DE102021117822A1

DE102021117822A1 - Leitungsrahmen

Info

Publication number: DE102021117822A1
Application number: DE102021117822.3A
Authority: DE
Inventors: Tobias Appel
Original assignee: Danfoss Silicon Power GmbH
Current assignee: Danfoss Silicon Power GmbH
Priority date: 2021-07-09
Filing date: 2021-07-09
Publication date: 2023-01-12
Also published as: WO2023280972A1; CN117581359A

Abstract

Es wird ein Verfahren beschrieben, bei dem ein erster Teil-Leiterrahmen mit einer oder mehreren ersten Anschlussklemmen ausgebildet wird; ein zweiter Teil-Leiterrahmen mit einer oder mehreren zweiten Anschlussklemmen ausgebildet wird; der erste und der zweite Teil-Leiterrahmen miteinander verbunden werden, um einen Leiterrahmen auszubilden, so dass mindestens einige der ersten Anschlussklemmen mindestens einige der zweiten Anschlussklemmen überlappen.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf einen Leiterrahmen, zum Beispiel auf einen Leiterrahmen, der Teil eines Leistungsmoduls ist.
Hintergrund
Viele Methoden zur Herstellung von Leiterrahmens sind in im Stand der Technik bekannt. Es besteht jedoch noch Bedarf an weiteren Entwicklungen in diesem Bereich.
Kurzfassung
In einem ersten Aspekt beschreibt diese Beschreibung ein Verfahren, das Folgendes umfasst: Ausbilden eines ersten Teil-Leiterrahmens mit einer oder mehreren ersten Anschlussklemmen; Ausbilden eines zweiten Teil-Leiterrahmens mit einer oder mehreren zweiten Anschlussklemmen; Verbinden des ersten und des zweiten Teil-Leiterrahmens, um einen Leiterrahmen auszubilden, so dass mindestens einige der ersten Anschlussklemmen mindestens einige der zweiten Anschlussklemmen überlappen.
In einigen Beispielen umfasst der erste Teil-Leiterrahmen weiter einen Stützrahmen, wobei der erste und der zweite Teil-Leiterrahmen mittels des Stützrahmens verbunden werden.
In einigen Beispielen sind mindestens einige der ersten Anschlussklemmen zur Bildung einer ersten Stromschiene verbunden.
In einigen Beispielen sind mindestens einige der zweiten Anschlussklemmen zur Bildung einer zweiten Stromschiene verbunden.
In einigen Beispielen werden der erste und der zweite Teil-Leiterrahmen durch Schwalbenschwanzverbindungen verbunden.
In einigen Beispielen wird/werden der erste Teil-Leiterrahmen und/oder der zweite Teil-Leiterrahmen durch Stanzen geformt.
In einigen Beispielen wird der Leiterrahmen auf einem Substrat angeordnet und elektrisch mit den auf dem Substrat montierten Schaltungselementen verbunden.
Einige Beispiele umfassen außerdem die Verkapselung des Leiterrahmens und des Substrats, wobei die ersten und zweiten Anschlussklemmen freiliegen.
Bei einigen Beispielen wird der Stützrahmen ganz oder teilweise entfernt, so dass die ersten und zweiten Anschlussklemmen des Leiterrahmens keinen physischen oder elektrischen Kontakt herstellen.
In einigen Beispielen umfasst einer der ersten Anschlussklemmen eine Vielzahl von ersten Fingern; einer der zweiten Anschlussklemmen umfasst eine Vielzahl von zweiten Fingern; und die ersten und zweiten Finger sind abwechselnd angeordnet.
In einem zweiten Aspekt beschreibt diese Beschreibung einen Leiterrahmen, der Folgendes umfasst: einen ersten Teil-Leiterrahmen, der eine oder mehrere erste Anschlussklemmen umfasst; einen zweiten Teil-Leiterrahmen, der eine oder mehrere zweite Anschlussklemmen umfasst, wobei der erste und der zweite Teil-Leiterrahmen so verbunden sind, dass zumindest einige der ersten Anschlussklemmen zumindest einige der zweiten Anschlussklemmen überlappen.
In einigen Beispielen umfasst der erste Teil-Leiterrahmen außerdem einen Stützrahmen, wobei der erste und der zweite Teil-Leiterrahmen mithilfe des Stützrahmens verbunden werden.
In einigen Beispielen sind mindestens einige der ersten Anschlussklemmen des Leiterrahmens so verbunden, dass sie eine erste Stromschiene bilden; und/oder mindestens einige der zweiten Anschlussklemmen des Leiterrahmens sind so verbunden, dass sie eine zweite Stromschiene bilden.
In einigen Beispielen umfasst eine der ersten Anschlussklemmen eine Vielzahl von ersten Fingern; eine der zweiten Anschlussklemmen umfasst eine Vielzahl von zweiten Fingern; und die ersten und zweiten Finger sind abwechselnd angeordnet.
In einigen Beispielen ist der Stützrahmen ganz oder teilweise so ausgebildet, dass er entfernt werden kann, so dass die ersten und zweiten Anschlussklemmen des Leiterrahmen keinen physischen oder elektrischen Kontakt herstellen.
In einem dritten Aspekt beschreibt diese Beschreibung ein Leistungsmodul, das Folgendes umfasst: einen Leiterrahmen, der in Bezug auf den zweiten Aspekt beschrieben wurde; und ein Substrat, auf dem der Leiterrahmen angeordnet ist, wobei das Substrat Schaltungselemente umfasst, die elektrisch mit dem Substrat verbunden sind.
In einigen Beispielen umfasst das Leistungsmodul außerdem ein Einkapselungsmaterial, das den Leiterrahmen und das Substrat einkapselt, so dass die ersten und zweiten Anschlussklemmen frei liegen.
In einem vierten Aspekt beschreibt diese Beschreibung ein computerlesbares Medium mit computerausführbaren Befehlen, die geeignet sind, einen 3D-Drucker oder eine additive Fertigungsvorrichtung zu veranlassen, einen Teil oder die Gesamtheit einer Vorrichtung gemäß dem Verfahren, wie oben unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt beschrieben, einen Leiterrahmen, wie oben unter Bezugnahme auf den zweiten Aspekt beschrieben, oder ein Leistungsmodul, wie oben unter Bezugnahme auf den dritten Aspekt beschrieben, zu bilden.
Figurenliste
Beispielhafte Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf die folgenden schematischen Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 ist eine dreidimensionale Ansicht einer Schaltung;
2 ist eine Seitenansicht der Schaltung von 1;
3 ist ein Flussdiagramm eines Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4 ist eine Ansicht von oben auf einen Teil-Leiterrahmen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
5 ist eine dreidimensionale Ansicht des Teil-Leiterrahmen von 4 gemäß einem Ausführungsbeispiel;
6 ist eine Ansicht von oben auf einen Teil-Leiterrahmen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
7 ist eine dreidimensionale Ansicht des Teil-Leiterrahmen von 6 gemäß einem Ausführungsbeispiel;
8 ist eine Ansicht von oben auf einen Leiterrahmen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
9 ist eine dreidimensionale Ansicht des Leiterrahmens von 8 gemäß einem Ausführungsbeispiel;
10 ist eine Seitenansicht des Leiterrahmens von 8 gemäß einem Ausführungsbeispiel;
11 ist eine dreidimensionale Ansicht eines Leiterrahmens gemäß einem Ausführungsbeispiel;
12 ist ein Flussdiagramm eines Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel;
13 ist eine dreidimensionale Ansicht einer Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
14 ist eine Ansicht von oben auf Hilf-Leiterrahmen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
15 ist eine Ansicht von oben auf einen Leiterrahmen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
16 zeigt ein Schaltmodul, das in einem Ausführungsbeispiel verwendet wird; und
17 ist ein Blockdiagramm einer Wechselrichterschaltung, die in Ausführungsbeispielen verwendet wird.

Detaillierte Beschreibung
Der für verschiedene Ausführungsformen der Erfindung angestrebte Schutzumfang ist in den unabhängigen Ansprüchen dargelegt. Die gegebenenfalls in der Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale, die nicht in den Anwendungsbereich der unabhängigen Ansprüche fallen, sind als Beispiele zu verstehen, die für das Verständnis verschiedener Ausführungsformen der Erfindung nützlich sind.
In der Beschreibung und den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente.
1 ist eine dreidimensionale Ansicht einer Schaltung (z. B. eines Leistungsmoduls), die allgemein mit der Referenznummer 10 bezeichnet wird. Die Schaltung 10 umfasst einen Leiterrahmen mit ersten Anschlussklemmen 11a und 11b (z. B. negative Gleichstromklemmen), einer zweiten Anschlussklemme 12 (z. B. positive Gleichstromklemme) und einer Wechselstromklemme 13. Die Schaltung 10 weist ferner eine Vielzahl von Schaltungselementen auf, die auf einem Substrat montiert sind.
2 ist eine Seitenansicht der Schaltung von 1, die allgemein mit der Referenznummer 20 bezeichnet wird. Die Ansicht 20 zeigt, dass sich die erste Anschlussklemme 11a und die zweite Anschlussklemme 12 auf derselben Ebene befinden (z. B. auf der vertikalen Ebene im Kontext der Seitenansicht 20).
In der Leiterrahmen-Struktur der Schaltung 10 ist eine räumliche Überlappung der Anschlüsse beispielsweise aufgrund des Herstellungsprozesses nicht möglich (z. B. wenn ein Leiterrahmen mit positiven und negativen Anschlüssen aus einem Stück besteht, so dass eine Stromschiene mit überlappenden Anschlüssen nicht aus einer Metallplatte oder einem Leiterrahmen ausgestanzt werden kann). Da sich die ersten (negativen) Anschlussklemmen 11 (11 a und 11b) und die zweiten (positiven) Klemmen 12 auf derselben Ebene befinden (z. B. auf vertikaler Ebene), ist es eventuell nicht möglich, die ersten Anschlussklemmen 11a und 11b auf der Ebene des Leiterrahmens zu verbinden, da sich die zweite Anschlussklemme 12 zwischen den ersten Anschlussklemmen 11a und 11b befindet. Es kann ein separater Anschlussdraht erforderlich sein, um die ersten Anschlussklemmen 11a und 11 b zu verbinden. Es kann wünschenswert sein, die ersten Anschlussklemmen 11a und 11b während der Herstellung des Leiterrahmens zu verbinden, um den Leiterrahmen kompakter zu machen und zusätzliche Verbindungen in der Schaltung zu vermeiden. In ähnlicher Weise kann es bei einer Vielzahl von zweiten Anschlussklemmen 12 wünschenswert sein, die Vielzahl der zweiten Anschlussklemmen auf der Ebene des Leiterrahmens zu verbinden.
Bestimmte nachstehend beschriebene Ausführungsbeispiele sehen einen Leiterrahmen mit zumindest teilweise überlappenden Anschlüssen vor. Überlappende Anschlüsse können beispielsweise relativ zu einer geringeren Induktivität und damit zu relativ geringeren Schaltverlusten führen.
3 ist ein Flussdiagramm eines Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel, das allgemein mit der Referenznummer 30 bezeichnet ist,. Der Algorithmus 30 kann zur Herstellung eines Leiterrahmens gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen verwendet werden.
In Schritt 32 wird ein erster Teil-Leiterrahmen gebildet, wobei der erste Teil-Leiterrahmen eine oder mehrere erste Anschlussklemmen haben kann. In Schritt 34 wird ein zweiter Teil-Leiterrahmen mit einer oder mehreren zweiten Anschlussklemmen gebildet. Optional kann der zweite Teil-Leiterrahmen einen Stützrahmen aufweisen. In Schritt 36 werden der erste und der zweite Hilfs-Anschlussrahmen miteinander verbunden, um einen Leiterrahmen zu bilden, so dass mindestens einige der ersten Anschlussklemmen mindestens einige der zweiten Anschlussklemmen überlappen. Dies wird im Folgenden näher beschrieben.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst der erste Teil-Leiterrahmen weiter einen Stützrahmen, so dass beispielsweise der erste und der zweite Teil-Leiterrahmen mithilfe des Stützrahmens verbunden werden.
4 ist eine Ansicht auf einen ersten Teil-Leiterrahmen von oben gemäß einem Ausführungsbeispiel, die allgemein durch die Referenznummer 40 bezeichnet wird. 5 ist eine dreidimensionale Ansicht des ersten Teil-Leiterrahmens 40 gemäß einem Ausführungsbeispiel, die allgemein durch die Referenznummer 50 bezeichnet ist. Der erste Teil-Leiterrahmen 40 kann im Schritt 32 des Algorithmus 30 gebildet werden, der unter Bezugnahme auf 3 beschrieben ist.
Der erste Teil-Leiterrahmen 40 umfasst einen oder mehrere erste Anschlussklemmen 41a und 41b und optional einen Stützrahmen 42 (z. B. Dammschiene). Der erste Teil-Leiterrahmen 40 umfasst ferner eine Anschlussplatte 43, so dass der erste Teil-Leiterrahmen 40 über die Anschlussplatte 43 mit einem oder mehreren Schaltungselementen auf einem Substrat verbunden werden kann. Die Anschlussplatte 43 verbindet auch die ersten Anschlussklemmen 41a und 41b auf der Ebene des Leiterrahmens, so dass keine zusätzlichen Anschlussdrähte in der Schaltung erforderlich sein können, um die ersten Anschlussklemmen 41a und 41b zu verbinden. Wie weiter unten erläutert, können die ersten Anschlussklemmen 41a und 41b als negative Gleichstromklemmen eines Leistungsmoduls verwendet werden.
Der erste Teil-Leiterrahmen 40 umfasst ein oder mehrere Verbindungsmittel 44a und 44b, zum Beispiel für die Verbindung mit einem zweiten Teil-Leiterrahmen (wie dem weiter unten im Detail beschriebenen zweiten Teil-Leiterrahmen). So können beispielsweise die ersten Anschlussklemmen 41a und/oder 41b über die Verbindungsmittel 44a und/oder 44b mechanisch mit einer oder mehreren zweiten Klemmen verbunden werden. In einem Ausführungsbeispiel können die Verbindungsmittel 44a und 44b die Verbindung des ersten Teil-Leiterrahmen 40 mit einem zweiten Teil-Leiterrahmen durch Schwalbenschwanzverbindung ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich kann der erste Teil-Leiterrahmen mit dem zweiten Teil-Leiterrahmen durch Schweißen, Kleben, Sintern, Löten oder ähnliches verbunden werden.
6 ist eine Ansicht eines zweiten Teil-Leiterrahmen von oben gemäß einem Ausführungsbeispiel, allgemein durch die Referenznummer 60 bezeichnet. 7 ist eine dreidimensionale Ansicht des zweiten Teil-Leiterrahmens 60 gemäß einem Ausführungsbeispiel, die allgemein durch die Referenznummer 70 bezeichnet wird. Der zweite Teil-Leiterrahmen 60 kann in dem oben unter Bezugnahme auf 3 beschriebenen Schritt 34 des Algorithmus 30 gebildet werden.
Der zweite Teil-Leiterrahmen 60 umfasst eine oder mehrere zweite Anschlussklemmen 62. Der zweite Teil-Leiterrahmen 60 umfasst ferner eine Anschlussplatte 63, so dass der zweite Teil-Leiterrahmen 60 über die Anschlussplatte 63 mit einem oder mehreren Schaltungselementen auf einem Substrat verbunden werden kann. In einem Ausführungsbeispiel kann die Anschlussplatte 63 zur elektrischen Verbindung einer Vielzahl von zweiten Anschlussklemmen 62 (in 6 nicht dargestellt) auf der Ebene des Leiterrahmens verwendet werden. Wie weiter unten erläutert, können die zweite(n) Anschlussklemme(n) 62 als positive Gleichstromklemme eines Leistungsmoduls verwendet werden.
Der zweite Teil-Leiterrahmen 60 umfasst ein oder mehrere Verbindungsmittel 64a und 64b, beispielsweise zur Verbindung mit einem ersten Teil-Leiterrahmen, wie dem ersten Teil-Leiterrahmen 40. Beispielsweise kann die zweite Anschlussklemme 62 mit einer oder mehreren ersten Anschlussklemmen 41a und 41b über die Verbindungsmittel 64a bzw. 64b mechanisch verbunden (z. B. gepaart) werden. In einem Ausführungsbeispiel ermöglichen es die Verbindungsmittel 64a und 64b, den zweiten Teil-Leiterrahmen 60 mit dem ersten Teil-Leiterrahmen 40 durch Schwalbenschwanzverbindung zu verbinden/paaren. Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Teil-Leiterrahmen 60 mit dem ersten Teil-Leiterrahmen 40 durch Schweißen, Kleben, Sintern, Löten oder Ähnliches verbunden werden.
8 ist eine Ansicht eines Leiterrahmens von oben gemäß einem Ausführungsbeispiel, die allgemein mit der Referenznummer 80 bezeichnet wird. 9 ist eine dreidimensionale Ansicht des Leiterrahmens 80 aus 8 gemäß einem Ausführungsbeispiel, die allgemein durch die Referenznummer 90 bezeichnet wird. Der Leiterrahmen 80 kann durch Verbinden des oben beschriebenen ersten Teil-Leiterrahmens 40 und des zweiten Teil-Leiterrahmens 60 gebildet werden.
Im Leiterrahmen 80 sind die ersten Anschlussklemmen 41a und 41b (des ersten Teil-Leiterrahmens 40) mit der zweiten Anschlussklemme 62 (des zweiten Teil-Leiterrahmens 60) an Anschlüssen 81a bzw. 81b verbunden. Wie oben unter Bezugnahme auf 4 und 5 beschrieben, sind die ersten Anschlussklemmen 41a und 41b über die Anschlussplatte 43 elektrisch mit dem Leiterrahmen verbunden. Bei den Anschlüssen 81a und 81b kann es sich um Schwalbenschwanzverbindungen handeln. Wie in der Ansicht 90 zu sehen ist, gibt es eine gewisse Überlappung zwischen dem ersten Teil-Leiterrahmen 40 und dem zweiten Teil-Leiterrahmen 60, insbesondere zwischen den Anschlussplatten 43 und 63. Die Überlappung von Anschlüssen kann beispielsweise relativ zu einer geringeren Induktivität und damit zu relativ geringeren Schaltverlusten führen.
10 ist eine Seitenansicht des Leiterrahmens 80 von 8 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Es ist zu erkennen, dass die zweite Anschlussklemme 62 und die erste Anschlussklemme 41a zumindest einen gewissen Oberflächenbereich aufweisen, der nicht auf gleicher Höhe liegt, so dass die erste und die zweite Klemme 41a und 62 zumindest eine gewisse Überlappung aufweisen können.
11 ist eine dreidimensionale Ansicht eines Leiterrahmens gemäß einem Ausführungsbeispiel, die allgemein mit der Referenznummer 110 bezeichnet wird. 11 kann in Verbindung mit den 4 bis 10, wie oben erläutert, betrachtet werden. In einem Beispiel sind zumindest einige der ersten Anschlussklemmen 41a und 41 b verbunden, um eine erste Stromschiene zu bilden, und zumindest einige der zweiten Anschlussklemme(n) 62 (dargestellt ist lediglich eine zweite Anschlussklemme) sind verbunden, um eine zweite Stromschiene zu bilden. Beispielsweise können die ersten Anschlussklemmen 41a und 41b mit einem oder mehreren negativen Gleichstromeingängen und die zweite(n) Anschlussklemme(n) 62 mit einem oder mehreren positiven Gleichstromeingängen verbunden sein. Darüber hinaus kann der Leiterrahmen 110 auch mit einem oder mehreren Wechselstromausgängen verbunden sein, beispielsweise über die Wechselstromklemme 113. Beispielsweise kann die erste Stromschiene mit den ersten Anschlussklemmen 41a und 41b eine negative Stromschiene sein, und die zweite Stromschiene mit der/den zweiten Anschlussklemme(n) 62 kann eine positive Stromschiene sein.
In einem Beispiel können die erste und die zweite Stromschiene nach Entfernen des Stützrahmens 42 und der mechanischen Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Anschlussklemme gebildet werden, wie nachstehend unter Bezugnahme auf 12 näher beschrieben.
In einem Ausführungsbeispiel kann der erste Teil-Leiterrahmen 40 und/oder der zweite Teil-Leiterrahmen 60 durch Stanzen hergestellt werden.
In einem Ausführungsbeispiel kann die oben beschriebene Technik des Verbindens des ersten und zweiten Teil-Leiterrahmens zu einem Leiterrahmen den Vorteil überlappender Anschlüsse bieten und darüber hinaus die Möglichkeit bieten, eine Stromschiene aus dem Leiterrahmen mit überlappenden Anschlüssen auszustanzen. Darüber hinaus kann das Zusammenfügen einer Vielzahl von Teil-Leiterrahmen zu einem Leiterrahmen die Verwendung unterschiedlicher Materialien oder unterschiedlicher Materialstärken für einen oder mehrere der Vielzahl von Teil-Leiterrahmen ermöglichen (im Gegensatz zur Herstellung eines einteiligen Leiterrahmens).
12 ist ein Flussdiagramm eines Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel, das allgemein mit der Referenznummer 120 bezeichnet wird. Die Schritte des Algorithmus 120 können ausgeführt werden, nachdem zwei oder mehr Teil-Leiterrahmen zusammengefügt wurden (z. B. in dem unter Bezugnahme auf 3 beschriebenen Schritt 36), um einen einzigen Leiterrahmen zu bilden. Im Schritt 122 kann ein Leiterrahmen, wie der in den 3 und 8 beschriebene Leiterrahmen, auf ein Substrat gelegt werden. Im Schritt 124 kann der Leiterrahmen elektrisch mit einem oder mehreren auf dem Substrat montierten Schaltungselementen verbunden werden. So sind die erste und die zweite Anschlussklemme elektrisch mit einem oder mehreren Schaltungselementen auf dem Substrat verbunden.
Im Schritt 132 wird der Stützrahmen (z. B. Stützrahmen 42) ganz oder teilweise entfernt, so dass die ersten und zweiten Anschlussklemmen des Leiterrahmens keinen physischen oder elektrischen Kontakt haben. Die Anschlüsse 81a und 81b werden ebenfalls entfernt, um sicherzustellen, dass die ersten und zweiten Anschlussklemmen keinen physischen oder elektrischen Kontakt herstellen. Beispielsweise kann der Stützrahmen entfernt werden, indem Material weggeschnitten wird, z. B. nicht eingekapseltes Material, das nicht Teil der ersten oder zweiten Anschlussklemmen ist.
Im Schritt 134 können der Leiterrahmen (z. B. Leiterrahmen 80) und das Substrat (z. B. auf dem der Leiterrahmen 80 in Schritt 122 platziert wurde) eingekapselt werden, wobei die ersten und zweiten Anschlussklemmen frei bleiben.
13 ist eine dreidimensionale Ansicht einer Schaltung (z. B. eines Leistungsmoduls) gemäß einem Ausführungsbeispiel, die allgemein mit der Referenznummer 140 bezeichnet wird. Die Schaltung 140 kann unter Bezugnahme auf die 3 und 12 beschrieben sind.
Die Schaltung 140 umfasst einen oder mehrere erste Anschlussklemmen 41a und 41b, eine oder mehrere zweite Anschlussklemme(n) 62 (in 13 ist eine einzige zweite Anschlussklemme dargestellt), Anschlussplatten 43 und 63, ein oder mehrere Schaltungselemente 141, Gleichstromanschlüsse 142 und eine Wechselstromklemme 143. In einem Beispiel kann die Schaltung 140 ein Leistungsmodul sein, das einen Leiterrahmen (z. B. Leiterrahmen 80), ein Substrat, auf dem der Leiterrahmen angeordnet ist, und ein Verkapselungsmaterial (nicht dargestellt) umfasst, das den Leiterrahmen und das Substrat einkapselt und Schaltungselemente umfasst, die elektrisch mit dem Substrat verbunden sind, wobei die ersten und zweiten Anschlussklemmen frei bleiben.
Wie in 13 dargestellt, wurde der oben beschriebene Stützrahmen 42 entfernt, so dass die ersten und zweiten Anschlussklemmen weder elektrisch noch physisch verbunden sind. Die ersten Anschlussklemmen 41a und 41b können über die Anschlussplatte 43 miteinander und/oder mit dem Substrat verbunden werden, und die zweite(n) Anschlussklemme(n) 62 können über die Anschlussplatte 63 miteinander und/oder mit dem Substrat verbunden werden. In einem Beispiel können die Kontakte 142 für den Anschluss an Steuereingänge und/oder Steuerausgänge verwendet werden.
14 ist eine Ansicht von oben auf einen ersten und einen zweiten Teil-Leiterrahmen gemäß einem Ausführungsbeispiel, die allgemein mit den Bezugsziffern 150 bzw. 151 bezeichnet sind. Der erste Teil-Leiterrahmen 150 kann erste Anschlussklemmen 152a und 152b (z. B. ähnlich den ersten Anschlussklemmen 41a und 41b) und einen Stützrahmen 153 (z. B. ähnlich dem Stützrahmen 42) umfassen. Eine oder mehrere der ersten Anschlussklemmen 152a und 152b umfassen eine Vielzahl von ersten Fingern 154. Der zweite Teil-Leiterrahmen 151 kann eine oder mehrere zweite Anschlussklemme(n) 155 (z. B. ähnlich der zweiten Anschlussklemme 62) umfassen. Eine oder mehrere der zweiten Anschlussklemme(n) 155 umfasst/umfassen eine Vielzahl von zweiten Fingern 156. Die ersten und zweiten Finger 154 und 156 können sich in Richtung des Substrats erstrecken. Der erste und der zweite Teil-Leiterrahmen 150 und 151 können miteinander verbunden werden, um einen Leiterrahmen zu bilden, wie in 15 dargestellt und weiter unten näher erläutert.
15 ist eine Draufsicht auf einen Teil eines Leiterrahmens gemäß einem Ausführungsbeispiel, die allgemein mit der Referenznummer 160 bezeichnet wird. Der erste und der zweite Teil-Leiterrahmen 150 und 151 sind so miteinander verbunden, dass die ersten Finger 154 und die zweiten Finger 156 in einem abwechselnden Muster angeordnet sind (z. B. DC positiv-negativ-positiv-negativ-Anordnung). Das abwechselnde Muster der ersten und zweiten Finger kann beispielsweise die Anschlussfläche (z. B. im Vergleich zur Anordnung der Platten 43 und 63) und damit die Induktivität verringern. In einem Beispiel kann das Einkapselungsmaterial (z. B. das Geformte) besseren Zugang zu dem Raum zwischen den überlappenden Teilen der ersten und zweiten Anschlussklemmen 152 (152a, 152b) und 155 haben und so für eine Isolierung zwischen den Klemmen sorgen.
In einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren zur Herstellung von Leiterrahmens, wie das oben unter Bezugnahme auf die 3 bis 15 beschriebene Verfahren zur Herstellung von Leiterrahmen auch für Steuer- oder Signalverbindungen verwendet werden, bei denen Signale mit niedrigerer Spannung für Gate-Anschlüsse von Schaltleitern bereitgestellt werden können. In einem anderen Beispiel kann der gebildete Leiterrahmen mehrere Schichten (z. B. Doppelschichtleiter) umfassen, was die Induktivität weiter verringern kann.
16 ist ein Schaltplan einer beispielhaften Wechselrichterschaltung, die allgemein mit der Referenznummer 170 bezeichnet ist und die verwendet werden kann, um den Schaltkreis eines Halbleiter-Leistungsmoduls bereitzustellen, z. B. wie oben unter Bezugnahme auf 14 beschrieben. Die Schaltung 170 umfasst eine Vielzahl parallel geschalteter Schaltelemente mit einem positiven Gleichstromanschluss (z. B. Gleichstromanschluss 41a, 41b), einem negativen Gleichstromanschluss (z. B. Gleichstromanschluss 62) und einem Wechselstromanschluss (z. B. Wechselstromanschluss 33, 83). Dem Fachmann werden viele alternative Schaltungen bekannt sein, die verwendet werden könnten.
17 ist ein Blockdiagramm einer Wechselrichterschaltung, die allgemein mit der Referenznummer 180 bezeichnet ist und in der Leistungsmodule gemäß den hier beschriebenen Prinzipien verwendet werden können. Die Wechselrichterschaltung 180 umfasst einen Wechselstromeingang 181, einen Gleichrichter 182 zur Umwandlung einer Wechselstromquelle in ein Gleichstromsignal und einen Gleichstromspeicherkondensator 183. Die Wechselrichterschaltung umfasst ferner ein Schaltmodul 184 und ein Steuermodul 185 zur Steuerung des Schaltens der mehreren Schaltkomponenten des Schaltmoduls 184. Die oben beschriebenen Schaltungen können verwendet werden, um das Schaltmodul 184 zu implementieren, wobei die Gleichspannung an dem Gleichstromspeicherkondensator die Gleichstromeingänge zu den Stromschienen liefert.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind nur beispielhaft dargestellt. Der Fachmann wird sich vieler Modifikationen, Änderungen und Substitutionen bewusst sein, die vorgenommen werden könnten, ohne vom Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Ansprüche der vorliegenden Anmeldung sollen alle derartigen Modifikationen, Änderungen und Substitutionen nennen, die unter den Gedanken und den Bereich der Erfindung fallen.

Claims

Verfahren umfassend: Ausbilden eines ersten Teil-Leiterrahmens mit einem oder mehreren ersten Anschlussklemmen; Ausbilden eines zweiten Teil-Leiterrahmens mit einem oder mehreren zweiten Anschlussklemmen; Verbinden des ersten und des zweiten Teil-Leiterrahmens, um einen Leiterrahmen auszubilden, so dass mindestens einige der ersten Anschlussklemmen mindestens einige der zweiten Anschlussklemmen überlappen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Teil-Leiterrahmen außerdem einen Stützrahmen umfasst, wobei der erste und der zweite Teil-Leiterrahmen unter Verwendung des Stützrahmens verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mindestens einige der ersten Anschlussklemmen zur Bildung einer ersten Stromschiene verbunden sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mindestens einige der zweiten Anschlussklemmen zur Bildung einer zweiten Stromschiene verbunden sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste und der zweite Teil-Leiterrahmen durch Schwalbenschwanzverbindung verbunden werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Teil-Leiterrahmen und/oder der zweite Teil-Leiterrahmen durch Stanzen gebildet wird/werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Anordnen des Leiterrahmens auf ein Substrat; und elektrisches Verbinden des Leiterrahmens mit den auf dem Substrat montierten Schaltungselementen.
Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, das ferner umfasst: Verkapseln des Leiterrahmens und des Substrats, wobei die ersten und zweiten Anschlussklemmen freiliegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, ferner umfassend: Entfernen eines Teils oder des gesamten Stützrahmens, so dass die ersten und zweiten Anschlussklemmen des Leiterrahmens keinen physischen oder elektrischen Kontakt haben.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: eine der ersten Anschlussklemmen eine Vielzahl von ersten Fingern umfasst; eine der zweiten Anschlussklemmen eine Vielzahl von zweiten Fingern umfasst; und die ersten und zweiten Finger abwechselnd angeordnet sind.
Leiterrahmen umfassend: einen ersten Teil-Leiterrahmen mit einer oder mehreren ersten Anschlussklemmen; einen zweiten Teil-Leiterrahmen mit einer oder mehreren zweiten Anschlussklemmen, wobei der erste und der zweite Teil-Leiterrahmen derart miteinander verbunden sind, dass zumindest einige der ersten Anschlussklemmen zumindest einige der zweiten Anschlussklemmen überlappen.
Leiterrahmen nach Anspruch 11, wobei der erste Teil-Leiterrahmen ferner einen Stützrahmen aufweist, wobei der erste und der zweite Teil-Leiterrahmen unter Verwendung des Stützrahmens verbunden sind.
Leiterrahmen nach Anspruch 11 oder 12, wobei: mindestens einige der ersten Anschlussklemmen des Leiterrahmens zur Bildung einer ersten Stromschiene verbunden sind; und/oder mindestens ein Teil der zweiten Anschlussklemmen des Leiterrahmens zur Bildung einer zweiten Stromschiene verbunden sind.
Leiterrahmen nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei: eine der ersten Anschlussklemmen eine Vielzahl von ersten Fingern umfasst; eine der zweiten Anschlussklemmen eine Vielzahl von zweiten Fingern umfasst; und die ersten und zweiten Finger abwechselnd angeordnet sind.
Leiterrahmen nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei ein Teil oder der gesamte Stützrahmen derart ausgebildet ist, dass er entfernt werden kann, so dass die ersten und zweiten Anschlussklemmen des Leiterrahmens keinen physischen oder elektrischen Kontakt herstellen.
Leistungsmodul umfassend: einen Leiterrahmen nach einem der Ansprüche 11 bis 15 und ein Substrat, auf dem der Leiterrahmen angeordnet ist, wobei das Substrat Schaltungselemente umfasst, die elektrisch mit dem Substrat verbunden sind.
Leistungsmodul nach Anspruch 16, das ferner ein Verkapselungsmaterial umfasst, das den Leiterrahmen und das Substrat derart einkapselt, dass die ersten und zweiten Anschlussklemmen frei liegen.