DE102022208171A1 - Arrangement for measuring the temperature of at least one component - Google Patents

Arrangement for measuring the temperature of at least one component Download PDF

Info

Publication number
DE102022208171A1
DE102022208171A1 DE102022208171.4A DE102022208171A DE102022208171A1 DE 102022208171 A1 DE102022208171 A1 DE 102022208171A1 DE 102022208171 A DE102022208171 A DE 102022208171A DE 102022208171 A1 DE102022208171 A1 DE 102022208171A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature sensor
component
temperature
arrangement according
bonding wire
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.)
Pending
Application number
DE102022208171.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Samy Arnaout
Jan Schmäling
Oliver Rang
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.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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 Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102022208171.4A priority Critical patent/DE102022208171A1/en
Publication of DE102022208171A1 publication Critical patent/DE102022208171A1/en
Pending legal-status Critical Current

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
    • H01L25/03—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
    • 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
    • G01K1/16—Special arrangements for conducting heat from the object to the sensitive element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • 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
    • H01L24/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/327—Means for protecting converters other than automatic disconnection against abnormal temperatures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (1) zur Temperaturmessung mindestens eines Bauteils (2), umfassend das mindestens eine Bauteil (2) und mindestens einen Temperatursensor (10), wobei eine thermische Kopplung von dem mindestens einen Bauteil (2) zu dem mindestens einen Temperatursensor (10) mittels eines Bonddrahtes (11) erfolgt, wobei der Bonddraht (11) an der einen Seite an oder neben dem Bauteil (2) und an der anderen Seite an oder neben dem Temperatursensor (10) angeordnet ist.The invention relates to an arrangement (1) for measuring the temperature of at least one component (2), comprising the at least one component (2) and at least one temperature sensor (10), with a thermal coupling from the at least one component (2) to the at least one temperature sensor (10) takes place by means of a bonding wire (11), the bonding wire (11) being arranged on one side on or next to the component (2) and on the other side on or next to the temperature sensor (10).

Description

Die Erfindung betrifft mindestens eine Anordnung zur Temperaturmessung mindestens eines Bauteils.The invention relates to at least one arrangement for measuring the temperature of at least one component.

Die Kenntnis über die Temperatur eines Bauteils ist häufig sehr wichtig, beispielsweise um rechtzeitig Gegenmaßnahmen einzuleiten, um eine thermische Zerstörung zu verhindern. Ein weiterer Grund ist, dass sich häufig Eigenschaften wie Betriebsparameter mit der Temperatur ändern.Knowledge of the temperature of a component is often very important, for example in order to initiate countermeasures in good time to prevent thermal destruction. Another reason is that properties such as operating parameters often change with temperature.

Aus der DE 196 30 902 B4 ist eine Einrichtung zur Temperaturüberwachung einer Leistungshalbleiteranordnung bekannt, insbesondere eines Leistungshalbleitermoduls mit einer elektrisch isolierenden Trägerplatte, die Metallisierungsflächen aufweist, auf der zumindest ein Leistungshalbleiterbauelement angeordnet ist. Dabei wird ein temperaturabhängiges elektrisches Widerstandselement als Temperatursensor verwendet, wobei das Widerstandsbauelement ein Silizium-Chipwiderstand mit Metallisierungen auf seinen oberen und unteren Hauptflächen ist, der auf einer Metallisierungsfläche auf der Trägerplatte befestigt ist.From the DE 196 30 902 B4 a device for temperature monitoring of a power semiconductor arrangement is known, in particular a power semiconductor module with an electrically insulating carrier plate which has metallization surfaces on which at least one power semiconductor component is arranged. A temperature-dependent electrical resistance element is used as a temperature sensor, the resistance component being a silicon chip resistor with metallization on its upper and lower main surfaces, which is attached to a metallization surface on the carrier plate.

Zur Verbesserung der Genauigkeit sollte der Temperatursensor möglichst direkt am Bauelement angeordnet sein. So ist es beispielsweise bekannt, einen Temperatursensor direkt auf einem Leistungshalbleiter anzuordnen, was aber fertigungstechnisch aufwendig ist. Auch ist es häufig schwierig, einen Temperatursensor direkt neben einem Leistungshalbleiter anzuordnen, da aufgrund der hohen Packungsdichte wenig Platz ist. Diese Probleme stellen sich häufig auch bei anderen Bauteilen.To improve accuracy, the temperature sensor should be arranged as directly as possible on the component. For example, it is known to arrange a temperature sensor directly on a power semiconductor, but this is complex in terms of production technology. It is also often difficult to arrange a temperature sensor directly next to a power semiconductor because there is little space due to the high packing density. These problems often arise with other components as well.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine verbesserte Anordnung zur Temperaturmessung eines Bauteils zu schaffen.The invention is based on the technical problem of creating an improved arrangement for measuring the temperature of a component.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution to the technical problem results from an arrangement with the features of claim 1. Further advantageous embodiments of the invention result from the subclaims.

Die Anordnung zur Temperaturmessung mindestens eines Bauteils umfasst das mindestens eine Bauteil und mindestens einen Temperatursensor, wobei eine thermische Kopplung von dem mindestens einen Bauteil zu dem mindestens einen Temperatursensor mittels eines Bonddrahtes erfolgt, wobei der Bonddraht an der einen Seite an oder neben dem Bauteil und an der anderen Seite an oder neben dem Temperatursensor angeordnet ist. Dabei hat der Bonddraht keine elektrische Funktion, sondern dient nur als thermisches Koppelelement. Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass Bauteil und Temperatursensor räumlich voneinander angeordnet werden können. Aufgrund der geringen Masse reagiert der Bonddraht sehr schnell auf Temperaturänderungen, sodass das Temperaturverhalten bzw. -dynamik des Bauteils beobachtet werden kann. Vorzugsweise ist der Bonddraht an dem Bauteil und an dem Temperatursensor angeordnet, sodass Störeinflüsse minimiert sind. Der Bonddraht besteht beispielsweise aus Gold, Kupfer, Silber oder Aluminium. Aber auch andere hochwärmeleitfähige Materialien sind denkbar, solange diese sich gut bonden lassen. Der Temperatursensor kann dabei mit einer Auswerteschaltung verbunden sein, die in Abhängigkeit der Temperaturwerte Steuersignale erzeugt (z.B. eine Kühleinrichtung und/oder eine Anzeigeeinrichtung und/oder das Bauteil ansteuert).The arrangement for measuring the temperature of at least one component comprises the at least one component and at least one temperature sensor, with a thermal coupling from the at least one component to the at least one temperature sensor taking place by means of a bonding wire, the bonding wire being on one side on or next to the component and on the other side is arranged on or next to the temperature sensor. The bonding wire has no electrical function, but only serves as a thermal coupling element. The advantage of this arrangement is that the component and temperature sensor can be spatially arranged from one another. Due to its low mass, the bonding wire reacts very quickly to temperature changes, so that the temperature behavior and dynamics of the component can be observed. The bonding wire is preferably arranged on the component and on the temperature sensor so that interference is minimized. The bonding wire consists, for example, of gold, copper, silver or aluminum. But other highly thermally conductive materials are also conceivable, as long as they can be bonded well. The temperature sensor can be connected to an evaluation circuit that generates control signals depending on the temperature values (e.g. a cooling device and/or a display device and/or controls the component).

In einer Ausführungsform ist das mindestens eine Bauteil als mindestens ein Leistungshalbleiter ausgebildet, der vorzugsweise auf einer metallisch beschichteten Keramik angeordnet ist. Beispielsweise ist die Keramik aus Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid ausgebildet, wobei eine Kupferauflage mittels Direct Bonded Copper (DBC) aufgebracht wird. Alternativ kann die Keramik auch als Siliziumnitrid ausgebildet sein, wobei das Kupfer mittels Active Metal Brazing (AMB) aufgebracht wird. Dabei muss der Temperatursensor nicht auf der Keramik angeordnet sein.In one embodiment, the at least one component is designed as at least one power semiconductor, which is preferably arranged on a metal-coated ceramic. For example, the ceramic is made of aluminum oxide or aluminum nitride, with a copper coating being applied using Direct Bonded Copper (DBC). Alternatively, the ceramic can also be designed as silicon nitride, with the copper being applied using Active Metal Brazing (AMB). The temperature sensor does not have to be arranged on the ceramic.

In einer weiteren Ausführungsform ist hingegen der Temperatursensor auf der gleichen metallisch beschichteten Keramik angeordnet, wobei um den Temperatursensor ein Isolationsgraben ist, der durch eine vollumfängliche metallfreie Struktur gebildet ist. Hierdurch wird der Temperatursensor thermisch von anderen Quellen besser entkoppelt, da ansonsten über das Kupfer Wärme von den anderen Quellen zum Temperatursensor geführt wird.In a further embodiment, however, the temperature sensor is arranged on the same metal-coated ceramic, with an isolation trench around the temperature sensor, which is formed by a completely metal-free structure. This ensures that the temperature sensor is better thermally decoupled from other sources, since otherwise heat from the other sources is conducted to the temperature sensor via the copper.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Temperatursensor mindestens zwei elektrische Anschlüsse auf, wobei der Temperatursensor einen weiteren Anschluss aufweist, der thermisch leitend und elektrisch isoliert mit einem Gehäuse und/oder einem Sensorelement des Temperatursensors verbunden ist.In a further embodiment, the temperature sensor has at least two electrical connections, wherein the temperature sensor has a further connection which is connected in a thermally conductive and electrically insulated manner to a housing and/or a sensor element of the temperature sensor.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Temperatursensor als SMD-Temperatursensor ausgebildet.In a further embodiment, the temperature sensor is designed as an SMD temperature sensor.

In einer weiteren Ausführungsform ist der weitere Anschluss als Lötring, Löt-Pin- QFN-Pin (Quad Flat No Leads-Pin) oder Pad-Anschluss ausgebildet, wobei insbesondere letzterer das direkte Bonden erleichtert.In a further embodiment, the further connection is designed as a solder ring, solder pin, QFN pin (Quad Flat No Leads Pin) or pad connection, the latter in particular facilitating direct bonding.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Anordnung mindestens vier Leistungshalbleiter auf, die eine Halbbrückenschaltung bilden, wobei mindestens zwei parallel geschaltete Leistungshalbleiter die High-Side-Schalter und mindestens zwei parallel geschaltete Leistungshalbleiter die Low-Side-Schalter bilden.In a further embodiment, the arrangement has at least four power semiconductors, which form a half-bridge circuit, with at least two power semiconductors connected in parallel forming the high-side switches and at least two power semiconductors connected in parallel forming the low-side switches.

In einer Ausführungsform sind dann zwei Temperatursensoren vorgesehen, wobei der eine Bonddraht zwischen den High-Side-Schaltern und der andere Bonddraht zwischen den Low-Side-Schaltern angeordnet ist, sodass eine mittlere Temperatur der Leistungshalbleiter ermittelt wird.In one embodiment, two temperature sensors are then provided, with one bonding wire being arranged between the high-side switches and the other bonding wire being arranged between the low-side switches, so that an average temperature of the power semiconductors is determined.

Alternativ kann jedem High-Side- und Low-Side-Schalter ein Bonddraht angeordnet sein, der mit einem Temperatursensor verbunden ist. Somit kann sehr genau und dynamisch die jeweilige Temperatur der einzelnen Leistungshalbleiter erfasst werden, sodass gegebenenfalls einzelne Leistungshalbleiter abgeschaltet werden. Zum anderen kann aus dem Temperaturverhalten auf den SOH (state of health) der Leistungshalbleiter geschlossen werden.Alternatively, each high-side and low-side switch can have a bonding wire connected to a temperature sensor. This means that the respective temperature of the individual power semiconductors can be recorded very precisely and dynamically, so that individual power semiconductors can be switched off if necessary. On the other hand, the SOH (state of health) of the power semiconductor can be deduced from the temperature behavior.

Alternativ kann jeweils auch nur einem High-Side-Schalter und einem Low-Side-Schalter ein Temperatursensor zugordnet sein.Alternatively, a temperature sensor can only be assigned to one high-side switch and one low-side switch.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen:

  • 1 eine schematische Draufsicht auf eine Anordnung zur Temperaturmessung und
  • 2 eine weitere schematische Darstellung einer Anordnung zur Temperaturmessung.
The invention is explained in more detail below using preferred exemplary embodiments. The figures show:
  • 1 a schematic top view of an arrangement for temperature measurement and
  • 2 another schematic representation of an arrangement for temperature measurement.

In der 1 ist eine Anordnung 1 zur Temperaturmessung von Bauteilen 2 dargestellt, wobei die Bauteile 2 als Leistungshalbleiter 3 ausgebildet sind. Die Leistungshalbleiter 3 sind beispielsweise MOSFETs oder IGBTs. Die vier Leistungshalbleiter 3 sind auf einer Keramik 4 mit einer Metallisierung 5 angeordnet. Die vier Leistungshalbleiter 3 bilden zusammen eine Halbbrücke. Dabei sind die beiden oberen Leistungshalbleiter 3 und die beiden unteren Leistungshalbleiter parallel geschaltet, sodass sich der Strom aufteilt. Dabei sind die beiden oberen Leistungshalbleiter 3 die High-Side-Schalter und die beiden unteren Leistungshalbleiter 3 die Low-Side-Schalter. Über einen Anschluss 6 sind die oberen Leistungshalbleiter 3 mit einem positiven Potential einer Spannungsquelle verbunden. Über einen Anschluss 7 sind die unteren Leistungshalbleiter 3 mit einem negativen Potential der Spannungsquelle verbunden. Ein Anschluss 8 ist ein Mittelabgriff der Halbbrücke. Über Bonddrähte 9 sind die oberen Leistungshalbleiter 3 mit dem Mittelabgriff und die unteren Leistungshalbleiter 3 mit dem Anschluss 7 elektrisch verbunden. Weiter weist die Anordnung 1 zwei Temperatursensoren 10 auf die jeweils mittels eines Bonddrahtes 11 mit einem Leistungshalbleiter 3 verbunden sind. Dabei ist der Bonddraht 11 direkt mit dem Leistungshalbleiter 3 verbunden. Um die Temperatursensoren 10 ist ein Isolationsgraben 12 angeordnet, indem vollumfänglich die Metallisierung fehlt, sodass die Temperatursensoren 10 besser thermisch von den anderen Elementen auf der Keramik 4 entkoppelt sind. Der Vorteil dieser Anordnung 1 ist, dass einerseits der Temperatursensor 10 weitgehend von den anderen thermischen Quellen entkoppelt ist und gleichzeitig die Temperatur unmittelbar über dem Bonddraht 11 am Bauteil 2 bzw. Leistungshalbleiter 3 erfasst wird, wobei zusätzlich aufgrund der geringen Masse des Bonddrahtes 11 und dessen guter Wärmeleitfähigkeit auch dynamische Änderungen der Temperatur sehr schnell erfasst werden. Alternativ zu der Darstellung in 1 kann auch jedem Leistungshalbleiter 3 ein Temperatursensor 10 zugeordnet sein. Auch ist es denkbar, den Bonddraht 11 zwischen den beiden Leistungshalbleitern 3 einer Halbbrücke anzuordnen, sodass eine mittlere Temperatur der Leistungshalbleiter 3 erfasst wird. Das Gebiet innerhalb des Isolationsgrabens 12 kann auch als Temperaturinsel bezeichnet werden.In the 1 an arrangement 1 for measuring the temperature of components 2 is shown, the components 2 being designed as power semiconductors 3. The power semiconductors 3 are, for example, MOSFETs or IGBTs. The four power semiconductors 3 are arranged on a ceramic 4 with a metallization 5. The four power semiconductors 3 together form a half bridge. The two upper power semiconductors 3 and the two lower power semiconductors are connected in parallel so that the current is divided. The two upper power semiconductors 3 are the high-side switches and the two lower power semiconductors 3 are the low-side switches. The upper power semiconductors 3 are connected to a positive potential of a voltage source via a connection 6. The lower power semiconductors 3 are connected to a negative potential of the voltage source via a connection 7. A connection 8 is a center tap of the half bridge. The upper power semiconductors 3 are electrically connected to the center tap and the lower power semiconductors 3 to the connection 7 via bonding wires 9. The arrangement 1 further has two temperature sensors 10, each of which is connected to a power semiconductor 3 by means of a bonding wire 11. The bonding wire 11 is connected directly to the power semiconductor 3. An isolation trench 12 is arranged around the temperature sensors 10, in which the metallization is completely missing, so that the temperature sensors 10 are better thermally decoupled from the other elements on the ceramic 4. The advantage of this arrangement 1 is that, on the one hand, the temperature sensor 10 is largely decoupled from the other thermal sources and at the same time the temperature is recorded directly above the bonding wire 11 on the component 2 or power semiconductor 3, in addition due to the low mass of the bonding wire 11 and its With good thermal conductivity, dynamic changes in temperature can also be recorded very quickly. Alternatively to the representation in 1 A temperature sensor 10 can also be assigned to each power semiconductor 3. It is also conceivable to arrange the bonding wire 11 between the two power semiconductors 3 of a half bridge, so that an average temperature of the power semiconductors 3 is recorded. The area within the isolation trench 12 can also be referred to as a temperature island.

In der 2 ist eine alternative Darstellung einer Anordnung 1 zur Temperaturmessung dargestellt, wobei hier der Schwerpunkt der Darstellung auf dem Temperatursensor 10 liegt. Der Temperatursensor 10 weist zwei elektrische Anschlüsse 13 auf, die als Lötkappen 14 ausgebildet sind. Der Temperatursensor 10 ist als SMD-Temperatursensor ausgebildet, wobei die Lötkappen 14 auf Anschluss-Pads 20 befestigt sind. Weiter weist der Temperatursensor 10 einen weiteren Anschluss 15 auf, der als Lötring 16 ausgebildet ist und auf einem Anschluss-Pad 17 befestigt ist. Der weitere Anschluss 15 ist thermisch leitend und elektrisch isoliert mit einem Gehäuse 19 und/oder einem Sensorelement des Temperatursensors 10 verbunden. Dabei ist weiter dargestellt, wie der Bonddraht 11 mit dem Anschluss-Pad 17 und einem Pad 18 am Bauteil 2 verbunden ist. Weiter dargestellt ist eine Auswerte- und Steuereinheit 21, die elektrisch mit dem Temperatursensor 10 verbunden ist. Die elektrische Verbindung 22 kann dabei je nach Ausführungsform als Bonddraht oder als Leiterbahn ausgebildet sein. Ist beispielsweise die Auswerte- und Steuereinheit 21 zusammen mit dem Temperatursensor 10 auf der Temperaturinsel angeordnet, kann die elektrische Verbindung als Leiterbahn ausgebildet sein. Ist hingegen die Auswerte- und Steuereinheit 21 örtlich getrennt auf der Keramik 4 oder gar außerhalb der Keramik 4 angeordnet, ist die elektrische Verbindung 22 vorzugsweise als Bonddraht ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, dass die Verbindung zwischen Temperatursensor 10 und Auswerte- und Steuereinheit 21 drahtlos ist (z.B. optisch oder funktechnisch ist). Schließlich sei angemerkt, dass auch der Temperatursensor 10 außerhalb der Keramik 4 angeordnet sein kann.In the 2 an alternative representation of an arrangement 1 for temperature measurement is shown, the focus of the illustration here being on the temperature sensor 10. The temperature sensor 10 has two electrical connections 13, which are designed as solder caps 14. The temperature sensor 10 is designed as an SMD temperature sensor, with the solder caps 14 being attached to connection pads 20. Furthermore, the temperature sensor 10 has a further connection 15, which is designed as a soldering ring 16 and is attached to a connection pad 17. The further connection 15 is thermally conductive and electrically insulated connected to a housing 19 and/or a sensor element of the temperature sensor 10. It is also shown how the bonding wire 11 is connected to the connection pad 17 and a pad 18 on the component 2. Also shown is an evaluation and control unit 21, which is electrically connected to the temperature sensor 10. Depending on the embodiment, the electrical connection 22 can be designed as a bonding wire or as a conductor track. For example, if the evaluation and control unit 21 is arranged together with the temperature sensor 10 on the temperature island, the electrical connection can be designed as a conductor track. If, on the other hand, the evaluation and control unit 21 is arranged locally separately on the ceramic 4 or even outside the ceramic 4, the electrical connection 22 is preferably designed as a bonding wire. However, it is also conceivable that the connection between temperature sensor 10 and evaluation and control unit 21 is wireless (eg optical or radio-based). Finally, it should be noted that the temperature sensor 10 can also be arranged outside the ceramic 4.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
Anordnungarrangement
22
BauteilComponent
33
LeistungshalbleiterPower semiconductors
44
KeramikCeramics
55
MetallisierungMetallization
66
AnschlussConnection
77
AnschlussConnection
88th
AnschlussConnection
99
BonddrahtBonding wire
1010
TemperatursensorTemperature sensor
1111
BonddrahtBonding wire
1212
IsolationsgrabenIsolation trench
1313
AnschlussConnection
1414
LötkappeSolder cap
1515
AnschlussConnection
1616
LötringSolder ring
1717
Anschluss-PadConnection pad
1818
PadPad
1919
GehäuseHousing
2020
Anschuss-PadConnection pad
2121
Auswerte- und SteuereinheitEvaluation and control unit
2222
elektrische Verbindungelectrical connection

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19630902 B4 [0003]DE 19630902 B4 [0003]

Claims (10)

Anordnung (1) zur Temperaturmessung mindestens eines Bauteils (2), umfassend das mindestens eine Bauteil (2) und mindestens einen Temperatursensor (10), dadurch gekennzeichnet, dass eine thermische Kopplung von dem mindestens einen Bauteil (2) zu dem mindestens einen Temperatursensor (10) mittels eines Bonddrahtes (11) erfolgt, wobei der Bonddraht (11) an der einen Seite an oder neben dem Bauteil (2) und an der anderen Seite an oder neben dem Temperatursensor (10) angeordnet ist.Arrangement (1) for measuring the temperature of at least one component (2), comprising the at least one component (2) and at least one temperature sensor (10), characterized in that a thermal coupling from the at least one component (2) to the at least one temperature sensor ( 10) takes place by means of a bonding wire (11), the bonding wire (11) being arranged on one side on or next to the component (2) and on the other side on or next to the temperature sensor (10). Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (2) als Leistungshalbleiter (3) ausgebildet ist.Arrangement according to Claim 1 , characterized in that the component (2) is designed as a power semiconductor (3). Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungshalbleiter (2) auf einer metallisch beschichteten Keramik (4) angeordnet ist.Arrangement according to Claim 2 , characterized in that the power semiconductor (2) is arranged on a metal-coated ceramic (4). Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (10) auf der gleichen metallisch beschichteten Keramik (4) angeordnet ist, wobei um den Temperatursensor (10) ein Isolationsgraben (12) ist, der durch eine vollumfängliche metallfreie Struktur gebildet ist.Arrangement according to Claim 3 , characterized in that the temperature sensor (10) is arranged on the same metal-coated ceramic (4), with an isolation trench (12) around the temperature sensor (10), which is formed by a completely metal-free structure. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (10) mindestens zwei elektrische Anschlüsse (13) aufweist, wobei der Temperatursensor (10) einen weiteren Anschluss (15) aufweist, der thermisch leitend und elektrisch isoliert mit einem Gehäuse (19) und/oder einem Sensorelement des Temperatursensors (10) verbunden ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature sensor (10) has at least two electrical connections (13), the temperature sensor (10) having a further connection (15) which is thermally conductive and electrically insulated with a housing (19 ) and/or a sensor element of the temperature sensor (10). Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (10) als SMD-Temperatursensor ausgebildet ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature sensor (10) is designed as an SMD temperature sensor. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Anschluss als Lötring (16), Löt-Pin, QFN-Pin oder Pad-Anschluss ausgebildet ist.Arrangement according to Claim 5 or 6 , characterized in that the further connection is designed as a soldering ring (16), solder pin, QFN pin or pad connection. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (1) mindestens vier Leistungshalbleiter (3) aufweist, die eine Halbbrückenschaltung bilden, wobei mindestens zwei parallel geschaltete Leistungshalbleiter (3) die High-Side-Schalter und mindestens zwei parallel geschaltete Leistungshalbleiter (3) die Low-Side-Schalter bilden.Arrangement according to one of the Claims 2 until 7 , characterized in that the arrangement (1) has at least four power semiconductors (3) which form a half-bridge circuit, with at least two power semiconductors (3) connected in parallel being the high-side switches and at least two power semiconductors (3) connected in parallel being the low-side switches. Form side switches. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Temperatursensoren (10) vorgesehen sind, wobei der eine Bonddraht (11) zwischen den High-Side-Schaltern und der andere Bonddraht (11) zwischen den Low-Side-Schaltern angeordnet ist.Arrangement according to Claim 8 , characterized in that at least two temperature sensors (10) are provided, one bonding wire (11) being arranged between the high-side switches and the other bonding wire (11) being arranged between the low-side switches. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem High-Side- und Low-Side-Schalter ein Bonddraht (11) angeordnet ist, der mit einem Temperatursensor (10) verbunden ist.Arrangement according to Claim 8 , characterized in that a bonding wire (11) is arranged on each high-side and low-side switch and is connected to a temperature sensor (10).
DE102022208171.4A 2022-08-05 2022-08-05 Arrangement for measuring the temperature of at least one component Pending DE102022208171A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022208171.4A DE102022208171A1 (en) 2022-08-05 2022-08-05 Arrangement for measuring the temperature of at least one component

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022208171.4A DE102022208171A1 (en) 2022-08-05 2022-08-05 Arrangement for measuring the temperature of at least one component

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022208171A1 true DE102022208171A1 (en) 2024-02-08

Family

ID=89575100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022208171.4A Pending DE102022208171A1 (en) 2022-08-05 2022-08-05 Arrangement for measuring the temperature of at least one component

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102022208171A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19630902B4 (en) 1996-08-01 2005-07-14 Ixys Semiconductor Gmbh Device for temperature monitoring in a power electronic device
DE102013213448A1 (en) 2013-07-09 2015-01-15 Siemens Aktiengesellschaft Electronic module with power semiconductor
DE102018220949A1 (en) 2018-02-20 2019-08-22 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device
EP3926679A1 (en) 2020-06-17 2021-12-22 Infineon Technologies AG Power semiconductor module arrangement comprising a temperature sensor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19630902B4 (en) 1996-08-01 2005-07-14 Ixys Semiconductor Gmbh Device for temperature monitoring in a power electronic device
DE102013213448A1 (en) 2013-07-09 2015-01-15 Siemens Aktiengesellschaft Electronic module with power semiconductor
DE102018220949A1 (en) 2018-02-20 2019-08-22 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device
EP3926679A1 (en) 2020-06-17 2021-12-22 Infineon Technologies AG Power semiconductor module arrangement comprising a temperature sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010050315C5 (en) Process for the production of sintered electrical assemblies and power semiconductor modules made therewith
DE102006060768B4 (en) Housing assembly, wafer scale DBC plant and device with a housing assembly for high power density devices
DE102014109816B4 (en) Power semiconductor module and system with at least two power semiconductor modules
DE102010030317B4 (en) Circuit arrangement with shunt resistor
DE102017200256A1 (en) Electrode terminal, semiconductor device and power conversion device
DE102013219571B4 (en) Power semiconductor module with vertical shunt resistor
DE102016225654A1 (en) Power module with a housing formed in floors
DE10312238B4 (en) Power semiconductor device
DE10102621A1 (en) power module
DE112020003885T5 (en) semiconductor device
DE112019001086T5 (en) SEMI-CONDUCTOR DEVICE
EP2926372A1 (en) Semiconductor device
DE112021001976T5 (en) SEMICONDUCTOR COMPONENT
DE2248303A1 (en) SEMICONDUCTOR COMPONENT
DE102015104996A1 (en) Semiconductor devices with control and load lines of opposite direction
EP1470743B1 (en) Power module
DE3913066C2 (en)
DE102022208171A1 (en) Arrangement for measuring the temperature of at least one component
DE19630902A1 (en) Temperature monitoring device for power semiconductor IGBT
DE112019000176B4 (en) semiconductor device
DE102012215656B4 (en) Method for producing a power semiconductor module
DE3930858A1 (en) Modular electronic power circuit - with power components supported by metallised ceramics layer and enclosed by overlying insulation layer
DE10309302A1 (en) Power semiconductor module with sensor component
DE102018219957A1 (en) Power electronics assembly with a temperature sensor
DE102022204223A1 (en) Device for measuring the temperature of a thermal source and temperature sensor

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication