DE19713656A1

DE19713656A1 - Leistungshalbleitermodul

Info

Publication number: DE19713656A1
Application number: DE19713656A
Authority: DE
Inventors: Noriho Terasawa
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1996-04-02
Filing date: 1997-04-02
Publication date: 1997-10-30
Anticipated expiration: 2017-04-03
Also published as: DE19713656B4; US5942797A; JPH09275211A; JP3206717B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungshalbleiter modul, welches dadurch hergestellt wird, daß Leistungshalb leiterelemente wie beispielsweise mehrere Bipolartransisto ren mit isoliertem Gate (nachstehend, soweit anwendbar, als IGBTs bezeichnet), die eine Brückenschaltung bilden, die bei einer Leistungswechselrichtervorrichtung oder dergleichen eingesetzt wird, in einem gemeinsamen Gehäuse zusammen mit der zugehörigen Steuerschaltung zusammenzubauen.

Ein konventionelles Leistungshalbleitermodul dieser Art ist folgendermaßen aufgebaut: Um sowohl die Abmessungen als auch die Herstellungskosten zu verringern, sind die Halbleiter elemente nicht in den jeweiligen Gehäusen aufgenommen, son dern statt dessen werden die Halbleiterelemente, die in Form von Chips zur Verfügung stehen, unverändert zusammengebaut. Um ein sogenanntes "intelligentes Modul" zur Verfügung zu stellen, welches in der Praxis bequem zu nutzen ist, werden sie darüber hinaus in ein gemeinsames Gehäuse zusammen mit einer Steuerschaltung eingesetzt, die eine Treiberschaltung aus Halbleiterelementen aufweist, und dann wird Kunstharz in das Gehäuse eingespritzt. Es ergibt sich daher ein starrer Aufbau des so hergestellten Leistungshalbleitermoduls. Die Fig. 7 und 8 zeigen als Schnittansichten Beispiele für den Aufbau des voranstehend geschilderten, konventionellen Halb leitermoduls.

Fig. 7 zeigt zwei Halbleiterelemente 1 und zwei Elementen steuerschaltungen 2, die einer Phase einer Brückenschaltung mit drei Phasen entsprechen. Die linke Hälfte von Fig. 7 dient zur Beschreibung der Seite des oberen Arms, welche die positive Eingangsklemme P der Brückenschaltung aufweist, und die rechte Hälfte dient zur Beschreibung der Seite des unte ren Arms, welche die negative Eingangsklemme N aufweist. Die Ausgangsklemme U für die Phase U ist in der Mitte von Fig. 7 dargestellt. Der Boden des Moduls besteht aus einem Metall substrat 4 aus Kupfer, auf welchem ein Kühlkörper (nicht ge zeigt) angebracht ist. Auf das Substrat ist eine keramische Platine 5 über ihre metallisierte Schicht 5a aufgelötet.

Mehrere Verbindungsleiter 6, die in einem vorbestimmten Mu ster angeordnet sind, sind auf der oberen Oberfläche der kera mischen Platine 5 gehaltert. Die Halbleiterelemente 1 werden jeweils in Form eines Chips an die Verbindungsleiter 6 ange lötet. Die Halbleiterelemente 1 sind mit den benachbarten Ver bindungsleitern 6 über Verbindungsdrähte verbunden, wie in Fig. 7 gezeigt ist, und Anschlußklemmenplatten 6a aus Kupfer sind fest auf den oberen Oberflächen der Verbindungsleiter 6 angebracht, beispielsweise durch Löten, und zwar auf solche Weise, daß sie in Vertikalrichtung verlaufen, und so als die Eingangsklemmen P und N bzw. die Ausgangsklemme U verwendet werden können.

Jede der Elementensteuerschaltungen 2 stellt eine integrierte Schaltung dar, welche eine Treiberschaltung und eine Schutz schaltung für das jeweilige Halbleiterelement 1 aufweist, und auf einem Verdrahtungssubstrat 7 angebracht ist, welches eine sogenannte "Leiterplatte mit gedruckter Schaltung" darstellt, wobei ihre Leitungen mit dieser über Verdrahtungsleiter 7a aus Kupfer verlötet sind. Für jedes Halbleiterelement 1 verlaufen mehrere stangenförmige Kupferhalterungen 6b von dem Verbin dungsleiter 6 nach oben, der mit dem Element 1 im hinteren Bereich verbunden ist. Die oberen Abschnitte dieser Halterun gen sind mit den Verdrahtungsleitern 7a des Verdrahtungssub strats 7 verlötet, so daß die Elementensteuerschaltung 2 mit dem Halbleiterelement 1 verbunden ist, und das Verdrahtungs substrat 7 ist auf dem Boden des Moduls gehaltert. Ein Kunst stoffgehäuse 8 weist die Form eines rechteckigen, hohlen, vierseitigen Prismas auf. Die Unterkante des Kunststoffgehäu ses 8 steht im Eingriff mit dem Umfang des Metallsubstrats 4, und die unteren Enden mehrerer Anschlußklemmenstangen 8b, die an dem oberen Randabschnitt des Kunststoffgehäuses 8 befestigt sind, sind auf geeignete Weise mit den Verdrahtungsleitern 7a des Verdrahtungssubstrats 7 verbunden, und werden so als äußere Anschlußklemmen für Steuersignale verwendet. Unter die sen Bedingungen wird Epoxyharz in das Gehäuse 8 eingespritzt, welches man dann verfestigen läßt, so daß alle Bauteile als eine Einheit vorhanden sind. Daher weist das sich ergebende Modul eine hohe Steifigkeit auf.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel für den Aufbau eines Moduls, welches für kleine elektrische Leistungen geeignet ist, auf ähnliche Weise wie Fig. 7. In Fig. 8 sind bezüglich der Funktion ent sprechende Teile im Vergleich zu jenen, die bereits in bezug auf Fig. 7 beschrieben wurden, daher mit den gleichen Bezugs zeichen bezeichnet. Zwei Halbleiterelemente 1, die jeweils in Form eines Chips vorliegen, werden unverändert dadurch fest angebracht, daß die Verdrahtungsleiter 7a eines Verdrahtungs substrats 7 verlötet werden, welches fest auf der oberen Ober fläche eines Metallsubstrats 4 angebracht ist, beispielsweise durch Bonden. Zwei integrierte Schaltungen für zwei Elementen steuerschaltungen 2 sind ebenfalls auf der rechten bzw. lin ken Seite des voranstehend geschilderten Verdrahtungssubstrats 7 angebracht.

Die Halbleiter, die jeweils in Form eines Chips vorliegen, sind auf geeignete Weise mit den Verdrahtungsleitern 7a durch Verbindungsdrähte 7 verbunden, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Ei ne positive Eingangsklemme P, eine negative Eingangsklemme N und eine Ausgangsklemme U verlaufen von dem mittleren Bereich aus, in welchem die Elementensteuerschaltungen 2 angebracht sind, und Steuerklemmen Tc verlaufen von dem rechten und lin ken Bereich aus, in welchem die Elementensteuerschaltungen 2 angebracht sind. Ähnlich wie bei dem in Fig. 7 gezeigten Modul ist das Metallsubstrat 7 als Boden in das Gehäuse 8 eingepaßt, und wird Kunstharz 8c in das Gehäuse 8 eingespritzt, das mit einem derartigen Boden versehen ist, und verfestigt, so daß sämtliche Elemente als eine Einheit vorhanden sind. Das auf diese Art und Weise hergestellte, sich ergebende Modul ist da her relativ flach, und weist eine geringere Höhe auf als das in Fig. 8 gezeigte Modul.

Bei dem voranstehend geschilderten Stand der Technik gemäß Fig. 7 sind die keramische Platine 5 und das Verdrahtungssub strat 7, welche die Halbleiterelemente 1 und die Elementen steuerschaltungen 2 tragen, übereinander angeordnet, wodurch eine sogenannte "zweistöckige Anordnung" geschaffen wird. Das sich ergebende Modul nimmt daher eine relativ kleine Fläche ein; allerdings ist es in der Hinsicht nachteilig, daß die Arbeit für seinen Zusammenbau viel Zeit und Aufwendungen erfordert, und daher hohe Herstellungskosten entstehen. Der Grund dafür, daß die Zusammenbauarbeit viel Zeit und Aufwen dungen erfordert, liegt daran, daß die keramische Platine 5 und die Verdrahtungssubstrate, die übereinander angeordnet sind, miteinander durch die Verbindungshalterungen 6b verbun den werden, und daß zumindest drei bis fünf Verbindungshal terungen 6b für jedes Halbleiterelement 1 erforderlich sind, und während des Zusammenbauvorgangs die Endabschnitte dieser Verbindungshalterungen 6b exakt in den Durchgangslöchern an geordnet werden müssen, die in der Verdrahtungsplatine 7 vor gesehen sind, und dort eingepaßt werden müssen. Da eine An zahl an Verbindungshalterungen 6b aufrecht auf der keramischen Platine 5 angebracht werden muß, benötigt diese eine zusätz liche Fläche für das Aufrichten. Obwohl das Modul die zwei stöckige Anordnung verwendet, ist es daher unmöglich, die von dem Modul eingenommene Fläche ausreichend zu verringern.

Das in Fig. 8 gezeigte Modul weist nicht die voranstehend ge schilderten Schwierigkeiten auf, die bei dem in Fig. 7 darge stellten Modul auftreten; allerdings ist es immer noch in der Hinsicht nachteilig, daß es nicht für Anwendungen bei hoher Leistung geeignet ist, da das Verdrahtungssubstrat 7 einen relativ hohen Wärmewiderstand aufweist; das Halbleiterelement hat daher einen niedrigen Wärmeabstrahlungswirkungsgrad. Da das Verdrahtungssubstrat 7 keine Durchgangslöcher aufweist, ist das Modul nicht dazu geeignet, die integrierten Schaltun gen für die Elementensteuerschaltungen 2 anzubringen.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Ausschaltung der voranstehend geschilderten Schwierigkeiten, die bei einem konventionellen Leistungshalbleitermodul auf treten. Genauer gesagt besteht ein Vorteil der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Halbleiterleistungs moduls, welches für Anwendungen mit hoher Leistung geeignet ist, einfach zusammengebaut werden kann, und daher entspre chend niedrige Herstellungskosten erfordern.

Der voranstehend geschilderte Vorteil der Erfindung wurde durch die Bereitstellung eines Leistungshalbleitermoduls er zielt, bei welchem gemäß der vorliegenden Erfindung ein gemeinsames Gehäuse aufnimmt:
eine Metallbasis,
einen Hauptschaltungsabschnitt, in welchem Leistungshalblei terelemente in Form von Chips auf einer keramischen Isolier platine angebracht sind, die thermisch mit der Metallbasis gekoppelt ist, und
einen Steuerschaltungsabschnitt, in welchem Steuerschaltungen für die Halbleiterelemente auf einem Verdrahtungssubstrat an gebracht sind, welches durch Verlegen von Verdrahtungsleitern auf einer Isolierplatine ausgebildet wird,
wobei der Hauptschaltungsabschnitt über Verbindungsvorrich tungen mit dem Steuerschaltungsabschnitt verbunden ist, und
Eingangs- und Ausgangsklemmen der Brückenschaltung von den Verbindungsleitern des Hauptschaltungsabschnitts ausgehen, und
Verbindungsklemmen der Steuerschaltungen, die an externe Ge räte angeschlossen werden sollen, von den Verdrahtungsleitern aus ausgehen.

Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich wird, zeich net sich das Leistungshalbleitermodul durch folgende Eigen schaften aus:

(a) Die Verbindungsleiter sind auf der keramischen Isolier platine gehaltert, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, und thermisch mit der Metallbasis gekoppelt ist, und die Halb leiterelemente sind in Form von Chips darauf angebracht, so daß die Wärmeabstrahlung zur Metallbasisseite verbessert ist; so daß sich das ergebende Modul geeignet für Anwendungen mit hoher Leistung ist;
(b) die Eingangs- und Ausgangsklemmen für hohen Strom verlau fen einfach von dem Verbindungsleiter des Hauptschaltungsab schnitts aus, was die Arbeiten für den Zusammenbau des Moduls wesentlich vereinfacht;
(c) die integrierten Schaltungen für Steuerschaltungen mit ge ringer Leistung sind auf dem Verdrahtungssubstrat angebracht, und die Verdrahtungsleiter sind als feines Muster ausgebildet, wodurch sich eine wesentliche Verringerung der Fläche des Steuerschaltungsabschnitts ergibt; und
(d) der Steuerschaltungsabschnitt ist über die Verbindungs vorrichtungen mit dem Hauptschaltungsabschnitt verbunden, wo durch die Arbeit zur Herstellung der internen Verdrahtungen vereinfacht wird oder automatisiert werden kann, so daß die Herstellungskosten sinken.

Im allgemeinen weist jedes der voranstehend geschilderten Halbleiterelemente auf: ein Schaltelement zum Ein- und Aus schalten von Strom in dem jeweiligen Arm der Brückenschaltung, und eine Freilaufdiode, welche antiparallel an das Schaltele ment angeschlossen ist. Vorzugsweise sind das Schaltelement und die Diode als ein Chip ausgebildet. Wenn sie als getrenn te Chips vorhanden sind, werden sie vorzugsweise nebenein ander angeordnet.

Bei dem Leistungshalbleitermodul ist es unter Herstellungs gesichtspunkten vorzuziehen, daß dünne Metallplatten, bei spielsweise dünne Kupferplatten, mit beiden Oberflächen der keramischen Isolierplatine in dem Hauptschaltungsabschnitt verbunden sind, und dann die Metallplatte auf einer der Ober flächen der keramischen Isolierplatine mit der Metallbasis beispielsweise durch Löten oder Schweißen verbunden wird, wäh rend die Metallplatte auf der anderen Oberfläche der kerami schen Isolierplatine durch Musterbildung so ausgebildet wird, daß die Verbindungsleiter entstehen. Zusätzlich wird eine längliche Metallplatte aus Kupfer oder dergleichen dazu ver wendet, die Eingangs- und Ausgangsklemmen des Hauptschaltungs abschnitts und des Moduls 11 zur Verfügung zu stellen. In die sem Fall wird vorzugsweise ein Endabschnitt der Metallplatte an den Verbindungsleiter des Hauptsteuerschaltungsabschnitts angeschlossen, und wird der andere Endabschnitt als Klemmen ausgebildet.

Vorzugsweise sind die Elementensteuerschaltungen entsprechend den Halbleiterelementen, und ein Mikroprozessor zum Steuern der gesamten Brückenschaltung, als Brückensteuerschaltung in dem Modul zusammengebaut. In diesem Fall ist es vorteilhaft, daß die Elementensteuerschaltungen auf beiden Seiten des Hauptsteuerschaltungsabschnitts angeordnet sind. Ähnlich wie im Falle der Halbleiterelemente sind vorzugsweise die Elemen tensteuerschaltungen in Form von Chips auf den Verdrahtungs substraten angebracht. Weiterhin wird zur Verbindung mit der Brückensteuerschaltung ein mehrschichtiges Verdrahtungssub strat eingesetzt; Schaltbefehle und Signale für einen anor malen Zustand, beispielsweise Überstromsignale, werden zwi schen der Brückensteuerschaltung und der Elementensteuer schaltung über die Verdrahtungsleiter übertragen, die in dem mehrschichtigen Verdrahtungssubstrat vergraben angeordnet ist. Dieses Merkmal trägt zur Verringerung der Fläche des Steuerschaltungsabschnitts bei, und minimiert Signalinter ferenzen.

Es ist wesentlich, daß die Elementensteuerschaltung mit dem selben Bezugspotential arbeitet wie das entsprechende Halb leiterelement, und daß Betriebsstörungen oder -interferenzen zwischen mehreren Elementensteuerschaltungen minimiert wer den. Aus diesem Grund ist vorzugsweise das Verdrahtungssub strat in dem Steuerschaltungsabschnitt als mehrschichtiges Verdrahtungssubstrat ausgebildet, und wird dessen unterste Schicht als Abschirmleiterschicht für die Elementensteuer schaltungen verwendet, um das Betriebsbezugspotential zur Verfügung zu stellen, wodurch ein fehlerhafter Betrieb der Elementensteuerschaltung ausgeschaltet wird. Wenn die Ele mentensteuerschaltung als ein Chip angebracht ist, so werden vorzugsweise zur Übertragung von Signalen zwischen der Ele mentensteuerschaltung und dem Halbleiterelementenchip die beiden Chips über Bondierungsvorrichtungen verbunden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch darge stellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Beispiels für ein Leistungshalbleitermodul gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines weiteren Beispiels für das Leistungshalbleitermodul gemäß der Erfindung;

Fig. 3 ein Schaltbild mit einer Darstellung eines Bei spiels für eine Brückenschaltung, welche den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Modulen entspricht;

Fig. 4 ein Schaltbild eines weiteren Beispiels für die Brückenschaltung;

Fig. 5 eine Schnittansicht eines Leistungshalbleitermoduls entsprechend der in Fig. 4 dargestellten Schaltung;

Fig. 6 ein Schaltbild eines weiteren Beispiels für die Brückenschaltung;

Fig. 7 eine Schnittansicht eines Beispiels eines konventio nellen Leistungshalbleitermoduls; und

Fig. 8 eine Schnittansicht eines weiteren Beispiels für das konventionelle Leistungshalbleitermodul.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht, welche ein Beispiel für ein Leistungshalbleitermodul gemäß der Erfindung zeigt. Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel für das Leistungshalbleitermodul gemäß der Erfindung zeigt. Fig. 3 ist ein Schaltbild eines Beispiels für eine Brückenschaltung. Fig. 4 ist ein Schaltbild eines weiteren Beispiels für die Brückenschaltung. Fig. 5 ist eine Schnittansicht, in welcher ein Teil eines Leistungshalbleitermoduls dargestellt ist, welches der Schaltung von Fig. 4 entspricht. Fig. 6 ist ein Schaltbild eines weiteren Beispiels für die Brückenschaltung. Die Aufbauten der Module gemäß Fig. 1 und 2 entsprechend der Schaltung von Fig. 3.

Zur Erleichterung des Verständnisses der vorliegenden Erfin dung wird zuerst die Brückenschaltung von Fig. 3 beschrieben.

Die in Fig. 3 dargestellte Brückenschaltung ist eine Drei- Phasen-Brückenschaltung, welche beispielsweise ein Leistungs wechselrichtergerät darstellt, welches Netzgleichspannung an einem Paar aus einer positiven und einer negativen Klemme P und N empfängt, um eine Drei-Phasen-Last zu treiben, etwa einen Elektromotor oder dergleichen, die an drei Ausgangsklem men U, V und W angeschlossen ist. Die Drei-Phasen-Brücken schaltung weist sechs (6) Leistungshalbleiterelemente 1 auf, sechs (6) Elementensteuerschaltungen 2 entsprechend den Lei stungshalbleiterelementen 1, und eine Brückensteuerschaltung 3. Jedes der Halbleiterelemente 1 stellt ein Verbundelement dar, welches aus einem Schaltelement 1a besteht, welches als IGBT ausgebildet ist, und aus einer Freilaufdiode 1b, die parallel zum Schaltelement 1a geschaltet ist. Jede der Ele mentensteuerschaltungen 2 ist eine integrierte Schaltung, welche eine Treiberschaltung und eine Schutzschaltung für das jeweilige Halbleiterelement 1 aufweist. Die Brückensteuer schaltung 3 ist eine integrierte Schaltung, die einen Mikro prozessor aufweist, der die gesamte Brückenschaltung steuert. Zwischen diesen Schaltungen wird ein Schaltbefehl zur Fest legung des Zustands "Ein" oder "Aus" des Halbleiterelements 1 und dessen Überstromzustand untereinander übertragen. Da mit die Elementensteuerschaltungen 2 mit demselben Potential arbeiten wie die Halbleiterelemente 1, sind die Elementen steuerschaltungen 2 an die jeweilige Emitterseite der Schalt elemente 1a angeschlossen, und empfangen Steuerleistungsspan nungen Ei auf der Seite des oberen Arms, und eine gemeinsame Leistungsspannung Ec auf der Seite des unteren Arms.

Fig. 1 zeigt den Aufbau des Halbleitermoduls 70; genauer ge sagt zeigt Fig. 1 den oberen und unteren Arm der U-Phase, die linke Hälfte zeigt die Seite des oberen Arms, und die rechte Hälfte zeigt die Hälfte des unteren Arms. Eine Metallbasis 10, die eine flache Kupferplatte ist, bildet den Boden des Halb leitermoduls 70, und ist an einen Kühlkörper (nicht gezeigt) angeschlossen. Der mittlere Teil von Fig. 1 entspricht einem Hauptschaltungsabschnitt 20, der folgendermaßen ausgebildet ist: Verbindungsleiter 22 sind auf einer keramischen Isolier platine 21 gehaltert, die thermisch mit der Metallbasis 10 gekoppelt ist, und die Halbleiterelemente 1, die jeweils in Form eines Chips vorliegen, sind normalerweise auf dem Ver bindungsleiter 22 durch Löten angebracht. Jedes Halbleiter element 1 kann in Form eines Chips vorhanden sein, durch Kom bination des Schaltelements und der Diode miteinander, wie in Fig. 3 gezeigt. Normalerweise sind sie allerdings als ge trennte Chips vorgesehen, und sind auf demselben Verbindungs leiter auf solche Weise angeordnet, daß sie nebeneinander liegen, und miteinander durch Bondieren verbunden sind. Die Verbinderseite des Schaltelements ist an den Verbindungslei ter 22 angelötet.

Der Hauptschaltungsabschnitt 20, der voranstehend geschildert wurde, kann folgendermaßen hergestellt werden: Eine sogenann te "direkt bondierte Kupferstruktur", deren beide Seiten Kupferplatten sind, die miteinander verbunden sind, wird als die keramische Isolierplatine 21 verwendet, und die obere Kupferplatte wird mit einem Muster aus Verbindungsleitern 22 versehen, durch Photoätzung. Daraufhin werden die Halbleiter elemente 1, die jeweils in Form eines Chips vorhanden sind, auf den Verbindungsleitern 22 angebracht. Die untere Kupfer platte 23 wird mit der Metallbasis 10 verlötet. Dieses Ver fahren erleichtert den Zusammenbauvorgang.

In Fig. 1 ist auf der linken Seite ein Verbindungsleiter 22 für die drei Halbleiter 1 vorgesehen, und geht eine positive Eingangsklemme P von dem Verbindungsleiter 22 aus. Auf der rechten Seite sind mehrere Verbindungsleiter jeweils für die Halbleiterelemente 1 auf der Seite des unteren Arms vorge sehen. Die Halbleiterelemente 1 sind jeweils auf den Verbin dungsleitern angebracht, und der Emitter jedes der Halblei terelemente ist über einen Verbindungsdraht mit dem Verbin dungsleiter 22 auf der linken Seite verbunden, und von dem Verbindungsleiter geht eine negative Eingangsklemme N aus.

Die Halbleiterelemente 1 auf der Seite des oberen Arms sind über Emitterverbindungsdrähte 51 mit den Verbindungsleitern 22 auf der rechten Seite verbunden, und von dort aus geht ei ne Ausgangsklemme U aus; und dann werden sie über Verbindungs drähte 23 mit den Verbindungsleitern 22 verbunden, die zur Montage der Halbleiterelemente 1 auf der Seite des unteren Arms verwendet werden. Die Eingangsklemmen P und N und die Ausgangsklemme U können folgendermaßen hergestellt werden: Die unteren Enden länglicher Kupferplatten werden an die Ver bindungsleiter angelötet, und die oberen Enden werden als die genannten Klemmen genutzt.

Jeder Steuerschaltungsabschnitt 40 weist die in Fig. 3 gezeig ten Elementensteuerschaltungen 2 auf, und die Brückensteuer schaltung 3, falls erforderlich. Die Elementensteuerschaltun gen 2 (von denen nur zwei in Fig. 1 dargestellt sind), welche den Halbleiterelementen 1 des oberen und unteren Arms entspre chen, werden auf geeignete Weise auf beiden Seiten des Haupt schaltungsabschnitts 20 angebracht. Vernünftigerweise werden der Montageabschnitt der Brückensteuerschaltung 3 und die Verbindungsanschlußklemmenabschnitte der Steuerschaltungsab schnitte 40, die an externe Geräte angeschlossen werden sol len, auf einer Seite von Fig. 1 angeordnet, gesehen in Rich tung von vorne nach rechts.

Das Verdrahtungssubstrat 30 kann eine sogenannte "Leiterplat te mit gedruckter Schaltung" sein, die aus einer Isolierpla tine 31 und Verdrahtungsleitern 32 besteht, die auf diese auf gedruckt sind. Gemäß der Erfindung ist jedoch vorzugsweise das Verdrahtungssubstrat 30, wie gezeigt, als mehrschichtige Verdrahtungsplatine ausgebildet. Bei der Ausführungsform ist der Leiter der untersten Schicht des mehrschichtigen Verdrah tungssubstrats 30 als Abschirmleiter für die Elementensteuer schaltungen 2 eingesetzt. In Fig. 3 sind die Bereiche, in welchen die Abschirmleiter 33 vorgesehen werden sollten, durch Rahmen aus dünnen Linien angedeutet. Hierbei sind je weils für die Elementensteuerschaltungen 2 des oberen Arms auf der linken Seite von Fig. 1 individuelle Muster vorgese hen, wogegen für die Steuerschaltungen 2 des unteren Arms auf der rechten Seite von Fig. 1 ein gemeinsames Muster vorgese hen ist. Bei der Ausführungsform ist das Verdrahtungssubstrat 30 auf der Metallbasis 10 durch einen Kleber fest befestigt.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, werden bei der voranstehend ge schilderten Ausführungsform jede der Elementensteuerschaltun gen 2, die jeweils in Form eines Chips vorliegen, in unver ändertem Zustand auf den Verdrahtungsleitern 32 angebracht, und zwar durch Löten, die auf der Oberfläche des Verdrahtungs substrats 30 vorgesehen sind, und wird die Elementensteuer schaltung 3 mit Verdrahtungsleitern um sie herum durch eine Bondierungsvorrichtung 50 verbunden. Eine Bezugspotential klemme Tr und eine Stromversorgungsklemme Te der Elementen steuerschaltung 2 gehen von diesen Verdrahtungsleitern 32 aus. Der Verdrahtungsleiter 32 für die Bezugspotentialklemme Tr ist an den voranstehend erwähnten Abschirmleiter 33 im Innern des Verdrahtungssubstrats 30 angeschlossen, und ist mit dem Chip des Halbleiterelements 1 über einen Gate-Verbindungs draht 51 verbunden. Bei dem mehrschichtigen Verdrahtungssub strat 30 ist ein vergrabener Verdrahtungsleiter 34 zwischen der Oberflächenschicht und der untersten Schicht des Substrats angeordnet, so daß die Elementensteuerschaltung 2 an die vor anstehend erwähnte Brückensteuerschaltung 3 angeschlossen ist.

Nachdem die Halbleiter 1 fest auf der keramischen Isolier platine angebracht wurden, und die Elementensteuerschaltungen 2 fest auf den Verdrahtungssubstraten 30 angebracht wurden, und die notwendige Verdrahtung durchgeführt wurde, wird ein gestellförmiges Gehäuse 60 in Eingriff mit der Metallbasis 10 gebracht, um einen Behälter auszubilden, und wird Epoxyharz oder dergleichen dort eingespritzt und verfestigt. Daher sind sämtliche Bauteile als eine Einheit vorgesehen; daher wurde ein Halbleitermodul 70 mit hoher Steifigkeit ausgebildet. Das so hergestellte Modul wird folgendermaßen eingesetzt. Wie in Fig. 1 gezeigt, wird eine Brückenschaltungseingangsspannung Vi an die positive und negative Eingangsklemme P bzw. N des Hauptschaltungsabschnitts 20 angelegt, und werden auf der Sei te des oberen Arms Steuerleistungsspannungen Ei an die Klem men Te und Tr der jeweiligen Steuerschaltungsabschnitte 40 angelegt, während auf der Seite des unteren Arms eine gemein same Steuerleistungsspannung Ec an die Klemmen Te und Tr der Steuerschaltungsabschnitte 40 angelegt wird.

Weiterhin wird auf der Seite des oberen Arms das Potential der Ausgangsklemme U an die Bezugspotentialklemmen Te der Steuerschaltungsabschnitts 40 angelegt, wogegen auf der Seite des unteren Arms das Potential der negativen Eingangsklemme N an die Klemmen Te des Abschnitts 40 angelegt wird, so daß die Elementensteuerschaltungen 2 auf demselben Potential arbeiten wie die Halbleiterelemente 1. Die Abschirmleiter 33 empfangen diese Potentiale, um die Elementensteuerschaltungen 2 so abzuschirmen, daß sie nicht fehlerhaft arbeiten, infolge der Beeinflussung durch die Schaltvorgänge der Halbleiterele mente 1. Die Elementensteuerschaltungen 2 und die Brücken steuerschaltung 3 übertragen im Betrieb Befehle und Signale über die vergrabenen Verdrahtungsleiter 34 zueinander.

Das in Fig. 2 gezeigte Halbleitermodul 70 entspricht dem Schaltbild von Fig. 3; allerdings ist die Montage der Halb leiterelemente 1 in den Hauptschaltungsabschnitten 1 gering fügig von der Montage der Halbleiterelemente in dem Haupt schaltungsabschnitt 20 in Fig. 1 verschieden. Eine positive Eingangsklemme P und eine Ausgangsklemme U gehen von einem jeweiligen Verbindungsleiter 22 aus, an welche die Halbleiter elemente 1 des oberen und unteren Arms so angelötet sind, daß sie eine einander gleiche Ausrichtung zeigen. Der Emitter je des der Halbleiterelemente 1 ist über einen Verbindungsdraht mit dem Verbindungsleiter 27 auf der rechten Seite des Ele ments 1 verbunden, und eine positive Eingangsklemme N geht von dem Verbindungsleiter 22 aus. Die Steuerschaltungsabschnitte 40 unterscheiden sich von jenen in Fig. 1 geringfügig im Auf bau. Der Verdrahtungsleiter 31, der das gleiche Potential auf weist wie der Abschirmleiter 33 des Verdrahtungssubstrats 30, ist hierbei an den Emitter des jeweiligen Halbleiterelements 1 über den Verbindungsdraht 51 angeschlossen, und jede der Elementensteuerschaltungen 2 ist direkt (von Chip zu Chip) an das Gate des jeweiligen Halbleiters 1 über den Verbindungs draht 52 angeschlossen. Nur die Stromversorgungsklemmen Te gehen von den Steuerschaltungsabschnitten 40 aus, und indi viduelle Steuerleistungsspannungen Ec werden an die Ausgangs klemme U und die Stromversorgungsklemmen Te an den Seiten des oberen Arms angelegt, wogegen eine gemeinsame Steuer leistungsspannung Ei an die negative Eingangsklemme N und die Stromversorgungsklemmen Te auf der Seite des unteren Arms angelegt wird. In Fig. 2 werden Teile, deren Funktion jenen entspricht, die bereits unter Bezugnahme auf Fig. 1 geschildert wurden, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Modul ist die Anzahl an Verbin dungsdrähten etwas höher; allerdings weist das Modul 7 einen einfacheren Aufbau auf, und geringere Außenabmessungen, ver glichen mit dem in Fig. 1 gezeigten Modul.

Die Seite des unteren Arms der in Fig. 4 gezeigten Brücken schaltung ist ebenso wie die Seite des unteren Arms der Brückenschaltung von Fig. 3. Die Brückenschaltung von Fig. 4 unterscheidet sich von jener gemäß Fig. 3 jedoch darin, daß der Bipolartransistorabschnitt aus IGBTs als Schaltelementen 1a der Halbleiterelemente 1 auf der Seite des oberen Arms vom PNP-Typ ist, wogegen der Bipolartransistorabschnitt in Fig. 3 vom NPN-Typ ist. Daher sind die Emitter der drei Schaltelemente 1a auf der Seite des oberen Arms an die posi tive Eingangsklemme P angeschlossen, so daß die drei Elemen tensteuerschaltungen 2 auf den Emitterpotentialen arbeiten. Diese Elementensteuerschaltungen 2 werden von einer gemein samen Steuerleistungsspannung Vc versorgt, und ihr Abschirm leiter 33 kann dasselbe Muster aufweisen wie jener für die Elementensteuerschaltungen 2 auf der Seite des unteren Arms.

Fig. 5 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Beispiels für ein Halbleitermodul 70 gemäß dem Schaltbild von Fig. 4 zeigt, wobei die Seite des unteren Arms weggeschnitten ist. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, sind bei den entsprechenden Halb leiterelementen auf der oberen und unteren Seite die Kollek toren miteinander verbunden. In dem Hauptschaltungsabschnitt 20 sind daher zwei Halbleiterelemente 1 durch Löten auf dem selben Verbindungsleiter 22 angebracht, und ihre Emitter sind über Verbindungsdrähte 21 mit Verbindungsleitern verbunden, die in der Nähe der Halbleiterelemente 1 liegen, und eine positive bzw. negative Eingangsklemme P bzw. N geht von dem jeweiligen Verbindungsleiter aus, während eine Ausgangsklem me U von dem Verbindungsleiter 22 ausgeht, auf welchem die beiden Halbleiterelemente 1 angebracht wurden. Das in Fig. 5 dargestellte Halbleitermodul kann in gewissem Ausmaß verrin gerte Abmessungen aufweisen, im Vergleich zu dem in Fig. 2 gezeigten Modul.

In Fig. 5 weist jede Steuerschaltung 40 im wesentlichen den selben Aufbau auf wie jene in Fig. 2, und von hier aus geht die Stromversorgungsklemme Te der jeweiligen Elementensteuer schaltung 2 aus. Der Verdrahtungsleiter 31, der das gleiche Potential aufweist wie der Abschirmleiter 33 des Verdrah tungssubstrats 30, ist über einen Verbindungsdraht 51 an den Emitter des jeweiligen Halbleiterelements 1 angeschlossen, und die Elementensteuerschaltung 2 ist Chip für Chip an das Gate des Halbleiterelements über einen Verbindungsdraht 52 angeschlossen. Der Abschirmleiter 33, der sich von jedem un terscheidet, der in Fig. 2 gezeigt ist, weist ein Muster auf, welches mit den drei Elementensteuerschaltungen 2 auf der Seite des oberen Arms gemeinsam ausgebildet ist, und nur ei ne Stromversorgungsklemme Te geht von diesen Elementensteuer schaltungen 2 aus, so daß eine gemeinsame Steuerleistungs spannung Ec an die positive Eingangsklemme P in negativer Richtung angelegt wird.

Bei dem Modulaufbau gemäß Fig. 5 weist das Gehäuse 60 des Moduls die Form einer rechteckigen Scheibe auf. Eine Metall basis 10 ist in die Öffnung eingepaßt, die im Boden des Ge häuses 60 vorgesehen ist. Auf der oberen Oberfläche des Bo dens, der neben der Metallbasis 10 liegt, wird das Verdrah tungssubstrat 30 der Steuerschaltung 40 befestigt, beispiels weise durch einen Kleber. Bei diesem Modulaufbau weist die wärmeabstrahlende Metallbasis eine relativ kleine effektive Fläche für die Wärmeleitung auf. Jedoch ist dieser Aufbau in der Hinsicht vorteilhaft, daß das sich ergebende Halbleiter modul 70 ein wesentlich verringertes Gewicht aufweist.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Beispiel für die Brückenschaltung, nämlich eine Zwei-Phasen-Brückenschaltung. Bei dieser Schal tung ist auf der Seite des oberen Arms der Bipolartransistor abschnitt des Schaltelements 1a jedes Halbleiterelements 1 vom Typ NPN; dagegen auf der Seite des unteren Arms vom Typ PNP. Ausgangsklemmen U und V gehen von den Verbindungspunk ten der Emitter dieser Transistoren aus. Infolge dieses Auf baus können die Elementensteuerschaltungen 2 sowohl des obe ren als auch des unteren Arms auf dem Potential der Ausgangs klemme U oder V betrieben werden; wie aus Fig. 6 hervorgeht, können die Elementensteuerschaltungen 2 des oberen und unte ren Arms für jede Phase zusammengefaßt werden, so daß sie mit der gemeinsamen Steuerleistungsspannung Ec arbeiten. Bei einem Halbleitermodul (nicht gezeigt), welches der Brücken schaltung von Fig. 6 entspricht, ist dessen Steuerschaltungs abschnitt in bezug auf den Aufbau vereinfacht ausgebildet, und daher ist das gesamte Modul verkleinert ausgebildet.

Wie voranstehend geschildert nimmt bei dem Leistungshalblei termodul gemäß der Erfindung das gemeinsame Gehäuse die Me tallbasis auf, den Hauptschaltungsabschnitt, in welchem die mehreren Halbleiterelemente der Brückenschaltung angebracht sind, in Form von Chips, auf der keramischen Isolierplatine, die thermisch eng mit der Metallbasis gekoppelt ist, und wel che die Verbindungsleiter haltert, mit welcher die Halbleiter elemente verbunden sind, sowie den Steuerschaltungsabschnitt, in welchem die Steuerschaltungen für die Halbleiterelemente auf dem Verdrahtungssubstrat angebracht sind, bei welchem die Verdrahtungsleiter auf der Isolierplatine vorgesehen sind, den Hauptschaltungsabschnitt, der über Bondierungsvorrichtungen an den Steuerschaltungsabschnitt angeschlossen ist, und die Eingangs- und Ausgangsklemmen der Brückenschaltung gehen von den Verbindungsleitern des Hauptschaltungsabschnitts aus, und die Verbindungsklemmen der Steuerschaltungen, die an externe Geräte angeschlossen werden sollen, gehen von den Verdrah tungsleitern aus. Daher weist das Modul folgende Auswirkungen oder Vorteile auf:

(a) Die keramische Isolierplatine, die ein hohes Wärmeleit vermögen aufweist, und thermisch eng mit der Metallbasis ge koppelt ist, haltert die Verbindungsleiter, und auf diesen werden die Halbleiterelemente in Form von Chips angebracht. Die von den Halbleiterelementen erzeugte Warme wird daher wirksam über die keramische Isolierplatine und die Metallbasis abgestrahlt, die beide einen geringen Wärmewiderstand auf weisen. Daher kann einfach ein Modul für hohe Leistung aus gebildet werden.
(b) Die Verwendung einer Vorrichtung wie beispielsweise Kupferplatten ermöglicht es, die Eingangs- und Ausgangsklem men für hohen Strom des Hauptschaltungsabschnitts von den Verbindungsleitern ausgehen zu lassen, die von der kerami schen Isolierplatine gehaltert werden. Dieses Merkmal verein facht die Arbeit für den Zusammenbau des Moduls, und verrin gert daher entsprechend die Modulherstellungskosten.
(c) Die integrierten Schaltungen für die Elementensteuerschal tungen mit niedriger Leistung des Steuerschaltungsabschnitts sowie die Brückensteuerschaltung sind auf dem Verdrahtungs substrat angebracht. Durch Erhöhung der Schaltungsdichte der integrierten Schaltungen, und dadurch, daß das Verdrahtungs leitermuster des Verdrahtungssubstrats klein ausgebildet wird, kann das Verdrahtungssubstrat für den Steuerschaltungsab schnitt eine verkleinerte Fläche aufweisen. Das sich ergeben de Modul weist daher verringerte Abmessungen auf, und kann daher mit geringeren Herstellungskosten hergestellt werden.
(d) Die Verbindung des Hauptschaltungsabschnitts und des Steuerschaltungsabschnitts wird durch die Bondierungsvorrich tungen erreicht. Die Arbeit für die internen Verdrahtungen des Moduls kann daher einfach durchgeführt werden, verglichen mit dem konventionellen Modul, und es ist sogar möglich, die Arbeit für die interne Verdrahtung des Moduls automatisch durchzuführen. Diese Tatsache führt zu einer wesentlichen Verringerung der Kosten für den Zusammenbau des Moduls.

Andererseits weist die Ausführungsform, bei welcher die Me tallplatten mit beiden Oberflächen der keramischen Isolier platine in dem Hauptschaltungsabschnitt verbunden sind, und die Metallplatte auf einer der Oberflächen der keramischen Isolierplatine mit der Metallbasis verschweißt ist, während die Metallplatte auf der anderen Oberfläche der keramischen Isolierplatine durch Musterbildung als die entsprechenden Verbindungsleiter ausgebildet wird, folgende Auswirkungen oder Vorteile auf: Die Verbindungsleiter können leicht durch Photoätzung zu einem gewünschten Muster ausgebildet werden, und die Verbindung der keramischen Isolierplatine mit der Metallbasis kann wirksam und leicht erreicht werden. Weiter hin ist das Modul, in welchem die Eingangs- und Ausgangsklem men des Hauptschaltungsabschnitts als ein Endabschnitt der Metallplatte vorgesehen sind, deren anderer Endabschnitt an die Verbindungsleiter angeschlossen ist, in der Hinsicht vor teilhaft, daß Anschlußklemmen für hohe Ströme einfach bereit gestellt werden können, und daß das sich ergebende Modul ge ringe Herstellungskosten erfordert.

Das Modul, bei welchem die Elementensteuerschaltungen in dem Steuerschaltungsabschnitt auf beiden Seiten des Hauptschal tungsabschnitts vorgesehen sind, weist folgende Auswirkungen bzw. Vorteile auf: Die beiden Schaltungsabschnitte weisen eine optimale Anordnung auf, das Modul weist verringerte Ab messungen auf, und die Arbeit für die interne Verdrahtung läßt sich einfach durchführen, was zu einer entsprechenden Verringerung der Herstellungskosten führt. Das Modul, bei welchem die Elementensteuerschaltungen in Form von Chips auf dem Verdrahtungssubstrat angebracht sind, ist in der Hin sicht vorteilhaft, daß die Fläche, die für die Montage der Elementensteuerschaltungen erforderlich ist, klein ist, und daher der Steuerschaltungsabschnitt verringerte Abmessungen aufweist, wodurch sich der Montagevorgang einfach durchfüh ren läßt. Darüber hinaus kann das Modul, bei welchem der Steuerschaltungsabschnitt nicht nur die Elementensteuer schaltungen aufweist, sondern auch den Mikroprozessor der Brückensteuerschaltung, auch die Funktion haben, die gesamte Brückenschaltungsvorrichtung zu steuern. Ein derartig modi fiziertes Modul läßt sich in der Praxis bequem nutzen, und weist einen großen Einsatzbereich auf.

Das Modul, bei welchem das Verdrahtungssubstrat des Steuer schaltungsabschnitts als mehrschichtiges Verdrahtungssub strat ausgebildet ist, wobei dessen unterste Schicht als Ab schirmleiterschicht für die Elementensteuerschaltung verwen det wird, und das Modul, bei welchem der Verdrahtungsleiter der Oberflächenschicht des mehrschichtigen Verdrahtungssub strats mit gleichem Potential wie die Abschirmleiterschicht über die Bondierungsvorrichtung an das Halbleiterelement angeschlossen ist, um das Betriebspotential dort anzulegen, sind in der Hinsicht vorteilhaft, daß das Auftreten von Schwierigkeiten vermieden wird, nämlich die Elementensteuer schaltung deswegen fehlerhaft arbeitet, da die Schaltvorgän ge des Halbleiterelements negative Auswirkungen haben. Jenes Modul, bei welchem die in dem Verdrahtungssubstrat mit Mehr schichtaufbau vergrabenen Verdrahtungsleiter dazu verwendet werden, die Brückensteuerschaltung mit der Elementensteuer schaltung zu verbinden, ist in der Hinsicht vorteilhaft, daß ein fehlerhafter Betrieb infolge gegenseitiger Signalstörun gen verhindert wird, und das Verdrahtungssubstrat eine klei ne Fläche aufweisen kann. Jenes Modul, bei welchem der Chip des Halbleiterelements über die Bondierungsvorrichtung mit dem Chip der Elementensteuerschaltung verbunden ist, um so Signale zwischen den Chips zu übertragen, ist in der Hinsicht vorteilhaft, daß die interne Verdrahtung in dem Modul verein facht werden kann.

Claims

1. Leistungshalbleitermodul, bei welchem mehrere Leistungs halbleiterelemente, die eine Brückenschaltung bilden, zu sammen mit Steuerschaltungen vorgesehen sind, wobei das Modul aufweist:
eine gemeinsames Gehäuse, welches aufnimmt
eine Metallbasis,
einen Hauptschaltungsabschnitt, in welchem die mehreren Halbleiterelemente der Brückenschaltung in Form von Chips auf einer keramischen Isolierplatine angebracht sind, die thermisch mit der Metallbasis gekoppelt ist, und welche Verbindungsleiter haltert, an welche die Halbleiterelemen te angeschlossen sind, und
einen Steuerschaltungsabschnitt, in welchem die Steuer schaltungen für die Halbleiterelemente auf einem Verdrah tungssubstrat angebracht sind, welches durch Anordnung von Verdrahtungsleitern auf einer Isolierplatine gebildet wird,
wobei der Hauptschaltungsabschnitt über Bondierungsvor richtungen mit dem Steuerschaltungsabschnitt verbunden ist,
Eingangs- und Ausgangsklemmen der Brückenschaltung von den Verbindungsleitern des Hauptschaltungsabschnitts aus gehen, und
Anschlußklemmen der Steuerschaltungen, die an externe Geräte angeschlossen werden sollen, von den Verdrahtungs leitern ausgehen.

2. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß jedes Halbleiterelement aufweist:
ein Schaltelement zum Einschalten und Ausschalten von Strom in dem jeweiligen Arm der Brückenschaltung, und
eine Freilaufdiode, die antiparallel an das Schaltelement angeschlossen ist.

3. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß
Metallplatten mit beiden Oberflächen der keramischen Iso lierplatine in dem Hauptschaltungsabschnitt verbunden sind, und
die Metallplatte auf einer der Oberflächen der kerami schen Isolierplatine an die Metallbasis angeschweißt ist, während die Metallplatte auf der anderen Oberfläche der keramischen Isolierplatine durch Musterbildung als Ver bindungsleiter ausgebildet wird.

4. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Elementensteuerschaltungen der Steuer schaltungsabschnitte auf beiden Seiten des Hauptschal tungsabschnitts angeordnet sind.

5. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Elementensteuerschaltungen des Steuer schaltungsabschnitts in Form von Chips auf dem Verdrah tungssubstrat angebracht sind.

6. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß
das Verdrahtungssubstrat in dem Steuerschaltungsabschnitt ein mehrschichtiges Verdrahtungssubstrat ist, und
dessen unterste Schicht als Abschirmleiterschicht für die Elementensteuerschaltungen verwendet wird.

7. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der Verdrahtungsleiter der Oberflächen schicht des mehrschichtigen Verdrahtungssubstrats, der an die Abschirmleiterschicht angeschlossen ist, über eine Bondierungsvorrichtung mit einem Halbleiterelement verbun den ist, um an dieses ein Betriebspotential anzulegen, so daß die Elementensteuerschaltung mit demselben Potential betrieben wird wie das Halbleiterelement.

8. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß
der Steuerschaltungsabschnitt eine Brückensteuerschaltung aufweist, und
ein mehrschichtiges Verdrahtungssubstrat als Verdrahtungs substrat verwendet wird, so daß in diesem vergrabene Ver drahtungsleiter dazu verwendet werden, die Brückensteuer schaltung mit der Elementensteuerschaltung zu verbinden.

9. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Chip des Halbleiterelements über eine Bondierungsvorrichtung mit dem Chip der entsprechenden Elementensteuerschaltung verbunden ist, die auf dem Ver drahtungssubstrat angebracht ist, um so Signale zwischen den Chips zu übertragen.

10. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß Eingangs- und Ausgangsklemmen des Moduls als ein Endabschnitt einer Metallplatte ausgebildet sind, deren anderer Endabschnitt an den Verbindungsleiter des Hauptschaltungsabschnitts angeschlossen ist.