DE202018103259U1

DE202018103259U1 - Power electronics module

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Publication number: DE202018103259U1
Application number: DE202018103259.3U
Authority: DE
Original assignee: ABB Schweiz AG
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2017-06-13
Filing date: 2018-06-11
Publication date: 2018-09-07
Anticipated expiration: 2028-06-12
Also published as: CN208400835U; FI11776U1

Abstract

Leistungselektronikbaugruppe, die Folgendes aufweist:zumindest ein Leistungshalbleitermodul (2), das einen Modulrahmen (21) und zumindest eine Leistungshalbleiterkomponente aufweist, die an dem Modulrahmen (21) installiert ist, wobei der Modulrahmen (21) eine obere Wand, eine Bodenwand, eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand aufweist, der Modulrahmen (21) eine Modulebene definiert, die obere Wand und die Bodenwand des Modulrahmens (21) beabstandet voneinander aus Sicht der Richtung, die zu der Modulebene senkrecht ist, angeordnet sind, die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand an entgegengesetzten Seiten des Modulrahmens (21) aus Sicht einer Richtung, die parallel zu der Modulebene ist, angeordnet sind, sowohl die erste Seitenwand als auch die zweite Seitenwand die obere Wand mit der Bodenwand verbinden und zumindest eine Rahmenaussparung (212) aufweisen, die sich in der Richtung der Modulebene so nach innen erstreckt, dass sich der Teil des Modulrahmens (21) oberhalb der Rahmenaussparung (212) weiter nach außen erstreckt als der Boden der Rahmenaussparung (212) aus Sicht der Richtung der Modulebene; undzumindest eine Schaltungsplatine (4), die einen Platinenteil und elektronische Komponenten aufweist, die an dem Platinenteil installiert sind, und angepasst ist, um die Leistungselektronikbaugruppe zu steuern, wobei die zumindest eine Schaltungsplatine (4) benachbart zu der oberen Wand des Modulrahmens (21) des zumindest einen Leistungshalbleitermoduls (2) im Wesentlichen parallel zu der Modulebene angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dassdie Leistungselektronikbaugruppe zusätzlich ein Schutzgehäuse (6) aufweist, das angepasst ist, um an dem Modulrahmen (21) abnehmbar angebracht zu sein, wobei das Schutzgehäuse (6) einen Gehäuserahmen (62), eine Gehäusedichtung (64) und eine Vielzahl von Befestigungsvorsprüngen (66) aufweist, die von dem Gehäuserahmen (62) vorstehen, das Schutzgehäuse (6) angepasst ist, um zumindest einen Schadspalt abzudichten, der in einer Moduleinheit (8) umfasst ist, die durch das zumindest eine Leistungshalbleitermodul (2) und die zumindest eine Schaltungsplatine (4) ausgebildet ist, so dass verhindert wird, dass Schadgase, Partikel und Feuchtigkeit mit der zumindest einen Leistungshalbleiterkomponente in Kontakt kommen, wobei die Gehäusedichtung (64) angepasst ist, um zwischen dem Gehäuserahmen (62) und der Moduleinheit (8) angeordnet zu sein, die Gehäusedichtung (64) aus einem weicheren Material hergestellt ist als der Gehäuserahmen (62), jeder Befestigungsvorsprung (66) ein einstückiger flexibler Vorsprung des Gehäuserahmens (62) ist und eine Befestigungsposition und Installationsposition hat, der Befestigungsvorsprung (66) angepasst ist, um in einer flexiblen Weise zu seiner Befestigungsposition zurückzukehren, wenn er in die Richtung der Installationsposition abgewichen ist, und jeder Befestigungsvorsprung (66) angepasst ist, um mit der korrespondierenden Rahmenaussparung (212) zu kooperieren, um das Schutzgehäuse (6) an dem Modulrahmen (21) in einer abnehmbaren Art anzubringen.A power electronics module, comprising: at least one power semiconductor module (2) having a module frame (21) and at least one power semiconductor component installed on the module frame (21), the module frame (21) having a top wall, a bottom wall, a first wall Sidewall and a second side wall, the module frame (21) defines a module level, the top wall and the bottom wall of the module frame (21) spaced from each other from the viewpoint of the direction perpendicular to the module plane are arranged, the first side wall and the second Side wall on opposite sides of the module frame (21) from the viewpoint of a direction which is parallel to the module plane are arranged, both the first side wall and the second side wall connect the upper wall to the bottom wall and at least one frame recess (212), the extends inwardly in the direction of the module level, that the part of the module frame (21) above the r frame recess (212) extends further outwardly than the bottom of the frame recess (212) from the perspective of the direction of the module level; and at least one circuit board (4) having a board portion and electronic components installed on the board portion and adapted to control the power electronics assembly, the at least one circuit board (4) adjacent to the top wall of the module frame (21). of the at least one power semiconductor module (2) is arranged substantially parallel to the module plane, characterized in that the power electronics module additionally comprises a protective housing (6) adapted to be removably attached to the module frame (21), the protective housing (6 ) comprises a housing frame (62), a housing seal (64) and a plurality of mounting projections (66) projecting from the housing frame (62), the protective housing (6) being adapted to seal at least one noxious gap formed in a module unit (62). 8) is provided by the at least one power semiconductor module (2) and the at least one Scha The circuit board (4) is formed so that it prevents harmful gases, particles and moisture from coming into contact with the at least one power semiconductor component, wherein the housing seal (64) is adapted to between the housing frame (62) and the module unit (8) the housing seal (64) is made of a softer material than the housing frame (62), each attachment projection (66) is an integral flexible projection of the housing frame (62) and has a mounting position and installation position adapted to the attachment projection (66) to return in a flexible manner to its mounting position when it has deviated in the direction of installation position, and each fastening projection (66) is adapted to cooperate with the corresponding frame recess (212) to the protective housing (6) on the module frame (21) in a removable manner.

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leistungselektronikbaugruppe, die zumindest eine Leistungshalbleiterkomponente aufweist, und dient insbesondere zum Schützen der zumindest einen Leistungshalbleiterkomponente der Leistungselektronikbaugruppe gegenüber Schadgasen, Partikeln und Feuchtigkeit.The invention relates to a power electronics module which has at least one power semiconductor component, and serves in particular for protecting the at least one power semiconductor component of the power electronics module against harmful gases, particles and moisture.

Es ist bei Leistungselektronikbaugruppen bekannt, dass Leistungselektronikhalbleitermodule verwendet werden, die zumindest eine Leistungshalbleiterkomponente aufweisen, die in einem Modulrahmen installiert ist.It is known in power electronics modules that power electronics semiconductor modules are used which have at least one power semiconductor component installed in a module frame.

Ein Problem bei einigen Leistungshalbleitermodulen liegt darin, dass sie nicht in der Lage sind, deren Leistungshalbleiterkomponenten gegen Schadgase, Partikel und Feuchtigkeit adäquat zu schützen. Schadgase umfassen korrosive Gase wie zum Beispiel Schwefelgase. Schwefelgase H₂S und SO₂ sind äußerst schädlich für elektrische Vorrichtungen, da sie an deren Teilen die Ausbildung (Entstehung, Erzeugung) von Kupfersulfat CuS in den internen Strukturen der elektrischen Vorrichtung ermöglichen. Mit der Zeit kann das Kupfersulfat CuS auch eine Störung innerhalb eines Leistungshalbleitermoduls verursachen.A problem with some power semiconductor modules is that they are unable to adequately protect their power semiconductor components against noxious gases, particles and moisture. Noxious gases include corrosive gases such as sulfur gases. Sulfur gases H ₂ S and SO ₂ are extremely detrimental to electrical devices as they allow the formation (generation, generation) of copper sulfate CuS in the internal structures of the electrical device. Over time, copper sulfate CuS can also cause a disturbance within a power semiconductor module.

Kurzbeschreibung der ErfindungBrief description of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Leistungselektronikbaugruppe zu entwickeln, die das vorstehend erwähnte Problem löst. Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Leistungselektronikbaugruppe erreicht, die die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 umfasst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.An object of the invention is to develop a power electronics module which solves the above-mentioned problem. The object of the invention is achieved by a power electronics module comprising the features of independent claim 1. Preferred embodiments of the invention are disclosed in the dependent claims.

Die Erfindung basiert auf dem Vorsehen eines Schutzgehäuses, das abnehmbar anbringbar ist, um Leistungshalbleiterkomponenten einer Leistungselektronikbaugruppe gegen Schadgase, Partikel und Feuchtigkeit zu schützen, wobei das Schutzgehäuse angeordnet ist, um an einem Leistungshalbleitermodul mittels flexiblen Befestigungsvorsprüngen angebracht zu werden/sein, die angepasst sind, um in Aussparungen zu drücken, die das Leistungshalbleitermodul an seinen Seitenwänden hat. Das Schutzgehäuse weist eine Gehäusedichtung auf und es ist angepasst, um Schadspalten (Zwischenräume) abzudichten, durch die Schadgase, Partikel und Feuchtigkeit mit Leistungshalbleiterkomponenten in Kontakt kommen könnten. Die Erfindung ermöglicht die Realisierung, gemäß der die Seitenwände von Leistungshalbleitermodulen, die sich auf den Markt befinden, Aussparungen als ein Ergebnis einer Herstellungstechnik oder aus anderen Gründen haben, die verwendet werden können, um das Schutzgehäuse durch flexible Befestigungsvorsprünge anzubringen, ohne dass es erforderlich ist, das Leistungshalbleitermodul in irgendeiner beliebigen Weise zu modifizieren.The invention is based on the provision of a protective housing which is removably attachable to protect power semiconductor components of a power electronics assembly against noxious gases, particulate matter and moisture, wherein the protective housing is arranged to be attached to a power semiconductor module by means of flexible mounting projections adapted to to press into recesses that the power semiconductor module has on its sidewalls. The protective housing has a housing seal and is adapted to seal nicks (spaces) through which noxious gases, particles and moisture could come into contact with power semiconductor components. The invention enables the realization according to which the side walls of power semiconductor modules which are on the market have recesses as a result of a manufacturing technique or for other reasons which can be used to attach the protective housing by means of flexible fastening projections, without it being necessary to modify the power semiconductor module in any way.

Das Schutzgehäuse der Leistungselektronikbaugruppe gemäß der Erfindung hat eine einfache Struktur und weist geringe Kosten auf. Die Leistungselektronikbaugruppe gemäß der Erfindung kann entweder in einer Baugruppenlinie ausgebildet werden oder kann in Verbindung mit einer Wartung der Leistungselektronikbaugruppe umgerüstet werden. Werkzeuge sind zum Installieren des Schutzgehäuses nicht erforderlich, da die Befestigungsvorsprünge in die Aussparungen in dem Leistungshalbleitermodul aufgrund deren flexibler Struktur drücken.The protective housing of the power electronics module according to the invention has a simple structure and has low costs. The power electronics module according to the invention can either be formed in an assembly line or can be retrofitted in connection with a maintenance of the power electronics module. Tools are not required for installing the protective housing because the mounting projections press into the recesses in the power semiconductor module due to their flexible structure.

Figurenlistelist of figures

Die Erfindung ist nachstehend ausführlich in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen Folgendes gezeigt ist:

1 zeigt eine Leistungselektronikbaugruppe gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem teilweise demontierten Zustand;
2 zeigt eine Moduleinheit der Leistungselektronikbaugruppe von 1; und
3 zeigt ein Detail der Leistungselektronikbaugruppe von 1 mit dem Schutzgehäuse, das an der Moduleinheit angebracht ist.

The invention will now be described in detail in connection with preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings, in which:

1 shows a power electronics module according to an embodiment of the invention in a partially disassembled state;
2 shows a module unit of the power electronics module of 1 ; and
3 shows a detail of the power electronics module of 1 with the protective housing attached to the module unit.

Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

1 zeigt eine teilweise demontierte Leistungselektronikbaugruppe, die ein Leistungshalbleitermodul 2, eine Schaltungsplatine 4 und ein Schutzgehäuse aufweist. Das Leistungshalbleitermodul 2 und die Schaltungsplatine 4 bilden eine Moduleinheit 8 aus. Das Schutzgehäuse weist einen Gehäuserahmen 62, eine Gehäusedichtung 64 und eine Vielzahl von Befestigungsvorsprüngen 66 auf, die von dem Gehäuserahmen 62 vorstehen. Das Leistungshalbleitermodul 2 weist einen Modulrahmen 21 und eine Vielzahl von Leistungshalbleiterkomponenten auf, die an dem Modulrahmen 21 installiert sind. Der Modulrahmen 21 weist eine obere Wand, eine Bodenwand (untere Wand), eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand auf. 1 zeigt die Leistungselektronikbaugruppe schräg von unten. 1 shows a partially disassembled power electronics module, which is a power semiconductor module 2 , a circuit board 4 and a protective housing. The power semiconductor module 2 and the circuit board 4 form a modular unit 8th out. The protective housing has a housing frame 62 , a housing seal 64 and a plurality of fastening projections 66 on top of the case frame 62 protrude. The power semiconductor module 2 has a module frame 21 and a plurality of power semiconductor components attached to the module frame 21 are installed. The module frame 21 has a top wall, a bottom wall (bottom wall), a first side wall, and a second side wall. 1 shows the power electronics module diagonally from below.

Die Gehäusedichtung 64 ist angepasst, um zwischen dem Gehäuserahmen 62 und der Moduleinheit 8 angeordnet zu sein/werden. In 1 ist die Gehäusedichtung 64 aus Klarheitsgründen getrennt von dem Gehäuserahmen gezeigt. Tatsächlich ist die Gehäusedichtung 64 fest mit dem Gehäuserahmen 62 mittels eines Spritzgussprozesses verbunden und ist die Gehäusedichtung 64 somit nicht angepasst, um von dem Gehäuserahmen 62 abnehmbar zu sein. Sowohl der Gehäuserahmen 62 als auch die Gehäusedichtung sind durch Spritzgießen ausgebildet worden. Zunächst wird ein Gehäuserahmen 62 aus einem Kunststoffmaterial durch Spritzgießen ausgebildet, und danach wird eine Gehäusedichtung 64 durch Spritzgießen mittels eines Material ausgebildet, das weicher ist als das Material des Gehäuserahmens 62. In dem Herstellungsprozess der Gehäusedichtung 64 bildet der Gehäuserahmen 62 einen Teil der Wand der Form (Spritzgussform), so dass die Gehäusedichtung 64 an der Fläche des Gehäuserahmens 62 anhaftet.The housing seal 64 is adjusted to between the case frame 62 and the module unit 8th to be arranged. In 1 is the housing seal 64 shown for clarity reasons separate from the housing frame. In fact, that is housing seal 64 firmly with the case frame 62 connected by an injection molding process and is the housing seal 64 thus not adjusted to from the case frame 62 to be removable. Both the case frame 62 as well as the housing seal have been formed by injection molding. First, a case frame 62 formed of a plastic material by injection molding, and then a housing seal 64 formed by injection molding by means of a material which is softer than the material of the housing frame 62 , In the manufacturing process of the housing seal 64 makes the case frame 62 a part of the wall of the mold (injection mold), so that the housing seal 64 on the surface of the housing frame 62 adheres.

Der Modulrahmen 21 weist eine Metallbodenplatte (untere Metallplatte) und eine obere Kunststoffabdeckung auf. Die Metallbodenplatte bildet die Bodenwand des Modulrahmens 21 aus und ist angepasst, um Wärme von dem Leistungshalbleitermodul 2 abzuführen.The module frame 21 has a metal bottom plate (lower metal plate) and an upper plastic cover. The metal bottom plate forms the bottom wall of the module frame 21 and is adapted to heat from the power semiconductor module 2 dissipate.

Die Gehäusedichtung 64 ist eine einteilige Komponente. In einem alternativen Ausführungsbeispiel weist die Gehäusedichtung eine Vielzahl von Teildichtungen auf. Insbesondere können in Ausführungsbeispielen, in denen die Gehäusedichtung durch Spritzgießen hergestellt wird, mehrteilige Gehäusedichtungen verwendet werden, ohne dass sich die Zeit, die für die Herstellung oder die Installation der Gehäusedichtung erforderlich ist, verlängert.The housing seal 64 is a one-piece component. In an alternative embodiment, the housing seal on a plurality of part seals. In particular, in embodiments in which the housing seal is made by injection molding, multi-part housing seals may be used without increasing the time required to manufacture or install the housing seal.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Gehäusedichtung fest mit dem Gehäuserahmen mittels Klebstoff verbunden. In dem zweiten alternativen Ausführungsbeispiel ist die Gehäusedichtung eine separate Komponente in Bezug auf den Gehäuserahmen. In einem Ausführungsbeispiel, in dem die Gehäusedichtung eine separate Komponente in Bezug auf den Gehäuserahmen ist, sind der Gehäuserahmen und die Gehäusedichtung angepasst, um so zu kooperieren, dass, wenn die Gehäusedichtung stellenweise zu dem Gehäuserahmen gedrückt (gepresst) wird, die Gehäusedichtung durch die Form des Gehäuserahmens und der Gehäusedichtung in ihrer Stellung (Position) befestigt wird. Abhängig von dem Ausführungsbeispiel kann die Gehäusedichtung zum Beispiel aus Elastomer oder Silikon hergestellt sein.In an alternative embodiment, the housing seal is fixedly connected to the housing frame by means of adhesive. In the second alternative embodiment, the housing seal is a separate component with respect to the housing frame. In an embodiment in which the housing seal is a separate component with respect to the housing frame, the housing frame and the housing seal are adapted to cooperate such that when the housing seal is pressed in places to the housing frame, the housing seal is replaced by the housing seal Form of the housing frame and the housing seal is fixed in position (position). Depending on the embodiment, the housing seal may be made of elastomer or silicone, for example.

Der Modulrahmen 21 definiert eine Modulebene, wobei die obere Wand und die Bodenwand des Modulrahmens 21 voneinander beabstandet angeordnet sind, aus Sicht in der Richtung senkrecht zu der Modulebene. Die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand sind an entgegengesetzten Seiten des Modulrahmens 21 aus Sicht einer Richtung parallel zu der Modulebene angeordnet. Sowohl die erste Seitenwand als auch die zweite Seitenwand verbinden die obere Wand mit der Bodenwand und weisen zumindest eine Rahmenaussparung auf, die sich in der Richtung der Modulebene so nach innen erstreckt, dass sich der Teil des Modulrahmens 21 oberhalb der Rahmenaussparung weiter nach außen erstreckt als der Boden der Rahmenaussparung aus Sicht der Richtung der Modulebene. The module frame 21 defines a module level, with the top wall and the bottom wall of the module frame 21 spaced from each other, as viewed in the direction perpendicular to the module plane. The first side wall and the second side wall are on opposite sides of the module frame 21 arranged from the perspective of a direction parallel to the module level. Both the first side wall and the second side wall connect the top wall to the bottom wall and have at least one frame recess extending inward in the direction of the module plane such that the part of the module frame 21 extends beyond the frame recess further outwards than the bottom of the frame recess from the perspective of the direction of the module level.

Die Rahmenaussparung ist am besten in 2 und 3 gezeigt, in denen sie mit einem Bezugszeichen 212 bezeichnet ist. In dieser Offenbarung beziehen sich die Ausdrücke „oberhalb“ und „nach oben/aufwärts“ auf die Richtungen, die in der Leistungselektronikbaugruppe senkrecht zu der Modulebene sind, in der Richtung, die sich von der Bodenwand des Modulrahmens 21 zu der oberen Wand hin erstreckt.The frame recess is best in 2 and 3 shown in which they are identified by a reference numeral 212 is designated. In this disclosure, the terms "above" and "up / up" refer to the directions that are perpendicular to the module level in the power electronics assembly, in the direction that extends from the bottom wall of the module frame 21 extends to the upper wall.

Jede Leistungshalbleiterkomponente des Leistungshalbleitermoduls 2 definiert eine Halbleiterebene in der Richtung, in der sich der Halbleiterchip der Leistungshalbleiterkomponente erstreckt. Die Halbleiterebenen einer Vielzahl von Leistungshalbleiterkomponenten sind parallel zueinander. Die Halbleiterebenen sind parallel zu der Modulebene.Each power semiconductor component of the power semiconductor module 2 defines a semiconductor plane in the direction in which the semiconductor chip of the power semiconductor component extends. The semiconductor planes of a plurality of power semiconductor components are parallel to each other. The semiconductor planes are parallel to the module level.

Die Schaltungsplatine 4 weist einen Platinenteil und elektronische Komponenten und eine Verbindungsschnittstelle 42 auf, die an dem Platinenteil installiert sind. Die Schaltungsplatine 4 ist angepasst, um die Leistungselektronikbaugruppe zu steuern. Der Platinenteil der Schaltungsplatine 4 definiert eine Schaltungsplatinenebene. Die Schaltungsplatine 4 ist benachbart zu der oberen Wand des Modulrahmens 21 des Leistungshalbleitermoduls 2 so angeordnet, dass die Schaltungsplatinenebene im Wesentlichen parallel zu der Modulebene ist.The circuit board 4 has a board part and electronic components and a connection interface 42 on, which are installed on the board part. The circuit board 4 is adapted to control the power electronics module. The board part of the circuit board 4 defines a circuit board level. The circuit board 4 is adjacent to the top wall of the module frame 21 of the power semiconductor module 2 arranged such that the circuit board level is substantially parallel to the module level.

Das Schutzgehäuse, das durch ein Bezugszeichen 6 in 3 bezeichnet ist, ist angepasst, um abnehmbar mit dem Modulrahmen 21 verbunden zu sein/werden. Da der Platinenteil der Schaltungsplatine 4 in dem Verbindungsprozess zwischen dem Modulrahmen 21 und dem Schutzgehäuse 6 liegt, ist es zusätzlich möglich, zu definieren, dass das Schutzgehäuse 6 als abnehmbar anbringbar an der Moduleinheit 8 ausgestaltet ist. Das Schutzgehäuse 6 ist angepasst, um zumindest einen Schadspalt (Zwischenraum), der in der Moduleinheit 8 umfasst ist, so abzudichten, dass verhindert wird, dass Schadgase, Partikel und Feuchtigkeit mit den Leistungshalbleiterkomponenten in Kontakt kommen. In anderen Worten ist das Schutzgehäuse 6 angepasst, um Wege (Routen) zu blockieren, die Schadgase, Partikel und Feuchtigkeit von der Umgebung zu den Leistungshalbleiterkomponenten führen können.The protective housing, denoted by a reference numeral 6 in 3 is designated to be removable with the module frame 21 to be connected. Because the board part of the circuit board 4 in the connection process between the module frame 21 and the protective housing 6 It is additionally possible to define that the protective housing 6 as removable attachable to the module unit 8th is designed. The protective housing 6 is adapted to at least one nip (gap) in the module unit 8th is sealed so as to prevent harmful gases, particles and moisture from coming into contact with the power semiconductor components. In other words, the protective housing 6 adapted to block paths (routes) that can lead noxious gases, particles and moisture from the environment to the power semiconductor components.

Zumindest ein Schadspalt, der in der Moduleinheit 8 umfasst ist, weist einen Spalt (Zwischenraum) auf, der an der Schnittstelle (Trennfläche) zwischen dem Modulrahmen 21 und der Schaltungsplatine 4 angeordnet ist. Die fragliche Schnittstelle (Trennfläche) 35 ist am besten in 2 gezeigt, die die Moduleinheit 8 ohne das Schutzgehäuse 6 zeigt.At least one damaging gap in the module unit 8th is included, has a gap (gap) at the interface (interface) between the module frame 21 and the circuit board 4 is arranged. The interface in question (interface) 35 is best in 2 shown the module unit 8th without the protective housing 6 shows.

Das Schutzgehäuse 6 ist in einer rahmenartigen Form ausgebildet, so dass das Schutzgehäuse 6 einen Rand aufweist, der eine Randebene definiert, die angepasst ist, um parallel zu der Modulebene zu sein, und innerhalb des Rands gibt es eine Rahmenöffnung 650, die angepasst ist, um einen Zugang zu den Komponenten an der oberen Fläche der zumindest einen Schaltungsplatine 4, wie zum Beispiel zu der Verbindungsschnittstelle 42 zu ermöglichen. Der Rand umgibt die Rahmenöffnung 650 an allen Seiten. Die Rahmenöffnung 650 bildet keinen Weg für Schadgase, Partikel oder Feuchtigkeit zu den Leistungshalbleiterkomponenten, da die Schaltungsplatine 4 als ein Dichtungselement gestaltet ist, das angepasst ist, um zu verhindern, dass Schadgase, Partikel oder Feuchtigkeit mit den Leistungshalbleiterkomponenten von der Richtung der oberen Wand des Leistungshalbleitermoduls 2 in Kontakt kommen. Daher ist es adäquat, dass das Schutzgehäuse 6 den Spalt, der an der Schnittstelle 35 zwischen dem Modulrahmen 21 und der Schaltungsplatine 4 angeordnet ist, abdichtet.The protective housing 6 is formed in a frame-like shape, so that the protective housing 6 has an edge defining a border plane adapted to be parallel to the module plane, and inside the border there is a frame opening 650 adapted to provide access to the components on the upper surface of the at least one circuit board 4 , such as the connection interface 42 to enable. The edge surrounds the frame opening 650 on all sides. The frame opening 650 forms no path for noxious gases, particles or moisture to the power semiconductor components, since the circuit board 4 is designed as a sealing element that is adapted to prevent noxious gases, particles or moisture with the power semiconductor components from the direction of the upper wall of the power semiconductor module 2 get in touch. Therefore, it is adequate that the protective housing 6 the gap at the interface 35 between the module frame 21 and the circuit board 4 is arranged, seals.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel, in dem die Schaltungsplatine zumindest einen Schadspalt hat, ist das Schutzgehäuse angepasst, um den zumindest einen Schadspalt entsprechend abzudecken. In einer anderen Hinsicht wird die Form des Schutzgehäuses von Fall zu Fall ausgestaltet, so dass es in einer Moduleinheit insbesondere derartige Spalten geeignet abdichtet, die ohne deren Abdichten Wege bereitstellen würden/könnten, durch die Schadgase, Partikel und Feuchtigkeit von der Umgebung die Leistungshalbleiterkomponenten erreichen könnten.In an alternative embodiment in which the circuit board has at least one nuisance gap, the protective housing is adapted to cover the at least one noxious gap accordingly. In another aspect, the shape of the protective housing is designed on a case by case basis to suitably seal, in a modular unit, in particular such gaps as would provide, without their sealing, paths through which noxious gases, particles and moisture from the environment reach the power semiconductor components could.

Jeder Befestigungsvorsprung 66 ist ein einstückiger flexibler Vorsprung des Gehäuserahmens 62. Somit sind die Befestigungsvorsprünge 66 mit dem selben Spritzgussprozess wie der Gehäuserahmen 62 ausgebildet und ist das Kunststoffmaterial, das bei dem Spritzgussprozess verwendet wird, derart, dass es eine adäquate Flexibilität im Hinblick auf die Funktion der Befestigungsvorsprünge 66 bereitstellt. Jeder Befestigungsvorsprung 66 hat eine Befestigungsposition und eine Installationsposition, wobei der Befestigungsvorsprung 66 angepasst ist, um in einer flexiblen Weise zu seiner Befestigungsposition zurückzukehren, wenn er in die Richtung der Installationsposition abgewichen ist. Jeder Befestigungsvorsprung 66 ist angepasst, um mit der korrespondierenden Rahmenaussparung 212 zu kooperieren, um das Schutzgehäuse 6 an dem Modulrahmen 21 in einer abnehmbaren Art anzubringen.Every fastening projection 66 is a one-piece flexible projection of the housing frame 62 , Thus, the fastening projections 66 with the same injection molding process as the case frame 62 is formed and is the plastic material used in the injection molding process, such that there is adequate flexibility in terms of the function of the fastening projections 66 provides. Every fastening projection 66 has a mounting position and an installation position, wherein the mounting projection 66 is adapted to return to its mounting position in a flexible manner, when it has deviated in the direction of installation position. Every fastening projection 66 is adapted to match the corresponding frame recess 212 to cooperate with the protective housing 6 on the module frame 21 in a removable way.

In 3 sind die Befestigungsvorsprünge 66 in deren Befestigungsposition, in der ein Ende (eine Spitze) 662 jedes Befestigungsvorsprungs 66 in die Rahmenaussparung 212 gedrückt ist. Das Schutzgehäuse 6 kann sich in Bezug auf den Modulrahmen 21 nicht nach oben bewegen, da die Enden 662 der Befestigungsvorsprünge 66 an dem Teil des Modulrahmens 21 anliegen, der oberhalb der Rahmenaussparung 212 vorliegt und der sich weiter nach außen erstreckt als das Ende 662 des Befestigungsrahmens 66 in der Befestigungsposition, wodurch die gegenseitige senkrechte Bewegung des Schutzgehäuses 6 und des Modulrahmens 21 verhindert wird.In 3 are the attachment projections 66 in its attachment position, in which one end (a tip) 662 of each attachment projection 66 in the frame recess 212 is pressed. The protective housing 6 may be in terms of the module frame 21 Do not move up, as the ends 662 the fastening projections 66 at the part of the module frame 21 abutment, the above the frame recess 212 is present and extends further outward than the end 662 of the mounting frame 66 in the mounting position, whereby the mutual vertical movement of the protective housing 6 and the module frame 21 is prevented.

In der Befestigungsposition des Befestigungsvorsprungs 66 ist dessen Ende (Spitze) 662 weiter nach innen ausgebildet aus Sicht der Richtung der Modulebene als in der Installationsposition. Die Installationsposition des Befestigungsvorsprungs 66 ist zum Anbringen des Schutzgehäuses 6 an dem Modulrahmen 21 angepasst. Die Installationsposition der Befestigungsvorsprünge 66 ermöglicht die Bewegung des Rahmengehäuses 66 in der Richtung senkrecht zu der Modulebene zu einer Position, in der die Enden der Befestigungsvorsprünge 66 an der Rahmenaussparung 212 sind, und das flexible Bewegen der Befestigungsvorsprünge 66 zu deren Befestigungsposition bringt das Schutzgehäuse 6 an der Moduleinheit 8 an.In the attachment position of the attachment projection 66 is its end (top) 662 further formed inwardly from the perspective of the direction of the module level than in the installation position. The installation position of the fastening projection 66 is for attaching the protective housing 6 on the module frame 21 customized. The installation position of the fastening projections 66 allows the movement of the frame housing 66 in the direction perpendicular to the module plane to a position in which the ends of the attachment projections 66 at the frame recess 212 are, and the flexible movement of the fastening projections 66 to its mounting position brings the protective housing 6 on the module unit 8th at.

In einem Ausführungsbeispiel ist die Leistungselektronikbaugruppe ein Leistungswandler, der angepasst ist, um elektrischen Strom von einer Form in eine andere mittels steuerbaren Halbleiterschaltern umzuwandeln. Der Leistungswandler kann zum Beispiel ein Inverter oder ein Frequenzumrichter sein. In one embodiment, the power electronics assembly is a power converter adapted to convert electrical current from one mold to another via controllable semiconductor switches. The power converter may be, for example, an inverter or a frequency converter.

Zumindest eine Leistungshalbleiterkomponente des Leistungshalbleitermoduls weist in einem Ausführungsbeispiel einen IGBT auf. In alternativen Ausführungsbeispielen weist zumindest eine Leistungshalbleiterkomponente einen MOSFET, einen Thyristor oder eine Diode auf.At least one power semiconductor component of the power semiconductor module has an IGBT in one exemplary embodiment. In alternative embodiments, at least one power semiconductor component comprises a MOSFET, a thyristor or a diode.

Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass die Grundidee der Erfindung in vielen unterschiedlichen Weisen angewandt werden kann. Die Erfindung und ihre Ausführungsbeispiele sind daher nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern sie können innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche variieren.It will be apparent to those skilled in the art that the basic idea of the invention can be applied in many different ways. The invention and its embodiments are therefore not limited to the examples described above, but they may vary within the scope of the claims.

Claims

A power electronics module, comprising: at least one power semiconductor module (2) having a module frame (21) and at least one power semiconductor component installed on the module frame (21), wherein the Module frame (21) having a top wall, a bottom wall, a first side wall and a second side wall, the module frame (21) defines a module level, the top wall and the bottom wall of the module frame (21) spaced from each other from the viewpoint of the direction to the Module level is perpendicular, are arranged, the first side wall and the second side wall on opposite sides of the module frame (21) from the viewpoint of a direction which is parallel to the module level, arranged both the first side wall and the second side wall of the upper wall with connecting the bottom wall and having at least one frame recess (212) which extends in the direction of the module level inwardly so that the part of the module frame (21) above the frame recess (212) extends to the outside than the bottom of the frame recess (212 ) from the perspective of the direction of the module level; and at least one circuit board (4) having a board portion and electronic components installed on the board portion and adapted to control the power electronics assembly, the at least one circuit board (4) adjacent to the top wall of the module frame (21 ) of the at least one power semiconductor module (2) is arranged substantially parallel to the module plane, characterized in that the power electronics module additionally comprises a protective housing (6) adapted to be removably attached to the module frame (21), the protective housing (6) a housing frame (62), a housing seal (64) and a plurality of mounting projections (66) projecting from the housing frame (62), the protective housing (6) is adapted to seal at least one noxious gap, which in a Module unit (8) is included, which by the at least one power semiconductor module (2) and the at least one S circuit board (4) is formed so that harmful gases, particles and moisture are prevented from coming into contact with the at least one power semiconductor component, wherein the housing seal (64) is adapted to between the housing frame (62) and the module unit (8) the housing seal (64) is made of a softer material than the housing frame (62), each attachment projection (66) is an integral flexible projection of the housing frame (62) and has a mounting position and installation position adapted to the attachment projection (66) to return in a flexible manner to its mounting position when it has deviated in the direction of installation position, and each fastening projection (66) is adapted to cooperate with the corresponding frame recess (212) to the protective housing (6) on the module frame (21) in a removable manner.

Power electronics module after Claim 1 , characterized in that the housing seal (64) is fixedly connected to the housing frame (62).

Power electronics module after Claim 2 , characterized in that the housing seal (64) is fixedly connected to the housing frame (62) by means of an injection molding process.

Power electronics module after Claim 3 , characterized in that the housing seal (64) is fixedly connected to the housing frame (62) by means of such an injection molding process, in which both the housing frame (62) and the housing seal (64) are formed by injection molding, wherein a different material for forming the housing seal (64) is used with respect to the one used to form the housing frame (62).

Power electronics module according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one damaging gap which is included in the module unit (8) has a gap which is arranged on the interface (35) between the module frame (21) and the circuit board (4) is.

Power electronics module according to one of the preceding claims, characterized in that the housing frame (62) is made of a plastic material.

Power electronics module according to one of the preceding claims, characterized in that the protective housing (6) is formed in a frame-like shape, so that the protective housing (6) has an edge defining a peripheral plane which is adapted to be parallel to the module plane and within the rim there is a frame aperture (650) adapted to allow access to the components on the upper surface of the at least one circuit board (4).