DE102020132679B3 - Leistungshalbleitereinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitereinrichtung - Google Patents

Leistungshalbleitereinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitereinrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102020132679B3
DE102020132679B3 DE102020132679.3A DE102020132679A DE102020132679B3 DE 102020132679 B3 DE102020132679 B3 DE 102020132679B3 DE 102020132679 A DE102020132679 A DE 102020132679A DE 102020132679 B3 DE102020132679 B3 DE 102020132679B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature sensor
holding element
capacitor
power semiconductor
semiconductor device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102020132679.3A
Other languages
English (en)
Inventor
Markus Dienstbier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semikron Elektronik GmbH and Co KG
Original Assignee
Semikron Elektronik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semikron Elektronik GmbH and Co KG filed Critical Semikron Elektronik GmbH and Co KG
Priority to DE102020132679.3A priority Critical patent/DE102020132679B3/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102020132679B3 publication Critical patent/DE102020132679B3/de
Priority to US17/537,322 priority patent/US11664160B2/en
Priority to CN202111490210.XA priority patent/CN114613765A/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/162—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits the devices being mounted on two or more different substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/08—Cooling arrangements; Heating arrangements; Ventilating arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/02—Mountings
    • H01G2/06—Mountings specially adapted for mounting on a printed-circuit support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/258—Temperature compensation means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/40—Structural combinations of fixed capacitors with other electric elements, the structure mainly consisting of a capacitor, e.g. RC combinations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/64—Impedance arrangements
    • H01L23/642—Capacitive arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427—Housings
    • H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/209—Heat transfer by conduction from internal heat source to heat radiating structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/8384—Sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1301—Thyristor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leistungshalbleitereinrichtung mit einem Substrat, auf dem Leistungshalbleiterschalter angeordnet sind, mit einer Leiterplatte, die elektrisch leitende erste Steckverbindungskontakte aufweist, mit einem Kondensator, mit einem eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme des Kondensators aufweisenden Kondensatorhalteelement, mit einem zur Messung der Temperatur des Kondensators vorgesehenen Temperatursensor, mit einem Temperatursensorhalteelement, das einen Steckverbindungsbereich aufweist an dem elektrisch leitende zweite Steckverbindungskontakte angeordnet sind, wobei der Temperatursensor mit dem Temperatursensorhalteelement verbunden ist und das Temperatursensorhalteelement mit dem Kondensatorhalteelement verbunden ist, mit Temperatursensorverbindungsleitungen, die den Temperatursensor und die zweiten Steckverbindungskontakte elektrisch leitend miteinander verbinden, wobei zumindest ein Abschnitt einer Temperatursensorverbindungsleitung innerhalb des Temperatursensorhalteelements angeordnet ist und mit dem Temperatursensorhalteelement stoffschlüssig verbunden ist und/oder zumindest ein Abschnitt einer Temperatursensorverbindungsleitung als eine auf dem Temperatursensorhalteelement angeordnete Leiterbahn ausgebildet ist, wobei die zweiten Steckverbindungskontakte mit den ersten Steckverbindungskontakten eine elektrisch leitende Steckverbindung ausbilden. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitereinrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Leistungshalbleitereinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitereinrichtung.
  • Aus der DE 20 2016 101 292 U1 ist eine Leistungshalbleitereinrichtung mit einem Substrat, auf dem Leistungshalbleiterschalter angeordnet und mit dem Substrat elektrisch leitend verbunden sind, mit einer Leiterplatte, deren Normalenrichtung senkrecht zur Normalenrichtung des Substrats verläuft, mit einem Kondensator, der mit dem Substrat elektrisch leitend verbunden ist, und mit einem eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme des Kondensators aufweisenden Kondensatorhalteelement, wobei der Kondensator in der Aufnahmeeinrichtung angeordnet ist, bekannt.
  • Aus der DE 10 2012 222 015 A1 ist ein Halbleitermodul mit einem Gehäuse, das zwei an entgegengesetzten Außenseiten des Gehäuses angeordnete Außenwandabschnitte aufweist, mit einem Deckel, der sich von einem der Außenwandabschnitte zu dem anderen der Außenwandabschnitte erstreckt, mit einer zwischen den Außenwandabschnitten angeordneten und von dieser beabstandeten ersten Schachtwand, die einen ersten Schacht begrenzt, mit einem Schaltungsträger der eine Oberseite aufweist, mit einem Halbleiterchip, der in dem Gehäuse und auf der Oberseite des Schaltungsträgers angeordnet ist, und mit einem elektrisch leitenden ersten Anschlusselement, das durch den ersten Schacht verläuft und sich aus dem Gehäuse heraus erstreckt, bekannt.
  • Aus der US 2014 / 0 285 969 A1 ist ein Kondensatormodul für einen Stromrichter, mit einem Kondensator, mit einem Elektronikelement, mit einem Dichelement, das den Kondensator abdichtet, mit einem Temperatursensor zur Messung der Kondensatortemperatur und mit einer Halteinrichtung, die das Elektronikelement und den Temperatursensor hält, wobei der Temperatursensor zwischen dem Elektronikelement und zumindest einem Teil des Kondensators angeordnet ist, bekannt.
  • Im Betrieb einer solchen Leistungshalbleitereinrichtung erwärmt sich der Kondensator. Um eine Überhitzung des Kondensators zu vermeiden, besteht das technische Bedürfnis die Temperatur des Kondensators zu messen.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung eine rationell herstellbare Leistungshalbleitereinrichtung zu schaffen, bei der die Temperatur des Kondensators der Leistungshalbleitereinrichtung zuverlässig gemessen werden kann.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Leistungshalbleitereinrichtung mit einem Substrat, auf dem Leistungshalbleiterschalter angeordnet und mit dem Substrat elektrisch leitend verbunden sind, mit einer Leiterplatte, deren Normalenrichtung senkrecht zur Normalenrichtung des Substrats verläuft, wobei die Leiterplatte elektrisch leitende erste Steckverbindungskontakte aufweist, mit einem Kondensator, der mit dem Substrat elektrisch leitend verbunden ist, mit einem eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme des Kondensators aufweisenden Kondensatorhalteelements, wobei der Kondensator in der Aufnahmeeinrichtung angeordnet ist, mit einem zur Messung der Temperatur des Kondensators vorgesehenen Temperatursensor, mit einem Temperatursensorhalteelement, das einen Steckverbindungsbereich aufweist, an dem elektrisch leitende zweite Steckverbindungskontakte angeordnet sind, wobei der Temperatursensor mit dem Temperatursensorhalteelement verbunden ist und das Temperatursensorhalteelement mit dem Kondensatorhalteelement verbunden ist, mit Temperatursensorverbindungsleitungen, die den Temperatursensor und die zweiten Steckverbindungskontakte elektrisch leitend miteinander verbinden, wobei zumindest ein Abschnitt einer Temperatursensorverbindungsleitung innerhalb des Temperatursensorhalteelements angeordnet ist und mit dem Temperatursensorhalteelement stoffschlüssig verbunden ist und/oder zumindest ein Abschnitt einer Temperatursensorverbindungsleitung als eine auf dem Temperatursensorhalteelement angeordnete Leiterbahn ausgebildet ist, wobei die zweiten Steckverbindungskontakte mit den ersten Steckverbindungskontakten eine elektrisch leitende Steckverbindung ausbilden.
  • Es erweist sich als vorteilhaft, wenn das Temperatursensorhalteelement aus Kunststoff ausgebildet ist, wobei der zumindest eine Abschnitt der Temperatursensorverbindungsleitung innerhalb des Temperatursensorhalteelements angeordnet ist und mit dem Temperatursensorhalteelement stoffschlüssig verbunden ist, indem der zumindest eine Abschnitt der Temperatursensorverbindungsleitung in das Temperatursensorhalteelement eingespritzt ist. Hierdurch ist der zumindest eine Abschnitt der Temperatursensorverbindungsleitung durch den ihn umgebenden Kunststoff des Temperatursensorhalteelements vor Beschädigungen geschützt.
  • Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Temperatursensorhalteelement aus Kunststoff ausgebildet ist, wobei der Temperatursensor mit dem Temperatursensorhalteelement verbunden ist, indem zumindest ein Teil des Temperatursensors in das Temperatursensorhalteelement eingespritzt ist. Hierdurch ist der Temperatursensor mit dem Temperatursensorhalteelement sehr belastbar gegenüber mechanischen Belastungen, wie z.B. mechanische Schwingungen, welche im Betrieb der Leistungshalbleitereinrichtung auftreten, verbunden.
  • Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn auf der Leiterplatte eine Signalaufbereitungsschaltung zur Signalaufbereitung eines vom Temperatursensor erzeugten Temperatursensorsignals angeordnet ist. Hierdurch findet die Signalaufbereitung des vom Temperatursensor erzeugten Temperatursensorsignals in der Nähe des Temperatursensors statt, so dass EMV-Störungen, welche auf das Temperatursensorsignal einwirken, reduziert werden.
  • Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn auf der Leiterplatte Ansteuersteuerschaltungen zur Ansteuerung der Leistungshalbleiterschalter angeordnet sind. Als Leiterplatte kann somit die Leiterplatte dienen, auf der auch die Ansteuersteuerschaltungen zur Ansteuerung der Leistungshalbleiterschalter angeordnet sind.
  • Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die ersten Steckverbindungskontakte als Metallisierungsbereiche der Leiterplatte ausgebildet sind. Hierdurch sind die ersten Steckverbindungskontakte besonders zuverlässig ausgebildet.
  • Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn zumindest zwei der ersten Steckverbindungskontakte auf zueinander gegenüberliegenden Hauptseiten der Leiterplatte angeordnet sind. Hierdurch sind die ersten Steckverbindungskontakte besonders zuverlässig ausgebildet.
  • Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Temperatursensor an den Kondensator thermisch leitend angekoppelt ist. Hierdurch kann die Temperatur des Kondensators durch den Temperatursensor besonders präzise ermittelt werden.
  • Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Leistungshalbleitereinrichtung eine Grundplatte aufweist, wobei das Substrat auf der Grundplatte angeordnet ist. Hierdurch wird die von den Leistungshalbleiterschaltern bei deren Betrieb erzeugte Wärme über das Substrat an die Grundplatte übertragen.
  • Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Grundplatte integraler Bestandteil eines Kühlkörpers ist oder zur Anordnung auf einem Kühlkörper vorgesehen ist. Hierdurch kann die von den Leistungshalbleiterschaltern bei deren Betrieb erzeugte Wärme zuverlässig abgeführt werden.
  • Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Temperatursensorhalteelement mit dem Kondensatorhalteelement verbunden ist, indem das Temperatursensorhalteelement mit dem Kondensatorhalteelement einstückig ausgebildet ist. Hierdurch ist das Temperatursensorhalteelement mit dem Kondensatorhalteelement sehr belastbar gegenüber mechanischen Belastungen, wie z.B. mechanische Schwingungen, welche im Betrieb der Leistungshalbleitereinrichtung auftreten, verbunden.
  • Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Temperatursensorhalteelement mit dem Kondensatorhalteelement verbunden ist, indem das Temperatursensorhalteelement mittels einer kraft- oder formschlüssigen Verbindung mit dem Kondensatorhalteelement verbunden ist. Hierdurch können das Kondensatorhalteelement und das Temperatursensorhalteelement getrennt voneinander hergestellt werden. Weiterhin ist eine kraft- oder formschlüssige Verbindung besonders einfach realisierbar.
  • Weiterhin wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung mit folgenden Verfahrensschritten:
    1. a) Bereitstellen einer ersten Anordnung mit einem Substrat, auf dem Leistungshalbleiterschalter angeordnet und mit dem Substrat elektrisch leitend verbunden sind, mit einer Leiterplatte deren Normalenrichtung senkrecht zur Normalenrichtung des Substrats verläuft, wobei die Leiterplatte, elektrisch leitende erste Steckverbindungskontakte aufweist und mit einem Kondensator, der mit dem Substrat elektrisch leitend verbunden ist,
    2. b) Bereitstellen einer zweiten Anordnung mit einem eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme des Kondensators aufweisenden Kondensatorhalteelements, mit einem zur Messung der Temperatur des Kondensators vorgesehenen Temperatursensor, mit einem Temperatursensorhalteelement, das einen Steckverbindungsbereich aufweist, an dem elektrisch leitende zweite Steckverbindungskontakte angeordnet sind, wobei der Temperatursensor mit dem Temperatursensorhalteelement verbunden ist und das Temperatursensorhalteelement mit dem Kondensatorhalteelement verbunden ist, mit Temperatursensorverbindungsleitungen, die den Temperatursensor und die zweiten Steckverbindungskontakte elektrisch leitend miteinander verbinden, wobei zumindest ein Abschnitt einer Temperatursensorverbindungsleitung innerhalb des Temperatursensorhalteelements angeordnet ist und mit dem Temperatursensorhalteelement stoffschlüssig verbunden ist, und/oder zumindest ein Abschnitt einer Temperatursensorverbindungsleitung als eine auf dem Temperatursensorhalteelement angeordnete Leiterbahn ausgebildet ist,
    3. c) Bewegen der ersten und zweiten Anordnung relativ aufeinander derart zu, dass der Kondensator in die Aufnahmeeinrichtung eingeführt wird und die zweiten Steckverbindungskontakte mit den ersten Steckverbindungskontakten eine elektrisch leitende Steckverbindung ausbilden.
  • Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung mit folgenden Verfahrensschritten:
    1. a) Bereitstellen einer ersten Anordnung mit einem Substrat auf dem Leistungshalbleiterschalter angeordnet und mit dem Substrat elektrisch leitend verbunden sind, mit einer Leiterplatte deren Normalenrichtung senkrecht zur Normalenrichtung des Substrats verläuft, wobei die Leiterplatte elektrisch leitende erste Steckverbindungskontakte aufweist und mit einem Kondensator, der mit dem Substrat elektrisch leitend verbunden ist,
    2. b) Bereitstellen eines eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme des Kondensators aufweisenden Kondensatorhalteelements,
    3. c) Bereitstellung eines zur Messung der Temperatur des Kondensators vorgesehenen Temperatursensors und eines Temperatursensorhalteelements, das einen Steckverbindungsbereich aufweist an dem elektrisch leitende zweite Steckverbindungskontakte angeordnet sind, wobei der Temperatursensor mit dem Temperatursensorhalteelement verbunden ist, und Bereitstellung von Temperatursensorverbindungsleitungen, die den Temperatursensor und die zweiten Steckverbindungskontakte elektrisch leitend miteinander verbinden, wobei zumindest ein Abschnitt einer Temperatursensorverbindungsleitung innerhalb des Temperatursensorhalteelements angeordnet ist und mit dem Temperatursensorhalteelement stoffschlüssig verbunden ist, und/oder zumindest ein Abschnitt einer Temperatursensorverbindungsleitung als eine auf dem Temperatursensorhalteelement angeordnete Leiterbahn ausgebildet ist,
    4. d) Schaffung einer zweiten Anordnung durch Bewegen der ersten Anordnung und des Kondensatorhalteelements relativ aufeinander derart zu, dass der Kondensator in die Aufnahmeeinrichtung eingeführt wird,
    5. e) Bewegen des Temperatursensorhalteelements und der zweiten Anordnung relativ aufeinander derart zu, dass das Temperatursensorhalteelement mit dem Kondensatorhalteelement kraft- oder formschlüssig verbunden wird und die zweiten Steckverbindungskontakte mit den ersten Steckverbindungskontakten eine elektrisch leitende Steckverbindung ausbilden.
  • Es sei angemerkt, dass im Sinne der Erfindung unter einem Bewegen der ersten und zweiten Anordnung relativ aufeinander zu, sowohl eine Bewegung der ersten Anordnung auf die zweite Anordnung zu, als auch eine Bewegung der zweiten Anordnung auf die erste Anordnung zu, als auch eine gleichzeitige Bewegung der ersten und zweiten Anordnung aufeinander zu, verstanden wird.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die unten stehenden Figuren erläutert. Dabei zeigen:
    • 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung,
    • 2 eine perspektivische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung,
    • 3 eine Detailansicht eines Bereichs A von 2,
    • 4 eine Detailansicht eines Temperatursensorhalteelements einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung und
    • 5 eine Leiterplatte einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung.
  • In 1, 2 und 3 sind Ansichten einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung 1 dargestellt. In 4 ist eine Detailansicht eines Temperatursensorhalteelements 10 der Leistungshalbleitereinrichtung 1 und in 5 ist eine Leiterplatte 2 der Leistungshalbleitereinrichtung 1 dargestellt.
  • Die erfindungsgemäße Leistungshalbleitereinrichtung 1 weist ein Substrat 3 auf, auf dem Leistungshalbleiterschalter 4 angeordnet und mit dem Substrat 3, z.B. über eine Löt- oder Sinterverbindung, elektrisch leitend verbunden sind. Die Leistungshalbleiterschalter 4 sind vorzugsweise zu mindestens einer Halbbrückenschaltung verschalten. Die Leistungshalbleiterschalter 4 liegen im Allgemeinen in Form von Transistoren, wie z.B. IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) oder MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) oder in Form von Thyristoren vor. Das Substrat 3 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 Leistungshalbleitereinrichtung 1 ist dazu ausgebildet aus einer Gleichspannung mindestens eine Wechselspannung zu erzeugen oder aus mindestens einer Wechselspannung eine Gleichspannung zu erzeugen.
  • Die Leistungshalbleitereinrichtung 1 weist vorzugsweise eine Grundplatte 16 auf, auf der das Substrat 3 angeordnet ist. Die Grundplatte 16 kann, wie beim Ausführungsbeispiel, integraler Bestandteil eines Kühlkörpers 17 sein. Der Kühlkörper kann als Luftkühlkörper oder als Flüssigkeitskühlkörper, insbesondere als Wasserkühlkörper ausgebildet sein. Von der Grundplatte 16 aus erstrecken sich vorzugsweise Kühlfinnen 16a oder Kühlpins des Kühlköpers 17. Es sei angemerkt, dass die Grundplatte 16 auch dafür vorgesehen sein kann auf einem Kühlkörper angeordnet zu werden.
  • Die Leistungshalbleitereinrichtung 1 weist weiterhin einer Leiterplatte 2 auf, deren Normalenrichtung N2 senkrecht zur Normalenrichtung N1 des Substrats 3 verläuft. Die Leiterplatte 2 weist elektrisch leitende erste Steckverbindungskontakte 6 auf. Auf der Leiterplatte 2 sind vorzugsweise Ansteuersteuerschaltungen zur Ansteuerung der Leistungshalbleiterschalter 4 angeordnet. Die ersten Steckverbindungskontakte 6 sind vorzugsweise als Metallisierungsbereiche der Leiterplatte 2 ausgebildet. Zumindest zwei der ersten Steckverbindungskontakte 6 sind vorzugsweise auf zueinander gegenüberliegenden Hauptseiten 14 und 15 der Leiterplatte 2 angeordnet sind (siehe 5).
  • Die Leistungshalbleitereinrichtung 1 weist weiterhin einen Kondensator 5, der mit dem Substrat 3 elektrisch leitend verbunden ist und ein eine Aufnahmeeinrichtung 7 zur Aufnahme des Kondensators 5 aufweisendes Kondensatorhalteelement 8 auf. Der Kondensator 5 ist in der Aufnahmeeinrichtung 7 angeordnet. Der Kondensator 5 dient vorzugsweise als Zwischenkreiskondensator.
  • Die Leistungshalbleitereinrichtung 1 weist weiterhin einen zur Messung der Temperatur des Kondensators 5 vorgesehenen Temperatursensor 9 und ein Temperatursensorhalteelement 10 auf, das einen Steckverbindungsbereich 11 aufweist an dem elektrisch leitende zweite Steckverbindungskontakte 12 angeordnet sind. Der Temperatursensor 9 ist mit dem Temperatursensorhalteelement 10 verbunden und das Temperatursensorhalteelement 10 ist mit dem Kondensatorhalteelement 8 verbunden. Das Temperatursensorhalteelement 10 kann mit dem Kondensatorhalteelement 8 verbunden sein, indem das Temperatursensorhalteelement 10 mit dem Kondensatorhalteelement 8 einstückig ausgebildet ist. Das Temperatursensorhalteelement 10 und das Kondensatorhalteelement 8 sind, wie beim Ausführungsbeispiel, vorzugsweise als integrale Bestandteile eines gemeinsamen Kunststoffbauteils ausgebildet. Alternativ kann das Temperatursensorhalteelement 10 mit dem Kondensatorhalteelement 8 verbunden sein, indem das Temperatursensorhalteelement 10 mittels einer kraft- oder formschlüssigen Verbindung mit dem Kondensatorhalteelement 8 verbunden ist. Die formschlüssige Verbindung kann z.B. als Schnappverbindung ausgebildet sein. Das Temperatursensorhalteelement 10 kann in diesem Fall einen Schnapphaken aufweisen.
  • Der Temperatursensor 9 ist vorzugsweise an den Kondensator 5 thermisch leitend angekoppelt. Der Temperatursensor 9 weist vorzugsweise einen mechanischen Kontakt mit dem Kondensator 5 auf. Auf der Leiterplatte 2 ist vorzugweise eine Signalaufbereitungsschaltung zur Signalaufbereitung eines vom Temperatursensor 9 erzeugten Temperatursensorsignals angeordnet. Die Signalaufbereitung kann z.B. in Form einer Verstärkerschaltung bzw. einer Anpassschaltung vorliegen, die das Temperatursensorsignal verstärkt bzw. das Temperatursensorsignal zur Weiterverarbeitung anpasst.
  • Das Temperatursensorhalteelement 10 ist vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet, wobei der Temperatursensor 9 mit dem Temperatursensorhalteelement 10 verbunden ist, indem zumindest ein Teil des Temperatursensors 9 in das Temperatursensorhalteelement 10 eingespritzt ist.
  • Die Leistungshalbleitereinrichtung 1 weist weiterhin Temperatursensorverbindungsleitungen 13 auf, die den Temperatursensor 9 und die zweiten Steckverbindungskontakte 12 elektrisch leitend miteinander verbinden.
  • Zumindest ein Abschnitt der Temperatursensorverbindungsleitung 13, insbesondere die gesamte Temperatursensorverbindungsleitung 13, ist vorzugsweise, wie beim Ausführungsbeispiel, innerhalb des Temperatursensorhalteelements 10 angeordnet und mit dem Temperatursensorhalteelement 10 stoffschlüssig verbunden ist. Das Temperatursensorhalteelement 10 ist vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet, wobei der zumindest eine Abschnitt der Temperatursensorverbindungsleitung 13 innerhalb des Temperatursensorhalteelements 10 angeordnet ist und mit dem Temperatursensorhalteelement 10 stoffschlüssig verbunden ist, indem der zumindest eine Abschnitt der Temperatursensorverbindungsleitung 13 in das Temperatursensorhalteelement 10 eingespritzt ist.
  • Zumindest ein Abschnitt der Temperatursensorverbindungsleitung 13, insbesondere die gesamte Temperatursensorverbindungsleitung 13, kann auch als eine auf dem Temperatursensorhalteelement 10 angeordnete Leiterbahn ausgebildet sein. Das Temperatursensorhalteelement 10 ist hierzu vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet und der zumindest eine Abschnitt der Temperatursensorverbindungsleitung 13 ist als eine, z.B. mittels MID-Technik (Molded Interconnected Device), auf das Temperatursensorhalteelement 10 aufgebrachte Leiterbahn ausgebildet. Hierzu kann z.B. eine Metallisierung auf das Temperatursensorhalteelement 10 aufgebracht und anschließend strukturiert werden.
  • Es sei angemerkt, dass auch zumindest ein Abschnitt der Temperatursensorverbindungsleitung 13 innerhalb des Temperatursensorhalteelements 10 angeordnet sein kann und zumindest ein Abschnitt der Temperatursensorverbindungsleitung 13 als eine auf dem Temperatursensorhalteelement 10 angeordnete Leiterbahn ausgebildet sein kann.
  • Die zweiten Steckverbindungskontakte 12 bilden mit den ersten Steckverbindungskontakten 6 eine elektrisch leitende Steckverbindung aus.
  • Es sei angemerkt, dass die Leistungshalbleitereinrichtung 1, wie beim Ausführungsbeispiel, mehrere Kondensatoren 5 aufweisen kann und das Kondensatorhalteelement 8 mehrere Aufnahmeeinrichtungen 7 zur Aufnahme der Kondensatoren aufweisen kann in denen die Kondensatoren 5 angeordnet sind. Die Leistungshalbleitereinrichtung 1 weist beim Ausführungsbeispiel einen zur Messung der Temperatur eines der Kondensatoren 5 vorgesehenen Temperatursensor 9 auf.
  • Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung der Leistungshalbleitereinrichtung 1 beschrieben.
  • In einem Verfahrensschritt a) erfolgt ein Bereitstellen einer ersten Anordnung mit einem Substrat 3, auf dem Leistungshalbleiterschalter 4 angeordnet und mit dem Substrat 3 elektrisch leitend verbunden sind, mit einer Leiterplatte 2, deren Normalenrichtung N2 senkrecht zur Normalenrichtung N1 des Substrats 3 verläuft, wobei die Leiterplatte 2 elektrisch leitende erste Steckverbindungskontakte 6 aufweist und mit einem Kondensator 5, der mit dem Substrat 3 elektrisch leitend verbunden ist.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt b) erfolgt ein Bereitstellen einer zweiten Anordnung mit einem eine Aufnahmeeinrichtung 7 zur Aufnahme des Kondensators 5 aufweisenden Kondensatorhalteelement 8, mit einem zur Messung der Temperatur des Kondensators 5 vorgesehenen Temperatursensor 9, mit einem Temperatursensorhalteelement 10, das einen Steckverbindungsbereich 11 aufweist an dem elektrisch leitende zweite Steckverbindungskontakte 12 angeordnet sind, wobei der Temperatursensor 9 mit dem Temperatursensorhalteelement 10 verbunden ist und das Temperatursensorhalteelement 10 mit dem Kondensatorhalteelement 8 verbunden ist, mit Temperatursensorverbindungsleitungen 13, die den Temperatursensor 9 und die zweiten Steckverbindungskontakte 12 elektrisch leitend miteinander verbinden, wobei zumindest ein Abschnitt einer Temperatursensorverbindungsleitung 13 innerhalb des Temperatursensorhalteelements 10 angeordnet ist und mit dem Temperatursensorhalteelement 10 stoffschlüssig verbunden ist, und/oder zumindest ein Abschnitt einer Temperatursensorverbindungsleitung 13 als eine auf dem Temperatursensorhalteelement 10 angeordnete Leiterbahn ausgebildet ist.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt c) erfolgt ein Bewegen der ersten und zweiten Anordnung relativ aufeinander derart zu, dass der Kondensator 5 in die Aufnahmeeinrichtung 7 eingeführt wird und die zweiten Steckverbindungskontakte 12 mit den ersten Steckverbindungskontakten 6 eine elektrisch leitende Steckverbindung ausbilden.
  • Im Folgenden wird ein weiteres Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung 1 beschrieben, wobei bei der Leistungshalbleitereinrichtung 1 das Temperatursensorhalteelement 10 mit dem Kondensatorhalteelement 8 verbunden ist, indem das Temperatursensorhalteelement 10 mittels einer kraft- oder formschlüssigen Verbindung mit dem Kondensatorhalteelement 8 verbunden ist.
  • In einem Verfahrensschritt a) erfolgt ein Bereitstellen einer ersten Anordnung mit einem Substrat 3 auf dem Leistungshalbleiterschalter 4 angeordnet und mit dem Substrat 3 elektrisch leitend verbunden sind, mit einer Leiterplatte 2, deren Normalenrichtung N2 senkrecht zur Normalenrichtung N1 des Substrats 3 verläuft, wobei die Leiterplatte 2 elektrisch leitende erste Steckverbindungskontakte 6 aufweist und mit einem Kondensator 5, der mit dem Substrat 3 elektrisch leitend verbunden ist.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt b) erfolgt ein Bereitstellen eines eine Aufnahmeeinrichtung 7 zur Aufnahme des Kondensators 5 aufweisenden Kondensatorhalteelements 8.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt c) erfolgt eine Bereitstellung eines zur Messung der Temperatur des Kondensators 5 vorgesehenen Temperatursensors 9 und eines Temperatursensorhalteelements 10, das einen Steckverbindungsbereich 11 aufweist an dem elektrisch leitende zweite Steckverbindungskontakte 12 angeordnet sind, wobei der Temperatursensor 9 mit dem Temperatursensorhalteelement 10 verbunden ist und eine Bereitstellung von Temperatursensorverbindungsleitungen (13), die den Temperatursensor 9 und die zweiten Steckverbindungskontakte 12 elektrisch leitend miteinander verbinden, wobei zumindest ein Abschnitt einer Temperatursensorverbindungsleitung 13 innerhalb des Temperatursensorhalteelements 10 angeordnet ist und mit dem Temperatursensorhalteelement 10 stoffschlüssig verbunden ist, und/oder zumindest ein Abschnitt einer Temperatursensorverbindungsleitung 13 als eine auf dem Temperatursensorhalteelement 10 angeordnete Leiterbahn ausgebildet ist.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt d) erfolgt eine Schaffung einer zweiten Anordnung durch Bewegen der ersten Anordnung und des Kondensatorhalteelements 8 relativ aufeinander derart zu, dass der Kondensator 5 in die Aufnahmeeinrichtung 7 eingeführt wird.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt e) erfolgt ein Bewegen des Temperatursensorhalteelements 10 und der zweiten Anordnung relativ aufeinander derart zu, dass das Temperatursensorhalteelement 10 mit dem Kondensatorhalteelement 8 kraft- oder formschlüssig verbunden wird und die zweiten Steckverbindungskontakte 12 mit den ersten Steckverbindungskontakten 6 eine elektrisch leitende Steckverbindung ausbilden.

Claims (14)

  1. Leistungshalbleitereinrichtung mit einem Substrat (3), auf dem Leistungshalbleiterschalter (4) angeordnet und mit dem Substrat (3) elektrisch leitend verbunden sind, mit einer Leiterplatte (2), deren Normalenrichtung (N2) senkrecht zur Normalenrichtung (N1) des Substrats (3) verläuft, wobei die Leiterplatte (2) elektrisch leitende erste Steckverbindungskontakte (6) aufweist, mit einem Kondensator (5), der mit dem Substrat (3) elektrisch leitend verbunden ist, mit einem eine Aufnahmeeinrichtung (7) zur Aufnahme des Kondensators (5) aufweisenden Kondensatorhalteelements (8), wobei der Kondensator (5) in der Aufnahmeeinrichtung (7) angeordnet ist, mit einem zur Messung der Temperatur des Kondensators (5) vorgesehenen Temperatursensor (9), mit einem Temperatursensorhalteelement (10), das einen Steckverbindungsbereich (11) aufweist, an dem elektrisch leitende zweite Steckverbindungskontakte (12) angeordnet sind, wobei der Temperatursensor (9) mit dem Temperatursensorhalteelement (10) verbunden ist und das Temperatursensorhalteelement (10) mit dem Kondensatorhalteelement (8) verbunden ist, mit Temperatursensorverbindungsleitungen (13), die den Temperatursensor (9) und die zweiten Steckverbindungskontakte (12) elektrisch leitend miteinander verbinden, wobei zumindest ein Abschnitt einer Temperatursensorverbindungsleitung (13) innerhalb des Temperatursensorhalteelements (10) angeordnet ist und mit dem Temperatursensorhalteelement (10) stoffschlüssig verbunden ist und/oder zumindest ein Abschnitt einer Temperatursensorverbindungsleitung (13) als eine auf dem Temperatursensorhalteelement (10) angeordnete Leiterbahn ausgebildet ist, wobei die zweiten Steckverbindungskontakte (12) mit den ersten Steckverbindungskontakten (6) eine elektrisch leitende Steckverbindung ausbilden.
  2. Leistungshalbleitereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperatursensorhalteelement (10) aus Kunststoff ausgebildet ist, wobei der zumindest eine Abschnitt der Temperatursensorverbindungsleitung (13) innerhalb des Temperatursensorhalteelements (10) angeordnet ist und mit dem Temperatursensorhalteelement (10) stoffschlüssig verbunden ist, indem der zumindest eine Abschnitt der Temperatursensorverbindungsleitung (13) in das Temperatursensorhalteelement (10) eingespritzt ist.
  3. Leistungshalbleitereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperatursensorhalteelement (10) aus Kunststoff ausgebildet ist, wobei der Temperatursensor (9) mit dem Temperatursensorhalteelement (10) verbunden ist, indem zumindest ein Teil des Temperatursensors (9) in das Temperatursensorhalteelement (10) eingespritzt ist.
  4. Leistungshalbleitereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Leiterplatte (2) eine Signalaufbereitungsschaltung zur Signalaufbereitung eines vom Temperatursensor erzeugten Temperatursensorsignals angeordnet ist.
  5. Leistungshalbleitereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Leiterplatte (2) Ansteuersteuerschaltungen zur Ansteuerung der Leistungshalbleiterschalter (4) angeordnet sind.
  6. Leistungshalbleitereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Steckverbindungskontakte (6) als Metallisierungsbereiche der Leiterplatte (2) ausgebildet sind.
  7. Leistungshalbleitereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der ersten Steckverbindungskontakte (6) auf zueinander gegenüberliegenden Hauptseiten (14,15) der Leiterplatte (2) angeordnet sind.
  8. Leistungshalbleitereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (9) an den Kondensator (5) thermisch leitend angekoppelt ist.
  9. Leistungshalbleitereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungshalbleitereinrichtung (1) eine Grundplatte (16) aufweist, wobei das Substrat (3) auf der Grundplatte (16) angeordnet ist.
  10. Leistungshalbleitereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (16) integraler Bestandteil eines Kühlkörpers (17) ist oder zur Anordnung auf einem Kühlkörper vorgesehen ist.
  11. Leistungshalbleitereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperatursensorhalteelement (10) mit dem Kondensatorhalteelement (8) verbunden ist, indem das Temperatursensorhalteelement (10) mit dem Kondensatorhalteelement (8) einstückig ausgebildet ist.
  12. Leistungshalbleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperatursensorhalteelement (10) mit dem Kondensatorhalteelement (8) verbunden ist, indem das Temperatursensorhalteelement (10) mittels einer kraft- oder formschlüssigen Verbindung mit dem Kondensatorhalteelement (8) verbunden ist.
  13. Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 mit folgenden Verfahrensschritten: a) Bereitstellen einer ersten Anordnung mit einem Substrat (3), auf dem Leistungshalbleiterschalter (4) angeordnet und mit dem Substrat (3) elektrisch leitend verbunden sind, mit einer Leiterplatte (2) deren Normalenrichtung (N2) senkrecht zur Normalenrichtung (N1) des Substrats (3) verläuft, wobei die Leiterplatte (2), elektrisch leitende erste Steckverbindungskontakte (6) aufweist und mit einem Kondensator (5), der mit dem Substrat (3) elektrisch leitend verbunden ist, b) Bereitstellen einer zweiten Anordnung mit einem eine Aufnahmeeinrichtung (7) zur Aufnahme des Kondensators (5) aufweisenden Kondensatorhalteelements (8), mit einem zur Messung der Temperatur des Kondensators (5) vorgesehenen Temperatursensor (9), mit einem Temperatursensorhalteelement (10), das einen Steckverbindungsbereich (11) aufweist, an dem elektrisch leitende zweite Steckverbindungskontakte (12) angeordnet sind, wobei der Temperatursensor (9) mit dem Temperatursensorhalteelement (10) verbunden ist und das Temperatursensorhalteelement (10) mit dem Kondensatorhalteelement (8) verbunden ist, mit Temperatursensorverbindungsleitungen (13), die den Temperatursensor (9) und die zweiten Steckverbindungskontakte (12) elektrisch leitend miteinander verbinden, wobei zumindest ein Abschnitt einer Temperatursensorverbindungsleitung (13) innerhalb des Temperatursensorhalteelements (10) angeordnet ist und mit dem Temperatursensorhalteelement (10) stoffschlüssig verbunden ist, und/oder zumindest ein Abschnitt einer Temperatursensorverbindungsleitung (13) als eine auf dem Temperatursensorhalteelement (10) angeordnete Leiterbahn ausgebildet ist, c) Bewegen der ersten und zweiten Anordnung relativ aufeinander derart zu, dass der Kondensator (5) in die Aufnahmeeinrichtung (7) eingeführt wird und die zweiten Steckverbindungskontakte (12) mit den ersten Steckverbindungskontakten (6) eine elektrisch leitende Steckverbindung ausbilden.
  14. Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitereinrichtung (1) nach Anspruch 12 mit folgenden Verfahrensschritten: a) Bereitstellen einer ersten Anordnung mit einem Substrat (3) auf dem Leistungshalbleiterschalter (4) angeordnet und mit dem Substrat (3) elektrisch leitend verbunden sind, mit einer Leiterplatte (2) deren Normalenrichtung (N2) senkrecht zur Normalenrichtung (N1) des Substrats (3) verläuft, wobei die Leiterplatte (2) elektrisch leitende erste Steckverbindungskontakte (6) aufweist und mit einem Kondensator (5), der mit dem Substrat (3) elektrisch leitend verbunden ist, b) Bereitstellen eines eine Aufnahmeeinrichtung (7) zur Aufnahme des Kondensators (5) aufweisenden Kondensatorhalteelements (8), c) Bereitstellung eines zur Messung der Temperatur des Kondensators (5) vorgesehenen Temperatursensors (9) und eines Temperatursensorhalteelements (10), das einen Steckverbindungsbereich (11) aufweist an dem elektrisch leitende zweite Steckverbindungskontakte (12) angeordnet sind, wobei der Temperatursensor (9) mit dem Temperatursensorhalteelement (10) verbunden ist, und Bereitstellung von Temperatursensorverbindungsleitungen (13), die den Temperatursensor (9) und die zweiten Steckverbindungskontakte (12) elektrisch leitend miteinander verbinden, wobei zumindest ein Abschnitt einer Temperatursensorverbindungsleitung (13) innerhalb des Temperatursensorhalteelements (10) angeordnet ist und mit dem Temperatursensorhalteelement (10) stoffschlüssig verbunden ist, und/oder zumindest ein Abschnitt einer Temperatursensorverbindungsleitung (13) als eine auf dem Temperatursensorhalteelement (10) angeordnete Leiterbahn ausgebildet ist, d) Schaffung einer zweiten Anordnung durch Bewegen der ersten Anordnung und des Kondensatorhalteelements (8) relativ aufeinander derart zu, dass der Kondensator (5) in die Aufnahmeeinrichtung (7) eingeführt wird, e) Bewegen des Temperatursensorhalteelements (10) und der zweiten Anordnung relativ aufeinander derart zu, dass das Temperatursensorhalteelement (10) mit dem Kondensatorhalteelement (8) kraft- oder formschlüssig verbunden wird und die zweiten Steckverbindungskontakte (12) mit den ersten Steckverbindungskontakten (6) eine elektrisch leitende Steckverbindung ausbilden.
DE102020132679.3A 2020-12-08 2020-12-08 Leistungshalbleitereinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitereinrichtung Active DE102020132679B3 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020132679.3A DE102020132679B3 (de) 2020-12-08 2020-12-08 Leistungshalbleitereinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitereinrichtung
US17/537,322 US11664160B2 (en) 2020-12-08 2021-11-29 Power semiconductor device and a method for producing a power semiconductor device
CN202111490210.XA CN114613765A (zh) 2020-12-08 2021-12-08 功率半导体装置和用于制造功率半导体装置的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020132679.3A DE102020132679B3 (de) 2020-12-08 2020-12-08 Leistungshalbleitereinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitereinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020132679B3 true DE102020132679B3 (de) 2021-08-12

Family

ID=76968922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020132679.3A Active DE102020132679B3 (de) 2020-12-08 2020-12-08 Leistungshalbleitereinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitereinrichtung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11664160B2 (de)
CN (1) CN114613765A (de)
DE (1) DE102020132679B3 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4224127A1 (de) * 2022-02-04 2023-08-09 ZF Friedrichshafen AG Temperatursensor für einen inverter zum betreiben eines elektrischen antriebs in einem elektrofahrzeug oder einem hybridfahrzeug, inverter mit einem solchen temperatursensor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012222015A1 (de) 2012-11-30 2014-06-05 Infineon Technologies Ag Feuchtigkeitsdichtes Halbleitermodul und Verfahren zu dessen Herstellung
US20140285969A1 (en) 2013-03-20 2014-09-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Capacitor module with temperature sensor
DE202016101292U1 (de) 2016-03-09 2016-03-23 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitereinrichtung

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100499327C (zh) * 2004-09-17 2009-06-10 株式会社安川电机 马达控制装置和马达控制装置的组装方法
JP5557441B2 (ja) * 2008-10-31 2014-07-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置および電動車両
CN102340233B (zh) * 2010-07-15 2014-05-07 台达电子工业股份有限公司 功率模块
JP5542646B2 (ja) * 2010-12-24 2014-07-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 パワーモジュールの製造方法、パワーモジュールの設計方法
US11297745B2 (en) * 2018-03-28 2022-04-05 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Active thermal management system for electronic devices and method of achieving device-to-device isothermalization
US10778117B2 (en) * 2018-04-17 2020-09-15 Chongqing Jinkang New Energy Vehicle Co., Ltd. Inverter module of an electric vehicle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012222015A1 (de) 2012-11-30 2014-06-05 Infineon Technologies Ag Feuchtigkeitsdichtes Halbleitermodul und Verfahren zu dessen Herstellung
US20140285969A1 (en) 2013-03-20 2014-09-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Capacitor module with temperature sensor
DE202016101292U1 (de) 2016-03-09 2016-03-23 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitereinrichtung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4224127A1 (de) * 2022-02-04 2023-08-09 ZF Friedrichshafen AG Temperatursensor für einen inverter zum betreiben eines elektrischen antriebs in einem elektrofahrzeug oder einem hybridfahrzeug, inverter mit einem solchen temperatursensor

Also Published As

Publication number Publication date
US20220181079A1 (en) 2022-06-09
CN114613765A (zh) 2022-06-10
US11664160B2 (en) 2023-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007014789B3 (de) Anordnung mindestens eines Leistungshalbleitermoduls und einer Leiterplatte und Leistungshalbleitermodul
DE102006021412B3 (de) Leistungshalbleitermodul
DE102005047567B3 (de) Leistungshalbleitermodul mit Isolationszwischenlage und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102016112777B4 (de) Leistungshalbleitereinrichtung
DE102014106857B4 (de) Leistungshalbleitereinrichtung
DE102013212446A1 (de) Elektrische Schaltung und Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Schaltung zur Ansteuerung einer Last
DE102006008807A1 (de) Anordnung mit einem Leistungshalbleitermodul und einem Kühlbauteil
DE102015224422A1 (de) Elektronische Schaltungseinheit
DE102013113143B4 (de) Leistungshalbleitereinrichtung
DE102020132679B3 (de) Leistungshalbleitereinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitereinrichtung
DE102017120747B4 (de) SMD-Gehäuse mit Oberseitenkühlung und Verfahren zu seiner Bereitstellung
DE102016104283B4 (de) Leistungshalbleitereinrichtung mit einem Leistungshalbleitermodul mit einem Gehäuse
EP2195832A1 (de) Verfahren zur herstellung und kontaktierung von elektronischen bauelementen mittels einer substratplatte, insbesondere dcb-keramik-substratplatte
DE102005050534A1 (de) Leistungshalbleitermodul
DE102016105783B4 (de) Leistungshalbleitereinrichtung
EP3619739A1 (de) Halbleitermodul
DE102016217728A1 (de) Trägerbaugruppe, insbesondere für eine Leistungselektronik
DE102018124186B4 (de) Elektronisches Gerät und Anordnung eines solchen an einer Tragschiene
DE102019218953A1 (de) Elektronische Schaltungseinheit
EP1414065A2 (de) Leistungsbauelementanordnung zur mechatronischen integration von Leistungsbauelementen
DE202016101292U1 (de) Leistungshalbleitereinrichtung
DE102021106991B3 (de) Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls und leistungselektronische Anordnung hiermit
DE102016211967B3 (de) Elektronisches Bauteil und Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauteils
DE102006014145B4 (de) Druck kontaktierte Anordnung mit einem Leistungsbauelement, einem Metallformkörper und einer Verbindungseinrichtung
WO2018054638A1 (de) Elektronische baugruppe, insbesondere eine elektronische leistungsbaugruppe für hybridfahrzeuge oder elektrofahrzeuge

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01L0025070000

Ipc: H01L0025160000

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final