DE102020109500A1 - Method for connecting at least two electronic components - Google Patents

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Andreas Apelsmeier
Benjamin Söhnle
Daniel Ruppert
Philipp Eberhart
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Audi AG
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    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K2101/36—Electric or electronic devices

Abstract

Verfahren zum Verbinden von wenigstens zwei elektronischen Bauteilen (1, 2), wobei die elektronischen Bauteile (1, 2) jeweils einen Bauteilkörper (5, 7) und wenigstens eine von dem Bauteilkörper abstehende Kontaktlasche (4, 8) aufweisen, umfassend die Schritte:- Bereitstellen der wenigstens zwei elektronischen Bauteile (1, 2),- Anordnen der Bauteile (1, 2), so dass zumindest eine erste Kontaktlasche (4) eines ersten der Bauteile (1) an einer zweiten Kontaktlasche (8) eines zweiten der Bauteile (2) überlappend anliegt, wobei die zweite Kontaktlasche (8) zumindest mit einem Laschenabschnitt (10) unter einem Winkel größer als 0° und kleiner als 90° zu der ersten Kontaktlasche (4) steht,- Aufbringen einer ersten Kraft auf das erste Bauteil (1), so dass eine Kontaktfläche zwischen der ersten Kontaktlasche (4) und dem Laschenabschnitt (10) durch eine Verformung der zweiten Kontaktlasche (8) vergrößert wird,- Aufbringen einer zweiten Kraft zumindest auf einen Abschnitt der ersten Kontaktlasche (4), so dass die Kontaktfläche zwischen der ersten Kontaktlasche (4) und der zweiten Kontaktlasche (8) durch eine Verformung der ersten Kontaktlasche (4) vergrößert wird,- Befestigen der Kontaktlaschen (4, 8) aneinander.A method for connecting at least two electronic components (1, 2), the electronic components (1, 2) each having a component body (5, 7) and at least one contact tab (4, 8) protruding from the component body, comprising the steps: - providing the at least two electronic components (1, 2), - arranging the components (1, 2) so that at least one first contact tab (4) of a first of the components (1) on a second contact tab (8) of a second of the components (2) overlapping, the second contact tab (8) at least with one tab section (10) at an angle greater than 0 ° and less than 90 ° to the first contact tab (4), - applying a first force to the first component (1), so that a contact area between the first contact tab (4) and the tab section (10) is enlarged by deforming the second contact tab (8), - applying a second force to at least a section of the first contact tab e (4), so that the contact area between the first contact tab (4) and the second contact tab (8) is enlarged by deforming the first contact tab (4), - fastening the contact tabs (4, 8) to one another.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von wenigstens zwei elektronischen Bauteilen, wobei die elektronischen Bauteile jeweils einen Bauteilkörper und wenigstens eine von dem Bauteilkörper abstehende Kontaktlasche aufweisen.The invention relates to a method for connecting at least two electronic components, the electronic components each having a component body and at least one contact tab protruding from the component body.

Zur Bildung von elektronischen Schaltungsanordnungen werden mehrere elektronische Bauteile miteinander verbunden. Für manche Anwendungen, beispielsweise für leistungselektronische Schaltungen, müssen die Verbindungen der elektronischen Bauteile untereinander sowohl eine hinreichende Stromtragfähigkeit als auch möglichst geringe Induktivitäten aufweisen. Ferner kann für manche Anwendungen eine hohe mechanische Stabilität der Verbindungen erforderlich sein, beispielsweise bei in einem Kraftfahrzeug eingesetzten Schaltungsanordnungen.Several electronic components are connected to one another to form electronic circuit arrangements. For some applications, for example for power electronic circuits, the connections between the electronic components must have both a sufficient current carrying capacity and the lowest possible inductance. Furthermore, a high mechanical stability of the connections may be required for some applications, for example in the case of circuit arrangements used in a motor vehicle.

Ein möglichst niederinduktives Verbinden von Bauteilen ist insbesondere dann wünschenswert, wenn eine Schaltungsanordnung Bauteile mit schnell schaltenden Schaltelementen aufweist. Bei schnell schaltenden Leistungshalbleitern kann es aufgrund von Induktivitäten in der elektrischen Schaltungsanordnung zu sehr großen Spannungsüberschwingungen kommen, welche zu einer Funktionsbeeinträchtigung und/oder zu Beschädigungen der elektrischen Schaltungsanordnung führen können. Um dies zu vermeiden, wird beispielsweise die Schaltgeschwindigkeit der Bauteile begrenzt, so dass die Sperrspannung der zum Schalten verwendeten Leistungshalbleiter durch die Spannungsüberschwingungen nicht erreicht bzw. nicht überschritten wird.A connection of components with the lowest possible inductance is particularly desirable when a circuit arrangement has components with fast-switching switching elements. In the case of fast-switching power semiconductors, inductances in the electrical circuit arrangement can lead to very large voltage overshoots, which can lead to functional impairment and / or damage to the electrical circuit arrangement. To avoid this, the switching speed of the components is limited, for example, so that the reverse voltage of the power semiconductors used for switching is not reached or exceeded by the voltage overshoots.

Durch das Auftreten von Spannungsüberschwingungen ergeben sich weiterhin Schaltverluste beim Betrieb der elektrischen Schaltungsanordnung, welche sich aus dem Produkt aus Strom und Spannung im Schaltvorgang zusammensetzen. Spannungsüberschwingungen beim Betrieb einer elektrischen Schaltungsanordnung haben dabei einen maßgeblichen Beitrag zu den Schaltverlusten der gesamten elektrischen Schaltungsanordnung. Die maximal möglichen Schaltgeschwindigkeiten der Schaltelemente bei Betrieb der elektrischen Schaltungsanordnung ergeben sich unter anderem aus den Induktivitäten, welche aus den Verbindungen der elektrischen Bauteile zueinander herrühren. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Ansätze zum niederinduktiven Verbinden von elektronischen Bauteilen bekannt.The occurrence of voltage overshoots also result in switching losses during the operation of the electrical circuit arrangement, which are made up of the product of current and voltage in the switching process. Voltage overshoots during the operation of an electrical circuit arrangement make a significant contribution to the switching losses of the entire electrical circuit arrangement. The maximum possible switching speeds of the switching elements when the electrical circuit arrangement is in operation result, among other things, from the inductances that result from the connections between the electrical components. Various approaches for the low-inductance connection of electronic components are known from the prior art.

In EP 2 605 391 A2 wird ein Leistungswechselrichter beschrieben, wobei der Leistungswechselrichter mehrere Leistungsmodule umfasst, die über laminierte Stromschienen mit einem Zwischenkreis verbunden sind. Ein in dem Zwischenkreis vorgesehener Zwischenkreiskondensator ist ebenfalls über diese Stromschienen mit den Leistungsmodulen verbunden.In EP 2 605 391 A2 A power inverter is described, the power inverter comprising a plurality of power modules that are connected to an intermediate circuit via laminated busbars. An intermediate circuit capacitor provided in the intermediate circuit is also connected to the power modules via these busbars.

US 2019/0 181 770 A1 offenbart ein elektronisches Leistungsmodul, das mit einem Zwischenkreiskondensator über laminierte Stromschienen verbunden ist. Die Anschlüsse des Leistungsmoduls sind dabei so ausgeführt, dass sie möglichst niederinduktiv über die Stromschiene mit dem Zwischenkreiskondensator verbunden werden können, wobei die Anschlüsse derart angeordnet sind, dass kein Verbiegen oder andere geometrische Umformungen der Stromschiene notwendig sind. US 2019/0 181 770 A1 discloses an electronic power module connected to an intermediate circuit capacitor via laminated bus bars. The connections of the power module are designed so that they can be connected to the intermediate circuit capacitor via the busbar with as low an inductance as possible, the connections being arranged in such a way that no bending or other geometric deformations of the busbar are necessary.

Aus EP 1 788 596 A1 ist ein Wechselrichter bekannt, welcher einen Zwischenkreiskondensator und mehrere Leistungsmodule umfasst. Die Leistungsmodule sind dabei unterhalb des Zwischenkreiskondensators angeordnet, wobei die Gleichstromanschlüsse der Leistungsmodule jeweils mit den Kontakten des Zwischenkreiskondensators verschraubt sind.the end EP 1 788 596 A1 an inverter is known which comprises an intermediate circuit capacitor and several power modules. The power modules are arranged below the intermediate circuit capacitor, the DC connections of the power modules being screwed to the contacts of the intermediate circuit capacitor.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verbinden von wenigstens zwei elektronischen Bauteilen anzugeben, welches eine stabile und möglichst niederinduktive Verbindung der Bauteile ermöglicht.The invention is therefore based on the object of specifying a method for connecting at least two electronic components which enables the components to be connected in a stable manner and with as low an inductance as possible.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass es die Schritte umfasst:

  • - Bereitstellen der wenigstens zwei elektronischen Bauteile,
  • - Anordnen der Bauteile, so dass zumindest eine erste Kontaktlasche eines ersten der Bauteile an einer zweiten Kontaktlasche eines zweiten der Bauteile überlappend anliegt, wobei die zweite Kontaktlasche zumindest mit einem Laschenabschnitt unter einem Winkel größer als 0° und kleiner als 90° zu der ersten Kontaktlasche steht,
  • - Aufbringen einer ersten Kraft auf das erste Bauteil, so dass eine Kontaktfläche zwischen der ersten Kontaktlasche und dem Laschenabschnitt durch eine Verformung der zweiten Kontaktlasche vergrößert wird,
  • - Aufbringen einer zweiten Kraft zumindest auf einen Abschnitt der ersten Kontaktlasche, so dass die Kontaktfläche zwischen der ersten Kontaktlasche und der zweiten Kontaktlasche durch eine Verformung der ersten Kontaktlasche vergrößert wird,
  • - Befestigen der Kontaktlaschen aneinander.
To achieve this object, the invention provides for a method of the type mentioned at the outset that it comprises the steps:
  • - Providing the at least two electronic components,
  • - Arranging the components so that at least a first contact tab of a first of the components rests in an overlapping manner on a second contact tab of a second of the components, the second contact tab having at least one tab section at an angle greater than 0 ° and less than 90 ° to the first contact tab stands,
  • Applying a first force to the first component, so that a contact area between the first contact tab and the tab section is enlarged by deformation of the second contact tab,
  • Applying a second force to at least one section of the first contact tab, so that the contact area between the first contact tab and the second contact tab is enlarged by deformation of the first contact tab,
  • - Attach the contact tabs to each other.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat dabei den Vorteil, dass durch das Verwenden der ersten Kraft und der zweiten Kraft, mithin also einer zweistufigen Fügekraft, zunächst ein Ausrichten der zweiten Kontaktlasche des zweiten Bauteils, welche zumindest mit einem Laschenabschnitt unter einem Winkel größer als 0° und kleiner als 90° zu der ersten Kontaktlasche steht, vorgenommen werden kann, bevor durch die zweite Kraft eine weitere Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen der ersten Kontaktlasche und der zweiten Kontaktlasche durch eine Verformung der ersten Kontaktlasche erfolgt. Dies bewirkt eine möglichst große und möglichst spaltfreie Kontaktfläche zwischen der ersten Kontaktlasche des ersten elektronischen Bauteils und der zweiten Kontaktlasche des zweiten elektronischen Bauteils. Durch die möglichst große Kontaktfläche, welche zwischen der ersten Kontaktlasche und der zweiten Kontaktlasche ausgebildet wird, wird eine möglichst niederinduktive Verbindung der Kontaktlaschen und somit auch der jeweiligen Bauteile ermöglicht. Die Kontaktlaschen stellen jeweils einen elektrischen Anschluss des Bauteils dar und können auch als Anschlusslaschen bezeichnet werden. Die Kontaktlaschen sind bevorzugt aus einem leitfähigen Metall, beispielsweise aus Aluminium, Kupfer, Silber oder Gold, gefertigt.The method according to the invention has the advantage that by using the first force and the second force, thus one two-stage joining force, first an alignment of the second contact tab of the second component, which is at least one tab section at an angle greater than 0 ° and less than 90 ° to the first contact tab, can be made before the second force further enlarges the contact area takes place between the first contact tab and the second contact tab by deformation of the first contact tab. This brings about the largest possible contact area, which is as gap-free as possible, between the first contact tab of the first electronic component and the second contact tab of the second electronic component. The largest possible contact surface, which is formed between the first contact tab and the second contact tab, enables the contact tabs to be connected with the lowest possible inductance, and thus also the respective components. The contact lugs each represent an electrical connection of the component and can also be referred to as connection lugs. The contact tabs are preferably made of a conductive metal, for example aluminum, copper, silver or gold.

Das Anordnen der Bauteile erfolgt dabei insbesondere derart, dass die erste Kontaktlasche des ersten Bauteils überlappend, das heißt in direktem Kontakt mit der zweiten Kontaktlasche des zweiten Bauteils, an dieser anliegt. Dabei umfasst die zweite Kontaktlasche zumindest einen Laschenabschnitt, welcher unter einem Winkel größer als 0° und kleiner als 90° zu der ersten Kontaktlasche steht. Mit anderen Worten steht zumindest der Laschenabschnitt der zweiten Kontaktlasche beim Anordnen der Bauteile zunächst weder orthogonal noch parallel zu der ersten Kontaktlasche des ersten Bauteils. Bei dem Anordnen der Bauteile kann insbesondere die erste Kontaktlasche in Kontakt mit dem Laschenabschnitt der zweiten Kontaktlasche gebracht werden, wobei der Laschenabschnitt insbesondere ein endseitiger Abschnitt der zweiten Kontaktlasche ist und dabei unter dem Winkel größer als 0° und kleiner als 90° zu der insbesondere gerade ausgeführten Kontaktlasche steht.The components are arranged in particular in such a way that the first contact tab of the first component lies against the second component in an overlapping manner, that is to say in direct contact with the second contact tab of the second component. The second contact tab includes at least one tab section which is at an angle greater than 0 ° and less than 90 ° to the first contact tab. In other words, at least the tab section of the second contact tab is initially neither orthogonal nor parallel to the first contact tab of the first component when the components are arranged. When arranging the components, in particular the first contact tab can be brought into contact with the tab section of the second contact tab, the tab section being in particular an end section of the second contact tab and at an angle greater than 0 ° and less than 90 ° to the straight line executed contact tab.

Durch das Aufbringen einer Kraft auf das erste Bauteil wird die Kontaktfläche zwischen der ersten Kontaktlasche und dem Laschenabschnitt durch eine Verformung der zweiten Kontaktlasche vergrößert. Durch die erste Kraft wird mithin die erste Kontaktlasche auf die zweite Kontaktlasche bzw. den Laschenabschnitt der zweiten Kontaktlasche gedrückt, so dass durch ein Verformen bzw. ein zumindest abschnittsweises Verbiegen der zweiten Kontaktlasche die Kontaktfläche zwischen der ersten Kontaktlasche und der zweiten Kontaktlasche vergrößert wird. Durch das Aufbringen der ersten Kraft auf das erste Bauteil wird somit erreicht, dass sich der Laschenabschnitt der zweiten Kontaktlasche zumindest bereichsweise an die erste Kontaktlasche des ersten Bauteils anlegt, so dass die Kontaktfläche zwischen der ersten Kontaktlasche und der zweiten Kontaktlasche vergrößert wird. By applying a force to the first component, the contact area between the first contact tab and the tab section is enlarged by deformation of the second contact tab. The first force therefore presses the first contact tab onto the second contact tab or the tab section of the second contact tab, so that the contact area between the first contact tab and the second contact tab is enlarged by deforming or at least partially bending the second contact tab. By applying the first force to the first component, it is achieved that the tab section of the second contact tab is at least partially applied to the first contact tab of the first component, so that the contact area between the first contact tab and the second contact tab is increased.

Anschließend erfolgt das Aufbringen einer zweiten Kraft zumindest auf einen Abschnitt der ersten Kontaktlasche, so dass die Kontaktfläche zwischen der ersten Kontaktlasche und der zweiten Kontaktlasche durch eine Verformung der ersten Kontaktlasche vergrößert wird. Durch die zweite Kraft kann die erste Kontaktlasche insbesondere derart verformt werden, dass sie sich zumindest abschnittsweise an die bereits durch die erste Kraft verformte, zweite Kontaktlasche anlegt. Dadurch wird eine möglichst große Kontaktfläche und insbesondere auch ein möglichst spaltfreier Kontakt zwischen der ersten Kontaktlasche und der zweiten Kontaktlasche erreicht. Die zweite Kraft kann dabei zusätzlich oder alternativ zu der ersten Kraft aufgebracht werden.A second force is then applied at least to a section of the first contact tab, so that the contact area between the first contact tab and the second contact tab is enlarged by deformation of the first contact tab. As a result of the second force, the first contact tab can in particular be deformed in such a way that it rests, at least in sections, on the second contact tab that has already been deformed by the first force. As a result, the largest possible contact area and, in particular, contact between the first contact tab and the second contact tab that is as gap-free as possible is achieved. The second force can be applied in addition to or as an alternative to the first force.

Anschließend werden die Kontaktlaschen aneinander befestigt. Durch die Befestigung kann erreicht werden, dass die erste Kontaktlasche und die zweite Kontaktlasche jeweils die Form behalten, in der sie durch die erste Kraft bzw. die zweite Kraft gebracht worden sind. Eine Verformung der ersten Kontaktlasche durch die zweite Kraft und/oder eine Verformung der zweiten Kontaktlasche durch die erste Kraft kann dabei insbesondere plastisch oder zumindest größtenteils plastisch erfolgen, so dass zwischen den aneinander befestigten Kontaktlaschen möglichst keine oder nur geringe Spannungen auftreten.The contact tabs are then attached to one another. As a result of the fastening, it can be achieved that the first contact tab and the second contact tab each retain the shape in which they were brought by the first force and the second force, respectively. A deformation of the first contact tab by the second force and / or a deformation of the second contact tab by the first force can take place in particular plastically or at least largely plastically, so that as little or no stress as possible occurs between the contact tabs attached to one another.

Durch die Verwendung der ersten Kraft und der zweiten Kraft kann die Verbindung des ersten elektronischen Bauteils und des zweiten elektronischen Bauteils unter Einhaltung von kleinen Toleranzen erfolgen, da eine Verformung der ersten Kontaktlasche erst nach einer Ausrichtung der zweiten Kontaktlasche erfolgt. Ferner ermöglicht dieses Vorgehen vorteilhaft eine Verkürzung der Prozesszeit, da die erste Kraft und die zweite Kraft aus derselben Richtung aufgebracht werden und somit auch mit demselben Werkzeug aufgebracht werden können.By using the first force and the second force, the first electronic component and the second electronic component can be connected while maintaining small tolerances, since the first contact tab is only deformed after the second contact tab has been aligned. Furthermore, this procedure advantageously enables the process time to be shortened, since the first force and the second force are applied from the same direction and can therefore also be applied with the same tool.

Neben der Verbindung eines ersten elektronischen Bauteils mit einem zweiten elektronischen Bauteil ist es insbesondere auch möglich, dass mehrere erste elektronische Bauteile mit einem oder mehreren zweiten elektronischen Bauteilen verbunden werden. Es ist auch möglich, dass ein erstes elektronisches Bauteil mit mehreren zweiten elektronischen Bauteilen verbunden wird. Ein erstes elektronisches Bauteil und/oder ein zweites elektronisches Bauteil können insbesondere auch jeweils zwei oder mehr Kontaktlaschen umfassen, wobei insbesondere mehr als eine erste Kontaktlasche eines ersten Bauteils mit jeweils einer zweiten Kontaktlasche eines zweiten Bauteils verbunden wird.In addition to the connection of a first electronic component to a second electronic component, it is in particular also possible for a plurality of first electronic components to be connected to one or more second electronic components. It is also possible for a first electronic component to be connected to a plurality of second electronic components. A first electronic component and / or a second electronic component can in particular also each comprise two or more contact tabs, with in particular more than one first contact tab of a first component is connected to a second contact tab of a second component.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Kraft, insbesondere homogen, auf den Bauteilkörper und die wenigstens eine erste Kontaktlasche des ersten Bauteils aufgebracht wird. Das Aufbringen der ersten Kraft sowohl auf den Bauteilkörper als auch auf die wenigstens eine erste Kontaktlasche ermöglicht ein Andrücken des ersten Bauteils an das zweite Bauteil bzw. die zweite Kontaktlasche des zweiten Bauteils ohne dass Spannungen im Inneren des ersten Bauteils auftreten. Durch eine insbesondere homogen auf den Bauteilkörper und die erste Kontaktlasche des ersten Bauteils verteilte erste Kraft kann erreicht werden, dass das Aufbringen der ersten Kraft und die Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen der ersten Kontaktlasche und dem Laschenabschnitt möglichst ohne mechanische Belastungen des ersten Bauteils erfolgen kann. Alternativ ist es möglich, dass die erste Kraft auf den Bauteilkörper kleiner oder größer als die erste Kraft auf die erste Kontaktlasche ist.In a preferred embodiment of the invention it can be provided that the first force, in particular homogeneously, is applied to the component body and the at least one first contact tab of the first component. The application of the first force both to the component body and to the at least one first contact tab enables the first component to be pressed against the second component or the second contact tab of the second component without stresses occurring in the interior of the first component. A first force distributed particularly homogeneously over the component body and the first contact tab of the first component can ensure that the application of the first force and the enlargement of the contact area between the first contact tab and the tab section can take place without any mechanical loads on the first component. Alternatively, it is possible that the first force on the component body is smaller or larger than the first force on the first contact tab.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass ein erstes Bauteil verwendet wird, dessen erste Kontaktlasche länger als der Laschenabschnitt der zweiten Kontaktlasche ist, wobei die zweite Kraft auf einen über den Laschenabschnitt hinausgehenden Anteil der ersten Kontaktlasche aufgebracht wird. Durch einen ersten Kontakt, welcher nach dem Anordnen der Bauteile über den Laschenabschnitt der zweiten Kontaktlasche hinaussteht, kann vorteilhaft erreicht werden, dass die erste Kontaktlasche möglichst großflächig an der zweiten Kontaktlasche anliegt und sich somit eine möglichst große Kontaktfläche zwischen den Kontaktlaschen ausbildet. Das Aufbringen der zweiten Kraft auf einen über den Laschenabschnitt hinausstehenden Anteil der ersten Kontaktlasche ermöglicht zum einen ein Ausnutzen der sich ergebenden Hebelwirkung, so dass die zweite Kraft zum Erreichen der gewünschten Verformung reduziert werden kann, und zum anderen, dass die erste Kontaktlasche je nach Ausführung der zweiten Kontaktlasche auch über den Laschenabschnitt hinaus zumindest bereichsweise in Kontakt mit der zweiten Kontaktlasche gebracht werden kann, wodurch vorteilhaft die Kontaktfläche zwischen der ersten Kontaktlasche und der zweiten Kontaktlasche vergrößert werden kann.According to the invention it can be provided that a first component is used whose first contact tab is longer than the tab section of the second contact tab, the second force being applied to a portion of the first contact tab extending beyond the tab section. A first contact, which protrudes beyond the tab section of the second contact tab after the components have been arranged, can advantageously be achieved that the first contact tab rests as large as possible on the second contact tab and thus the largest possible contact area is formed between the contact tabs. The application of the second force to a portion of the first contact tab protruding beyond the tab section enables the resulting leverage to be exploited, so that the second force can be reduced to achieve the desired deformation, and secondly that the first contact tab, depending on the design the second contact tab can also be brought into contact with the second contact tab at least in regions beyond the tab section, whereby the contact area between the first contact tab and the second contact tab can advantageously be enlarged.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine erste Kontaktlasche seitlich an dem Bauteilkörper des ersten Bauteils angeordnet ist und die zweite Kontaktlasche aus einer Oberseite eines Bauteilkörpers des zweiten Bauteils hervorsteht, wobei die Bauteilkörper nebeneinander angeordnet werden und die wenigstens eine erste Kontaktlasche auf der wenigstens einen zweiten Kontaktlasche angeordnet wird. Bei dem Anordnen der ersten Kontaktlasche auf einer zweiten Kontaktlasche, welche aus der Oberseite des Bauteilköpers des zweiten Bauteils hervorsteht, wirken die erste Kraft und die zweite Kraft ebenfalls von oben auf das erste Bauteil bzw. den Abschnitt der ersten Kontaktlasche. Durch das Aufbringen der zweiten Kraft kann die erste Kontaktlasche insbesondere in Richtung der Oberseite des Bauteilkörpers des zweiten Bauteils hin gebogen werden. Der Begriff „Oberseite“ bzw. „von oben“ sind in diesem Zusammenhang nur relativ zu verstehen und stellen nicht notwendiger Weise die Anordnung der elektronischen Bauteile in einem zum Aufbringen der Kräfte verwendeten Werkzeug dar. Die Bauteile können sich grundsätzlich in Bezug zu einer Werkzeugmaschine in jeder beliebigen Orientierung befinden.According to the invention it can be provided that the at least one first contact tab is arranged laterally on the component body of the first component and the second contact tab protrudes from an upper side of a component body of the second component, the component bodies being arranged next to one another and the at least one first contact tab on the at least one second contact tab is arranged. When the first contact tab is arranged on a second contact tab which protrudes from the top of the component body of the second component, the first force and the second force also act from above on the first component or the section of the first contact tab. By applying the second force, the first contact tab can be bent in particular in the direction of the upper side of the component body of the second component. The term “top” or “from above” should only be understood relatively in this context and do not necessarily represent the arrangement of the electronic components in a tool used to apply the forces any orientation.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das zweite Bauteil ein zumindest abschnittsweise von dem Bauteilkörper des zweiten Bauteils abstehendes Trägerelement, insbesondere ein Trägerblech, aufweist, wobei das erste Bauteil durch die erste Kraft gegen das Trägerelement gedrückt wird. Die Verwendung des Trägerelements hat dabei den Vorteil, dass das erste Bauteil durch Anliegen an dem Trägerelement in eine festgelegte Position relativ zu dem zweiten Bauteil gebracht werden kann. Weiterhin ist es möglich, beispielsweise einen Bauteilkörper des ersten Bauteils an dem Trägerelement zu befestigen, so dass auch der Bauteilkörper des ersten Bauelements über das Trägerelement mit dem zweiten Bauteil verbunden ist. Das Trägerelement kann beispielsweise an dem Bauteilkörper des zweiten Bauteils befestigt sein.According to the invention it can be provided that the second component has a carrier element protruding at least in sections from the component body of the second component, in particular a carrier plate, the first component being pressed against the carrier element by the first force. The use of the carrier element has the advantage that the first component can be brought into a fixed position relative to the second component by resting against the carrier element. It is also possible, for example, to fasten a component body of the first component to the carrier element, so that the component body of the first component is also connected to the second component via the carrier element. The carrier element can for example be attached to the component body of the second component.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Anordnen der Bauteile über ein Referenz-Positionierungssystem erfolgt. Durch das Referenz-Positionierungssystem kann zum Beispiel zunächst ein horizontales Ausrichten der Bauteile erfolgen, bevor das erste Bauteil vertikal in Richtung des zweiten Bauteils bewegt wird, so dass die erste Kontaktlasche des ersten Bauteils an der zweiten Kontaktlasche des zweiten Bauteils überlappend anliegt. Um eine Positionierung über das Referenz-Positionierungssystem zu vereinfachen, können insbesondere Referenzmarkierungen auf dem ersten Bauteil, dem zweiten Bauteil und/oder auf einem mit dem zweiten Bauteil verbundenen Trägerelement vorgesehen sein. Durch das Referenz-Positionierungssystem kann dann die relative Positionierung dieser Markierungen zueinander bestimmt werden und ein Bewegen wenigstens eines der Bauteile vorgenommen werden, sofern dies zum Erreichen einer vorgegebenen Sollpositionierung der Bauteile zueinander erforderlich ist. Durch das Verwenden eines Referenzpositionierungssystems zum Anordnen der Bauteile wird eine möglichst präzise Positionierung der Bauteile ermöglicht, wodurch auftretende Toleranzen bei der Herstellung einer das wenigstens eine erste elektronische Bauteil und das wenigstens eine zweite elektronische Bauteil umfassenden elektrischen Schaltungsanordnung reduziert werden können.In a preferred embodiment of the invention it can be provided that the components are arranged using a reference positioning system. The reference positioning system can, for example, initially align the components horizontally before the first component is moved vertically in the direction of the second component, so that the first contact tab of the first component overlaps the second contact tab of the second component. In order to simplify positioning via the reference positioning system, reference markings can in particular be provided on the first component, the second component and / or on a carrier element connected to the second component. The reference positioning system can then be used to determine the relative positioning of these markings to one another and to move at least one of the components if this is necessary to achieve a predetermined target positioning of the components to one another. The use of a reference positioning system for arranging the components enables the components to be positioned as precisely as possible, as a result of which Tolerances in the production of an electrical circuit arrangement comprising the at least one first electronic component and the at least one second electronic component can be reduced.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Kontaktlaschen miteinander verschweißt werden, insbesondere durch Laserschweißen oder Reinschweißen. Der Schweißvorgang, insbesondere das Laserschweißen kann dabei insbesondere aus derselben Richtung erfolgen, aus der die erste Kraft und die zweite Kraft auf das erste Bauteil bzw. den wenigstens einen ersten Kontaktabschnitt aufgebracht wurden. Die Kontaktlaschen können mithin von oben durch das Laser- oder Reibschweißen, also durch einen von oben auf die erste Kontaktlasche auftreffenden Laserstrahl oder das Schweißelement, verschweißt werden. Das Schweißen zum Befestigen der Kontaktlaschen hat dabei den Vorteil, dass im Gegensatz zu einer Schraubverbindung keine Schrauben benötigt werden, so dass ein Bauraumbedarf einer das wenigstens eine erste elektronische Bauteil und das wenigstens eine zweite elektronische Bauteil umfassenden elektrischen Schaltungsanordnung vorteilhaft reduziert werden kann. Weiterhin kann durch die laserverschweißten Kontaktlaschen eine Induktivität der Verbindung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil verringert werden. Außerdem kann durch das Verschweißen, insbesondere das Laserschweißen die Zeit, welche für das Verbinden der elektronischen Bauteile benötigt wird, reduziert werden, was sich vorteilhaft auf eine Produktionsdauer der elektrischen Schaltungsanordnung bzw. auf ihre Herstellungskosten auswirkt.According to the invention it can be provided that the contact tabs are welded to one another, in particular by laser welding or pure welding. The welding process, in particular the laser welding, can take place in particular from the same direction from which the first force and the second force were applied to the first component or the at least one first contact section. The contact tabs can therefore be welded from above by laser or friction welding, that is to say by a laser beam or the welding element impinging on the first contact tab from above. Welding to attach the contact tabs has the advantage that, in contrast to a screw connection, no screws are required, so that the installation space requirement of an electrical circuit arrangement comprising the at least one first electronic component and the at least one second electronic component can advantageously be reduced. Furthermore, the laser-welded contact tabs can reduce the inductance of the connection between the first component and the second component. In addition, by welding, in particular laser welding, the time required for connecting the electronic components can be reduced, which has an advantageous effect on the production time of the electrical circuit arrangement or on its production costs.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass als erstes Bauteil wenigstens ein Leistungsmodul, insbesondere wenigstens ein eine Halbbrückenschaltung umfassendes Leistungsmodul, und als zweites Bauteil ein Zwischenkreiskondensator verwendet werden. Insbesondere eine Verbindung zwischen einem eine Halbbrückenschaltung umfassenden Leistungsmodul und einem Zwischenkreiskondensator kann mit Vorteil niederinduktiv ausgeführt werden, um Spannungsüberschwingungen beim Schalten der Halbbrückenschaltung möglichst gering zu halten bzw. bei Einhaltung einer vorgegebenen Grenze für die maximale Spannung der Spannungsüberschwingungen eine möglichst hohe Schaltgeschwindigkeit der Halbbrückenschaltung zu ermöglichen. Vorteilhaft wird dabei durch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, dass das Leistungsmodul räumlich sehr nah an dem Zwischenkreiskondensator angeordnet werden kann, dadurch das Verbinden der überlappenden Kontaktabschnitte nur wenig Bauraum zwischen dem Leistungsmodul den Zwischenkreiskondensator zur Ausbildung der Verbindung verwendet wird. Auch dies trägt vorteilhaft zu einer Reduktion der Induktivität der auch als Kommutierungspfad bezeichneten Schnittstelle zwischen dem Leistungsmodul und dem Zwischenkreiskondensator aus.According to the invention, it can be provided that at least one power module, in particular at least one power module comprising a half-bridge circuit, is used as the first component, and an intermediate circuit capacitor is used as the second component. In particular, a connection between a power module comprising a half-bridge circuit and an intermediate circuit capacitor can advantageously be designed with low inductance in order to keep voltage overshoots as low as possible when the half-bridge circuit is switched or, while maintaining a predetermined limit for the maximum voltage of the voltage overshoots, to enable the half-bridge circuit to switch as quickly as possible . The method according to the invention advantageously enables the power module to be arranged very close to the intermediate circuit capacitor, as a result of which only a small amount of space between the power module and the intermediate circuit capacitor is used to form the connection when connecting the overlapping contact sections. This also advantageously leads to a reduction in the inductance of the interface, also referred to as the commutation path, between the power module and the intermediate circuit capacitor.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein erstes Bauteil verwendet wird, welches drei Leistungsmodule mit jeweils wenigstens zwei Kontaktlaschen umfasst, wobei das erste Bauteil an einem wenigstens sechs Kontaktlaschen umfassenden Zwischenkreiskondensator angeordnet und befestigt wird. Dabei stellen die wenigstens zwei Kontaktlaschen der ersten Bauteile jeweils erste Kontaktlaschen und die sechs Kontaktlaschen des Zwischenkreiskondensators jeweils zweite Kontaktlaschen dar. Insbesondere wird dabei jede der ersten Kontaktlaschen der Leitungsmodule mit einer zweiten Kontaktlasche des Zwischenkreiskondensators verbunden. Das erste Bauteil kann beispielsweise ein insbesondere dreiphasiger Wechselrichter sein, welcher drei Leistungsmodule umfasst. Bei dem Wechselrichter kann es sich insbesondere um einen Traktionswechselrichter handeln, welcher in einem Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antrieb zum Betreiben eines Traktionselektromotors aus einer Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann.In a preferred embodiment of the invention it can be provided that a first component is used which comprises three power modules each with at least two contact tabs, the first component being arranged and attached to an intermediate circuit capacitor comprising at least six contact tabs. The at least two contact tabs of the first components each represent first contact tabs and the six contact tabs of the intermediate circuit capacitor each represent second contact tabs. In particular, each of the first contact tabs of the line modules is connected to a second contact tab of the intermediate circuit capacitor. The first component can, for example, be an in particular three-phase inverter which comprises three power modules. The inverter can in particular be a traction inverter which can be used in a motor vehicle with an electric drive for operating a traction electric motor from a traction battery of the motor vehicle.

Es ist auch möglich, dass die Leistungsmodule jeweils mehr als zwei Kontaktlaschen, insbesondere jeweils drei Kontaktlaschen aufweisen, welche jeweils mit einer von wenigstens neun zweiten Kontaktlaschen des Zwischenkreiskondensators verbunden werden. Beim Einsatz von drei Kontaktlaschen zum Verbinden eines Leistungsmoduls mit dem Zwischenkreiskondensator können beispielsweise bei einer Anordnung der drei Kontaktlaschen nebeneinander die mittlere Kontaktlasche ein positives Potential und die beiden äußeren Kontaktlaschen jeweils ein negatives Potential (oder umgekehrt) führen. Dies kann sich vorteilhaft auf eine Induktivität der Verbindung und/oder auf eine elektromagnetische Verträglichkeit der gesamten Schaltungsanordnung auswirken. Die mit dem Zwischenkreiskondensator verbundenen Kontaktlaschen der Leistungsmodule stellen dabei insbesondere die Gleichspannungskontakte der Leistungsmodule dar.It is also possible that the power modules each have more than two contact tabs, in particular three contact tabs each, which are each connected to one of at least nine second contact tabs of the intermediate circuit capacitor. When using three contact tabs to connect a power module to the intermediate circuit capacitor, for example, if the three contact tabs are arranged next to one another, the middle contact tab can have a positive potential and the two outer contact tabs each have a negative potential (or vice versa). This can have an advantageous effect on an inductance of the connection and / or on an electromagnetic compatibility of the entire circuit arrangement. The contact tabs of the power modules connected to the intermediate circuit capacitor represent in particular the DC voltage contacts of the power modules.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Leistungsmodul, welches wenigstens ein Schaltelement aus Siliziumcarbid umfasst, verwendet wird. Schaltelemente aus Siliziumcarbid haben den Vorteil, dass sie um Größenordnungen höhere Schaltgeschwindigkeiten (di/dt) als herkömmliche Siliziumschaltelemente erreichen können. Beispielsweise können bei der Verwendung von Bipolartransistoren mit isolierendem Gate aus Silizium (Si-IGBTs) Schaltgeschwindigkeiten di/dt > 3.000 A/µs erreicht werden. Bei Siliziumcarbidhalbleitern können Schaltgeschwindigkeiten von di/dt >12.000 A/µs bis 40.000 A/µs erreicht werden.In a preferred embodiment of the invention it can be provided that at least one power module, which comprises at least one switching element made of silicon carbide, is used. Switching elements made of silicon carbide have the advantage that they can achieve switching speeds (di / dt) that are orders of magnitude higher than conventional silicon switching elements. For example, when using bipolar transistors with an insulating gate made of silicon (Si-IGBTs), switching speeds di / dt> 3,000 A / µs can be achieved. In the case of silicon carbide semiconductors, Switching speeds of di / dt> 12,000 A / µs to 40,000 A / µs can be achieved.

Durch das Bereitstellen einer möglichst niederinduktiven Verbindung zwischen den Leistungsmodulen an dem Zwischenkreiskondensator kann erreicht werden, dass die auftretenden Spannungsüberschwingungen beim Einschalten und/oder bei Ausschalten der Schaltelemente, welche auch als Ringing bezeichnet werden und Spannungen von größer als 160 V aufweisen können, erst bei höheren Schaltgeschwindigkeiten der Leistungshalbleiter eine maximal zulässige Spannung erreichen, so dass das Potential des Siliziumcarbid-Halbleitermaterials hinsichtlich der Schaltgeschwindigkeiten besser ausgenutzt werden kann.By providing the lowest possible inductive connection between the power modules on the intermediate circuit capacitor, the voltage overshoots that occur when switching on and / or switching off the switching elements, which are also referred to as ringing and can have voltages greater than 160 V, only occur at higher voltages Switching speeds of the power semiconductors reach a maximum permissible voltage, so that the potential of the silicon carbide semiconductor material can be better utilized with regard to the switching speeds.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:

  • 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Bauteils und eines zweiten Bauteils,
  • 2 eine Seitenansicht des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils nach einem Anordnen der Bauteile,
  • 3 eine Seitenansicht des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils nach dem Aufbringen einer ersten Kraft,
  • 4 eine Seitenansicht des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils nach dem Aufbringen einer zweiten Kraft, und
  • 5 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Werkzeugs zur Verbindung der Bauteile.
Further advantages and details of the invention emerge from the exemplary embodiments described below and with reference to the drawings. These are schematic representations and show:
  • 1 a perspective view of a first component and a second component,
  • 2 a side view of the first component and the second component after arranging the components,
  • 3 a side view of the first component and the second component after the application of a first force,
  • 4th a side view of the first component and the second component after the application of a second force, and
  • 5 a side view of an embodiment of a tool for connecting the components.

In 1 ist eine perspektivische Ansicht eines ersten Bauelements 1 und eines zweiten Bauelements 2 dargestellt. Das erste Bauelement 1 ist als ein dreiphasiger Wechselrichter ausgeführt und umfasst drei Leistungsmodule 3, welche jeweils eine Halbbrückenschaltung mit wenigstens einem Schaltelement aus Siliziumcarbid umfassen. Jedes der Leistungsmodule 3 hat drei jeweils einen Gleichstromanschluss des Leistungsmoduls 3 darstellende erste Kontakte 4, welche aus einem Bauteilkörper 5 des ersten Bauteils 1 abstehen. Der Bauteilkörper 5 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel die Modulgehäuse der einzelnen Leistungsmodule 3 sowie einen gemeinsamen Kühlkörper 6, wobei die Modulgehäuse auf dem Kühlkörper 6 angeordnet sind.In 1 Figure 3 is a perspective view of a first component 1 and a second component 2 shown. The first component 1 is designed as a three-phase inverter and comprises three power modules 3 each comprising a half-bridge circuit with at least one switching element made of silicon carbide. Each of the power modules 3 has three each with a DC connection of the power module 3 performing first contacts 4th , which consist of a component body 5 of the first component 1 stick out. The component body 5 In this exemplary embodiment, includes the module housings of the individual power modules 3 as well as a common heat sink 6th , with the module housing on the heat sink 6th are arranged.

Das zweite Bauteil 2 umfasst ein Bauteilgehäuse 7 sowie insgesamt neun zweite Kontakte 8, wobei jeweils einer der zweiten Kontakte 8 einem der ersten Kontakte 4 des ersten Bauteils 1 zugeordnet ist. Das zweite Bauteil 2 umfasst weiterhin ein als Trägerblech ausgeführtes Trägerelement 9, welches mit einem Abschnitt 10 von dem Bauteilgehäuse 7 des zweiten Bauteils 2 absteht.The second component 2 includes a component housing 7th as well as a total of nine second contacts 8th , with one of the second contacts 8th one of the first contacts 4th of the first component 1 assigned. The second component 2 furthermore comprises a carrier element designed as a carrier plate 9 which with a section 10 from the component housing 7th of the second component 2 sticks out.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst als ersten Schritt das Bereitstellen des ersten Bauteils 1 und des zweiten Bauteils 2. Nach der Bereitstellung des ersten Bauteils 1 und des zweiten Bauteils 2 erfolgt eine Anordnung des ersten Bauteils 1 an dem zweiten Bauteil 2. Um eine horizontale Ausrichtung des ersten Bauteils 1 zu dem zweiten Bauteil 2 zu justieren, wird dabei ein Referenz-Positionierungssystem verwendet. Dazu können auf dem ersten Bauteil 1, dem zweiten Bauteil 2 und/oder dem Trägerblech 9 des zweiten Bauteils 2 Referenzmarkierungen (hier nicht dargestellt) vorgesehen sein, welche ein horizontales Justieren des ersten Bauteils 1 und/oder des zweiten Bauteils 2 ermöglichen. Anschließend kann das erste Bauteil 1 durch eine vertikale Bewegung des ersten Bauteils 1 und/oder des zweiten Bauteils 2 derart am zweiten Bauteil 2 angeordnet werden, dass jeweils einer der ersten Kontakte 4 des ersten Bauteils 1 an einem der zweiten Kontakte 8 des zweiten Bauteils 2 überlappend anliegt.An exemplary embodiment of a method according to the invention comprises the provision of the first component as a first step 1 and the second component 2 . After the first component has been provided 1 and the second component 2 the first component is arranged 1 on the second component 2 . To achieve a horizontal alignment of the first component 1 to the second component 2 To adjust, a reference positioning system is used. You can do this on the first component 1 , the second component 2 and / or the carrier plate 9 of the second component 2 Reference markings (not shown here) can be provided, which allow horizontal adjustment of the first component 1 and / or the second component 2 enable. Then the first component 1 by a vertical movement of the first component 1 and / or the second component 2 so on the second component 2 be arranged that each one of the first contacts 4th of the first component 1 at one of the second contacts 8th of the second component 2 overlapping.

Die ersten Kontaktlaschen 4 der ersten Bauteils 1 sind seitlich an dem Bauteilkörper 5 des ersten Bauteils 1 angeordnet. Die zweiten Kontaktlaschen 8 des zweiten Bauteils 2 stehen aus einer Oberseite 11 des Bauteilkörpers 7 des zweiten Bauteils 2 hervor. Der Bauteilkörper 5 des ersten Bauteils 1 wird neben dem Bauteilkörper 7 des zweiten Bauteils 2 angeordnet. Dadurch ergibt sich eine räumlich nahe Anordnung des ersten Bauteils 1 am zweiten Bauteil 2, wodurch die Länge einer elektrischen Verbindung über die ersten Kontaktlaschen 4 und die zweiten Kontaktlaschen 8 vorteilhaft reduziert werden kann.The first contact tabs 4th of the first component 1 are on the side of the component body 5 of the first component 1 arranged. The second contact tabs 8th of the second component 2 stand from a top 11 of the component body 7th of the second component 2 emerged. The component body 5 of the first component 1 is next to the component body 7th of the second component 2 arranged. This results in a spatially close arrangement of the first component 1 on the second component 2 , thereby reducing the length of an electrical connection across the first contact tabs 4th and the second contact tabs 8th can be advantageously reduced.

Die ersten Kontaktlaschen 4 und die zweiten Kontaktlaschen 8 können dabei aus Aluminium bestehen und beispielsweise eine Dicke zwischen 0,5 mm und 1 mm sowie eine Breite von 5 mm bis 20 mm, insbesondere von 10 mm, aufweisen. Die ersten Kontaktlaschen 4 können zum Beispiel eine Länge von 10 mm aufweisen. Abhängig von einer maximal möglichen Stromtragfähigkeit der einzelnen Verbindungen zwischen den Kontaktlaschen 4, 8 können die Kontaktlaschen 4, 8 auch größer oder kleiner ausgeführt werden.The first contact tabs 4th and the second contact tabs 8th can consist of aluminum and, for example, have a thickness between 0.5 mm and 1 mm and a width of 5 mm to 20 mm, in particular 10 mm. The first contact tabs 4th can for example have a length of 10 mm. Depending on the maximum possible current carrying capacity of the individual connections between the contact lugs 4th , 8th can use the contact tabs 4th , 8th can also be made larger or smaller.

In 2 ist eine Seitenansicht des ersten Bauteils 1 und des zweiten Bauteils 2 nach dem Anordnen des ersten Bauteils 1 an dem zweiten Bauteil 2 dargestellt. Die zweiten Kontakte 8 des zweiten Bauteils 2 umfassen jeweils einen Laschenabschnitt 10, welcher unter einem Winkel größer als 0° und kleiner als 90° zu jeweils einer der erste Kontaktlaschen 4 des ersten Bauteils 1 steht. Die Anordnung des ersten Bauteils 1 an dem zweiten Bauteil 2 erfolgt derart, dass die ersten Kontaktlaschen 4 jeweils an einer der zweiten Kontaktlaschen 8 überlappend anliegen. Alle ersten Kontakte 4 und alle zweiten Kontakte 8 sind dabei entsprechend dem dargestellten ersten Kontakten 4 bzw. dem dargestellten Kontakt 8 angeordnet und werden analog zu der dargestellten ersten Kontaktlasche 4 und der zweiten Kontaktlasche 8 in den folgenden Figuren verformt.In 2 Figure 3 is a side view of the first component 1 and the second component 2 after arranging the first component 1 on the second component 2 shown. The second contacts 8th of the second component 2 each include a tab section 10 , which is at an angle greater than 0 ° and less than 90 ° to one of the first contact tabs 4th of the first component 1 stands. The arrangement of the first component 1 on the second component 2 he follows such that the first contact tabs 4th each on one of the second contact tabs 8th overlap. All first contacts 4th and all second contacts 8th are in accordance with the first contacts shown 4th or the contact shown 8th arranged and are analogous to the first contact tab shown 4th and the second contact tab 8th deformed in the following figures.

Wie in 3 dargestellt ist, wird nach dem Anordnen der Bauteile auf das erste Bauteil 1 eine erste Kraft aufgebracht, so dass eine Kontaktfläche zwischen der ersten Kontaktlasche 4 und dem Laschenabschnitt 10 der zweiten Kontaktlasche 8 durch eine Verformung der zweiten Kontaktlasche 8 vergrößert wird. Der Übersicht halber ist die ursprüngliche Form der Kontaktlasche 8 gestrichelt dargestellt. Aufgrund der auf das erste Bauteil 1 wirkenden ersten Kraft wird die zweite Kontaktlasche 8 an der ersten Kontaktlasche 1 ausgerichtet, so dass sich die Kontaktfläche zwischen dem Laschenabschnitt 10 und der ersten Kontaktlasche 4 vergrößert. Durch die insbesondere homogen auf die erste Kontaktlasche 4 sowie das Bauteilgehäuse 5 des ersten Bauteils 1 wirkende erste Kraft wird das erste Bauteil 1 an das Trägerelement 9 des zweiten Bauteils 2 gedrückt.As in 3 is shown, after arranging the components on the first component 1 a first force is applied so that a contact area between the first contact tab 4th and the tab portion 10 the second contact tab 8th by deformation of the second contact tab 8th is enlarged. For the sake of clarity, the original shape of the contact tab is 8th shown in dashed lines. Due to the on the first component 1 acting first force is the second contact tab 8th on the first contact tab 1 aligned so that the contact surface between the tab portion 10 and the first contact tab 4th enlarged. Due to the particularly homogeneous on the first contact tab 4th as well as the component housing 5 of the first component 1 acting first force becomes the first component 1 to the carrier element 9 of the second component 2 pressed.

Anschließend wird auf den ersten Kontaktabschnitt 4 des ersten Bauteils 1 eine zweite Kraft aufgebracht. Durch die zweite Kraft wird die Kontaktfläche zwischen der ersten Kontaktlasche 4 und der zweiten Kontaktlasche 8 durch eine Verformung der ersten Kontaktlasche 4 vergrößert. Die ursprüngliche Form der Kontaktlasche 4 ist der Übersicht halber gestrichelt dargestellt. Durch die zweite Kraft wird die erste Kontaktlasche 4 in Richtung der Oberfläche 11 des zweiten Bauteilkörpers 7 verformt, wodurch die erste Kontaktlasche 4 mit einer größeren Kontaktfläche an der zweiten Kontaktlasche 8 anliegt.Then it is applied to the first contact section 4th of the first component 1 applied a second force. The second force creates the contact area between the first contact tab 4th and the second contact tab 8th by deformation of the first contact tab 4th enlarged. The original shape of the contact tab 4th is shown in dashed lines for the sake of clarity. The second force creates the first contact tab 4th towards the surface 11 of the second component body 7th deformed, creating the first contact tab 4th with a larger contact area on the second contact tab 8th is present.

Die zweite Kraft wird dabei auf einen Anteil 12 der ersten Kontaktlasche 4 aufgebracht, welcher über den Laschenabschnitt 10 der zweiten Kontaktlasche 8 hinaussteht. Durch das Aufbringen der zweiten Kraft legt sich die erste Kontaktlasche 4 weiter an die zweite Kontaktlasche 8 an, so dass die Kontaktfläche zwischen der ersten Kontaktlasche 4 und der zweiten Kontaktlasche 8 vergrößert wird. Die zweite Kraft kann dabei zusätzlich oder alternativ zu der ersten Kraft aufgebracht werden. Ein Verformen der zweiten Kontaktlasche 8 durch die erste Kraft bzw. ein Verformen der ersten Kontaktlasche 4 durch die zweite Kraft erfolgt insbesondere plastisch oder zumindest im Wesentlichen plastisch, so dass nach dem Aufbringen der ersten Kraft und der zweiten Kraft die erste Kontaktlasche 4 in die zweite Kontaktlasche 8 möglichst in der durch die Kräfte erzeugten Form verbleiben, so dass ein Befestigen der Kontaktlaschen 4, 8 aneinander möglichst ohne Auftreten von Spannungen erfolgen kann.The second force is doing this on a share 12th the first contact tab 4th applied, which over the tab portion 10 the second contact tab 8th stands out. When the second force is applied, the first contact tab is located 4th on to the second contact tab 8th so that the contact area between the first contact tab 4th and the second contact tab 8th is enlarged. The second force can be applied in addition to or as an alternative to the first force. A deformation of the second contact tab 8th by the first force or a deformation of the first contact tab 4th the second force takes place in particular plastically or at least substantially plastically, so that after the application of the first force and the second force, the first contact tab 4th into the second contact tab 8th as possible remain in the form generated by the forces, so that a fastening of the contact tabs 4th , 8th can take place on each other as possible without the occurrence of tension.

Um eine ungewollte Verformung der Kontaktlaschen 4, 8 vor dem Befestigen zu vermeiden, kann das Befestigen der Kontaktlaschen 4, 8 aneinander insbesondere erfolgen, während die erste Kraft und/oder die zweite Kraft noch auf das erste Bauteil 1 wirken. Die erste Kontaktlasche 4 wird dabei mit der zweiten Kontaktlasche 8 durch Laserschweißen verbunden. Das Laserschweißen kann dabei beispielsweise durch einen von oben auf die erste Kontaktlasche 4 auftreffenden Laserstrahl erfolgen.About unwanted deformation of the contact tabs 4th , 8th Before attaching, avoid attaching the contact tabs 4th , 8th take place on each other in particular, while the first force and / or the second force is still on the first component 1 works. The first contact tab 4th is done with the second contact tab 8th connected by laser welding. The laser welding can be carried out, for example, by applying one to the first contact tab from above 4th impinging laser beam.

In 5 ist ein Werkzeug zur Verwendung in dem Verfahren zum Verbinden von wenigstens zwei elektronischen Bauteilen 1, 2 dargestellt. Das Werkzeug 13 umfasst einen Werkzeugkörper 14, welcher an einer Unterseite 15 eine Ausformung 16 aufweist, welche einer negativen Form einer Oberseite des zu befestigenden ersten Bauteils 1 entspricht. Die Ausnehmung 16 umfasst dabei einen ersten Abschnitt 17, welcher in Kontakt mit dem Bauteilkörper 5 des ersten Bauteils 1 gelangt. Weiterhin umfasst die Ausnehmung 16 einen zweiten Abschnitt 18, welcher in Kontakt mit den ersten Kontaktlaschen 4 des ersten Bauteils 1 gelangt. Zum Aufbringen der zweiten Kraft auf die jeweiligen Anteile 12 der ersten Kontaktlaschen 4 umfasst das Werkzeug 13 einen Stempel 19, welcher die zweite Kraft auf die ersten Kontaktlaschen 4 aufbringen kann. Die erste Kraft kann auf das erste Bauteil 1 durch das Werkzeug 13 insbesondere homogen auf den Bauteilkörper 5 und die Kontaktlaschen 4 aufgebracht werden. Alternativ kann das Werkzeug einen oder mehrere weitere Stempel umfassen, so dass die erste Kraft auf unterschiedliche Abschnitte des ersten Bauteils 1, beispielsweise die ersten Kontakte 4 und das Bauteilgehäuse 5, in unterschiedlicher Höhe wirken kann.In 5 is a tool for use in the method of connecting at least two electronic components 1 , 2 shown. The tool 13th includes a tool body 14th , which at a bottom 15th a formation 16 which has a negative shape of an upper side of the first component to be fastened 1 is equivalent to. The recess 16 comprises a first section 17th which is in contact with the component body 5 of the first component 1 got. The recess also includes 16 a second section 18th which is in contact with the first contact tabs 4th of the first component 1 got. To apply the second force to the respective parts 12th of the first contact tabs 4th includes the tool 13th a stamp 19th , which is the second force on the first contact tabs 4th can muster. The first force can be applied to the first component 1 through the tool 13th in particular homogeneously on the component body 5 and the contact tabs 4th be applied. Alternatively, the tool can comprise one or more further punches, so that the first force acts on different sections of the first component 1 , for example the first contacts 4th and the component housing 5 , can act at different levels.

Um ein Befestigen der ersten Kontaktlaschen 4 an den zweiten Kontaktlaschen 8 mittels Laserschweißen zu ermöglichen, umfasst das Werkzeug 13 ein oder mehr Durchgangslöcher 20, welche einen Bereich, in dem sich die Kontaktflächen zwischen den ersten Kontaktlaschen 4 und jeweils einer der zweiten Kontaktlaschen 8 ausbildet, von oben zugänglich machen, so dass ein Laserverschweißen der Kontaktlaschen 4, 8 von oben vorgenommen werden kann.To fix the first contact tabs 4th on the second contact tabs 8th The tool includes making it possible by means of laser welding 13th one or more through holes 20th , which is an area in which the contact surfaces between the first contact tabs 4th and one of the second contact tabs 8th trains, make accessible from above, so that a laser welding of the contact tabs 4th , 8th can be done from above.

Durch die laserverschweißten ersten Kontaktlaschen 4 mit den zweiten Kontaktlaschen 8 sowie durch die räumlich nahe Anordnung des ersten Bauteils 1 an dem zweiten Bauteil 2 wird eine niederinduktive Verbindung zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 ermöglicht. Bei Verbindung von mehreren Leistungsmodulen 3 mit einem als Zwischenkreiskondensator ausgeführten Bauteil 2 können dabei hohe Schaltgeschwindigkeiten der Leistungsmodule 3 erreicht werden, da diese Schaltgeschwindigkeit im Wesentlichen durch die Induktivität der Schnittstelle zwischen dem Zwischenkreiskondensator und den Leistungsmodulen 3 begrenzt wird.Through the laser-welded first contact tabs 4th with the second contact tabs 8th as well as the close spatial arrangement of the first component 1 on the second component 2 becomes a low-inductance connection between the first component 1 and the second component 2 enables. When connecting several power modules 3 with a component designed as an intermediate circuit capacitor 2 can use high switching speeds of the power modules 3 can be achieved because this switching speed is essentially due to the inductance of the interface between the DC link capacitor and the power modules 3 is limited.

Die Reduktion der Induktivität dieser Schnittstelle ist besonders vorteilhaft, da die Gesamtinduktivität des Kommutierungspfads zwischen einem Zwischenkreiskondensator und einem der Leistungsmodule 3, welche zum Beispiel zwischen 50 nH und 100 nH liegt, zu einem großen Teil von der elektrischen Verbindung zwischen dem Leistungsmodul 3 und dem Zwischenkreiskondensator abhängt. Die Induktivität innerhalb eines Leistungsmoduls 3 kann insbesondere in einem Bereich zwischen 5 nH bis 10 nH liegen und die Induktivität im Inneren des Zwischenkreiskondensators kann insbesondere kleiner als 5 nH sein, wobei der restliche Anteil der Gesamtinduktivität auf die Schnittstelle entfällt und sich dabei pro Verbindung einzelner Anschlüsse auf 10 nH bis 20 nH oder mehr belaufen kann. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann dieser Anteil vorteilhaft reduziert werden, was sich insbesondere auch auf eine elektromagnetische Verträglichkeit der Schaltungsanordnung positiv auswirken kann.The reduction in the inductance of this interface is particularly advantageous because the total inductance of the commutation path between an intermediate circuit capacitor and one of the power modules 3 , which is between 50 nH and 100 nH, for example, largely depends on the electrical connection between the power module 3 and the intermediate circuit capacitor depends. The inductance within a power module 3 can in particular be in a range between 5 nH to 10 nH and the inductance in the interior of the intermediate circuit capacitor can in particular be less than 5 nH, the remaining portion of the total inductance being attributable to the interface and 10 nH to 20 nH per connection of individual connections or more. This proportion can advantageously be reduced by the method according to the invention, which in particular can also have a positive effect on the electromagnetic compatibility of the circuit arrangement.

Weiterhin ermöglicht die Verbindung durch Laserverschweißen der Kontaktlaschen 4, 8 den Verzicht auf Verschraubungen, wodurch ein Bauraum einer das erste elektronische Bauteil 1 und das zweite Bauteil 2 umfassenden elektrischen Schaltungsanordnung vorteilhaft reduziert werden kann. Insbesondere bei Verwendung eines einzelnen Werkzeugs zum Aufbringen der ersten Kraft und der zweiten Kraft kann vorteilhaft eine Prozesszeit zum Verbinden der Bauteile 1, 2 reduziert werden. Durch das Anordnen der Bauteilkörper 5, 7 nebeneinander sowie durch die Verwendung eines Referenz-Positionierungssystems können die ersten Kontaktlaschen 4 und die zweiten Kontaktlaschen 8 präzise zueinander positioniert werden, so dass geringe Toleranzen hinsichtlich der Positionierung der Kontaktlaschen 4, 8 eingehalten werden können und ein Verbinden der Kontaktlaschen 4, 8 mit einer möglichst großen Kontaktfläche möglich ist.Furthermore, the connection is made possible by laser welding the contact tabs 4th , 8th the elimination of screw connections, which means that one installation space is the first electronic component 1 and the second component 2 comprehensive electrical circuit arrangement can be advantageously reduced. In particular when using a single tool to apply the first force and the second force, a process time for connecting the components can be advantageous 1 , 2 be reduced. By arranging the component bodies 5 , 7th next to each other and through the use of a reference positioning system, the first contact tabs 4th and the second contact tabs 8th are precisely positioned to each other, so that small tolerances with regard to the positioning of the contact tabs 4th , 8th can be adhered to and a connection of the contact tabs 4th , 8th is possible with the largest possible contact area.

Die Herstellung einer das erste elektronische Bauteil 1 und das zweite elektronische Bauteil 2 umfassenden elektrischen Schaltungsanordnung wird weiterhin dadurch vereinfacht, dass für das gesamte Verfahren nur eine Zugänglichkeit von oben erforderlich ist, da sowohl die erste Kraft als auch die zweite Kraft sowie das zum Verbinden der Kontaktlaschen 4, 8 eingesetzte Laserschweißen von oben, das heißt auf die erste Kontaktlasche 4, erfolgen können.The manufacture of the first electronic component 1 and the second electronic component 2 comprehensive electrical circuit arrangement is further simplified in that only one accessibility from above is required for the entire method, since both the first force and the second force as well as that for connecting the contact tabs 4th , 8th Laser welding used from above, i.e. onto the first contact tab 4th , can be done.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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  • US 2019/0181770 A1 [0006]US 2019/0181770 A1 [0006]
  • EP 1788596 A1 [0007]EP 1788596 A1 [0007]

Claims (10)

Verfahren zum Verbinden von wenigstens zwei elektronischen Bauteilen (1, 2), wobei die elektronischen Bauteile (1, 2) jeweils einen Bauteilkörper (5, 7) und wenigstens eine von dem Bauteilkörper abstehende Kontaktlasche (4, 8) aufweisen, umfassend die Schritte: - Bereitstellen der wenigstens zwei elektronischen Bauteile (1, 2), - Anordnen der Bauteile (1, 2), so dass zumindest eine erste Kontaktlasche (4) eines ersten der Bauteile (1) an einer zweiten Kontaktlasche (8) eines zweiten der Bauteile (2) überlappend anliegt, wobei die zweite Kontaktlasche (8) zumindest mit einem Laschenabschnitt (10) unter einem Winkel größer als 0° und kleiner als 90° zu der ersten Kontaktlasche (4) steht, - Aufbringen einer ersten Kraft auf das erste Bauteil (1), so dass eine Kontaktfläche zwischen der ersten Kontaktlasche (4) und dem Laschenabschnitt (10) durch eine Verformung der zweiten Kontaktlasche (8) vergrößert wird, - Aufbringen einer zweiten Kraft zumindest auf einen Abschnitt der ersten Kontaktlasche (4), so dass die Kontaktfläche zwischen der ersten Kontaktlasche (4) und der zweiten Kontaktlasche (8) durch eine Verformung der ersten Kontaktlasche (4) vergrößert wird, - Befestigen der Kontaktlaschen (4, 8) aneinander.A method for connecting at least two electronic components (1, 2), the electronic components (1, 2) each having a component body (5, 7) and at least one contact tab (4, 8) protruding from the component body, comprising the steps: - Providing the at least two electronic components (1, 2), - Arranging the components (1, 2) so that at least one first contact tab (4) of a first of the components (1) overlaps a second contact tab (8) of a second of the components (2), the second contact tab (8) at least one tab section (10) is at an angle greater than 0 ° and less than 90 ° to the first contact tab (4), - Applying a first force to the first component (1), so that a contact area between the first contact tab (4) and the tab section (10) is enlarged by deforming the second contact tab (8), - Applying a second force at least to a section of the first contact tab (4), so that the contact area between the first contact tab (4) and the second contact tab (8) is enlarged by deformation of the first contact tab (4), - Fasten the contact lugs (4, 8) to one another. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kraft, insbesondere homogen, auf den Bauteilkörper (5) und die wenigstens eine erste Kontaktlasche (4) des ersten Bauteils (1) aufgebracht wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the first force, in particular homogeneously, is applied to the component body (5) and the at least one first contact tab (4) of the first component (1). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Bauteil (1) verwendet wird, dessen erste Kontaktlasche (4) länger als der Laschenabschnitt (10) der zweiten Kontaktlasche (8) ist, wobei die zweite Kraft auf einen über den Laschenabschnitt (10) hinausstehenden Anteil (12) der ersten Kontaktlasche (4) aufgebracht wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that a first component (1) is used whose first contact tab (4) is longer than the tab section (10) of the second contact tab (8), the second force being applied to a portion ( 12) of the first contact tab (4) is applied. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste Kontaktlasche (4) seitlich an dem Bauteilkörper (5) des ersten Bauteils (4) angeordnet ist und die zweite Kontaktlasche (8) aus einer Oberseite (11) des Bauteilkörpers (7) des zweiten Bauteils (2) hervorsteht, wobei die Bauteilkörper (1, 2) nebeneinander angeordnet werden und die wenigstens eine erste Kontaktlasche (4) auf der wenigstens einen zweiten Kontaktlasche (8) angeordnet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one first contact tab (4) is arranged laterally on the component body (5) of the first component (4) and the second contact tab (8) consists of an upper side (11) of the component body ( 7) of the second component (2) protrudes, the component bodies (1, 2) being arranged next to one another and the at least one first contact tab (4) being arranged on the at least one second contact tab (8). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil (2) ein zumindest abschnittsweise von dem Bauteilkörper (7) des zweiten Bauteils (2) abstehendes Trägerelement (9), insbesondere ein Trägerblech, aufweist, wobei das erste Bauteil (1) durch die erste Kraft gegen das Trägerelement (9) gedrückt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second component (2) has a carrier element (9), in particular a carrier plate, protruding at least in sections from the component body (7) of the second component (2), the first component (1 ) is pressed against the carrier element (9) by the first force. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anordnen der Bauteile (1, 2) über ein Referenz-Positionierungssystem erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the components (1, 2) are arranged using a reference positioning system. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktlaschen (4, 8) durch Schweißen, insbesondere Reibschweißen oder Laserschweißen aneinander befestigt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the contact tabs (4, 8) are attached to one another by welding, in particular friction welding or laser welding. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als erstes Bauteil (1) wenigstens ein Leistungsmodul (3), insbesondere wenigstens ein eine Halbbrückenschaltung umfassendes Leistungsmodul (3), und als zweites Bauteil (2) ein Zwischenkreiskondensator verwendet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one power module (3), in particular at least one power module (3) comprising a half-bridge circuit, and an intermediate circuit capacitor as the second component (2) are used as the first component (1). Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Bauteil (1) verwendet wird, welches drei Leistungsmodule (3) mit jeweils wenigstens zwei Kontaktlaschen (4) umfasst, wobei das erste Bauteil (1) an einem wenigstens sechs Kontaktlaschen (8) umfassenden Zwischenkreiskondensator angeordnet und befestigt wird.Procedure according to Claim 8 , characterized in that a first component (1) is used which comprises three power modules (3) each with at least two contact tabs (4), the first component (1) being arranged and attached to an intermediate circuit capacitor comprising at least six contact tabs (8) will. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Leistungsmodul (3), welches wenigstens ein Schaltelement aus Siliziumcarbid umfasst, verwendet wird.Method according to one of the Claims 8 or 9 , characterized in that at least one power module (3) which comprises at least one switching element made of silicon carbide is used.
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