DE102022211819B3 - Electronic assembly and method for producing an electronic assembly - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektronikbaugruppe (1), umfassend- mindestens ein Leistungshalbleiterelement (6),- mindestens einen Temperatursensor (7) und- mindestens ein Substrat (5), wobei das mindestens eine Leistungshalbleiterelement (6) und der mindestens eine Temperatursensor (7) über mindestens ein thermisches Verbindungselement (8) verbunden sind, wobei sich das thermische Verbindungselement (8) durch eine thermische Isolationsschicht (11) zwischen dem Leistungshalbleiterelement (6) und dem Temperatursensor (7) erstreckt oder wobei sich das thermische Verbindungselement (8) in eine thermische Isolationsschicht (11) in der der Temperatursensor angeordnet ist erstreckt, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Elektronikbaugruppe (1).The invention relates to an electronic assembly (1), comprising - at least one power semiconductor element (6), - at least one temperature sensor (7) and - at least one substrate (5), wherein the at least one power semiconductor element (6) and the at least one temperature sensor (7) are connected via at least one thermal connecting element (8), wherein the thermal connecting element (8) extends through a thermal insulation layer (11) between the power semiconductor element (6) and the temperature sensor (7) or wherein the thermal connecting element (8) extends into a thermal insulation layer (11) in which the temperature sensor is arranged, and a method for producing an electronic assembly (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektronikbaugruppe und ein Verfahren zur Herstellung einer Elektronikbaugruppe.The invention relates to an electronic assembly and a method for producing an electronic assembly.

Leistungshalbleiterelemente wie beispielsweise IGBT oder MOSFET werden für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Z.B. werden solche Leistungshalbleiterelemente zur Wechselrichtung einer Gleichspannung eingesetzt, beispielsweise um eine elektrische Antriebsmaschine eines Fahrzeugs zu betreiben.Power semiconductor elements such as IGBT or MOSFET are used for a variety of applications. For example, such power semiconductor elements are used to change the direction of a direct voltage, for example to operate an electric drive machine of a vehicle.

Leistungshalbleiterelemente sind auf einen vorbestimmten Betriebstemperaturbereich ausgelegt. So darf beispielsweise eine maximal zulässige Betriebstemperatur des Leistungshalbleiterelements nicht überschritten werden, da dann eine Funktionalität des Leistungshalbleiterelements beeinträchtigt werden kann. Um eine Temperaturüberwachung, insbesondere während des Betriebs eines Leistungshalbleiterelements, durchzuführen, werden in bekannter Weise Temperatursensoren eingesetzt.Power semiconductor elements are designed for a predetermined operating temperature range. For example, a maximum permissible operating temperature of the power semiconductor element must not be exceeded, since the functionality of the power semiconductor element can then be impaired. In order to carry out temperature monitoring, in particular during operation of a power semiconductor element, temperature sensors are used in a known manner.

Aus dem Stand der Technik bekannt ist die CN 20 2586720 U , die ein IGBT-Modul mit einer keramischen Basisplatte offenbart, wobei eine Silikonschicht und eine Verbindungsschicht an dem Keramiksubstrat befestigt wird. Ein Temperatursensor und das IGBT-Modul sind auf demselben keramischen Substrat angeordnet.This is known from the prior art CN 20 2586720 U , which discloses an IGBT module with a ceramic base plate, wherein a silicone layer and a bonding layer are attached to the ceramic substrate. A temperature sensor and the IGBT module are arranged on the same ceramic substrate.

Weiter bekannt ist die EP 3 926 679 A1 , die eine Halbleitermodulanordnung offenbart, wobei diese Anordnung mindestens eine Temperatursensoranordnung umfasst.This is further known EP 3 926 679 A1 , which discloses a semiconductor module arrangement, this arrangement comprising at least one temperature sensor arrangement.

Die DE 101 25 694 A1 offenbart ein Halbleitermodul mit mindestens einem Temperatursensor und mit mindestens einem Leistungshalbleiter, das auf einem ersten Träger angeordnet ist.The DE 101 25 694 A1 discloses a semiconductor module with at least one temperature sensor and with at least one power semiconductor, which is arranged on a first carrier.

Die DE 10 2008 056 846 A1 offenbart ein Leistungshalbleitermodul, insbesondere ein Leistungshalbleitermodul mit der Fähigkeit zur Temperaturmessung.The DE 10 2008 056 846 A1 discloses a power semiconductor module, in particular a power semiconductor module with the ability to measure temperature.

Die DE 10 2007 052 630 A1 offenbart ein Leistungshalbleitermodul mit Temperatursensor.The DE 10 2007 052 630 A1 discloses a power semiconductor module with a temperature sensor.

Problematisch ist, dass bei den im Stand der Technik bekannten Anordnungen eines Temperatursensors relativ zu einem Leistungshalbleiterelement Störeinflüsse auftreten können und somit eine ungenaue Temperaturmessung eines ausgewählten Leistungshalbleiterelements erfolgt. Beispielsweise kann die Temperaturmessung eines ausgewählten Leistungshalbleiterelements durch die Wärmeabstrahlung anderer Leistungshalbleiterelemente beeinflusst werden. Ferner entsteht durch die Temperatursensoren, die direkt auf einem Substrat angeordnet werden, die Problematik, dass ein großer Bauraumbedarf entsteht, der zusätzlich auch hohe Herstellungskosten bedingt.The problem is that with the arrangements of a temperature sensor known in the prior art relative to a power semiconductor element, interference can occur and thus an inaccurate temperature measurement of a selected power semiconductor element occurs. For example, the temperature measurement of a selected power semiconductor element can be influenced by the heat radiation of other power semiconductor elements. Furthermore, the temperature sensors, which are arranged directly on a substrate, create the problem that a large amount of installation space is required, which also results in high manufacturing costs.

Auch nachteilig ist, dass eine Ungenauigkeit in der Temperaturmessung oder -bestimmung höhere Kosten und auch erhöhten Bauraumbedarf verursacht, da Toleranzen bei der Temperaturbestimmung sich auf den Bauraumbedarf des Leistungshalbleiterelements auswirken. Hierbei gilt, dass je höher die Ungenauigkeit, desto höher der Bauraumbedarf und insbesondere der Chipflächenbedarf des Leistungshalbleiterelements auf einem entsprechenden Substrat. Dies ist unerwünscht, da insbesondere ein hoher Chipflächenbedarf, z.B. auf einem SiC-Substrat, zu hohen Herstellungskosten führt.Another disadvantage is that inaccuracy in temperature measurement or determination causes higher costs and also increased space requirements, since tolerances in temperature determination affect the space requirements of the power semiconductor element. The following applies here: the higher the inaccuracy, the higher the installation space requirement and in particular the chip area requirement of the power semiconductor element on a corresponding substrate. This is undesirable because, in particular, a high chip area requirement, for example on a SiC substrate, leads to high manufacturing costs.

Es stellt sich daher das technische Problem, eine Elektronikbaugruppe sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Elektronikbaugruppe zu schaffen, die eine möglichst genaue Erfassung der Temperatur eines Leistungshalbleiterelements ermöglichen, wobei insbesondere ein Bauraumbedarf nicht erhöht wird.The technical problem therefore arises of creating an electronic assembly and a method for producing an electronic assembly that enable the temperature of a power semiconductor element to be recorded as accurately as possible, in particular not increasing the installation space requirement.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution to the technical problem results from the objects with the features of the independent claims. Further advantageous embodiments of the invention result from the subclaims.

Vorgeschlagen wird eine Elektronikbaugruppe, umfassend mindestens ein Leistungshalbleiterelement, mindestens einen Temperatursensor und mindestens ein Substrat. Das Leistungshalbleiterelement kann Teil eines Wechselrichters, insbesondere eines Pulswechselrichters, sein. Der Pulswechselrichter wiederum kann zur Bereitstellung einer Betriebs(wechsel)spannung einer elektrischen Maschine dienen, die insbesondere eine Antriebsmaschine eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs sein kann. Somit wird auch ein Wechselrichter mit einer solchen Elektronikbaugruppe sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Wechselrichter bzw. mit einer solchen Elektronikbaugruppe beschrieben. Der mindestens eine Temperatursensor dient zur Erfassung einer Temperatur des Leistungshalbleiterelements, insbesondere während eines Betriebs des Leistungshalbleiterelements. Der Temperatursensor, der zur Erfassung der Temperatur eines ausgewählten Leistungshalbleiterelements dient, kann auch als Temperatursensor bezeichnet werden, der diesem (ausgewählten) Leistungshalbleiterelement zugeordnet ist. Der Temperatursensor kann als Kontakt-Temperatursensor ausgebildet sein, wobei ein Kontaktbereich durch ein thermisches Verbindungselement kontaktiert wird. Allerdings ist die Art des Temperatursensors grundsätzlich nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. So kann der Temperatursensor auch als Kaltleiter, Widerstandsthermometer oder Thermoelement ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der Temperatursensor als Heißleiter oder sogenanntes NTC-Element ausgebildet.What is proposed is an electronic assembly comprising at least one power semiconductor element, at least one temperature sensor and at least one substrate. The power semiconductor element can be part of an inverter, in particular a pulse inverter. The pulse inverter can in turn serve to provide an operating (alternating) voltage for an electrical machine, which can in particular be a drive machine of an electric or hybrid vehicle. An inverter with such an electronic assembly and a vehicle with such an inverter or with such an electronic assembly are therefore also described. The at least one temperature sensor serves to detect a temperature of the power semiconductor element, in particular during operation of the power semiconductor element. The temperature sensor, which is used to detect the temperature of a selected power semiconductor element, can also be referred to as a temperature sensor that is assigned to this (selected) power semiconductor element. The temperature sensor can be designed as a contact temperature sensor, with a contact area being contacted by a thermal connecting element. However, the type of temperature sensor is fundamentally not compatible with this version form limited. The temperature sensor can also be designed as a PTC thermistor, resistance thermometer or thermocouple. The temperature sensor is preferably designed as a thermistor or a so-called NTC element.

Das Substrat kann insbesondere ein DBC-Substrat sein. Ein solches Substrat kann insbesondere mindestens eine elektrisch leitfähige Schicht, insbesondere eine Kupferschicht und eine Trägerschicht, beispielsweise eine Keramikschicht, umfassen. Auf dem Substrat können Leiterbahn-Strukturen und Kontaktflächen hergestellt sein, um Bauelemente zu befestigen, insbesondere durch Löten, Sintern oder Kleben, beispielsweise die erläuterten Leistungshalbleiterelemente.The substrate can in particular be a DBC substrate. Such a substrate can in particular comprise at least one electrically conductive layer, in particular a copper layer, and a carrier layer, for example a ceramic layer. Conductor track structures and contact surfaces can be produced on the substrate in order to attach components, in particular by soldering, sintering or gluing, for example the power semiconductor elements explained.

Der mindestens eine Temperatursensor und das mindestens eine Leistungshalbleiterelement können in voneinander verschiedenen Abschnitten an dem Substrat befestigt sein, insbesondere an oder in voneinander verschiedenen Abschnitten der Substratoberfläche, z.B. über ein Ständerelement, was nachfolgend noch näher erläutert wird. Insbesondere ist also der Temperatursensor nicht an dem Leistungshalbleiterelement befestigt. Eine Anordnung in verschiedenen Abschnitten kann insbesondere gegeben sein, wenn das Leistungshalbleiterelement und der diesem Leistungshalbleiterelement zugeordnete Temperatursensor in einer gemeinsamen Projektionsebene, die parallel zu einer Oberfläche des Substrats orientiert sein kann, sich nicht überlappen, also in disjunkter Weise angeordnet sind. Somit können also der Temperatursensor und das Leistungshalbleiterelement am gleichen Träger, nämlich an dem Substrat, befestigt sein. Alternativ können der Temperatursensor und das Leistungshalbleiterelement auch an verschiedenen Substraten befestigt sein.The at least one temperature sensor and the at least one power semiconductor element can be attached to the substrate in sections that are different from one another, in particular on or in sections of the substrate surface that are different from one another, for example via a stator element, which will be explained in more detail below. In particular, the temperature sensor is not attached to the power semiconductor element. An arrangement in different sections can be given in particular if the power semiconductor element and the temperature sensor assigned to this power semiconductor element do not overlap in a common projection plane, which can be oriented parallel to a surface of the substrate, i.e. are arranged in a disjoint manner. The temperature sensor and the power semiconductor element can therefore be attached to the same carrier, namely to the substrate. Alternatively, the temperature sensor and the power semiconductor element can also be attached to different substrates.

Weiter sind das mindestens eine Leistungshalbleiterelement und der mindestens eine Temperatursensor über mindestens ein thermisches Verbindungselement verbunden. Erfindungsgemäß erstreckt sich das thermische Verbindungselement durch eine thermische Isolationsschicht zwischen dem Leistungshalbleiterelement und dem Temperatursensor. In diesem Fall kann die Elektronikbaugruppe die thermische Isolationsschicht umfassen, die zwischen dem Leistungshalbleiterelement und dem Temperatursensor angeordnet ist. Der Temperatursensor ist hierbei vorzugsweise nicht in der thermischen Isolationsschicht angeordnet. Mit anderen Worten sind das Leistungshalbleiterelement und der Temperatursensor auf voneinander verschiedenen Seiten der thermischen Isolationsschicht angeordnet. Alternativ erstreckt sich das thermische Verbindungselement in eine thermische Isolationsschicht in der der Temperatursensor vollständig oder zumindest teilweise angeordnet, insbesondere eingebettet, ist.Furthermore, the at least one power semiconductor element and the at least one temperature sensor are connected via at least one thermal connecting element. According to the invention, the thermal connecting element extends through a thermal insulation layer between the power semiconductor element and the temperature sensor. In this case, the electronic assembly can include the thermal insulation layer, which is arranged between the power semiconductor element and the temperature sensor. The temperature sensor is preferably not arranged in the thermal insulation layer. In other words, the power semiconductor element and the temperature sensor are arranged on different sides of the thermal insulation layer. Alternatively, the thermal connecting element extends into a thermal insulation layer in which the temperature sensor is completely or at least partially arranged, in particular embedded.

Die thermische Isolationsschicht kann als Luftschicht ausgebildet sein, insbesondere wenn sich das thermische Verbindungselement durch die thermische Isolationsschicht hindurch erstreckt. Es ist jedoch auch möglich, dass die thermische Isolationsschicht aus einem Material, welches von Luft verschieden ist, ausgebildet ist. Insbesondere kann die thermische Isolationsschicht auch aus Moldmaterial ausgebildet sein.The thermal insulation layer can be designed as an air layer, in particular if the thermal connecting element extends through the thermal insulation layer. However, it is also possible for the thermal insulation layer to be formed from a material other than air. In particular, the thermal insulation layer can also be formed from mold material.

Eine Wärmeleitfähigkeit des Materials bzw. Mediums der thermischen Isolationsschicht ist hierbei geringer als die Wärmeleitfähigkeit des Materials oder Mediums, welches das Leistungshalbleiterelement umgibt bzw. in welches das Leistungshalbleiterelement eingebettet ist. Die Wärmeleitfähigkeit wird hierbei in W/mK angegeben und repräsentiert den Wärmestrom durch ein Material auf Grund der Wärmeleitung. Z.B. kann die Wärmeleitfähigkeit kleiner als oder gleich der Wärmeleitfähigkeit von Luft sein. Insbesondere kann die Wärmeleitfähigkeit auch kleiner als 1,2 W/mK, vorzugsweise kleiner als 1,0 W/mK, weiter vorzugsweise kleiner als 0,5 W/mK sein. Ist das Leistungshalbleiterelement in einem Moldmaterial eingebettet, so kann die Wärmeleitfähigkeit kleiner als die Wärmeleitfähigkeit dieses Moldmaterials sein.A thermal conductivity of the material or medium of the thermal insulation layer is lower than the thermal conductivity of the material or medium which surrounds the power semiconductor element or in which the power semiconductor element is embedded. The thermal conductivity is given in W/mK and represents the heat flow through a material due to heat conduction. For example, the thermal conductivity can be less than or equal to the thermal conductivity of air. In particular, the thermal conductivity can also be less than 1.2 W/mK, preferably less than 1.0 W/mK, more preferably less than 0.5 W/mK. If the power semiconductor element is embedded in a mold material, the thermal conductivity can be smaller than the thermal conductivity of this mold material.

Sind mehrere Leistungshalbleiterelemente an dem Substrat befestigt, so kann die thermische Isolationsschicht oder ein Teil davon zwischen allen Leistungshalbleiterelementen und dem Temperatursensor bzw. den Temperatursensoren angeordnet sein. Weiter ist es möglich, dass die Elektronikbaugruppe mehrere Temperatursensoren umfasst, wobei jedes Leistungshalbleiterelement über ein thermisches Verbindungselement mit jeweils einem Temperatursensor verbunden ist, wobei sich die thermischen Verbindungselemente durch die mindestens eine thermische Isolationsschicht erstrecken oder wobei sich die thermischen Verbindungselemente in die mindestens eine thermische Isolationsschicht erstrecken, in der die Temperatursensoren angeordnet sind.If several power semiconductor elements are attached to the substrate, the thermal insulation layer or a part thereof can be arranged between all power semiconductor elements and the temperature sensor or the temperature sensors. Furthermore, it is possible for the electronic assembly to comprise a plurality of temperature sensors, with each power semiconductor element being connected to a respective temperature sensor via a thermal connecting element, with the thermal connecting elements extending through the at least one thermal insulation layer or with the thermal connecting elements extending into the at least one thermal insulation layer extend in which the temperature sensors are arranged.

Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine zuverlässige und genaue Erfassung der Temperatur des/der Leistungshalbleiters/e, da diese über das thermische Verbindungselement mit einem Temperatursensor verbunden sind, gleichzeitig aber durch die thermische Isolationsschicht störende Einflüsse, beispielsweise durch Abwärme weiterer Leistungshalbleiterelemente, nicht oder nur in einem sehr reduzierten Maß die Temperaturerfassung durch einen Temperatursensor beeinträchtigen.This advantageously results in a reliable and precise detection of the temperature of the power semiconductor(s), since they are connected to a temperature sensor via the thermal connecting element, but at the same time disruptive influences due to the thermal insulation layer, for example from waste heat from further power semiconductor elements, are not or only affect the temperature detection by a temperature sensor to a very reduced extent.

In einer weiteren Ausführungsform ist das thermische Verbindungselement von einer thermischen Isolationshülle umgeben. Hierbei kann die Wärmeleitfähigkeit des Materials der thermischen Isolationshülle kleiner als die Wärmeleitfähigkeit des Materials des thermischen Verbindungselements sein. Insbesondere kann zumindest der Abschnitt des thermischen Verbindungselements, der sich vom Leistungshalbleiterelement bis zur thermischen Isolationsschicht erstreckt, von der thermischen Isolationshülle umgeben sein. Es ist jedoch auch möglich, dass das gesamte thermische Verbindungselement von der thermischen Isolationshülle umgeben ist, wobei jedoch selbstverständlich die Enden des thermischen Verbindungselements das Leistungshalbleiterelement und den Temperatursensor derart kontaktieren, dass eine thermische Verbindung zwischen den beiden Bauelementen hergestellt ist. Durch das Vorsehen einer thermischen Isolationshülle wird die Genauigkeit und Robustheit der Temperaturerfassung weiter verbessert, da auch Störeinflüsse auf das thermische Verbindungselement, beispielsweise durch Abwärme von weiteren Leistungshalbleiterelementen, reduziert werden.In a further embodiment, the thermal connection element is surrounded by a thermal insulation sleeve. Here, the thermal conductivity of the material of the thermal insulation sleeve can be smaller than the thermal conductivity of the material of the thermal connecting element. In particular, at least the section of the thermal connection element that extends from the power semiconductor element to the thermal insulation layer can be surrounded by the thermal insulation shell. However, it is also possible for the entire thermal connecting element to be surrounded by the thermal insulation sleeve, although of course the ends of the thermal connecting element contact the power semiconductor element and the temperature sensor in such a way that a thermal connection is established between the two components. By providing a thermal insulation sleeve, the accuracy and robustness of the temperature detection is further improved, since disruptive influences on the thermal connecting element, for example due to waste heat from other power semiconductor elements, are also reduced.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Leistungshalbleiterelement in einer ersten Moldmaterialschicht eingebettet. Weiter ist der Temperatursensor in einer weiteren Moldmaterialschicht eingebettet. Die thermische Isolationsschicht ist hierbei zwischen den Moldmaterialschichten eingebettet. Somit kann sich das thermische Verbindungselement von der ersten Moldmaterialsschicht durch die thermische Isolationsschicht hindurch in die weitere Moldmaterialschicht erstrecken. Bei einer derartigen Ausführungsform kann die Wärmeleitfähigkeit der ersten Moldmaterialschicht größer sein als die Wärmeleitfähigkeit der thermischen Isolationsschicht. Weiter kann die Wärmeleitfähigkeit der weiteren Moldmaterialschicht größer sein als die der thermischen Isolationsschicht. Die Wärmeleitfähigkeit der ersten Moldmaterialschicht kann weiterhin ebenfalls größer sein als die der weiteren Moldmaterialschicht. Allerdings können die Wärmeleitfähigkeiten der Moldmaterialschichten auch gleich sein. Insbesondere ist es vorstellbar, dass die Materialien der beiden Moldmaterialschichten gleich oder voneinander verschieden sind. Alternativ bildet die weitere Moldmaterialschicht die thermische Isolationsschicht. Diese kann unmittelbar an die erste Moldmaterialschicht angrenzen. Bei einer derartigen Ausführungsform ist die Wärmeleitfähigkeit der ersten Moldmaterialschicht größer als die Wärmeleitfähigkeit der weiteren Moldmaterialschicht.In a further embodiment, the power semiconductor element is embedded in a first mold material layer. The temperature sensor is also embedded in another mold material layer. The thermal insulation layer is embedded between the mold material layers. The thermal connecting element can thus extend from the first mold material layer through the thermal insulation layer into the further mold material layer. In such an embodiment, the thermal conductivity of the first mold material layer can be greater than the thermal conductivity of the thermal insulation layer. Furthermore, the thermal conductivity of the further mold material layer can be greater than that of the thermal insulation layer. The thermal conductivity of the first mold material layer can also be greater than that of the further mold material layer. However, the thermal conductivities of the mold material layers can also be the same. In particular, it is conceivable that the materials of the two mold material layers are the same or different from each other. Alternatively, the further mold material layer forms the thermal insulation layer. This can directly adjoin the first mold material layer. In such an embodiment, the thermal conductivity of the first mold material layer is greater than the thermal conductivity of the further mold material layer.

Das mindestens eine Leistungshalbleiterelement kann insbesondere in einer Moldmaterialschicht eingebettet sein, wobei die Moldmaterialschicht durch die thermische Isolationsschicht begrenzt wird. Durch das Vorsehen von Moldmaterialschichten können sowohl das Leistungshalbleiterelement als auch der mindestens eine Temperatursensor gekapselt und somit vor äußeren Einflüssen geschützt als auch in ihrer Position fixiert werden. Somit wird also eine stabile und geschützte Anordnung von Leistungshalbleiterelement und Temperatursensor sowie die Zuverlässigkeit des Betriebs dieser Elemente gewährleistet.The at least one power semiconductor element can in particular be embedded in a molding material layer, wherein the molding material layer is delimited by the thermal insulation layer. By providing molding material layers, both the power semiconductor element and the at least one temperature sensor can be encapsulated and thus protected from external influences and fixed in position. This ensures a stable and protected arrangement of the power semiconductor element and temperature sensor as well as the reliability of the operation of these elements.

Ist das mindestens eine Leistungshalbleiterelement in einer Moldmaterialschicht eingebettet, so kann auch zumindest ein Teil der thermischen Isolationshülle in der Moldmaterialschicht eingebettet sein. Sind sowohl das Leistungshalbleiterelement als auch der Temperatursensor in (verschiedenen) Moldmaterialschichten eingebettet, so kann die gesamte thermische Isolationshülle in den Moldmaterialschichten und gegebenenfalls auch in der thermischen Isolationsschicht gebettet sein. Die Einbettung des Leistungshalbleiterelements in eine Moldmaterialschicht kann insbesondere durch ein Vergießen erfolgen. Somit kann auch die thermische Isolationshülle mit vergossen werden.If the at least one power semiconductor element is embedded in a mold material layer, then at least part of the thermal insulation shell can also be embedded in the mold material layer. If both the power semiconductor element and the temperature sensor are embedded in (different) mold material layers, the entire thermal insulation shell can be embedded in the mold material layers and, if necessary, also in the thermal insulation layer. The power semiconductor element can be embedded in a mold material layer in particular by casting. This means that the thermal insulation cover can also be cast.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Elektronikbaugruppe ein Gehäuse, wobei zumindest ein Teil der Gesamtheit aus der mindestens einen Moldmaterialschicht und der thermischen Isolationsschicht zumindest teilweise in dem Gehäuse angeordnet ist. Es ist möglich, dass die erste Moldmaterialschicht und die thermische Isolationsschicht vollständig in dem Gehäuse angeordnet sind. Ist eine weitere Moldmaterialschicht vorhanden, so kann diese weitere Moldmaterialschicht ebenfalls vollständig in dem Gehäuse angeordnet sein. Allerdings ist es auch möglich, dass nur ein Teil der thermischen Isolationsschicht bzw. der weiteren Moldmaterialschicht in dem Gehäuse angeordnet ist. Durch das Vorhandensein eines Gehäuses ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfache Herstellung der Elektronikbaugruppe. Insbesondere kann das Gehäuse als Gussform oder-werkzeug dienen. In Gussform können das mindestens eine Leistungshalbleiterelement und der Temperatursensor sowie das thermische Verbindungselement angeordnet werden. Hierfür kann beispielsweise das Leistungshalbleiterelement und das Gehäuse an der Substratoberfläche befestigt werden. Der Temperatursensor kann an dem Gehäuse gehaltert werden. Alternativ oder kumulativ kann der Temperatursensor von dem thermischen Verbindungselement in seiner Position gehaltert werden. Hiernach kann ein Vergießen erfolgen, wobei z.B. zuerst das Moldmaterial zur Herstellung der ersten Moldmaterialschicht in das Gehäuse eingegossen wird. Hiernach, insbesondere nach dem Aushärten, kann das Material der thermischen Isolationsschicht in das Gehäuse eingegossen werden. Hiernach, insbesondere nach einem Aushärten, kann das Material der weiteren Moldmaterialschicht in das Gehäuse eingegossen werden.In a further embodiment, the electronic assembly comprises a housing, with at least part of the entirety of the at least one mold material layer and the thermal insulation layer being at least partially arranged in the housing. It is possible that the first mold material layer and the thermal insulation layer are arranged completely in the housing. If a further molding material layer is present, this further molding material layer can also be arranged completely in the housing. However, it is also possible for only part of the thermal insulation layer or the further mold material layer to be arranged in the housing. The presence of a housing advantageously results in simple production of the electronic assembly. In particular, the housing can serve as a casting mold or tool. The at least one power semiconductor element and the temperature sensor as well as the thermal connecting element can be arranged in a mold. For this purpose, for example, the power semiconductor element and the housing can be attached to the substrate surface. The temperature sensor can be held on the housing. Alternatively or cumulatively, the temperature sensor can be held in position by the thermal connecting element. Afterwards, casting can take place, for example the molding material is first poured into the housing to produce the first molding material layer. Afterwards, especially after hardening, the material of the thermal insulation layer can be cast into the housing. After this, in particular after hardening, the material of the further mold material layer can be poured into the housing.

In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Elektronikbaugruppe ein erstes und ein weiteres Gehäuse, wobei zumindest ein Teil der ersten Moldmaterialschicht in dem ersten Gehäuse und zumindest ein Teil der thermischen Isolationsschicht und/oder zumindest ein Teil der weiteren Moldmaterialschicht in dem weiteren Gehäuse angeordnet ist. Es ist auch möglich, dass zumindest ein Teil der ersten Moldmaterialschicht in dem ersten Gehäuse und zumindest ein Teil der weiteren Moldmaterialschicht in dem weiteren Gehäuse angeordnet ist, wobei zwischen den Gehäusen die thermische Isolationsschicht angeordnet ist. Weiter kann in dem ersten Gehäuse das mindestens eine Leistungshalbleiterelement und in dem weiteren Gehäuse der mindestens eine Temperatursensor angeordnet sein. Das thermische Verbindungselement kann sich von dem ersten zum weiteren Gehäuse erstrecken. Insbesondere können die Gehäuse Öffnungen für das thermische Verbindungselement aufweisen. In diesem Fall kann das weitere Gehäuse an dem ersten Gehäuse befestigt sein, insbesondere derart, dass zwischen den Gehäusen die thermische Isolationsschicht vollständig oder zumindest teilweise gebildet wird. Beispielsweise können sich Befestigungsstege von einer Außenseite des ersten Gehäuses zu einer Außenseite des weiteren Gehäuses erstrecken. Durch die beschriebene Anordnung der Schichten (sowie des Leistungshalbleiterelements und des Temperatursensors) in verschiedenen Gehäusen ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfache Herstellung der Elektronikbaugruppe.In an alternative embodiment, the electronic assembly comprises a first and a further housing, with at least a part of the first mold material layer being arranged in the first housing and at least a part of the thermal insulation layer and/or at least a part of the further mold material layer being arranged in the further housing. It is also possible for at least a part of the first mold material layer to be arranged in the first housing and at least a part of the further mold material layer to be arranged in the further housing, with the thermal insulation layer being arranged between the housings. Furthermore, the at least one power semiconductor element can be arranged in the first housing and the at least one temperature sensor can be arranged in the further housing. The thermal connection element can extend from the first to the further housing. In particular, the housings can have openings for the thermal connecting element. In this case, the further housing can be attached to the first housing, in particular in such a way that the thermal insulation layer is completely or at least partially formed between the housings. For example, fastening webs can extend from an outside of the first housing to an outside of the further housing. The described arrangement of the layers (as well as the power semiconductor element and the temperature sensor) in different housings advantageously results in a simple production of the electronic assembly.

Es ist jedoch nicht zwingend, dass die Elektronikbaugruppe ein Gehäuse umfasst. So ist es auch möglich, die Moldmaterialschichten in einer Gussform bereitzustellen, die nach Aushärten der Schichten wieder entfernt wird.However, it is not mandatory that the electronic assembly includes a housing. It is also possible to provide the mold material layers in a casting mold, which is removed again after the layers have hardened.

In einer weiteren Ausführungsform weist das mindestens eine Leistungshalbleiterelement mindestens einen Anschlussbereich für einen Anschluss des thermischen Verbindungselements auf, wobei ein Emissionsgrad des Anschlussbereichs für Wärmestrahlung geringer ist als ein Emissionsgrad eines weiteren Bereichs des Leistungshalbleiterelements, der von einem Moldmaterial, insbesondere der ersten Moldmaterialschicht, kontaktiert ist, insbesondere im vorhergehend erläuterten eingebetteten Zustand. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass eine Kühlung des Leistungshalbleiterelements durch den Anschluss des thermischen Verbindungselements nur im möglichst geringen Maß beeinflusst wird, da die Bereiche mit hohem Emissionsgrad weiterhin zur Kühlung genutzt werden können während der Bereich mit im Vergleich niedrigerem Emissionsgrad zur Übertragung von thermischer Energie zum Temperatursensor und somit nur noch zum Teil zur Kühlung dient. Dies wiederum ermöglicht einen zuverlässigen Betrieb des Leistungshalbleiterelements.In a further embodiment, the at least one power semiconductor element has at least one connection region for a connection of the thermal connection element, wherein an emissivity of the connection region for thermal radiation is lower than an emissivity of a further region of the power semiconductor element, which is contacted by a mold material, in particular the first mold material layer , especially in the embedded state explained above. This advantageously ensures that cooling of the power semiconductor element is only influenced to the lowest possible extent by the connection of the thermal connecting element, since the areas with high emissivity can continue to be used for cooling while the area with comparatively lower emissivity for the transmission of thermal Energy goes to the temperature sensor and is therefore only partly used for cooling. This in turn enables reliable operation of the power semiconductor element.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Temperatursensor über ein Ständerelement mit dem Substrat verbunden. Der Temperatursensor oder mehrere Temperatursensoren kann/können an einem freien Ende des Ständerelements angeordnet, insbesondere befestigt, sein, wobei ein weiteres Ende des Ständerelements an dem Substrat, insbesondere an dessen Oberfläche, befestigt wird. Somit kann also ein Ständerelement zur Halterung/Befestigung von einem oder mehreren Temperatursensor(en) am Substrat dienen. Insbesondere kann der Temperatursensor durch die Befestigung an einem Ständerelement in einem Bauvolumen angeordnet werden, das in einer Richtung orthogonal zur Substratoberfläche und von dieser weg orientiert über einem Bauvolumen liegt, in der das Leistungshalbleiterelement angeordnet ist. Das Ständerelement ermöglicht somit eine Anordnung des Temperatursensors mit einem Abstand von dem Substrat, insbesondere der Substratoberfläche, der größer als der Abstand des Leistungshalbleiterelements ist, wobei der Abstand entlang der erläuterten Richtung erfasst werden kann.In a further embodiment, the temperature sensor is connected to the substrate via a stand element. The temperature sensor or several temperature sensors can be arranged, in particular fastened, at a free end of the stand element, with a further end of the stand element being fastened to the substrate, in particular to its surface. A stand element can therefore be used to hold/attach one or more temperature sensors to the substrate. In particular, the temperature sensor can be arranged by being attached to a stator element in a construction volume that lies in a direction orthogonal to the substrate surface and oriented away from it above a construction volume in which the power semiconductor element is arranged. The stand element thus enables the temperature sensor to be arranged at a distance from the substrate, in particular the substrate surface, which is greater than the distance from the power semiconductor element, wherein the distance can be detected along the direction explained.

Durch diese Anordnung wird in vorteilhafter Weise ein Störeinfluss insbesondere weiterer Leistungshalbleiterelemente auf die Temperaturmessung verringert, da durch das thermische Verbindungselement sichergestellt ist, dass thermische Energie von dem Leistungshalbleiterelement, dem der Temperatursensor zugeordnet ist, an den Temperatursensor übertragen wird, der Abstand des Temperatursensors vom Substrat und somit von weiteren Leistungshalbleiterelementen, die an der Substratoberfläche befestigt sind, jedoch deren Wärmeeintrag reduziert. Gleichzeitig wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass ein Bauraumbedarf auf der Substratoberfläche reduziert wird, da nicht der Temperatursensor, sondern nur sein Ständerelement mit der Substratoberfläche verbunden werden muss. Hierbei kann eine benötigte Befestigungsfläche des Ständerelements geringer sein als eine für den Temperatursensor benötigte Befestigungsfläche. Somit ermöglicht also die Elektronikbaugruppe eine zuverlässige und genaue Temperaturerfassung, wobei gleichzeitig wenig Bauraumbedarf auf einer Substratoberfläche besteht. Ein maximaler Durchmesser des Ständerelements kann insbesondere kleiner als 0,8 mm sein. Weiter kann der Abstand des Temperatursensors von einer Substratoberfläche größer als der Abstand des mindestens einen Leistungshalbleiterelements sein. Der Abstand kann hierbei entlang einer Achse gemessen werden, die orthogonal zu einer Oberfläche des Substrats, an der das Leistungshalbleiterelement befestigt ist, und von dieser wegorientiert ist. Mit anderen Worten kann der Temperatursensor in einer oberflächenferneren Ebene oder in einem oberflächenferneren Volumen als das mindestens eine Leistungshalbleiterelement angeordnet sein. Dies wurde vorgehend bereits erläutert. Insbesondere kann der Abstand des Temperatursensors von der Substratoberfläche entlang der genannten Achse größer als 0,16 mm und/oder kleiner als 10 cm sein. Es ist weiter möglich, dass der Abstand des Temperatursensors von dem mindestens einen Leistungshalbleiterelement entlang der genannten Achse größer als 1 mm ist. Es ist weiter möglich, dass ein minimaler Abstand des Temperatursensors, insbesondere von einem Referenzpunkt wie z.B. einem geometrischen Mittelpunkt des Temperatursensors, von dem mindestens einen Leistungshalbleiterelement, insbesondere einem Referenzpunkt wie z.B. einem geometrischen Mittelpunkt des Leistungshalbleiterelements, in einer gemeinsamen Projektionsebene, die parallel zur Substratoberfläche orientiert ist, größer als 4 cm ist. Weiter kann das mindestens eine Leistungshalbleiterelement und zumindest ein Teil des Ständerelements in einer Moldmasse, insbesondere der ersten Moldmaterialschicht, eingebettet sein. Ein weiterer Teil des Ständerelements kann in der thermischen Isolationsschicht und/oder einer weiteren Moldmaterialschicht eingebettet sein. Weiter kann mindestens eine Signalleitung mit dem Temperatursensor verbunden sein. Die Signalleitung kann zur Übertragung von Ausgangssignalen, beispielsweise eines Stromsignals, dienen, wobei in Abhängigkeit des Ausgangssignals die Temperatur bestimmt werden kann. Die Signalleitung erstreckt sich hierbei weg vom Temperatursensor als auch weg vom Leistungshalbleiterelement bzw. weg von der Substratoberfläche.This arrangement advantageously reduces the interference of other power semiconductor elements in particular on the temperature measurement, since the thermal connection element ensures that thermal energy is transferred from the power semiconductor element to which the temperature sensor is assigned to the temperature sensor, but the distance of the temperature sensor from the substrate and thus from other power semiconductor elements that are attached to the substrate surface reduces their heat input. At the same time, it is advantageously achieved that the installation space required on the substrate surface is reduced, since it is not the temperature sensor but only its stator element that needs to be connected to the substrate surface. In this case, the required fastening area of the stator element can be smaller than the fastening area required for the temperature sensor. The electronic assembly thus enables reliable and precise temperature detection, while at the same time requiring little installation space on a substrate surface. A maximum diameter of the stator element can in particular be less than 0.8 mm. Furthermore, the distance of the temperature sensor from a substrate surface can be greater than the distance of the at least one power semiconductor element. The distance can be measured along an axis that is orthogonal to and oriented away from a surface of the substrate to which the power semiconductor element is attached. In other words, the temperature sensor can be mounted in a plane further away from the surface or in a plane far from the surface. smaller volume than the at least one power semiconductor element. This has already been explained above. In particular, the distance of the temperature sensor from the substrate surface along the axis mentioned can be greater than 0.16 mm and/or less than 10 cm. It is also possible that the distance of the temperature sensor from the at least one power semiconductor element along the axis mentioned is greater than 1 mm. It is also possible that a minimum distance of the temperature sensor, in particular from a reference point such as a geometric center of the temperature sensor, from the at least one power semiconductor element, in particular a reference point such as a geometric center of the power semiconductor element, in a common projection plane that is oriented parallel to the substrate surface, is greater than 4 cm. Furthermore, the at least one power semiconductor element and at least a part of the stator element can be embedded in a molding compound, in particular the first molding material layer. Another part of the stator element can be embedded in the thermal insulation layer and/or a further molding material layer. Furthermore, at least one signal line can be connected to the temperature sensor. The signal line can be used to transmit output signals, for example a current signal, whereby the temperature can be determined depending on the output signal. The signal line extends away from the temperature sensor as well as away from the power semiconductor element or away from the substrate surface.

Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Herstellung einer Elektronikbaugruppe gemäß einer der in dieser Offenbarung beschriebenen Ausführungsformen. Hierbei wird mindestens ein Leistungshalbleiterelement, mindestens ein Temperatursensor und mindestens ein Substrat bereitgestellt. Weiter werden das mindestens eine Leistungshalbleiterelement und der mindestens eine Temperatursensor über mindestens ein thermisches Verbindungselement verbunden, wobei erfindungsgemäß zwischen dem mindestens einen Leistungshalbleiterelement und dem mindestens einen Temperatursensor eine thermische Isolationsschicht angeordnet wird. Weiter wird das thermische Verbindungselement durch die thermische Isolationsschicht geführt. Alternativ wird das thermische Verbindungselement in die thermische Isolationsschicht geführt, in der auch der Temperatursensor angeordnet ist.A method for producing an electronic assembly according to one of the embodiments described in this disclosure is also proposed. At least one power semiconductor element, at least one temperature sensor and at least one substrate are provided. Furthermore, the at least one power semiconductor element and the at least one temperature sensor are connected via at least one thermal connecting element, wherein according to the invention a thermal insulation layer is arranged between the at least one power semiconductor element and the at least one temperature sensor. Furthermore, the thermal connecting element is guided through the thermal insulation layer. Alternatively, the thermal connecting element is guided into the thermal insulation layer, in which the temperature sensor is also arranged.

Das Verfahren ermöglicht in vorteilhafter Weise die Herstellung einer Elektronikbaugruppe gemäß den in dieser Offenbarung beschriebenen Ausführungsformen mit den ebenfalls beschriebenen Vorteilen.The method advantageously enables the production of an electronic assembly according to the embodiments described in this disclosure with the advantages also described.

In einer weiteren Ausführungsform werden das mindestens eine Leistungshalbleiterelement und der mindestens eine Temperatursensor in einem Gehäuse oder in verschiedenen Gehäusen angeordnet. Entsprechende Vorteile wurden vorhergehend bereits beschrieben.In a further embodiment, the at least one power semiconductor element and the at least one temperature sensor are arranged in a housing or in different housings. Corresponding advantages have already been described previously.

In einer weiteren Ausführungsform werden das mindestens eine Leistungshalbleiterelement und der mindestens eine Temperatursensor in einer Gussform angeordnet. Die Gussform kann das vorhergehend erläuterte Gehäuse sein, welches nach Herstellung der Elektronikbaugruppe Bestandteil dieser Elektronikbaugruppe ist. Allerdings kann die Gussform nach dem Vergießen des mindestens einen Moldmaterials und des Materials der thermischen Isolationsschicht wieder entfernt werden.In a further embodiment, the at least one power semiconductor element and the at least one temperature sensor are arranged in a mold. The mold can be the previously explained housing, which is part of this electronic assembly after the electronic assembly has been manufactured. However, the mold can be removed again after the at least one mold material and the material of the thermal insulation layer have been cast.

Weiter werden das Leistungshalbleiterelement in einer ersten Moldmaterialschicht und der Temperatursensor in eine weitere Moldmaterialschicht eingegossen bzw. eingebettet, wobei die thermische Isolationsschicht zwischen den Moldmaterialschichten angeordnet wird oder wobei die weitere Moldmaterialschicht die thermische Isolationsschicht bildet. Dies und entsprechende Vorteile wurden vorhergehend bereits erläutert. Insbesondere kann das mindestens eine Leistungshalbleiterelement in die erste Moldmaterialschicht eingegossen werden. Dann kann die thermische Isolationsschicht in dem Gehäuse angeordnet werden, insbesondere durch Eingießen des entsprechenden Materials. Soll der Temperatursensor in der Isolationsschicht angeordnet werden, so kann er in diesem Material vergossen werden. Ist eine weitere Moldmaterialschicht vorhanden, so kann der mindestens eine Temperatursensor in diese weitere Moldmaterialschicht eingegossen werden.Furthermore, the power semiconductor element is cast or embedded in a first mold material layer and the temperature sensor in a further mold material layer, with the thermal insulation layer being arranged between the mold material layers or with the further mold material layer forming the thermal insulation layer. This and the corresponding advantages have already been explained previously. In particular, the at least one power semiconductor element can be cast into the first mold material layer. The thermal insulation layer can then be arranged in the housing, in particular by pouring the appropriate material. If the temperature sensor is to be arranged in the insulation layer, it can be cast in this material. If a further molding material layer is present, the at least one temperature sensor can be cast into this further molding material layer.

Weiter beschrieben wird ein Verfahren zur Messung einer Temperatur von mindestens einem Leistungshalbleiterelement einer Elektronikbaugruppe gemäß einer der in dieser Offenbarung beschriebenen Ausführungsformen. Hierbei wird ein Ausgangssignal des mindestens einen Temperatursensors, der über ein thermisches Verbindungselement mit dem Leistungshalbleiterelement verbunden ist, erfasst, wobei in Abhängigkeit des Ausgangssignals eine Temperatur des Leistungshalbleiterelements bestimmt wird. Das Bestimmen der Temperatur kann hierbei mittels einer Auswerteeinrichtung, die einen Mikrocontroller oder eine integrierte Schaltung umfassen oder als solche(r) ausgebildet sein kann, durchgeführt werden. Diese kann mit dem Temperatursensor beispielsweise über die mindestens eine Signalleitung verbunden sein. Es ist weiter möglich, dass bei der Bestimmung eine Fehlerkorrektur durchgeführt wird. Insbesondere kann die Korrektur zur Kompensation der abstandsbedingten Verluste bei der Übertragung von thermischer Energie von dem Leistungshalbleiterelement zum Temperatursensor über das thermische Verbindungselement durchgeführt werden. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine genaue Bestimmung der Temperatur.A method for measuring a temperature of at least one power semiconductor element of an electronic assembly according to one of the embodiments described in this disclosure is also described. In this case, an output signal of the at least one temperature sensor, which is connected to the power semiconductor element via a thermal connection element, is recorded, wherein a temperature of the power semiconductor element is determined depending on the output signal. The temperature can be determined by means of an evaluation device, which can comprise a microcontroller or an integrated circuit or can be designed as such. This can be connected to the temperature sensor, for example, via the at least one signal line. It is also possible for an error correction to be carried out during the determination. In particular, the correction can be used to compensate for the distance-related losses in the transmission of thermal energy. from the power semiconductor element to the temperature sensor via the thermal connection element. This advantageously results in an accurate determination of the temperature.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die einzelnen Figuren zeigen:

  • 1 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Elektronikbaugruppe;
  • 2 eine schematische Detailansicht einer erfindungsgemäßen Elektronikbaugruppe;
  • 3 eine weitere schematische Detailansicht einer erfindungsgemäßen Elektronikbaugruppe;
  • 4 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Elektronikbaugruppe mit Gehäuse;
  • 5 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Elektronikbaugruppe mit mehreren Gehäusen;
  • 6 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Elektronikbaugruppe in einer weiteren Ausführungsform,
  • 7 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Elektronikbaugruppe in einer weiteren Ausführungsform und
  • 8 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Elektronikbaugruppe in einer weiteren Ausführungsform.
The invention is explained in more detail using exemplary embodiments. The individual figures show:
  • 1 a schematic cross section through an electronic assembly according to the invention;
  • 2 a schematic detailed view of an electronic assembly according to the invention;
  • 3 a further schematic detailed view of an electronic assembly according to the invention;
  • 4 a schematic cross section through an electronic assembly according to the invention with a housing;
  • 5 a schematic cross section through an electronic assembly according to the invention with several housings;
  • 6 a schematic cross section through an electronic assembly according to the invention in a further embodiment,
  • 7 a schematic cross section through an electronic assembly according to the invention in a further embodiment and
  • 8th a schematic cross section through an electronic assembly according to the invention in a further embodiment.

Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Merkmalen.Below, the same reference numbers designate elements with the same or similar technical features.

1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Elektronikbaugruppe 1. Die Elektronikbaugruppe 1 umfasst ein Substrat 5 mit einer Trägerschicht 2, insbesondere einer Keramik-Trägerschicht, welche beispielsweise aus Al2O3 oder Si3N4 ausgebildet sein kann. Auf einer Oberseite der Trägerschicht 2 ist eine erste leitfähige Schicht 3, beispielsweise eine Kupferschicht, angeordnet, wobei an einer gegenüberliegenden Seite, also einer Unterseite, der Trägerschicht 2 eine weitere leitfähige Schicht 4, beispielsweise ebenfalls eine Kupferschicht, angeordnet ist. In ihrer Gesamtheit bilden die Trägerschicht 2 und die leitfähigen Schichten 3, 4 ein Substrat. An einer Oberseite des Substrats 5, insbesondere in einer Ausnehmung der erste leitfähigen Schicht 3 und an der hierdurch freigelegten Oberfläche der Trägerschicht 2, sind Leistungshalbleiterelemente 6 angeordnet und befestigt, beispielsweise durch Löten oder Sintern. Weiter umfasst die Elektronikbaugruppe 1 Temperatursensoren 7 und thermische Verbindungselemente 8, welche sich von jeweils einem Leistungshalbleiterelement 6 zum dem Temperatursensor 7 erstrecken, der dem jeweiligen Leistungshalbleiterelement 6 zugeordnet ist. Das thermische Verbindungselement 8 kann aus Aluminium, Kupfer oder einem anderen thermisch leitfähigen Material ausgebildet sein. Auch kann das thermische Verbindungselement als Heatpipe ausgebildet sein. 1 shows a schematic cross section through an electronic assembly 1 according to the invention. The electronic assembly 1 comprises a substrate 5 with a carrier layer 2, in particular a ceramic carrier layer, which can be formed, for example, from Al 2 O 3 or Si 3 N 4 . A first conductive layer 3, for example a copper layer, is arranged on an upper side of the carrier layer 2, with a further conductive layer 4, for example also a copper layer, being arranged on an opposite side, i.e. an underside, of the carrier layer 2. In their entirety, the carrier layer 2 and the conductive layers 3, 4 form a substrate. Power semiconductor elements 6 are arranged and fastened on an upper side of the substrate 5, in particular in a recess in the first conductive layer 3 and on the surface of the carrier layer 2 exposed thereby, for example by soldering or sintering. The electronic assembly 1 further comprises temperature sensors 7 and thermal connecting elements 8, which each extend from a power semiconductor element 6 to the temperature sensor 7, which is assigned to the respective power semiconductor element 6. The thermal connection element 8 can be made of aluminum, copper or another thermally conductive material. The thermal connecting element can also be designed as a heat pipe.

Ein erstes Ende des thermischen Verbindungselements 8, welches beispielsweise als Kupferdraht ausgebildet sein kann, kontaktiert das Leistungshalbleiterelement 6 in einem Kontaktbereich bzw. Kontaktabschnitt. Ebenfalls kontaktiert ein weiteres Ende des thermischen Verbindungselements 8 den Temperatursensor 7 in einem entsprechenden Kontaktbereich. Die Kontaktbereiche können elektrisch isoliert gegenüber weiteren Bereichen des Leistungshalbleiterelements 6 bzw. des Temperatursensors 7 angeordnet bzw. ausgeführt sein.A first end of the thermal connection element 8, which can be designed as a copper wire, for example, contacts the power semiconductor element 6 in a contact area or contact section. Another end of the thermal connection element 8 also contacts the temperature sensor 7 in a corresponding contact area. The contact areas can be arranged or designed to be electrically insulated from other areas of the power semiconductor element 6 or the temperature sensor 7.

Weiter dargestellt ist eine erste Moldmaterialschicht 10, in die das Substrat 5, die Leistungshalbleiterelemente 6 und ein Abschnitt der thermischen Verbindungselemente 8 eingebettet ist. Weiter dargestellt ist eine thermische Isolationsschicht 11, die zwischen den Leistungshalbleiterelementen 6 und den Temperatursensoren 7 angeordnet ist, wobei sich die thermischen Verbindungselemente durch die thermische Isolationsschicht 11 hindurch erstrecken. Weiter dargestellt ist eine weitere Moldmaterialschicht 12, in die die Temperatursensoren 7 und ein weiterer Abschnitt der thermischen Verbindungselemente 8 eingebettet ist. Die weitere Moldmaterialschicht 12 dient zur Halterung der Temperatursensoren 7.Also shown is a first mold material layer 10, in which the substrate 5, the power semiconductor elements 6 and a section of the thermal connecting elements 8 are embedded. Also shown is a thermal insulation layer 11, which is arranged between the power semiconductor elements 6 and the temperature sensors 7, the thermal connecting elements extending through the thermal insulation layer 11. Also shown is a further mold material layer 12, in which the temperature sensors 7 and a further section of the thermal connecting elements 8 are embedded. The further mold material layer 12 serves to hold the temperature sensors 7.

2 zeigt eine schematische Detailansicht einer erfindungsgemäßen Elektronikbaugruppe 1. Dargestellt ist ein Leistungshalbleiterelement 6, ein thermisches Verbindungselement 8, ein Temperatursensor 7 sowie eine erste Moldmaterialschicht 10 und eine thermische Isolationsschicht 11 und eine weitere Moldmaterialschicht 12. Weiter dargestellt ist, dass das thermische Verbindungselement 8 von einer thermischen Isolationshülle 13 umgeben ist, welche das thermische Verbindungselement 8 thermisch gegenüber der ersten Moldmaterialschicht 10, der thermischen Isolationsschicht 11 und der weiteren Moldmaterialschicht 12 isoliert. 2 shows a schematic detailed view of an electronic assembly 1 according to the invention. Shown is a power semiconductor element 6, a thermal connecting element 8, a temperature sensor 7 as well as a first mold material layer 10 and a thermal insulation layer 11 and a further mold material layer 12. It is also shown that the thermal connecting element 8 is made of a thermal insulation sleeve 13 is surrounded, which thermally insulates the thermal connecting element 8 from the first mold material layer 10, the thermal insulation layer 11 and the further mold material layer 12.

3 zeigt eine weitere Detailansicht einer erfindungsgemäßen Elektronikbaugruppe 1. Dargestellt ist ein Leistungshalbleiterelement 6 und ein thermisches Verbindungselement 8, welches von einer thermischen Isolationshülle 13 umgeben ist. Weiter dargestellt ist ein Anschlussbereich 14, in dem das thermische Verbindungselement 8 mit der Isolationshülle 13 thermisch an das Leistungshalbleiterelement 6 angeschlossen ist, insbesondere diesen mechanisch kontaktiert. Hierbei ist ein Emissionsgrad dieses Anschlussbereichs 14 für Wärmestrahlung geringer als ein Emissionsgrad von weiteren Bereichen des Leistungshalbleiterelements 6, die von einer ersten Moldmaterialschicht 10 und nicht von dem thermischen Verbindungselement 8 kontaktiert sind. 3 shows a further detailed view of an electronic assembly 1 according to the invention. Shown is a power semiconductor element 6 and a thermal connecting element 8, which is surrounded by a thermal insulation shell 13. Also shown is a connection area 14, in which the thermal connection element 8 with the insulation sleeve 13 is thermally connected to the power semiconductor element 6, in particular sen contacted mechanically. Here, an emissivity of this connection area 14 for thermal radiation is lower than an emissivity of further areas of the power semiconductor element 6, which are contacted by a first mold material layer 10 and not by the thermal connecting element 8.

4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Elektronikbaugruppe 1 in einer weiteren Ausführungsform. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Ausführungsform umfasst die Elektronikbaugruppe 1 ein Gehäuse 15, wobei die beiden Moldmaterialschichten 10, 12 und die thermische Isolationsschicht 11 in dem Gehäuse 15 angeordnet sind. Hierbei ist dargestellt, dass das Gehäuse 15 noch oben zu einer dem Substrat 5 abgewandten Seite hin geöffnet ist. Es ist aber auch möglich, dass das Gehäuse 15 vollständig geschlossen ist. 4 shows a schematic cross section through an electronic assembly 1 in a further embodiment. In contrast to that in 1 In the embodiment shown, the electronic assembly 1 comprises a housing 15, the two mold material layers 10, 12 and the thermal insulation layer 11 being arranged in the housing 15. It is shown here that the housing 15 is still open at the top towards a side facing away from the substrate 5. But it is also possible for the housing 15 to be completely closed.

Das Gehäuse 15 kann zum Vergießen der dargestellten Bauelemente, insbesondere der Leistungshalbleiterelemente 6, der thermischen Verbindungselemente 8 und der Temperatursensoren 7 dienen, wobei auch eine thermische Isolationshülle 13 mit vergossen werden kann. Als Gußmaterialien dienen die Materialien der ersten Moldmaterialschicht 10, der Isolationsschicht 11 und der weiteren Moldmaterialschicht 12, die nacheinander in das Gehäuse eingegossen oder eingespritzt werden können.The housing 15 can be used to cast the components shown, in particular the power semiconductor elements 6, the thermal connecting elements 8 and the temperature sensors 7, whereby a thermal insulation sleeve 13 can also be cast. The materials used as casting materials are the first mold material layer 10, the insulation layer 11 and the further mold material layer 12, which can be cast or injected into the housing one after the other.

5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Elektronikbaugruppe 1 in einer weiteren Ausführungsform. Dargestellt ist, dass das Substrat 5 mit den daran befestigten Leistungshalbleiterelementen 6 in einem ersten Gehäuse 15 angeordnet ist, welches mit einer ersten Moldmaterialschicht 10 gefüllt ist. Weiter dargestellt ist, dass die Temperatursensoren 7 in einem weiteren Gehäuse 16 angeordnet sind, welches mit einer weiteren Moldmaterialschicht 12 gefüllt ist. Zwischen den Gehäusen 15, 16 ist die thermische Isolationsschicht 11 angeordnet, die beispielsweise eine Luftschicht sein kann. Nicht dargestellt sind Halterungselemente zur mechanischen Halterung des weiteren Gehäuses 16. Das weitere Gehäuse 16 mit den darin angeordneten Temperatursensoren kann als extern angebrachtes Zusatzbauteil zu dem Substrat 5 mit den daran befestigten Leistungshalbleiterelementen 6 vorgesehen sein und z.B. an dem ersten Gehäuse 15 befestigt werden, insbesondere mittels Abstandshalterelementen. 5 shows a schematic cross section through an electronic assembly 1 according to the invention in a further embodiment. It is shown that the substrate 5 with the power semiconductor elements 6 attached to it is arranged in a first housing 15, which is filled with a first mold material layer 10. It is also shown that the temperature sensors 7 are arranged in a further housing 16, which is filled with a further mold material layer 12. The thermal insulation layer 11, which can be an air layer, for example, is arranged between the housings 15, 16. Not shown are holding elements for mechanically holding the further housing 16. The further housing 16 with the temperature sensors arranged therein can be provided as an externally attached additional component to the substrate 5 with the power semiconductor elements 6 attached thereto and can be attached to the first housing 15, for example, in particular by means of Spacer elements.

6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Elektronikbaugruppe 1 in einer weiteren Ausführungsform. Dargestellt ist ein Leistungshalbleiterelement 6, welches an einem Substrat 5 befestigt ist. Weiter dargestellt ist ein Temperatursensor 7, der über ein thermisches Verbindungselement 8 mit dem Leistungshalbleiterelement 6 thermisch verbunden ist. Weiter dargestellt ist eine erste Moldmaterialschicht 10, in die das Leistungshalbleiterelement 6 eingebettet ist. Ebenfalls dargestellt ist eine weitere Moldmaterialschicht 12, in die der Temperatursensor 7 eingebettet ist. Zwischen den Schichten angeordnet ist die thermische Isolationsschicht 11. Es ist dargestellt, dass der Temperatursensor 7 über ein Ständerelement 17 an dem Substrat 5, insbesondere an einer freigelegten Oberfläche der Trägerschicht 2, befestigt ist. Das Ständerelement 10 kann über ein Fixierungselement 18 an der Substratoberfläche, insbesondere in einer Ausnehmung der leitfähigen Schicht 3 an einer Oberfläche der Trägerschicht 2, befestigt sein. Insbesondere ist ein erstes Ende des Ständerelements 10 am Fixierungselement 18 befestigt. Das Fixierungselement 18 und das Ständerelement 10 können hierbei separat voneinander ausgebildete Elemente sein. Es ist jedoch auch möglich, dass das Fixierungselement 18 integraler Bestandteil des Ständerelements 10 ist. An einem freien, nicht befestigten Ende, weist das Ständerelement 10 einen Befestigungsabschnitt 19 für den Temperatursensor 7 auf. Dieser Befestigungsabschnitt 19 kann plattenförmig ausgebildet sein, wobei der Temperatursensor 7 auf einer Oberfläche des Abschnitts 19 befestigt ist, insbesondere in stoffschlüssiger Weise wie z.B. durch Kleben. Ersichtlich ist, dass der Abstand des Temperatursensors 7 von einer Substratoberfläche, insbesondere eine Oberfläche der Trägerschicht 2 bzw. eine Oberfläche der ersten leitfähigen Schicht 3, größer ist als der Abstand des mindestens einen Leistungshalbleiterelements 6, wobei der Abstand entlang einer z-Richtung z gemessen werden kann, die in 6 durch einen Pfeil symbolisiert ist. Der Abstand kann eine Distanz zwischen einer der Substratoberfläche zugewandten Seite (Unterseite) des Temperatursensors 7/des Leistungshalbleiterelements 6 oder die Distanz zwischen einem Referenzpunkt, z.B. einem geometrischen Mittelpunkt, des jeweiligen Elements und der Substratoberfläche bezeichnen. Ebenfalls dargestellt ist eine x-Richtung x, die orthogonal zur z-Richtung z orientiert ist und parallel zu einer Ebene der Substratoberfläche orientiert ist. Nicht dargestellt ist eine Querrichtung, die orthogonal zur x-Richtung x und zur z-Richtung z orientiert sein kann und die mit der x-Richtung x eine Ebene aufspannt, die parallel zur Substratoberfläche orientiert ist. Entlang der z-Richtung kann ein Abstand zwischen Temperatursensor 7 und Substratoberfläche beispielsweise größer als 1 cm sein. Entlang der x-Richtung x kann ein Abstand zwischen dem Leistungshalbleiterelement 6 und dem Temperatursensor 7 insbesondere größer als 4 cm sein. 6 shows a schematic cross section through an electronic assembly 1 in a further embodiment. A power semiconductor element 6 is shown, which is attached to a substrate 5. Also shown is a temperature sensor 7, which is thermally connected to the power semiconductor element 6 via a thermal connecting element 8. Also shown is a first mold material layer 10, in which the power semiconductor element 6 is embedded. Also shown is a further mold material layer 12, in which the temperature sensor 7 is embedded. The thermal insulation layer 11 is arranged between the layers. It is shown that the temperature sensor 7 is attached to the substrate 5, in particular to an exposed surface of the carrier layer 2, via a stand element 17. The stand element 10 can be attached to the substrate surface via a fixing element 18, in particular in a recess in the conductive layer 3 on a surface of the carrier layer 2. In particular, a first end of the stand element 10 is attached to the fixing element 18. The fixing element 18 and the stand element 10 can be elements designed separately from one another. However, it is also possible for the fixing element 18 to be an integral part of the stand element 10. At a free, unattached end, the stand element 10 has a fastening section 19 for the temperature sensor 7. This fastening section 19 can be plate-shaped, with the temperature sensor 7 being fastened on a surface of the section 19, in particular in a cohesive manner such as by gluing. It can be seen that the distance of the temperature sensor 7 from a substrate surface, in particular a surface of the carrier layer 2 or a surface of the first conductive layer 3, is greater than the distance of the at least one power semiconductor element 6, the distance being measured along a z-direction z can be that in 6 is symbolized by an arrow. The distance can denote a distance between a side (underside) of the temperature sensor 7/the power semiconductor element 6 facing the substrate surface or the distance between a reference point, for example a geometric center, of the respective element and the substrate surface. Also shown is an x-direction x, which is oriented orthogonally to the z-direction z and is oriented parallel to a plane of the substrate surface. Not shown is a transverse direction which can be oriented orthogonally to the x-direction x and to the z-direction z and which spans a plane with the x-direction x which is oriented parallel to the substrate surface. Along the z-direction, a distance between the temperature sensor 7 and the substrate surface can be greater than 1 cm, for example. Along the x-direction x, a distance between the power semiconductor element 6 and the temperature sensor 7 can in particular be greater than 4 cm.

7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Elektronikbaugruppe 1 in einer weiteren Ausführungsform. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Ausführungsform sind von den Rändern der ersten Moldmaterialschicht 10, der thermischen Isolationsschicht 11 und der weiteren Moldmaterialschicht 12 ausgebildete Entformungsschrägen dargestellt, die die Herstellung der Elektronikbaugruppe 1 mit einem Gießwerkzeug, welches nach dem Vergießen entfernt werden kann, ermöglicht. Mit anderen Worten verlaufen die Ränder der Schichten 10, 11, 12 schräg, um eine Entformung der Baugruppe 1 von einem Gießwerkzeug zu vereinfachen. 7 shows a schematic cross section through an electronic assembly 1 according to the invention in a further embodiment. In contrast to the 1 illustrated embodiment are demolding slopes formed by the edges of the first molding material layer 10, the thermal insulation layer 11 and the further molding material layer 12 are shown, which enable the electronic assembly 1 to be manufactured using a casting tool that can be removed after casting. In other words, the edges of the layers 10, 11, 12 run at an angle to simplify demolding of the assembly 1 from a casting tool.

8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Elektronikbaugruppe 1 in einer weiteren Ausführungsform. Im Unterschied zu der in 4 dargestellten Ausführungsform umfasst die Elektronikbaugruppe 1 keine thermische Isolationsschicht 11. Insbesondere sind die Leistungshalbleiterelemente 6 in einer ersten Moldmaterialschicht 10 eingebettet, wobei die Temperatursensoren 7 in einer weiteren Moldmaterialschicht 12 eingebettet sind. Eine Wärmeleitfähigkeit der weiteren Moldmaterialschicht 12 ist jedoch geringer als die Wärmeleitfähigkeit der ersten Moldmaterialschicht 10. 8th shows a schematic cross section through an electronic assembly 1 according to the invention in a further embodiment. In contrast to that in 4 In the embodiment shown, the electronic assembly 1 does not include a thermal insulation layer 11. In particular, the power semiconductor elements 6 are embedded in a first mold material layer 10, with the temperature sensors 7 being embedded in a further mold material layer 12. However, a thermal conductivity of the further mold material layer 12 is lower than the thermal conductivity of the first mold material layer 10.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
ElektronikbaugruppeElectronic assembly
22
TrägerschichtBacking layer
33
erste leitfähige Schicht des Substratsfirst conductive layer of the substrate
44
zweite leitfähige Schicht des Substratssecond conductive layer of the substrate
55
SubstratSubstrate
66
LeistungshalbleiterelementPower semiconductor element
77
TemperatursensorTemperature sensor
88th
Verbindungselementconnecting element
1010
erste Moldmaterialschichtfirst mold material layer
1111
thermische Isolationsschichtthermal insulation layer
1212
weitere Moldmaterialschichtadditional mold material layer
1313
thermische Isolationshüllethermal insulation cover
1414
AbschnittSection
1515
GehäuseHousing
1616
weiteres Gehäuseadditional housing
1717
StänderelementStand element
1818
FixierungselementFixing element
1919
BefestigungsabschnittFastening section

Claims (10)

Elektronikbaugruppe, umfassend - mindestens ein Leistungshalbleiterelement (6), - mindestens einen Temperatursensor (7) und - mindestens ein Substrat (5), wobei das mindestens eine Leistungshalbleiterelement (6) und der mindestens eine Temperatursensor (7) über mindestens ein thermisches Verbindungselement (8) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich das thermische Verbindungselement (8) durch eine thermische Isolationsschicht (11) zwischen dem Leistungshalbleiterelement (6) und dem Temperatursensor (7) erstreckt oder wobei sich das thermische Verbindungselement (8) in eine thermische Isolationsschicht (11) in der der Temperatursensor angeordnet ist erstreckt.Electronic assembly, comprising - at least one power semiconductor element (6), - at least one temperature sensor (7) and - at least one substrate (5), wherein the at least one power semiconductor element (6) and the at least one temperature sensor (7) via at least one thermal connection element (8 ) are connected, characterized in that the thermal connecting element (8) extends through a thermal insulation layer (11) between the power semiconductor element (6) and the temperature sensor (7) or wherein the thermal connecting element (8) extends into a thermal insulation layer (11 ) in which the temperature sensor is arranged extends. Elektronikbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Verbindungselement (8) von einer thermischen Isolationshülle (13) umgeben ist.Electronic assembly Claim 1 , characterized in that the thermal connecting element (8) is surrounded by a thermal insulation sleeve (13). Elektronikbaugruppe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungshalbleiterelement (6) in einer ersten Moldmaterialschicht (10) und der Temperatursensor (7) in einer weiteren Moldmaterialschicht (12) eingebettet ist, wobei die thermische Isolationsschicht (11) zwischen den Moldmaterialschichten (10, 12) angeordnet ist oder wobei die weitere Moldmaterialschicht (12) die thermische Isolationsschicht (11) bildet.Electronic assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the power semiconductor element (6) is embedded in a first mold material layer (10) and the temperature sensor (7) in a further mold material layer (12), the thermal insulation layer (11) being between the mold material layers ( 10, 12) is arranged or wherein the further mold material layer (12) forms the thermal insulation layer (11). Elektronikbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikbaugruppe (1) ein Gehäuse (15) umfasst, wobei zumindest ein Teil der Gesamtheit aus der mindestens einen Moldmaterialschicht (10, 12) und der thermischen Isolationsschicht (11) zumindest teilweise in dem Gehäuse (15) angeordnet ist.Electronic assembly Claim 3 , characterized in that the electronic assembly (1) comprises a housing (15), wherein at least part of the entirety of the at least one mold material layer (10, 12) and the thermal insulation layer (11) is at least partially arranged in the housing (15). . Elektronikbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikbaugruppe (1) ein erstes und ein weiteres Gehäuse (15, 16) umfasst, wobei zumindest ein Teil der ersten Moldmaterialschicht (10) in dem ersten Gehäuse (15) und zumindest ein Teil der thermischen Isolationsschicht (11) und/oder der weiteren Moldmaterialschicht (12) in dem weiteren Gehäuse (16) angeordnet ist.Electronic assembly Claim 3 , characterized in that the electronic assembly (1) comprises a first and a further housing (15, 16), at least part of the first mold material layer (10) in the first housing (15) and at least part of the thermal insulation layer (11) and/or the further mold material layer (12) is arranged in the further housing (16). Elektronikbaugruppe nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Leistungshalbleiterelement (6) mindestens einen Anschlussbereich (14) für einen Anschluss des thermischen Verbindungselements (8) aufweist, wobei ein Emissionsgrad des Anschlussbereichs (14) für Wärmestrahlung geringer ist als ein Emissionsgrad eines weiteren Bereichs des Leistungshalbleiterelements (6), der von einem Moldmaterial kontaktiert ist.Electronic assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one power semiconductor element (6) has at least one connection region (14) for a connection of the thermal connection element (8), wherein an emissivity of the connection region (14) for thermal radiation is lower than an emissivity a further area of the power semiconductor element (6), which is contacted by a mold material. Elektronikbaugruppe nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (7) über ein Ständerelement (17) mit dem Substrat (5) verbunden ist.Electronic assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature sensor (7) is connected to the substrate (5) via a stand element (17). Verfahren zur Herstellung einer Elektronikbaugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass - mindestens ein Leistungshalbleiterelement (6), - mindestens einen Temperatursensor (7) und - mindestens ein Substrat (5) bereitgestellt wird, wobei das mindestens eine Leistungshalbleiterelement (6) und der mindestens eine Temperatursensor (7) über mindestens ein thermisches Verbindungselement (8) verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mindestens einen Leistungshalbleiterelement (6) und dem mindestens einen Temperatursensor (7) eine thermische Isolationsschicht (11) angeordnet wird und das thermische Verbindungselement (8) durch die thermische Isolationsschicht (11) geführt wird oder das thermische Verbindungselement (8) in die thermische Isolationsschicht (11) geführt wird in der der Temperatursensor (7) angeordnet ist.Method for producing an electronic assembly according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that - at least one power semiconductor element (6), - at least one temperature sensor (7) and - at least one substrate (5) are provided, wherein the at least one power semiconductor element (6) and the at least one temperature sensor (7) are connected via at least one thermal connection element (8), characterized in that a thermal insulation layer (11) is arranged between the at least one power semiconductor element (6) and the at least one temperature sensor (7) and the thermal connection element (8) is guided through the thermal insulation layer (11) or the thermal connection element (8) is guided into the thermal insulation layer (11) in which the temperature sensor (7) is arranged. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Leistungshalbleiterelement (6) und der mindestens eine Temperatursensor (7) in einem Gehäuse (15) oder in verschiedenen Gehäuse (15, 16) angeordnet werden.Procedure according to Claim 8 , characterized in that the at least one power semiconductor element (6) and the at least one temperature sensor (7) are arranged in a housing (15) or in different housings (15, 16). Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Leistungshalbleiterelement (6) und der mindestens eine Temperatursensor (7) in einer Gussform angeordnet werden, wobei das Leistungshalbleiterelement (6) in eine erste Moldmaterialschicht (10) und der Temperatursensor (7) in eine weitere Moldmaterialschicht (12) eingegossen werden, wobei die thermische Isolationsschicht (11) zwischen den Moldmaterialschichten (10, 12) angeordnet wird oder wobei die weitere Moldmaterialschicht (12) die thermische Isolationsschicht (11) bildet.Method according to one of the Claims 8 or 9 , characterized in that the at least one power semiconductor element (6) and the at least one temperature sensor (7) are arranged in a casting mold, wherein the power semiconductor element (6) is cast in a first mold material layer (10) and the temperature sensor (7) is cast in a further mold material layer (12), wherein the thermal insulation layer (11) is arranged between the mold material layers (10, 12) or wherein the further mold material layer (12) forms the thermal insulation layer (11).
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