DE102020114650B3

DE102020114650B3 - Leistungselektronische Baugruppe mit einer elektrisch leitenden Hülse und mit einem Schaltungsträger

Info

Publication number: DE102020114650B3
Application number: DE102020114650.7A
Authority: DE
Inventors: Jörg Ammon; Harald Kobolla; Jürgen Riegel
Original assignee: Semikron Elektronik GmbH and Co KG
Current assignee: Semikron Elektronik GmbH and Co KG
Priority date: 2020-06-02
Filing date: 2020-06-02
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2040-06-03
Also published as: CN113764915A; US20210376504A1; US11705650B2; CN215896758U

Abstract

Die Erfindung betrifft eine leistungselektronische Baugruppe mit einer, eine virtuelle Längsachse aufweisenden Hülse und mit einem Schaltungsträger, wobei die Hülse einen die Längsachse umlaufenden rohrförmigen Einsteckabschnitt und einen an einem ersten Ende des Einsteckabschnitts angeordneten, die Längsachse umlaufenden, sich von der Längsachse weg erstreckenden, ersten Fussabschnitt aufweist, wobei der erste Fussabschnitt an seinem Ende eine die Längsachse geschlossen umlaufende, ebene erste Kontaktfläche aufweist, die in einer senkrecht zur Längsachse verlaufenden ersten Ebene verläuft, wobei der erste Fussabschnitt eine die Längsachse geschlossen umlaufende Randfläche aufweist, wobei der erste Fussabschnitt eine von der ersten Kontaktfläche und von der ersten Ebene weg in Richtung auf die Randfläche zu verlaufende, die Längsachse geschlossen umlaufende, zweite Kontaktfläche aufweist, wobei der erste Fussabschnitt eine von der ersten Kontaktfläche und von der ersten Ebene weg in Richtung auf einen Hohlraum des Einsteckabschnitts zu verlaufende, die Längsachse geschlossen umlaufende, dritte Kontaktfläche aufweist, wobei der erste Fussabschnitt auf einer Leiterbahn des Schaltungsträgers angeordnet und mit der Leiterbahn über ein elektrisch leitendes Verbindungsmittel elektrisch leitend verbunden ist, wobei das Verbindungsmittel einen mechanischen Kontakt mit der ersten, zweiten und dritten Kontaktfläche und mit der Leiterbahn aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine leistungselektronische Baugruppe mit einer, eine virtuelle Längsachse aufweisenden, einstückig ausgebildeten, elektrisch leitenden Hülse und mit einem Schaltungsträger, wobei die Hülse einen die Längsachse umlaufenden rohrförmigen Einsteckabschnitt und einen an einem ersten Ende des Einsteckabschnitts angeordneten, die Längsachse umlaufenden, sich von der Längsachse weg erstreckenden, ersten Fussabschnitt aufweist. Der erste Fussabschnitt ist auf einer Leiterbahn des Schaltungsträgers angeordnet und mit der Leiterbahn über ein elektrisch leitendes Verbindungsmittel elektrisch leitend verbunden.
Aus der DE 10 2008 005 547 A1 ist eine leistungselektronische Baugruppe mit einer elektrisch leitenden, sich in einer Längsrichtung erstreckenden Hülse und mit einem Schaltungsträger bekannt. An ihrem ersten Endbereich weist die Hülse eine erste Umbördelung auf, die so ausgebildet ist, dass sie beim Auflegen der Hülse mit der ersten Umbördelung voran auf eine zu der Längsrichtung z senkrechte Ebene mit dieser Ebene eine Anzahl N1 >= 2 voneinander beabstandeter erster Kontaktflächen aufweist. Die erste Umbördelung ist auf einer Leiterbahn des Schaltungsträgers angeordnet und mit der Leiterbahn über ein Lot elektrisch leitend verbunden.
Aus der US 9 406 633 B2 ist ein Kontaktbauteil bekannt, welches auf eine auf einem Isoliersubstrat eines Halbleitermoduls vorgesehene Metallregion aufgelötet wird und das eine hohle Öffnung hat, in welche ein externer Kontakt eingesetzt wird, wobei das Kontaktbauteil an seinem unteren Ende einen Flansch aufweist, der einen größeren Außendurchmesser als ein Außendurchmesser eines Zylinderteils des Kontaktbauteils hat, wobei eine Stirnfläche des Flansches, die verlötet wird, eine flache Bodenfläche und einen konkaven Teil einschließt, der von einem inneren Umfangsrand des Zylinders zu einem äußeren Umfangsrand des Flansches verläuft, wobei ein ausgeschnittener Teil in einem unteren Ende des Inneren des Zylinders des Kontaktbauteils vorgesehen ist.
Aus der DE 10 2005 017 849 A1 ist ein elektronisches Bauteil bekannt, das eine Leiterplatte aufweist, die an definierten Stellen elektrisch mit einem ein Halbleiterelement tragendes Trägerelement verbunden ist, wobei die elektrische Verbindung durch ein Federelement hergestellt wird, das mit der Leiterplatte oder mit dem Trägerelement mechanisch und elektrisch verbunden ist und an dem Trägerelement oder an der Leiterplatte an einer elektrischen Kontaktstelle vorgespannt anliegt.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine leistungselektronische Baugruppe mit einer Hülse und einem Schaltungsträger zu schaffen, wobei die Hülse mechanisch stabil und zuverlässig mit einer Leiterbahn des Schaltungsträgers elektrisch leitend verbunden ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine leistungselektronische Baugruppe mit einer, eine virtuelle Längsachse aufweisenden, einstückig ausgebildeten, elektrisch leitenden Hülse und mit einem Schaltungsträger, wobei die Hülse einen die Längsachse umlaufenden rohrförmigen Einsteckabschnitt und einen an einem ersten Ende des Einsteckabschnitts angeordneten, die Längsachse umlaufenden, sich von der Längsachse weg erstreckenden, ersten Fussabschnitt aufweist, wobei der erste Fussabschnitt an seinem Ende eine die Längsachse geschlossen umlaufende, ebene erste Kontaktfläche aufweist, die in einer senkrecht zur Längsachse verlaufenden ersten Ebene verläuft, wobei der erste Fussabschnitt eine die Längsachse geschlossen umlaufende Randfläche aufweist, wobei der erste Fussabschnitt eine von der ersten Kontaktfläche und von der ersten Ebene weg in Richtung auf die Randfläche zu verlaufende, die Längsachse geschlossen umlaufende, zweite Kontaktfläche aufweist, wobei der erste Fussabschnitt eine von der ersten Kontaktfläche und von der ersten Ebene weg in Richtung auf einen Hohlraum des Einsteckabschnitts zu verlaufende, die Längsachse geschlossen umlaufende, dritte Kontaktfläche aufweist, wobei der erste Fussabschnitt auf einer Leiterbahn des Schaltungsträgers angeordnet und mit der Leiterbahn über ein elektrisch leitendes Verbindungsmittel elektrisch leitend verbunden ist, wobei das Verbindungsmittel einen mechanischen Kontakt mit der ersten, zweiten und dritten Kontaktfläche und mit der Leiterbahn aufweist.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn das Verbindungsmittel als Lot oder als elektrisch leitender Klebstoff ausgebildet ist. Hierdurch wird eine rationelle Herstellung der leistungselektronischen Baugruppe ermöglicht.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die zweite Kontaktfläche mit einer zweiten Ebene, die in Richtung der Längsachse und in radialer Richtung zur Längsachse verläuft, eine gemeinsame geradlinig verlaufende erste Schnittlinie aufweist. Hierdurch wird bei der Herstellung der elektrisch leitenden Verbindung des ersten Fussabschnitts mit der Leiterbahn des Schaltungsträgers mittels des Verbindungsmittels, sehr effektiv ein Teil des zwischen der ersten Kontaktfläche und der Leiterbahn angeordneten Verbindungsmittels, in analoger Weise wie bei Kapillarwirkung, in den keilförmigen Spalt zwischen der zweiten Kontaktfläche und der Leiterbahn hineingezogen. Im Verbindungsmittel eventuell vorhandene Verunreinigungen und insbesondere im Verbindungsmittel enthaltende Gasblasen werden durch den geradlinigen schrägen Verlauf der zweiten Kontaktfläche sehr effektiv nach außen weggeleitet.
In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn die erste Schnittlinie zur ersten Ebene einen Winkel von 10° bis 60°, insbesondere von 20° bis 50°, aufweist. Hierdurch werden im Verbindungsmittel eventuell vorhandene Verunreinigungen und insbesondere im Verbindungsmittel enthaltende Gasblasen durch den geradlinigen schrägen Verlauf der zweiten Kontaktfläche besonders effektiv nach außen weggeleitet.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die dritte Kontaktfläche mit einer zweiten Ebene, die in Richtung der Längsachse und in radialer Richtung zur Längsachse verläuft, eine gemeinsame geradlinig verlaufende zweite Schnittlinie aufweist. Hierdurch wird bei der Herstellung der elektrisch leitenden Verbindung des ersten Fussabschnitts mit der Leiterbahn des Schaltungsträgers mittels des Verbindungsmittels, sehr effektiv ein Teil des zwischen der ersten Kontaktfläche und der Leiterbahn angeordneten Verbindungsmittels, in analoger Weise wie bei Kapillarwirkung, in den keilförmigen Spalt zwischen der dritten Kontaktfläche und der Leiterbahn hineingezogen. Im Verbindungsmittel eventuell vorhandene Verunreinigungen und insbesondere im Verbindungsmittel enthaltende Gasblasen werden durch den geradlinigen schrägen Verlauf der dritten Kontaktfläche sehr effektiv nach innen in Richtung des Hohlraums weggeleitet.
In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn die zweite Schnittlinie zur ersten Ebene einen Winkel von 10° bis 40°, insbesondere von 15° bis 30°, aufweist. Hierdurch werden im Verbindungsmittel eventuell vorhandene Verunreinigungen und insbesondere im Verbindungsmittel enthaltende Gasblasen durch den geradlinigen schrägen Verlauf der dritten Kontaktfläche besonders effektiv nach innen in Richtung des Hohlraums weggeleitet.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn in radialer Richtung zur Längsachse die Breite der ersten Kontaktfläche das 0,1 bis 0,3-fache, insbesondere das 0,125 bis 0,25-fache, des Abstands der Randfläche zur Innenfläche des Einsteckabschnitts beträgt. Hierdurch wird bei der Herstellung der elektrisch leitenden Verbindung des ersten Fussabschnitts mit der Leiterbahn des Schaltungsträgers eine hohe Standfestigkeit der auf dem Verbindungsmittel angeordneten Hülse erzielt.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn in radialer Richtung zur Längsachse der Abstand der ersten Kontaktfläche zur Randfläche das 0,75 bis 1,25-fache, insbesondere das 0,8 bis 1,2-fache des Abstands der ersten Kontaktfläche zur Innenfläche des Einsteckabschnitts beträgt. Hierdurch wird bei der Herstellung der elektrisch leitenden Verbindung des ersten Fussabschnitts mit der Leiterbahn des Schaltungsträgers eine hohe Standfestigkeit der auf dem Verbindungsmittel angeordneten Hülse erzielt.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn in radialer Richtung zur Längsachse der Abstand der ersten Kontaktfläche zur Randfläche das 0,2 bis 0,7-fache, insbesondere das 0,2 bis 0,5-fache des Abstands der ersten Kontaktfläche zur Innenfläche des Einsteckabschnitts beträgt. Hierdurch wird bei der Herstellung der elektrisch leitenden Verbindung des ersten Fussabschnitts mit der Leiterbahn des Schaltungsträgers eine besonders hohe Standfestigkeit der auf dem Verbindungsmittel angeordneten Hülse erzielt.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Hülse einen, an einem dem ersten Ende gegenüberliegend angeordneten zweite Ende des Einsteckabschnitts angeordneten, die Längsachse umlaufenden, sich von der Längsachse weg erstreckenden, zweiten Fussabschnitt aufweist, wobei der zweite Fussabschnitt identisch wie der erste Fussabschnitt ausgebildet ist. Hierdurch wird eine rationelle Herstellung der leistungselektronischen Baugruppe vereinfacht, da es bei Herstellung der elektrisch leitenden Verbindung der Hülse mit der Leiterbahn des Schaltungsträgers unerheblich ist, ob die Hülse mit ihrem ersten oder mit ihrem zweiten Fussabschnitt auf der Leiterbahn angeordnet ist. Die Hülse weist in diesem Fall quasi zwei gegenüberliegend angeordnete erste Fussabschnitte auf.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Wandstärke des Einsteckabschnitts 0,1 mm bis 0,2 mm beträgt.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Höhe der Hülse 1 mm bis 10 mm, insbesondere 2 mm bis 4 mm, beträgt.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Durchmesser der Kreisbahn, auf dem die Randfläche die Längsachse geschlossen umläuft, 1,5 mm bis 2,5 mm beträgt.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Innendurchmesser des Einsteckabschnitts 0,5 mm bis 1 mm beträgt.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Hülse zumindest im Wesentlichen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung ausgebildet ist. Hierdurch weist die Hülse eine hohe elektrische Leitfähigkeit auf. Die Hülse kann z.B. noch eine auf dem Kupfer oder auf der Kupferlegierung angeordnete Nickelschicht aufweisen. Die Dicke der Nickelschicht beträgt vorzugsweise 0,2 µm bis 5 µm, insbesondere 0,4 µm bis 4 µm.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Schaltungsträger als Substrat oder als Leiterplatte ausgebildet ist.
Es sei angemerkt, dass die erfindungsgemäße leistungselektronische Baugruppe selbstverständlich mehrere der oben beschriebenen Hülsen aufweisen kann, die in analoger Weise wie oben beschrieben, mit dem Schaltungsträger elektrisch leitend verbunden sind.
Weiterhin sei angemerkt, dass der Übergang von einer Fläche zur einer benachbarten Fläche im Allgemeinen mit einem Übergangsradius erfolgt.
Weiterhin sei angemerkt, dass unter dem Begriff „geradlinig“ keine mathematisch exakte Geradlinigkeit zu verstehen ist, sondern herstellungsbedingte Abweichungen bzw. Abweichungen im techniküblichen Toleranzbereich von einer geraden Linie zulässig sind und im Sinne der Erfindung unter den Begriff „geradlinig“ fallen.
Selbstverständlich können, sofern dies nicht explizit oder per se ausgeschlossen ist oder dem Gedanken der Erfindung widerspricht, die jeweils im Singular genannten Merkmale, insbesondere die Hülse, mehrfach in der erfindungsgemäßen Baugruppe vorhanden sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die unten stehenden Figuren erläutert. Dabei zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung einer Ausbildung einer Hülse einer erfindungsgemäßen leistungselektronischen Baugruppe,
2 eine Draufsicht auf die Hülse gemäß 1,
3 eine Schnittabsicht der Hülse gemäß 1, wobei die Hülse gegenüber 1 in der Zeichenebene um 180° gedreht dargestellt ist,
4 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen leistungselektronischen Baugruppe mit einer Hülse gemäß 3 und mit einem Schaltungsträger,
5 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausbildung einer Hülse einer erfindungsgemäßen leistungselektronischen Baugruppe,
6 eine Draufsicht auf die Hülse gemäß 5 und
7 eine Schnittabsicht der Hülse gemäß 5, wobei die Hülse gegenüber 5 in der Zeichenebene um 180° gedreht dargestellt ist.

Gleiche Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausbildung einer Hülse 1 einer erfindungsgemäßen leistungselektronischen Baugruppe 12 und in 2 eine Draufsicht auf die Hülse 1 gemäß 1 dargestellt. In 3 ist eine Schnittansicht der Hülse 1 gemäß 1 dargestellt, wobei die Hülse 1 gegenüber 1 in der Zeichenebene um 180° gedreht dargestellt ist. In 4 ist eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen leistungselektronischen Baugruppe 12 mit einer Hülse 1 gemäß 3 und mit einem Schaltungsträger 5 dargestellt.
Die erfindungsgemäße leistungselektronische Baugruppe 12 weist eine, eine virtuelle Längsachse A aufweisende, einstückig ausgebildete, elektrisch leitende Hülse 1 und einen Schaltungsträger 5 auf. Die Hülse 1 ist vorzugsweise zumindest im Wesentlichen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung ausgebildet. Die Hülse 1 kann z.B. noch eine auf dem Kupfer oder auf der Kupferlegierung angeordnete Nickelschicht aufweisen. Die Dicke der Nickelschicht beträgt vorzugsweise 0,2 µm bis 5 µm, insbesondere 0,4 µm bis 4 µm. Der Schaltungsträger 5 ist im Rahmen des Ausführungsbeispiels als Substrat ausgebildet, kann aber z.B. auch als Leiterplatte ausgebildet sein. Das Substrat weist eine elektrisch nicht leitende Isolationsschicht 5a und eine auf der Isolationsschicht 5a angeordnete zu Leiterbahnen 5b' strukturierte erste Metallschicht 5b auf, wobei in 4 eine einzelne Leiterbahn 5b' dargestellt ist. Das Substrat kann eine zweite Metallschicht 5c aufweisen, die auf der der ersten Metallschicht 5b gegenüberliegenden Seite der Isolationsschicht 5a angeordnet ist. Die Isolationsschicht 5a kann z.B. als Keramikplatte ausgebildet sein. Das Substrat kann z.B. als Direct Copper Bonded Substrat (DCB-Substrat), als Active Metal Brazing Substrat (AMB-Substrat) oder als Insulated Metal Substrat (IMS) ausgebildet sein.
Die Hülse 1 weist einen die Längsachse A umlaufenden rohrförmigen Einsteckabschnitt 2 und einen an einem ersten Ende 2a des Einsteckabschnitts 2 angeordneten, die Längsachse A umlaufenden, sich von der Längsachse A weg erstreckenden, ersten Fussabschnitt 3 auf. Der erste Fussabschnitt 3 erstreckt sich in radialer Richtung R zur Längsachse A von der Längsachse A weg. Der erste Fussabschnitt 3 weist an seinem Ende, genauer ausgedrückt an seinem im Bezug zur Längsachse A axialen Ende, eine die Längsachse A geschlossen umlaufende ebene erste Kontaktfläche 6 auf, die in einer senkrecht zur Längsachse A verlaufenden ersten Ebene E1 verläuft. Die erste Kontaktfläche 6 bildet im Bezug zur Längsachse A das axiale Ende des ersten Fussabschnitts 3 aus. Die Kontaktfläche 6 bildet somit ein erstes Ende, genauer ausgedrückt im Bezug zur Längsachse A ein axiales erstes Ende, der Hülse 1 aus. Weiterhin umläuft somit die erste Kontaktfläche 6 unterbrechungsfrei in der ersten Ebene E1 die Längsachse A. Die Hülse 1 weist nur eine einzige in der ersten Ebene E1 verlaufende erste Kontaktfläche 6 auf. Die erste Kontaktfläche 6 weist in radialer Richtung R zur Längsachse A eine konstante Breite b auf.
Der erste Fussabschnitt weist weiterhin eine die Längsachse A geschlossen umlaufende Randfläche 9 auf. Die Randfläche 9 umläuft somit unterbrechungsfrei die Längsachse A. Die Randfläche 9 umläuft auf einer Kreisbahn die Längsachse A. Der erste Fussabschnitt 3 weist weiterhin eine von der ersten Kontaktfläche 6 und von der ersten Ebene E1 weg in Richtung auf die Randfläche 9 zu verlaufende, die Längsachse A geschlossen umlaufende, zweite Kontaktfläche 7 auf. Die zweite Kontaktfläche 7 umläuft somit unterbrechungsfrei die Längsachse A. Der erste Fussabschnitt 3 weist weiterhin eine von der ersten Kontaktfläche 6 und von der ersten Ebene E1 weg in Richtung auf einen Hohlraum 10 des Einsteckabschnitts 2 zu verlaufende, die Längsachse A geschlossen umlaufende, dritte Kontaktfläche 8 auf. Die dritte Kontaktfläche 8 umläuft somit unterbrechungsfrei die Längsachse A.
Der erste Fussabschnitt 3 ist auf einer Leiterbahn 5b' des Schaltungsträgers 5 angeordnet und mit der Leiterbahn 5b' über ein elektrisch leitendes Verbindungsmittel 11 elektrisch leitend verbunden, wobei das Verbindungsmittel 11 einen mechanischen Kontakt mit der ersten, zweiten und dritten Kontaktfläche 6, 7, 8 und mit der Leiterbahn 5b' aufweist. Das Verbindungsmittel 11 ist vorzugsweise als Lot oder als elektrisch leitender Klebstoff ausgebildet.
Zur Herstellung der stoffschlüssigen elektrisch leitenden Verbindung der Hülse 1, genauer ausgedrückt des ersten Fussabschnitts 3 der Hülse 1, mit der Leiterbahn 5b' des Schaltungsträgers 5 wird auf der Leiterbahn 5b' das Verbindungsmittel 11, hier ein Lot 11 angeordnet und auf dem Lot 11 die Hülse 1 mit ihrem ersten Fussabschnitt 3 angeordnet. Die erste Kontaktfläche 6 weist dabei einen mechanischen Kontakt mit dem Lot 11 auf. Anschließend wird das Lot 11 erwärmt bis es schmilzt. Das flüssige Lot 11 wird durch den von der ersten Kontaktfläche 6 und von der ersten Ebene E1 weg verlaufenden Verlauf der zweiten und dritten Kontaktfläche 7 und 8, d.h. hier durch den schrägen Verlauf der zweiten und dritten Kontaktfläche 7 und 8, ausgehend von der ersten Kontaktfläche 6 entlang der zweiten und dritten Kontaktfläche 7 und 8 hoch gezogen. Hierdurch wird ein Teil des zwischen der ersten Kontaktfläche 6 und der Leiterbahn 5b' angeordneten Lots 11, in analoger Weise wie bei Kapillarwirkung, in den jeweiligen Spalt zwischen der zweiten und dritten Kontaktfläche 7 und 8 und der Leiterbahn 5b' hineingezogen und die erste Kontaktfläche 6 sinkt in das Lot 11 ein. Es bildet sich ein großflächiger mechanischer Kontakt des Lots 11 mit der ersten, zweiten und dritten Kontaktfläche 6, 7, 8 und mit der Leiterbahn 5b' aus. Im Lot 11 eventuell enthaltene Verunreinigungen und insbesondere im Lot 11 enthaltene Gasblasen werden durch den schrägen Verlauf der zweiten und dritten Kontaktfläche 7 und 8 bei der zweiten Kontaktfläche 7 nach außen und bei der dritten Kontaktfläche 8 nach innen in Richtung des Hohlraums 10 weggeleitet. Anschließend wird das Lot 11 abgekühlt, bis es erstarrt. Die gleichen Effekte und Wirkungen treten in analoger Weise bei Verwendung eines elektrisch leitenden Klebstoffs als Verbindungsmittel 11 auf. Die Hülse 1 ist somit mechanisch stabil und zuverlässig mit der Leiterbahn 5b' des Schaltungsträgers 5 elektrisch leitend verbunden.
Die Hülse 1 dient als elektrische Verbindungseinrichtung zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung eines elektrisch leitenden Kontaktstifts (in den Figuren nicht dargestellt), der in den Einsteckabschnitt 2 hineingesteckt wird bzw. ist und hierdurch einen elektrisch leitenden Kontakt mit der Hülse 1 aufweist, mit der Leiterbahn 5b' des Schaltungsträgers 5. Der der Hülse 1 abgewandte Endbereich des Kontaktstifts kann z.B. mit einer externen Leiterplatte verlötet sein oder z.B. über eine Press-Fit-Verbindung mit der externen Leiterplatte elektrisch leitend druckkontaktiert sein.
Die zweite Kontaktfläche 7 weist vorzugsweise mit einer zweiten Ebene E2, die in Richtung der Längsachse A und in radialer Richtung R zur Längsachse A verläuft, eine gemeinsame geradlinig verlaufende erste Schnittlinie S1 auf. Die erste Schnittlinie S1 weist vorzugsweise zur ersten Ebene E1 einen Winkel w1 von 10° bis 60°, insbesondere von 20° bis 50° auf.
Die dritte Kontaktfläche 8 weist vorzugsweise mit der zweiten Ebene E2 eine gemeinsame geradlinig verlaufende zweite Schnittlinie S2 auf. Die zweite Schnittlinie S2 weist vorzugsweise zur ersten Ebene E1 einen Winkel w2 von 10° bis 40°, insbesondere von 15° bis 30°, auf.
Die Breite b der ersten Kontaktfläche 6 beträgt, wie beispielhaft in 1 bis 4 dargestellt, vorzugsweise in radialer Richtung R zur Längsachse A das 0,1 bis 0,3-fache, insbesondere das 0,125 bis 0,25-fache, des Abstands a der Randfläche 9 zur Innenfläche 13 des Einsteckabschnitts 2.
Bei der Ausbildung der Hülse 1 gemäß 1 bis 4 beträgt vorzugsweise in radialer Richtung R zur Längsachse A der Abstand c der ersten Kontaktfläche 6 zur Randfläche 9 das 0,75 bis 1,25-fache, insbesondere das 0,8 bis 1,2-fache des Abstands d der ersten Kontaktfläche 6 zur Innenfläche 13 des Einsteckabschnitts 2.
In 5 bis 7 ist eine weitere Ausbildung einer Hülse 1 einer erfindungsgemäßen leistungselektronischen Baugruppe 12 dargestellt, die bis auf das Merkmal, dass bei der Hülse 1 gemäß 5 bis 7, die erste Kontaktfläche 6 in radialer Richtung R weit nach außen angeordnet ist, mit der Hülse 1 gemäß 1 bis 4 einschließlich vorteilhafter Ausbildungen und Ausbildungsvarianten übereinstimmt. Bezüglich der Beschreibung der Hülse 1 gemäß 5 bis 7 wird deshalb um Wiederholungen zu vermeiden, auf die Beschreibung der Hülse 1 gemäß 1 bis 4 verwiesen. Durch die weit nach außen angeordnete erste Kontaktfläche 6 weist die Hülse 1, gemäß 5 bis 7 gegenüber der Hülse 1 gemäß 1 bis 4, eine höhere Standfestigkeit auf, so dass die Hülse 1 gemäß 5 bis 7 bei der Herstellung der stoffschlüssigen elektrisch leitenden Verbindung der Hülse 1 mit der Leiterbahn 5b', wenn die Hülse 1 auf dem flüssigen Lot 11 oder auf dem Klebstoff 11 angeordnet ist, besonders zuverlässig in einer senkrecht zur Leiterbahn 5b' verlaufenden Ausrichtung verbleibt, bis das Lot 11 erstarrt oder der Klebstoff 11 sich verfestigt. Bei der Ausbildung der Hülse 1 gemäß 5 bis 7 beträgt in radialer Richtung R zur Längsachse A der Abstand c der ersten Kontaktfläche 6 zur Randfläche 9 das 0,2 bis 0,7-fache, insbesondere das 0,2 bis 0,5-fache, des Abstands d der ersten Kontaktfläche 6 zur Innenfläche 13 des Einsteckabschnitts 2.
Die Hülse 1 weist vorzugsweise einen, an einem dem ersten Ende 2a gegenüberliegend angeordneten zweite Ende 2b des Einsteckabschnitts 2 angeordneten, die Längsachse A umlaufenden, sich von der Längsachse A weg erstreckenden, zweiten Fussabschnitt 4 auf, wobei der zweite Fussabschnitt 4 identisch wie der erste Fussabschnitt 3 ausgebildet ist. Der zweite Fussabschnitt 4 erstreckt sich in radialer Richtung R zur Längsachse A von der Längsachse A weg.
Die Wandstärke e des Einsteckabschnitts 2 beträgt vorzugsweise 0,1 mm bis 0,2 mm.
Die Höhe h der Hülse 1 beträgt vorzugsweise 1 mm bis 10 mm, insbesondere 2 mm bis 4 mm.
Der Durchmesser f der Kreisbahn, auf dem die Randfläche 9 die Längsachse A geschlossen umläuft, beträgt vorzugsweise 1,5 mm bis 2,5 mm.
Der Innendurchmesser g des Einsteckabschnitts 2 beträgt vorzugsweise 0,5 mm bis 1 mm.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass selbstverständlich Merkmale von verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, sofern sich die Merkmale nicht gegenseitig ausschließen, beliebig miteinander kombiniert werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

Leistungselektronische Baugruppe mit einer, eine virtuelle Längsachse (A) aufweisenden, einstückig ausgebildeten, elektrisch leitenden Hülse (1) und mit einem Schaltungsträger (5), wobei die Hülse (1) einen die Längsachse (A) umlaufenden rohrförmigen Einsteckabschnitt (2) und einen an einem ersten Ende (2a) des Einsteckabschnitts (2) angeordneten, die Längsachse (A) umlaufenden, sich von der Längsachse (A) weg erstreckenden, ersten Fussabschnitt (3) aufweist, wobei der erste Fussabschnitt (3) an seinem Ende eine die Längsachse (A) geschlossen umlaufende, ebene erste Kontaktfläche (6) aufweist, die in einer senkrecht zur Längsachse (A) verlaufenden ersten Ebene (E1) verläuft, wobei der erste Fussabschnitt (3) eine die Längsachse (A) geschlossen umlaufende Randfläche (9) aufweist, wobei der erste Fussabschnitt (3) eine von der ersten Kontaktfläche (6) und von der ersten Ebene (E1) weg in Richtung auf die Randfläche (9) zu verlaufende, die Längsachse (A) geschlossen umlaufende, zweite Kontaktfläche (7) aufweist, wobei der erste Fussabschnitt (3) eine von der ersten Kontaktfläche (6) und von der ersten Ebene (E1) weg in Richtung auf einen Hohlraum (10) des Einsteckabschnitts (2) zu verlaufende, die Längsachse (A) geschlossen umlaufende, dritte Kontaktfläche (8) aufweist, wobei der erste Fussabschnitt (3) auf einer Leiterbahn (5b') des Schaltungsträgers (5) angeordnet und mit der Leiterbahn (5b') über ein elektrisch leitendes Verbindungsmittel (11) elektrisch leitend verbunden ist, wobei das Verbindungsmittel (11) einen mechanischen Kontakt mit der ersten, zweiten und dritten Kontaktfläche (6,7,8) und mit der Leiterbahn (5b') aufweist.
Leistungselektronische Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (11) als Lot oder als elektrisch leitender Klebstoff ausgebildet ist.
Leistungselektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kontaktfläche (7) mit einer zweiten Ebene (E2), die in Richtung der Längsachse (A) und in radialer Richtung (R) zur Längsachse (A) verläuft, eine gemeinsame geradlinig verlaufende erste Schnittlinie (S1) aufweist.
Leistungselektronische Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schnittlinie (S1) zur ersten Ebene (E1) einen Winkel (w1) von 10° bis 60°, insbesondere von 20° bis 50°, aufweist.
Leistungselektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Kontaktfläche (8) mit einer zweiten Ebene (E2), die in Richtung der Längsachse (A) und in radialer Richtung (R) zur Längsachse (A) verläuft, eine gemeinsame geradlinig verlaufende zweite Schnittlinie (S2) aufweist.
Leistungselektronische Baugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schnittlinie (S2) zur ersten Ebene (E1) einen Winkel (w2) von 10° bis 40°, insbesondere von 15° bis 30°, aufweist.
Leistungselektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in radialer Richtung (R) zur Längsachse (A) die Breite (b) der ersten Kontaktfläche (6) das 0,1 bis 0,3-fache, insbesondere das 0,125 bis 0,25-fache, des Abstands (a) der Randfläche (9) zur Innenfläche (13) des Einsteckabschnitts (2) beträgt.
Leistungselektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in radialer Richtung (R) zur Längsachse (A) der Abstand (c) der ersten Kontaktfläche (6) zur Randfläche (9) das 0,75 bis 1,25-fache, insbesondere das 0,8 bis 1,2-fache des Abstands (d) der ersten Kontaktfläche (6) zur Innenfläche (13) des Einsteckabschnitts (2) beträgt.
Leistungselektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in radialer Richtung (R) zur Längsachse (A) der Abstand (c) der ersten Kontaktfläche (6) zur Randfläche (9) das 0,2 bis 0,7-fache, insbesondere das 0,2 bis 0,5-fache des Abstands (d) der ersten Kontaktfläche (6) zur Innenfläche (13) des Einsteckabschnitts (2) beträgt.
Leistungselektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (1) einen, an einem dem ersten Ende (2a) gegenüberliegend angeordneten zweite Ende (2b) des Einsteckabschnitts (2) angeordneten, die Längsachse (A) umlaufenden, sich von der Längsachse (A) weg erstreckenden, zweiten Fussabschnitt (4) aufweist, wobei der zweite Fussabschnitt (4) identisch wie der erste Fussabschnitt (3) ausgebildet ist.
Leistungselektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke (e) des Einsteckabschnitts (2) 0,1 mm bis 0,2 mm beträgt.
Leistungselektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (h) der Hülse (1) 1 mm bis 10 mm, insbesondere 2 mm bis 4 mm, beträgt.
Leistungselektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (f) der Kreisbahn, auf dem die Randfläche (9) die Längsachse (A) geschlossen umläuft, 1,5 mm bis 2,5 mm beträgt.
Leistungselektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser (g) des Einsteckabschnitts (2) 0,5 mm bis 1 mm beträgt.
Leistungselektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (1) zumindest im Wesentlichen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung ausgebildet ist.
Leistungselektronische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (5) als Substrat oder als Leiterplatte ausgebildet ist.