene und dem mindestens einen Leistungsbauteil angeordnet, beispielsweise aufgelötet, angeschweißt oder (z.B. als Paste) aufgetragen sein kann. Dies ermöglicht eine besonders einfache Fertigung.
  • Insbesondere ist die durch den mindestens einen Durchgang hindurchführende Wärmeleitung vorzugsweise mindestens teilweise aus Metall gebildet.
  • Die erfindungsgemäße, auf einfache Weise zu realisierende wärmeleitende Verbindung des mindestens einen Leistungsbauteils mit der Sammelschiene ermöglicht ein Abführen von im Betrieb am Leistungsbauteil entstehender Wärme über die Sammelschiene. Die Wärmeabfuhr wird damit erheblich verbessert. Dies erlaubt insbesondere eine Verwendung einer gewöhnlichen Leiterplatte (PCB) und einer normalen Verbindungstechnik (z.B. Löten) für das Leistungsmodul auch dann, wenn das Leistungsmodul für hohe Leistungen und unter hohen Temperaturbedingungen (Wärme) vorgesehen ist.
  • Insbesondere ist das mindestens eine Leistungsmodul vorzugsweise an einer ersten Oberfläche der Leiterplatte angeordnet und verläuft die mindestens eine Sammelschiene zumindest bereichsweise entlang einer zweiten, der ersten entgegengesetzten Oberfläche der Leiterplatte.
  • Der mindestens eine Durchgang in der Leiterplatte kann beispielsweise als mindestens ein (vollständig von der Leiterplatte umgebenes) Loch und/oder mindestens ein Schlitz ausgebildet sein; ein solcher Schlitz kann insbesondere vom Rand der Leiterplatte her in diese hineinführen.
  • Die Leiterplatte bildet vorzugsweise eine Fassung für die Wärmeleitung im Durchgang aus, liegt also vorzugsweise (mit einer Begrenzung des Durchgangs) mindestens teilweise an ihr an. So können Scherbewegungen von Leiterplatte und Sammelschiene relativ zueinander unterbunden werden, so dass das Leistungsmodul besonders robust und solide ist.
  • Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen stellt die Wärmeleitung zudem mindestens eine elektrische Anbindung des Leistungsmoduls bereit; mindestens ein (elektrischer) Anschluss des mindestens einen Leistungsbauteils kann dann also einen elektrischen Kontakt zur Wärmeleitung aufweisen und so über diese sowie vorzugsweise über die Sammelschiene an ein jeweiliges Potential anzuschließen sein.
  • Als das mindestens eine (wärmeleitend mit der mindestens einen Sammelschiene verbundene) Leistungsbauteil kann das Leistungsmodul beispielsweise mindestens einen Leistungsschalter (insbesondere mindestens einen Leistungs-MOSFET und/oder mindestens einen IGBT), mindestens eine Leistungsdiode und/oder mindestens einen Thyristor umfassen.
  • Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen ist das mindestens eine Leistungsbauteil bonddraht-frei aufgebaut. Es kann (allein oder zu mehreren zusammengefasst) gehaust sein, also mindestens bereichsweise eine Ummantelung umfassen. Derartige Ausführungen erleichtern die Fertigung und die Handhabung des Leistungsbauteils (und damit die Herstellung des Leistungsmoduls), zudem sind sie zuverlässiger als Leistungsmodule, die z.B. ungehauste Chips mit Bonddrahtverbindungen zu einem Substrat umfassen.
  • Die Leiterplatte kann insbesondere aus einem bedruckten Leiterplattensubstrat wie insbesondere einem PCB-, HDI-PCB oder Hochstrom-PCB gefertigt sein. Die Verwendung einer solchen Leiterplatte ermöglicht im Gegensatz zu keramischen Leistungssubstraten wie beispielsweise DBC- oder Aluminiumnitritsubstraten eine verbesserte Wärmeleitung, insbesondere indem die Kontaktierung durch Lötpunkte oder Schrauben erfolgen kann. Vorzugsweise ist ein/das Leiterplattensubstrat der Leiterplatte elektrisch isolierend mit einer Durchschlagsfestigkeit, die bei Raumtemperatur vorzugsweise mindestens 10kV/mm oder mindestens 12kV/mm beträgt. Es kann dazu beispielsweise aus einem Glasfaser-Harz-Verbundstoff, insbesondere aus einem Verbundwerkstoff der Klasse FR-4 gefertigt sein.
  • Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen ist das mindestens eine Leistungsbauteil zur Herstellung einer elektrischen Verbindung und/oder einer Signalverbindung mittels (gewöhnlicher) Lötverbindungen mit der Leiterplatte verbunden; die Lötverbindungen können dann als vorteilhafte Wärmeleitpfade wirken, zudem sind sie (beispielsweise im Vergleich zu Klebeverbindungen) besonders robust.
  • Die Leiterplatte kann außer mit dem mindestens einen (durch die Leiterplatte hindurch mit der mindestens eine Sammelschiene wärmeleitend verbundenen) Leistungsbauteil mit wenigstens einem weiteren Bauteil bestückt sein, beispielsweise mit einem Nebenwiderstand (Shunt) und/oder einem weiteren Leistungsbauteil. Ein solches weiteres Bauteil ist dann vorzugsweise mit der Leiterplatte mittels mindestens einer Lötverbindung verbunden.
  • Ein solches weiteres Bauteil kann vorzugsweise mittels Leitungsverbindungen auf der Leiterplatte elektrisch mit dem genannten mindestens einen Leistungsbauteil verbunden sein. Es kann mit derselben oder einer anderen Sammelschiene (vorzugsweise durch mindestens einen weiteren Durchgang in der Leiterplatte) wärmeleitend und/oder elektrisch verbunden sein wie bzw. als das mindestens eine Leistungsbauteil.
  • Die Leiterplatte kann mindestens eine Schnittstelle zur (elektrischen) Verbindung mit einem weiteren Modul, insbesondere einer Logik-Baugruppe und/oder einer Filter-Baugruppe umfassen.
  • Die mindestens eine Sammelschiene kann ganz oder teilweise aus Kupfer gefertigt sein. Sie kann zumindest bereichsweise elektrisch isoliert sein. Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen weist die mindestens eine Sammelschiene wenigstens eine Befestigungskomponente, beispielsweise mindestens ein Loch für eine jeweilige Schraub- und/oder Nietverbindung auf; dadurch kann das Leistungsmodul in einer Anwendung fixiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Sammelschiene an mindestens eine andere Komponente einer Einrichtung anzulöten oder angelötet sein.
  • Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen umfasst ein erfindungsgemäßes Leistungsmodul ein Gehäuse, welches das mindestens eine Leistungsbauteil mindestens teilweise umgibt. Ein solches Gehäuse kann insbesondere als (bevorzugt hohlraumfreies) Mold-Gehäuse ausgebildet sein, also als Guss oder Aufspritzung auf zumindest einen Bereich der Leiterplatte mit mindestens einem darauf angeordneten Bauteil (insbesondere dem besagten mindestens einen Leistungsbauteil). Vorzugsweise ist ein solches Gehäuse aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere Kunststoff.
  • Ein derartiges Gehäuse kann außer dem mindestens einen (durch die Leiterplatte hindurch wärmeleitend mit der mindestens einen Sammelschiene verbundenen) Leistungsbauteil mindestens ein weiteres Bauteil, insbesondere ein weiteres Leistungsbauteil mindestens teilweise umgeben, das - wie oben erwähnt - ebenfalls an der Leiterplatte angeordnet und mit dieser verbunden sein kann.
  • Mindestens eine (wie oben erwähnt) ggf. an der Leiterplatte angeordnete Schnittstelle zur Verbindung mit einem weiteren Modul liegt vorzugsweise außerhalb eines solchen Gehäuses.
  • Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen umfasst ein erfindungsgemäßes Leistungsmodul mindestens ein Wärmeleitmaterial (beispielsweise mindestens ein Metallelement, mindestens ein Wärmeleitkissen und/oder eine Wärmeleitpaste), das an einer Oberfläche des mindestens Leistungsbauteils anliegt. Ein derartiges Wärmeleitmaterial ermöglicht eine weitere vorteilhafte Abführung von Wärme vom Leistungsbauteil. Vorzugsweise ist dabei das Leistungsbauteil zwischen dem Wärmeleitmaterial und der Leiterplatte bzw. der durch diese hindurchgeführten wärmeleitenden Verbindung mit der Sammelschiene angeordnet. So wird eine zweiseitige Kühlung des Leistungsbauteils ermöglicht.
  • In Ausführungsvarianten, die zudem - wie oben erwähnt - ein Gehäuse umfassen, kann ein derartiges Wärmeleitmaterial ebenfalls mindestens teilweise vom Gehäuse eingefasst sein; dies verbessert die Stabilität des Leistungsmoduls, insbesondere einer Verbindung zwischen dem mindestens einen Wärmeleitmaterial und dem mindestens einen Leistungsbauteil. Vorzugsweise liegt dabei mindestens eine Oberfläche des mindestens einen Wärmeleitmaterials frei, ist also nicht vom Gehäuse abgedeckt: Dadurch wird die Wärmeabfuhr verbessert. Auf bzw. an dem Gehäuse und damit in thermischem Kontakt mit dem mindestens einen Wärmeleitmaterial kann ein Leistungsbauteil-Kühlkörper wie nachfolgend beschrieben angeordnet sein:
    • Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen umfasst ein erfindungsgemäßes Leistungsmodul einen Leistungsbauteil-Kühlkörper, der wärmeleitend mit einer von der Leiterplatte abgewandten Oberfläche des mindestens einen Leistungsbauteils verbunden ist. Das Leistungsbauteil ist dann also vorzugsweise mindestens teilweise zwischen der Leiterplatte und dem Leistungsbauteil-Kühlkörper angeordnet sowie mit letzterem wärmeleitend verbunden. So kann der Leistungsbauteil-Kühlkörper Wärme, die vom Leistungsbauteil im Betrieb erzeugt wird, vorteilhaft abführen bzw. abgeben, beispielsweise an eine anzuschließende Wärmeableitung und/oder an eine jeweilige Umgebung. Ein solcher Leistungsbauteil-Kühlkörper kann vorzugsweise Metall enthalten, insbesondere zumindest teilweise aus Metall bestehen.
  • Die wärmeleitende Verbindung von Leistungsbauteil und Leistungsbauteil-Kühlkörper kann durch direkten Kontakt (von Leistungsbauteil und Leistungsbauteil-Kühlkörper) hergestellt sein und/oder durch ein zwischen Leistungsbauteil und Leistungsbauteil-Kühlkörper angeordnetes Wärmeleitmaterial wie insbesondere mindestens ein Metallelement, mindestens ein Wärmeleitkissen und/oder eine (mindestens teilweise ausgehärtete oder viskose) Wärmeleitpaste. In Ausführungsformen mit Gehäuse (wie oben erwähnt) kann die wärmeleitende Verbindung insbesondere mindestens teilweise durch das Gehäuse hindurchführen.
  • Ein Leistungsbauteil-Kühlkörper kann dabei eine Trägereinrichtung umfassen, mit der er (in direktem Kontakt und/oder unter Einschluss eines vorzugsweise wärmeleitenden Verbindungsmaterials) auf der Leiterplatte aufsetzen und durch die er vorzugsweise (insbesondere mechanisch) dort fixiert sein kann. Vorzugsweise ist der Leistungsbauteil-Kühlkörper monolithisch mit der Trägereinrichtung ausgebildet.
  • Mittels einer solchen Trägereinrichtung kann eine besonders vorteilhafte Stabilität des Leistungsmoduls bewirkt werden, zudem kann damit Wärme von der Leiterplatte durch den Leistungsbauteil-Kühlkörper abgeführt werden. Die Trägereinrichtung kann mindestens ein säulenartig ausgebildetes Element und/oder einen durchgezogenen Rand umfassen, die jeweils von einer der Leiterplatte zugewandten und von dieser beabstandeten Basisfläche des Leistungsbauteil-Kühlkörpers abstehen können.
  • Zwischen einer solchen Trägereinrichtung und dem mindestens einen Leistungsbauteil kann/können ein oder mehrere Hohlräume ausgebildet sein. Insbesondere ist die Trägereinrichtung vorzugsweise vom mindestens einen Leistungsbauteil beabstandet, so dass also ein derartiger Hohlraum vollständig das mindestens eine Leistungsbauteil (entlang der Leiterplatte) umläuft. Auf diese Weise kann vermindert oder sogar verhindert werden, dass vom Leistungsbauteil in den Leistungsbauteil-Kühlkörper überführte Wärme in die Leiterplatte eingeleitet wird.
  • Der Leistungsbauteil-Kühlkörper kann einen Verbindungssockel aufweisen, der von der/einer der Leiterplatte zugewandten und von dieser beabstandeten Basisfläche abstehen kann (sich also bei entsprechender Ausrichtung aus der Basisfläche erhebt) und an dem der Leistungsbauteil-Kühlkörper wärmeleitend mit dem mindestens einen Leistungsbauteil verbunden sein kann. Das Leistungsbauteil bzw. (sofern vorhanden) das/ein Wärmeleitmaterial kann dann also mit dem Verbindungssockel verbunden sein. Insbesondere ermöglicht ein derartiger Verbindungssockel, dass ein vorteilhaftes Volumen des jeweiligen Hohlraums gezielt erzeugt werden kann.
  • Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen umfasst ein erfindungsgemäßes Leistungsmodul einen Sammelschienen-Kühlkörper, der wärmeleitend mit einer von der Leiterplatte abgewandten Oberfläche der Sammelschiene verbunden ist. Die Sammelschiene ist dann also vorzugsweise mindestens teilweise zwischen der Leiterplatte und dem Sammelschienen-Kühlkörper angeordnet und dabei mit letzterem wärmeleitend verbunden.
  • So kann der Sammelschienen-Kühlkörper Wärme, die vom Leistungsbauteil bei dessen Betrieb erzeugt und durch den Durchgang in der Leiterplatte hindurch in die Sammelschiene geleitet wird, vorteilhaft abführen, beispielsweise an eine anzuschließende Wärmeableitung und/oder an eine jeweilige Umgebung des Sammelschienen-Kühlkörpers bzw. des Leistungsmoduls insgesamt. Insbesondere kann auf diese Weise eine vorteilhafte Wärmeableitung auch bei relativ geringer Größe der Sammelschiene erreicht werden. Damit kann zum einen das Material (beispielsweise Kupfer) der Sammelschiene eingespart werden, zum anderen können in Ausführungsformen, bei denen mehrere Leistungsbauteile an der Leiterplatte angeordnet sind, diese auf einfache Weise mit voneinander verschiedenen (vorzugsweise relativ kleinen) Sammelschienen verbunden werden. Dadurch können Toleranz- und Ebenheitsprobleme (beispielsweise von Lötmaterial, mit dem die Leistungsbauteile an der Leiterplatte fixiert sein können) reduziert werden.
  • Die wärmeleitende Verbindung von Sammelschiene und Sammelschienen-Kühlkörper kann durch direkten Kontakt (von Sammelschiene und Sammelschienen-Kühlkörper) hergestellt sein und/oder durch ein zwischen Sammelschiene und Sammelschienen-Kühlkörper angeordnetes Wärmeleitmaterial wie insbesondere mindestens ein Metallelement, mindestens ein Wärmeleitkissen und/oder eine (zumindest teilweise ausgehärtete oder viskose) Wärmeleitpaste.
  • Ein Sammelschienen-Kühlkörper kann einen Verbindungssockel aufweisen, der von der/einer der Leiterplatte zugewandten und von dieser beabstandeten Grundfläche abstehen kann (sich also bei entsprechender Ausrichtung aus der Grundfläche erhebt) und an dem der Sammelschienen-Kühlkörper wärmeleitend mit der mindestens einen Sammelschiene verbunden sein kann. Die Sammelschiene bzw. (sofern vorhanden) das/ein Wärmeleitmaterial kann dann also mit dem Verbindungssockel verbunden sein.
  • Insbesondere kann ein erfindungsgemäßes Leistungsmodul sowohl einen Leistungsbauteil-Kühlkörper als auch einen Sammelschienen-Kühlkörper umfassen. Vorzugsweise ist die Leiterplatte und/oder das Leistungsbauteil dann zwischen diesen beiden Kühlkörpern angeordnet.
  • Derartige Leistungsmodule ermöglichen damit eine besonders effektive Wärmeabführung zu beiden Seiten der Leiterplatte bzw. des daran angeordneten Leistungsbauteils. Aufgrund der so erreichten Verminderung der thermomechanischen Belastung kann die Haltbarkeit des Leistungsmoduls verlängert werden. Darüber hinaus kann damit bei minimalem thermischem Widerstand im Kühlpfad die thermische Kapazität des Leistungsmoduls in beide Kühlrichtungen gesteigert und so die Spitzenleistungsfähigkeit des Leistungsmoduls verbessert werden.
  • Gemäß vorteilhaften derartigen Varianten sind die genannten beiden Kühlkörper miteinander verbunden. Die Verbindung kann dabei einen direkten Kontakt und/oder ein Zwischenmaterial umfassen, dass dann vorzugsweise wärmeleitend ist. Die Verbindung ermöglicht einen Wärmefluss von einem zum anderen der genannten Kühlkörper und erlaubt damit insbesondere einen Anschluss an eine gemeinsame Wärmeableitung.
  • Insbesondere können der Leistungsbauteil- und der Sammelschienen-Kühlkörper zusammen eine Kammer ausbilden, in deren Innerem mindestens ein Abschnitt der Leiterplatte, das mindestens eine Leistungsbauteil und mindestens ein Abschnitt der Sammelschiene angeordnet sein kann. Damit sind die Leiterplatte und das mindestens eine Leistungsbauteil vorteilhaft mindestens teilweise umgeben und geschützt, so dass das Leistungsmodul besonders kompakt und robust ist.
  • Zur Verbindung der beiden genannten Kühlkörper können/kann der Sammelschienen-Kühlkörper und/oder der Leistungsbauteil-Kühlkörper mindestens einen (jeweiligen) Kühlkörperrand umfassen, der von einer Grundfläche des Sammelschienen-Kühlkörpers bzw. einer Basisfläche des Leistungsbauteil-Kühlkörpers abstehen und mit dem jeweils anderen Kühlkörper verbunden sein kann, beispielsweise stoff-, kraft- und/oder formschlüssig, z.B. mittels mindestens einer Schraube und/oder Niete. Insbesondere kann ein derartiger Kühlkörperrand den jeweils anderen (der besagten) Kühlkörper dabei vorzugsweise mindestens teilweise umgeben: Dies ermöglicht eine besonders solide Verbindung.
  • Ein derartiger Kühlkörperrand ist in Ausführungsformen, bei denen der Sammelschienen-Kühlkörper einen Verbindungssockel wie oben beschrieben aufweist, vorzugsweise von dem Verbindungssockel beabstandet. Insbesondere ist zwischen dem Verbindungssockel (mit einem daran angeordneten Abschnitt der Sammelschiene) und dem Kühlkörperrand (des Sammelschienen-Kühlkörpers und/oder eines ggf. mit diesem verbundenen Leistungsbauteil-Kühlkörpers) vorzugsweise mindestens ein Hohlraum ausgebildet. Auf diese Weise kann vermindert oder sogar verhindert werden, dass von der Sammelschiene in den Sammelschienen-Kühlkörper überführte Wärme in die Leiterplatte eingeleitet wird.
  • Vorteilhaft ist eine Ausführungsvariante erfindungsgemäßer Leistungsmodule, die mindestens einen Leistungsbauteil-Isolationsrahmen umfasst, der das mindestens eine an der Leiterplatte angeordnete Leistungsbauteil zumindest teilweise einfasst. Ein derartiger Leistungsbauteil-Isolationsrahmen ist vorzugsweise mindestens teilweise aus einem elektrisch isolierenden Material. Er kann beispielsweise mit einem Rand auf der Leiterplatte anliegend von dieser abstehen. Der Leistungsbauteil-Isolationsrahmen kann damit einen elektrischen und/oder mechanischen Schutz des Leistungsbauteils bereitstellen.
  • In Ausführungsformen, die sowohl einen derartigen Leistungsbauteil-Isolationsrahmen als auch einen Leistungsbauteil-Kühlkörper umfassen, kann der Leistungsbauteil-Isolationsrahmen vorzugsweise den Leistungsbauteil-Kühlkörper mit der Leiterplatte verbinden. Sofern das Leistungsbauteil mittels mindestens eines wärmeleitenden Materials mit dem Leistungsbauteil - Kühlkörper verbunden ist, kann der Leistungsbauteil-Isolationsrahmen auch dieses Material vorzugsweise mindestens teilweise einfassen (also umgeben).
  • Analog oder zusätzlich kann ein erfindungsgemäßes Leistungsmodul mindestens einen Sammelschienen-Isolationsrahmen umfassen, der die mindestens eine Sammelschiene zumindest teilweise einfasst. Ein derartiger Sammelschienen-Isolationsrahmen ist vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material. Er kann beispielsweise mit einem Rand auf der Leiterplatte aufliegend von dieser abstehen.
  • In Ausführungsformen, die sowohl einen derartigen Sammelschienen-Isolationsrahmen als auch einen Sammelschienen-Kühlkörper umfassen, kann der Sammelschienen-Isolationsrahmen vorzugsweise den Sammelschienen-Kühlkörper mit der Leiterplatte verbinden. Sofern die Sammelschiene mittels mindestens eines wärmeleitenden Materials mit dem Sammelschienen-Kühlkörper verbunden ist, kann der Sammelschienen-Isolationsrahmen auch dieses Material vorzugsweise mindestens teilweise einfassen (also umgeben).
  • Ein erfindungsgemäßer Stromrichter umfasst ein erfindungsgemäßes Leistungsmodul gemäß einer der in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen. Er kann zum Beispiel ein Stromrichter für eine Boost-Rekuperations-Maschine sein, die dazu eingerichtet ist, Bremsenergie eines Fahrzeugs zu speichern und später für ein zusätzliches Drehmoment nutzbar zu machen. Der Stromrichter kann insbesondere ein bi-direktionaler DC/DC-Wandler sein. Er kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, ein Bordnetz einer ersten Spannung mit elektrischer Energie zu versorgen, die aus einem Bordnetz einer zweiten, von der ersten verschiedenen Spannung stammt. Insbesondere kann die erste Spannung niedriger sein als die zweite Spannung. Gemäß speziellen Ausführungsbeispielen beträgt die erste Spannung 12V und die zweite Spannung 48V. Der Stromrichter kann insbesondere auch als Wechselrichter oder Gleichrichter betrieben werden und zur Verbindung einer elektrischen Maschine mit einem Gleichspannungsnetz dienen.
  • Eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugkomponente umfasst mindestens ein erfindungsgemäßes Leistungsmodul gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsformen. Insbesondere kann das Leistungsmodul dabei Teil eines von der Kraftfahrzeugkomponente umfassten erfindungsgemäßen Stromrichters sein. Gemäß bevorzugten Ausführungsvarianten umfasst die Kraftfahrzeugkomponente eine Boost-Rekuperations-Maschine (wie oben erwähnt) mit einem erfindungsgemäßen Stromrichter.
  • Die verbesserte Wärmeableitung von am Leistungsbauteil entstehender Wärme vermindert bei einem erfindungsgemäßen Stromrichter bzw. einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkomponente die Wärmeabgabe an weitere Elemente, deren Haltbarkeit sich dadurch erhöhen bzw. deren Kühlung dann vermindert werden kann.
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich, dass einzelne Elemente und Komponenten auch anders kombiniert werden können als dargestellt. Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente sind figurenübergreifend verwendet und werden ggf. nicht für jede Figur neu beschrieben.
  • Es versteht sich, dass reale Größenverhältnisse von den dargestellten abweichen können.
  • Es zeigen schematisch:
    • 1 eine exemplarische Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leistungsmoduls in perspektivischer Darstellung;
    • 2 eine Schnittansicht des Leistungsmoduls der 1;
    • 3 eine Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leistungsmoduls; und
    • 4 die Illustration von Wärmeströmungen in einem weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leistungsmoduls.
  • In 1 ist in perspektivischer Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leistungsmoduls 100 dargestellt, die 2 zeigt eine Schnittansicht des Leistungsmoduls 100. Zur Vermeidung von Wiederholungen und da aufgrund der unterschiedlichen Ansichten jeweils verschiedene Details sichtbar oder verborgen sind, werden die beiden Figuren im Folgenden simultan beschrieben.
  • Das Leistungsmodul 100 umfasst eine Leiterplatte 6 und (insbesondere) ein daran angeordnetes gehaustes, vorzugsweise bonddrahtfrei ausgebildetes Leistungsbauteil 8, das beispielsweise ein Leistungs-MOSFET sein kann.
  • Über Schnittstellen 7 an der Leiterplatte 6 kann das Leistungsmodul 100 mit einem weiteren Modul, beispielsweise einer Logik-Baugruppe und/oder einer Filter-Baugruppe verbunden werden.
  • Mittels (nur in der 2 sichtbarer) elektrischer Leitungsdrähte 12, die zur Energie- und/oder Signalübertragung vorgesehen sein können, ist das Leistungsbauteil 8 vorzugsweise mit den Schnittstellen 7 und/oder mit mindestens einem weiteren an der Leiterplatte 6 angeordneten Bauteil verbunden, beispielsweise dem Bauteil 11, das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel insbesondere ein Nebenwiderstand (Shunt) sein kann.
  • Das Leistungsbauteil 8, das weitere Bauteil 11 sowie im Sinne der Übersichtlichkeit nicht bezeichnete weitere Bauteile auf der Leiterplatte 6 sind in ein gemeinsames Gehäuse 5 eingefasst, das vorzugsweise als hohlraumfreies, beispielsweise gegossenes oder gespritztes Mold-Gehäuse ausgebildet ist. Die Schnittstellen 7 liegen dabei außerhalb des Gehäuses 5 und damit gut zugänglich.
  • An einer der Leiterplatte 6 jeweils entgegengesetzten Seite ist an dem Leistungsbauteil 8 und dem weiteren Bauteil 11 jeweils ein Wärmeleitmaterial 9 angeordnet, das damit an dieser Seite jeweils einen Wärmepfad zur Ableitung von im Betrieb auftretender Wärme bilden. Das Wärmeleitmaterial 9 kann z.B. ein Metallelement, ein Wärmeleitkissen und/oder eine (zumindest teilweise ausgehärtete oder viskose) Wärmeleitpaste umfassen. Es weist vorliegend jeweils eine nicht vom Gehäuse 5 abgedeckte Oberfläche auf, wie insbesondere in der Schnittansicht der 2 sichtbar ist. Dies ermöglicht eine Montage des Leistungsmoduls 100 derart, dass das Wärmeleitmaterial 9 beispielsweise an einer Wärmesenke (z.B. einem Leistungsbauteil-Kühlkörper) anliegt, so dass eine besonders gute Wärmeableitung ermöglicht wird.
  • Wie in der 1 erkennbar, weist das dargestellte Leistungsmodul 100 vorliegend drei Sammelschienen 1, 2 und 3 auf. Zum Fixieren des Leistungsmoduls mittels Schraub- und/oder Nietverbindung sind in den Sammelschienen jeweilige Löcher 4 ausgebildet.
  • Bei einer Verwendung des Leistungsmoduls 100 (beispielsweise als Teil eines erfindungsgemäßen Stromrichters) können diese Sammelschienen mit unterschiedlichen Ständerwicklungen einer elektrischen Maschine oder mit voneinander verschiedenen Potentialen verbunden werden. Beispielsweise kann die Sammelschiene 1 an ein +-Potential angeschlossen werden, Sammelschiene 2 an die Erde und Sammelschiene 3 an Phase. In der 2 ist sichtbar, dass das Gehäuse 5 teilweise über einen Rand der Leiterplatte 6 hinausragt und damit teilweise an der Sammelschiene 1 anliegt. Dadurch wird die Verbindung der Sammelschiene mit der Leiterplatte gefestigt.
  • Jeweilige Anschlüsse des Leistungsbauteils 8 sind vorzugsweise mit je einer der Sammelschienen 1, 2, 3 elektrisch verbunden, beispielsweise über Schnittstellen 10, die auf die Leiterplatte 6 gelötet sind.
  • In der 2 ist erkennbar, dass die Sammelschiene 1 einen Vorsprung 1a aufweist, der durch einen Durchgang D in der Leiterplatte 6 hindurchragt; die Leiterplatte 6 liegt dabei mit einer Begrenzung des Durchgangs D (in der Figur seitlich) an dem Vorsprung 1a an und fasst ihn so ein. Das Leistungsbauteil 8 liegt teilweise an dem Vorsprung 1a an bzw. kann an ihm angelötet sein. Damit ist die Sammelschiene 1 durch den in der Leiterplatte 6 ausgebildeten Durchgang D hindurch wärmeleitend mit dem Leistungsbauteil verbunden, und zwar vorliegend durch direkten Kontakt. So kann bei einem Betrieb des Leistungsmoduls 100 im Leistungsbauteil 8 erzeugte Wärme besonders effizient über die Sammelschiene 1 abgeführt werden.
  • Die 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leistungsmoduls 300. Dieses umfasst eine Leiterplatte 6 mit einem Durchlass D, der von einem an der Leiterplatte 6 angeordneten und mittels einer Lötschicht 16 fixierten Leistungsbauteil 8 überbrückt bzw. abgedeckt ist. Ein Leitungsdraht 12 dient dazu, das Leistungsbauteil 8 elektrisch an eine Schnittstelle und/oder an mindestens ein weiteres an der Leiterplatte 6 angeordnetes Bauteil, insbesondere mindestens ein weiteres Leistungsbauteil anzubinden (nicht dargestellt).
  • Eine ebenfalls vom Leistungsmodul 300 umfasste Sammelschiene 1 weist einen Vorsprung 1a auf, der in den Durchlass D hineinragt und auf dem die Lötschicht 16 angeordnet ist, die somit außer zur Befestigung auch als Wärmeleitmaterial dient. Insbesondere ist das Leistungsbauteil 8 somit durch den Durchlass D hindurch wärmeleitend mit der Sammelschiene 1 verbunden.
  • Eine von der Leiterplatte 6 abgewandte Oberfläche O1 des mindestens einen Leistungsbauteils 8 ist über ein Wärmeleitmaterial 9a (z.B. ein Metallelement, ein Wärmeleitkissen und/oder eine Wärmeleitpaste) wärmeleitend mit einem Leistungsbauteil-Kühlkörper 13 verbunden. Damit kann Wärme, die beim Betrieb des Leistungsbauteils 8 entsteht, von diesem vorteilhaft weggeführt, beispielsweise in die Umgebung des Leistungsmoduls 300 abgegeben und/oder ableitet werden.
  • Der Leistungsbauteil-Kühlkörper 13 weist eine Trägereinrichtung 13a auf, die ebenso wie ein Verbindungssockel 13b, an dem das Leistungsbauteil 8 wärmeleitend mit dem Leistungsbauteil-Kühlkörper 13 verbunden ist, von einer Basisfläche B absteht. Die Trägereinrichtung 13a kann dabei mehrere säulenartige Elemente und/oder einen durchgezogenen (beispielsweise kranzartig um das mindestens eine Leistungsbauteil 8 herumlaufenden) Rand umfassen, der insbesondere um den Verbindungssockel herumlaufend und von diesem beabstandet ausgebildet sein kann.
  • Die Leistungsbauteil-Kühlkörper 13 setzt mit der Trägereinrichtung 13a auf der Leiterplatte 6 (in direktem Kontakt und/oder unter Einschluss eines vorzugsweise wärmeleitenden Verbindungsmaterials) auf. Auf diese Weise kann durch die Trägereinrichtung 13a hindurch Wärme von der Leiterplatte abgeleitet werden, zudem wird das Leistungsmodul 300 durch die Trägereinrichtung 13a insgesamt stabilisiert. Zwischen der Trägereinrichtung 13a und dem mindestens einen Leistungsbauteil ist mindestens ein Hohlraum H ausgebildet, der insbesondere verhindert oder zumindest vermindert, dass Wärme, die der Leistungsbauteil-Kühlkörper 13 vom Leistungsbauteil 8 aufgenommen hat, in die Leiterplatte 6 geleitet wird.
  • Das in der 3 dargestellte Leistungsmodul 300 weist einen Leistungsbauteil-Isolationsrahmen 18 aus einem elektrisch isolierenden Material auf, der die Leiterplatte 6 und den Verbindungssockel 13b des Leistungsbauteil-Kühlkörpers 13 miteinander verbindet und dabei das Leistungsbauteil 8 sowie das Wärmeleitmaterial 9a umläuft bzw. umgibt. Damit schützt der Leistungsbauteil-Isolationsrahmen 18 das Leistungsbauteil 8 vor nachteiligen elektrischen und mechanischen Einflüssen.
  • Das Leistungsmodul 300 umfasst weiterhin einen Sammelschienen-Kühlkörper 14. Dieser weist eine Grundfläche G und einen von dieser abstehenden Verbindungssockel 14b auf, der über ein Wärmeleitmaterial 9b mit einer von der Leiterplatte 6 bzw. vom Durchgang D abgewandten Oberfläche O2 der Sammelschiene 1 wärmeleitend verbunden ist.
  • Somit kann vom Leistungsbauteil 8 im Betrieb erzeugte Wärme nach beiden Seiten der Leiterplatte 6, nämlich durch den Leistungsbauteil-Kühlkörper 13 einerseits und durch die Sammelschiene 1 und den mit dieser verbundenen Sammelschienen-Kühlkörper 14 andererseits abgeführt werden. Auf diese Weise kann eine schädigende Erhitzung des Leistungsmoduls 300 besonders effizient verhindert und damit dessen Haltbarkeit erheblich gesteigert werden.
  • Die Sammelschiene 1 und das darauf angeordnete Wärmeleitmaterial 9b sind bei der dargestellten Ausführungsform durch einen Sammelschienen-Isolationsrahmen 19 eingefasst, der die Leiterplatte 6 und den Verbindungssockel des Sammelschienen-Kühlkörpers 14 miteinander verbindet und der vorzugsweise mindestens teilweise aus einem elektrisch isolierenden Material besteht.
  • Von der Grundfläche G steht weiterhin ein Kühlkörperrand 14a des Sammelschienen-Kühlkörpers 14 ab, der mit dem Leistungsbauteil-Kühlkörper 13 verbunden ist, diesen vorliegend sogar umgibt (umrandet). Die Verbindung ist dabei beim dargestellten Leistungsmodul 300 vorteilhaft mittels Nieten oder Schrauben 20 realisiert.
  • Die so hergestellte Verbindung von Leistungsbauteil-Kühlkörper 13 und Sammelschienen-Kühlkörper 14 ermöglicht eine gemeinsame Wärmeableitung, beispielsweise durch eine an den Leistungsbauteil-Kühlkörper 13 angeschlossene (in der Figur nicht dargestellte) Wärmesenke. Darüber hinaus bilden der Leistungsbauteil-Kühlkörper 13 und der damit verbundene Sammelschienen-Kühlkörper 14 zusammen eine vorteilhafte Kapsel für die Leiterplatte 6 und das daran angeordnete Leistungsbauteil 8. Neben seiner vorteilhaften Wärmeabfuhr ist das Leistungsmodul 300 damit auch besonders gut zu verbauen und solide.
  • In der 4 sind in einem weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leistungsmoduls 400 schematisch Wärmeübertragungen durch Pfeile gekennzeichnet. Die jeweilige Dicke der Pfeile symbolisiert dabei einen jeweiligen Wärmestrom.
  • Das Leistungsmodul 400 weist eine Leiterplatte 6 mit vorliegend zwei Leistungsbauteilen 8, 8', die durch jeweilige Durchlässe D, D' in der Leiterplatte 6 hindurch wärmeleitend mit zugehörigen (voneinander verschiedenen) Sammelschienen 1, 1' verbunden sind: Die Verwendung relativ kleiner, voneinander verschiedener Sammelschienen (unter Vermeidung von Nachteilen in der Wärmeabfuhr) wird insbesondere durch den erfindungsgemäß erreichten niedrigen thermischen Widerstand des Leistungsmoduls 400 möglich. Durch sie können insbesondere Toleranz- und Ebenheitsprobleme (beispielsweise von Lötmaterial, mit dem die Leistungsbauteile an der Leiterplatte fixiert sein können) reduziert werden.
  • Die Leistungsbauteile 8, 8' sind wärmeleitend mit einem gemeinsamen Leistungsbauteil-Kühlkörper 13 verbunden, der mit einer Trägereinrichtung 13a auf der Leiterplatte 13 aufsetzt. Die Sammelschienen 1,1' sind analog wärmeleitend mit einem gemeinsamen Sammelschienen-Kühlkörper 14 verbunden. Entsprechend dem in Bezug auf die 3 Beschriebenen sind die Leistungsbauteile 8, 8' und die Sammelschienen 1,1' in jeweilige Isolationsrahmen eingefasst.
  • Wie in der 4 durch Pfeile kenntlich gemacht ist, kann im Betrieb der Leistungsbauteile 8, 8' erzeugte Wärme in den Leistungsbauteil-Kühlkörper 13 geleitet und von ihm an eine Umgebung (oder eine nicht dargestellte Wärmeableitung) abgegeben werden. Darüber hinaus kann der Leistungsbauteil-Kühlkörper 13 mit der Trägereinrichtung 13a Wärme von der Leiterplatte 6 aufnehmen.
  • In die entgegengesetzte Richtung kann ferner Wärme, die von den Leistungsbauteile 8, 8' im Betrieb erzeugt wird, von den Sammelschienen 1,1' aufgenommen und an den Sammelschienen-Kühlkörper 14 abgegeben werden, der die Wärme dann durch seinen Kühlkörperrand 14a in den Leistungsbauteil-Kühlkörper 13 leiten kann. Damit kann die in beide Richtungen entstehende Wärmestrahlung der Leistungsbauteile 8, 8' schließlich durch den Leistungsbauteil-Kühlkörper 13 hindurch in die Umgebung abgegeben und/oder über eine (nicht dargestellte) gemeinsame Wärmeableitung abgeführt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 1', 2, 3
    Sammelschiene
    1a
    Vorsprung der Sammelschiene 1
    4
    Loch in Sammelschiene
    5
    Gehäuse
    6
    Leiterplatte
    7
    Schnittstellen an der Leiterplatte
    8
    Leistungsbauteil
    9a, 9b
    Wärmeleitmaterial
    10
    Schnittstellen am Leistungsbauteil
    11
    weiteres Bauteil
    12
    elektrischer Leitungsdraht
    13
    Leistungsbauteil-Kühlkörper
    13a
    Trägereinrichtung des Leistungsbauteil-Kühlkörpers 13
    13b
    Verbindungssockel des Leistungsbauteil-Kühlkörpers 13
    14
    Sammelschienen-Kühlkörper
    14a
    Kühlkörperrand des Sammelschienen-Kühlkörpers 14
    14b
    Verbindungssockel des Sammelschienen-Kühlkörpers 14
    15
    Wärmeleitpaste
    16
    Lötschicht
    17
    Leitungsdraht zur Anbindung
    18
    Leistungsbauteil-Isolationsrahmen
    19
    Sammelschienen-Isolationsrahmen
    100, 300, 400
    Leistungsmodul
    D
    Durchgang in der Leiterplatte
    H
    Hohlraum
    O1
    von der Leiterplatte abgewandte Oberfläche des mindestens einen Leistungsbauteils
    O2
    von der Leiterplatte abgewandte Oberfläche der mindestens einen Sammelschiene
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010001565 A1 [0003]
    • DE 102015100771 A1 [0004]
    • US 6005773 [0004]
    • WO 2017/080903 A1 [0004]
    • DE 10156626 A1 [0004]
    • DE 102010002138 A1 [0004]
    • WO 2004/008618 A2 [0004]
    • DE 102004011808 A1 [0004]
    • WO 2015/176992 A1 [0004]
    • DE 102013215246 A1 [0004]
    • DE 102015104880 A1 [0004]
    • US 2011/0127888 A1 [0004]
    • US 2016/0005675 A1 [0004]
    • US 9620440 B1 [0004]
    • US 2016/0105080 A1 [0004]
    • US 7224145 B2 [0004]

Claims (12)

  1. Leistungsmodul (100, 300, 400) mit einer Leiterplatte (6); mindestens einem an der Leiterplatte angeordneten Leistungsbauteil (8, 8') und mindestens einer Sammelschiene (1, 1', 2, 3) zum Anschluss des mindestens einen Leistungsbauteils (8, 8') an ein Potential, wobei die mindestens eine Sammelschiene durch mindestens einen in der Leiterplatte ausgebildeten Durchgang (D, D') hindurch wärmeleitend mit dem mindestens eine Leistungsbauteil (8, 8') verbunden ist.
  2. Leitungsmodul gemäß Anspruch 1, wobei die Sammelschiene (1, 1') einen Vorsprung (1a) aufweist, der mindestens teilweise in den mindestens einen Durchgang (D, D') hinein- oder durch diesen hindurchragt.
  3. Leistungsmodul gemäß Anspruch 1 oder 2, das als mindestens ein Leistungsbauteil (8, 8') wenigstens einen Leistungsschalter umfasst.
  4. Leistungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Leistungsbauteil (8, 8') gehaust ist.
  5. Leistungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, das zudem ein Gehäuse (5) umfasst, welches das mindestens eine Leistungsbauteil (8) mindestens teilweise umgibt.
  6. Leistungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, das zudem mindestens ein Wärmeleitmaterial (9, 9a) umfasst, das an einer der Leiterplatte abgewandten Oberfläche des mindestens einen Leistungsbauteils (8, 8') anliegt.
  7. Leistungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Sammelschiene (1, 1', 2, 3) mindestens bereichsweise elektrisch isoliert ist.
  8. Leistungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, das einen Leistungsbauteil-Kühlkörper (13) umfasst, der wärmeleitend mit einer von der Leiterplatte (6) abgewandten Oberfläche (O1) des mindestens einen Leistungsbauteils (8, 8') verbunden ist und/oder das einen Sammelschienen-Kühlkörper (14) umfasst, der wärmeleitend mit einer von der Leiterplatte (6) abgewandten Oberfläche (O2) der mindestens einen Sammelschiene (1, 1') verbunden ist.
  9. Leistungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Leistungsbauteil (8, 8') mindestens teilweise in einen Leistungsbauteil-Isolationsrahmen (18) eingefasst ist und/oder wobei die mindestens eine Sammelschiene (1, 1') mindestens teilweise in einen Sammelschienen-Isolationsrahmen (19) eingefasst ist.
  10. Stromrichter, der ein Leistungsmodul (100, 30, 400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
  11. Kraftfahrzeugkomponente, die mindestens ein Leistungsmodul (100, 300, 400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
  12. Kraftfahrzeugkomponente nach Anspruch 11, die eine Boost-Rekuperations-Maschine mit einem das Leistungsmodul (100, 300, 400) umfassenden Stromrichter umfasst.
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