DE69937781T2 - Leistungselektronikvorrichtung - Google Patents

Leistungselektronikvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE69937781T2
DE69937781T2 DE69937781T DE69937781T DE69937781T2 DE 69937781 T2 DE69937781 T2 DE 69937781T2 DE 69937781 T DE69937781 T DE 69937781T DE 69937781 T DE69937781 T DE 69937781T DE 69937781 T2 DE69937781 T2 DE 69937781T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rail
planar
final
circuits
arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69937781T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69937781D1 (de
Inventor
Michel Mermet-Guyennet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Holdings SA
Original Assignee
Alstom Holdings SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Holdings SA filed Critical Alstom Holdings SA
Application granted granted Critical
Publication of DE69937781D1 publication Critical patent/DE69937781D1/de
Publication of DE69937781T2 publication Critical patent/DE69937781T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/071—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next and on each other, i.e. mixed assemblies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/043—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body
    • H01L23/051—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body another lead being formed by a cover plate parallel to the base plate, e.g. sandwich type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/33—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of a plurality of layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/3011—Impedance

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungselektronikvorrichtung.
  • Üblicherweise enthalten Leistungselektronikvorrichtungen, die insbesondere für den Antrieb von Schienenfahrzeugen bestimmt sind, eine beispielsweise aus Kupfer hergestellte Leiterbahn, auf der Verbundstrukturen vom Typ Leiter-Nichtleiter-Leiter befestigt sind, die gleichzeitig die Funktion einer Wärmeübertragung und einer elektrischen Isolation erfüllen. Die obere leitende Schicht jeder dieser Verbundstrukturen bildet eine Platte, auf der Dioden und Bipolartransistoren mit isolierter Gateelektrode, sog. IGBTs, entsprechend einer Anordnung angeordnet sind, die in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der jeweiligen Elektronik variiert. Die Befestigung dieser Halbleiter-Leistungsschaltkreise ist beispielsweise über eine Weichverlötung aus Zinn-Blei oder Zinn-Blei-Silber sichergestellt.
  • Diese Dioden und diese IGBTs sind ferner auf ihrer freien Fläche von einem oder mehreren Verbindungsstiften bedeckt, wobei auf jedem von ihnen mehrere Aluminiumdrähte verlötet sind, die typischerweise einen Durchmesser von 380 bis 500 Mikrometern aufweisen. Jeder dieser Drähte ist an seinem anderen Ende an der oberen leitenden Platte einer der Verbundstrukturen verlötet, die den Wechselrichtersatz bilden.
  • Diese bekannte Ausführungsform weist allerdings einige Nachteile auf. Die Herstellung dieser Leistungselektronikvorrichtungen erweist sich nämlich insofern als kompliziert, als auf eine sehr hohe Anzahl an Aluminiumdrähten zurückgegriffen werden muss. Ferner ist die Gesamtoberfläche dieser Leistungselektronikvorrichtungen relativ groß, was auch dazu beiträgt, dass sich das Gesamtvolumen der Elektronik erhöht, sobald diese zusammengebaut ist, und auch die Ursache für das Auftreten von Störinduktivitäten ist, die für die einwandfreie elektrische Wirkweise abträglich sind.
  • Der Stand der Technik ist in dem Dokument US-A-5,532,512 und WO 98/150005 offenbart. Diese Dokumente beschreiben jeweils eine schichtweise Anordnung von elektronischen Bauteilen.
  • Die Erfindung schlägt die Realisierung einer Leistungselektronikvorrichtung vor, mit der sich den Nachteilen des Stands der Technik, der oben dargestellt ist, abhelfen lässt. Zu diesem Zweck betrifft sie eine Leistungselektronikvorrichtung gemäß Anspruch 1.
  • Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor
  • Die unten stehende Beschreibung der Erfindung erfolgt unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die lediglich als nicht abschließend genannte Beispiele dienen; es zeigen:
  • 1 in einer perspektivischen Aufrissansicht die verschiedenen Bestandteile eines Wechselrichtersatzes nach der Erfindung;
  • 2 in einer Ansicht im Axialschnitt den auf diese Weise gebildeten Wechselrichtersatz;
  • 3 eine Ansicht im Teilschnitt entlang der Linie III-III aus 2;
  • 4 in einer schematischen Ansicht die Befestigung einer Stromschiene an einer Diode des Wechselrichtersatzes der Erfindung und
  • 5 in einem Prinzipschema den Wechselrichtersatz aus den vorhergehenden Figuren.
  • 1 veranschaulicht die Herstellung eines Wechselrichtersatzes gemäß der Erfindung, der in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Dabei geht es darum, auf einer unteren Platte 2, die beispielsweise aus Kupfer hergestellt ist, Dioden 4 und IGBTs 6 zu befestigen, die eine erste flächige Anordnung eines Haltleiterschaltkreises bilden. Diese Dioden 4 und diese IGBTs 6 sind auf der Platte 2 auf bekannte Weise mit Hilfe von Lötschichten aus Zinn-Blei befestigt, wie mit dem Bezugszeichen 8 bzw. 10 bezeichnet sind. Herkömmlicherweise ist jede Diode 4 mit einem einzigen Verbindungsstift 12 versehen, während jedes IGBT einen mittigen Stift 14 und mehrere umliegende Stifte 16 aufweist. In dem dargestellten Beispiel trägt die Platte neun Dioden und vier IGBTs; ein Fachmann kann jedoch in Abhängigkeit davon, welche Merkmale er dem Wechselrichtersatz letztlich verleihen möchte, eine davon abweichende Anzahl an derartigen Schaltkreisen einsetzen.
  • Dann wird eine leitende Stromschiene verwendet, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 18 bezeichnet ist und dazu dient, auf der freien Fläche der Stifte 12, 14, 16 der Halbleiterschaltkreise 4, 6 aufzuliegen. Diese Schiene 18 weist einen verdünnten Endabschnitt 20 und einen dickeren Hauptabschnitt 22 auf, die durch einen oberen Absatz 24A bzw. einen unteren Absatz 24B getrennt sind. Die Abmessungen des oberen Absatzes 24B sind dergestalt, dass die Schiene 18 auf den Schaltkreisen 4, 6 in einer Ebene aufliegen kann, die im Wesentlichen parallel zu der Ebene der Platte 2 ist.
  • Dioden 104 und IGBTs 106 sind auf der jeweils oberen Fläche des verdünnten Abschnitts 20 und des Hauptabschnitts 22 angeordnet, derart, dass eine zweite Anordnung von Halbleiterschaltkreisen gebildet wird, die identisch mit der oben beschriebenen ersten Anordnung ist. Diese Dioden 104 und diese IGBTs 106 sind jeweils mit Hilfe von Lötschichten 108 und 110 befestigt. Die Dioden weisen einen einzigen Stift 112 auf, während die IGBTs mit einem mittigen Stift 114 und seitlichen Stiften 116 versehen sind. Die Abmessungen des oberen Absatzes 24A sind dergestalt, dass die oberen Flächen der Stifte 112, 114, 116 im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, die parallel zu der Ebene der Platte 2 ist.
  • Zwei Aussparungen 26 sind auf der inneren Fläche des Hauptabschnitts 22 der Schiene 18 ausgebildet. Diese Aussparungen 26 sind für den Durchtritt von zwei Leiterelementen vorgesehen, nämlich den Stegen 28A und 28B, die elektrisch miteinander verbunden sind. Der erste Steg 28A ist dafür vorgesehen, die mittigen Stifte 114 einer ersten Reihe (R1) von in Reihe angeordneten IGBTs zu bedecken, während der zweite Steg 28B die mittigen Stifte der zweiten Reihe (R2) von IGBTs bedecken muss, wie in 3 veranschaulicht. Diese Stege 28A, 28B bilden somit zwei Gates, die es ermöglichen, zwei Reihen (R1, R2) von IGBTs parallel anzuordnen.
  • Sobald der Wechselrichtersatz montiert ist, liegt der Umfang dieser Aussparungen 26 der Schiene 18 auf den seitlichen Stiften 16 jedes IGBTs 6 auf. Diese Schiene 18 bildet auf diese Weise einen für die Gesamtheit dieser IGBTs gemeinsamen Emittor. Es ist zu beachten, dass die Abmessungen der Aussparungen 26 und der Stege 28 jeweils derart beschaffen sind, dass diese letzten von der Schiene 18 elektrisch isoliert sind. Diese Stege 28 und die untere Fläche der Schiene 18 bilden somit ein flächiges Netz von Leiterelementen, die voneinander isoliert sind.
  • Unter Bezugnahme auf 4 wird nun die Befestigung des verdünnten Abschnitts 20 der Schiene 18 an einer Diode 4 beschrieben, die von der Platte 2 getragen wird.
  • Zunächst geht es darum, die freie Fläche des Stifts 12 der Diode 4 mit Hilfe einer mehrlagigen Schicht aus Titan-Nickel-Gold 30 zu beschichten, deren Dicke ungefähr 0,8 Mikrometer beträgt und die beispielsweise mit Hilfe eines Pulverisierungsverfahrens aufgebracht ist.
  • Auf dieser mehrlagigen Schicht 30 wird ein Höcker 32 aus Zinn-Blei-Silber angeordnet, dessen Größe der Größe des Stifts 12 entspricht. In dem betrachteten Beispiel hat dieser Höcker eine Zusammensetzung von ungefähr 2% Zinn, 95,5% Blei und 2,5% Silber. Es ist zu beachten, dass die vorhandene mehrlagige Schicht 30 dem Höcker 32 an dem Stift 12 eine hervorragende mechanische Festigkeit verleiht.
  • Anschließend geht es darum, die untere Fläche des verdünnten Abschnitts 20 der Schiene 18 mit jedem einzelnen Höcker 32 in Kontakt zu bringen und jeden einzelnen Höcker zu schmelzen, indem er beispielsweise 10 Sekunden lang auf 330°C erhitzt wird. Der Stift 12 ist sodann an der Schiene 18 befestigt.
  • In dem beschriebenen und dargestellten Beispiel wurde einzig auf die Befestigung des verdünnten Abschnitts 20 der Schiene 18 an einem Stift 12 einer Diode 4 angespielt. Selbstverständlich ist die Befestigung des Hauptabschnitts 22 der Schiene 18 an den seitlichen Stiften 16 der IGBTs 6 sowie die Befestigung der Stege 28A und 28B an den mittigen Stiften 14 der IGBTs 6 analog.
  • Der letzte Schritt zur Herstellung des Wechselrichtersatzes 1 besteht darin, eine zusätzliche Abschluss-Stromschiene 34, die der Platte 2 gegenüberliegt, oberhalb der Schaltkreise 104, 106 zu befestigen, die von der Schiene 18 getragen werden. Diese Schiene 34 ist mit Aussparungen 36 versehen, die für den Durchtritt von Leiterstegen 38A und 38B analog zu den oben beschriebenen 28A und 28B vorgesehen sind. Diese Stege 38A und 38B, die elastisch miteinander verbunden sind, bilden zusätzliche Abschluss-Leiterelemente, die der Platte 2 gegenüberliegen. Analog zu der obigen Beschreibung im Hinblick auf die Schaltkreise 4 und 6 bedeckt die zusätzliche Stromschiene 34 die Gesamtheit der Stifte 112 der Dioden 104 sowie die umliegenden Stifte 116 der IGBTs 106, sobald der Wechselrichtersatz montiert ist. Diese Schiene 34 übernimmt somit die Aufgabe eines für die Gesamtheit dieser IGBTs gemeinsamen Emittors. Ferner bedeckt der erste zusätzliche Steg 38A die mittigen Stifte 114 einer ersten Reihe (R'1) von IGBTs, während der zweite zusätzliche Steg 38B oberhalb der mittigen Stifte der zweiten Reihe (R'2) von IGBTs angeordnet ist, so dass jeder dieser Stege ein Gate bildet, das den IGBTs ein und derselben Reihe gemeinsam ist. Es ist zu beachten, dass die Abmessungen der Aussparungen 36 und der Stege 38 jeweils derart beschaffen sind, dass die Schiene 34 und diese Stege 38 nicht in gegenseitigem Kontakt stehen, derart, dass ein flächiges Netz von Leiterelementen gebildet wird, die voneinander isoliert sind.
  • Das Prinzipschaltbild des Wechselrichtersatzes 1 ist in 5 dargestellt. Bei einem Vergleich dieser letzten insbesondere mit den 1 und 2 ist zu erkennen, dass die Platte 2 eine negative Versorgung AN bildet und dass die zusätzliche Schiene 34 eine positive Versorgung AP bildet.
  • Die Gesamtheit der Dioden 4 und die der Dioden 104 bilden gleichwertige Dioden, die in 5 mit den Bezugszeichen D bzw. D' bezeichnet sind.
  • Ebenso bilden die IGBTs 6 und die IGBTs 106 gleichwertige Transistoren, die in 5 mit den Bezugszeichen T bzw. T' bezeichnet sind. Die Zwischen-Stromschiene 20 schließlich bildet die Phase P des Wechselrichters 1.
  • Das Abkühlen des Wechselrichtersatzes nach seinem Zusammenbau gemäß dem oben beschriebenen Verfahren kann dadurch bewirkt werden, dass er in ein dielektrisches Fluid getaucht wird. Die Platte 2 und die Schienen 18 und 34, die allesamt elektrisch leitend sind, erfüllen dann die zusätzliche Funktion einer Wärmeableitung.
  • Es ist auch denkbar, die Platte 2 und die Schiene 34 in zwei wärmeübertragende und elektrisch isolierende Verbundstrukturen einzuschließen. Zu diesem Zweck kann unter der Platte 2 eine isolierende Schicht 42 und eine leitende Schicht 44 angeordnet werden, die beide mit punktgestrichelten Linien dargestellt sind, so dass die Platte 2 die obere Schicht der auf diese Weise gebildeten Struktur 46 bildet. Auf analoge Weise ist es möglich, oberhalb der Stromschiene 34 eine isolierende Schicht 48 bzw. eine leitende Schicht 50 anzubringen, so dass die Schiene 34 die untere Schicht der auf diese Weise hergestellten Verbundstruktur 52 bildet.
  • Das Abkühlen des Wechselrichtersatzes 1 erfolgt dann, indem die leitenden Abschlussschichten 44, 50 dieser Verbundstrukturen 46, 52 mit nicht dargestellten Kühlelementen in Kontakt gebracht werden. Diese letzten können herkömmlicherweise eine Wasserplatte, ein Luftwärmetauscher oder auch eine wärmeleitende Verdampferdüse sein. Das Abkühlen des Wechselrichtersatzes gemäß der Erfindung erfolgt somit gleichzeitig von seiner oberen Fläche und von seiner unteren Fläche her.
  • Mit der Erfindung lassen sich die oben erwähnten Ziele realisieren. Der dreidimensionale Aufbau der Leistungselektronikvorrichtung gemäß der Erfindung verleiht dieser letzten nämlich eine beachtliche Kompaktheit. Damit lässt sich im Vergleich zu den Leistungselektronikvorrichtungen nach dem Stand der Technik das Endvolumen der Elektronik erheblich reduzieren und auch auftretende Störinduktivitäten verringern.
  • Ferner ist es dank der Erfindung möglich, die Verwendung von Aluminiumdrähten zu umgehen, die beim Stand der Technik verwendet werden. Dies führt neben einer Vereinfachung der Herstellung somit zu einer erhöhten Zuverlässigkeit, insofern, als diese Aluminiumdrähte die Ursache von schwerwiegenden Funktionsstörungen sein können, da sie im Betrieb thermischen Kreisläufen ausgesetzt sind, die zu ihrem Bruch führen können.
  • Ferner lässt sich die Leistungselektronikvorrichtung gemäß der Erfindung in Ermangelung dieser Aluminiumdrähte leichter abkühlen als beim Stand der Technik. Die Aluminiumdrähte stellen nämlich im Hinblick auf die Problematik der Abkühlung einen Begrenzungsfaktor dar, da sie sich proportional zum Quadrat des Stroms, der sie durchfließt, erwärmen und sie sich als schwer abkühlbar erweisen. Die durch das Vorhandensein der Platte und der Stromschienen garantierte Wärmeableitung ist in diesem Zusammenhang hervorzuheben.
  • Dank dieser verbesserten Abkühlung lässt sich mit der Erfindung somit entweder der Stromgehalt in der Leistungselektronikvorrichtung bei einem bestimmten Volumen des verwendeten Halbleitermaterials und somit einem bestimmten Gestehungspreis erhöhen oder das Volumen und somit der Gesamtgestehungspreis bei einer bestimmten Nominalstromstärke senken.
  • Die verbesserte Abkühlung ist insbesondere für den Fall zu spüren, dass die Leiterplatte und die ihr gegenüberliegende Stromschiene beide einer wärmeübertragenden und elektrisch isolierenden Verbundstruktur zugehörig sind. Diese Ausgestaltung bewirkt nämlich eine doppelte gleichzeitige Abkühlung sämtlicher Halbleiterschaltkreise, aus denen die Leistungselektronikvorrichtung besteht, sowohl von ihrer Innenfläche als auch von ihrer Außenfläche her.

Claims (10)

  1. Leistungselektronikvorrichtung (1), aufweisend: – eine Leiterplatte (2), – eine erste flächige Anordnung von Halbleiterschaltkreisen, die auf der Platte (2) angeordnet sind, gebildet von Dioden (4) und Bipolartransistoren mit isolierter Gateelektrode, sog. IGBTs (6), wobei die Halbleiterschaltkreise (4, 6) eine untere Seite aufweisen, die an der Platte (2) befestigt ist, und eine obere Seite, die mit Verbindungsstiften (12, 14, 16) versehen ist, – zumindest eine zweite flächige Anordnung von Halbleiterschaltkreisen (104, 106) oberhalb der ersten flächigen Anordnung, – ein flächiges Leiterbild (18, 28A, 28B), das die erste und zweite benachbarte Anordnung trennt, wobei dieses flächige Leiterbild enthält: – zumindest eine wärmeableitende Stromschiene (18), die auf Stiften (12, 16) der Schaltkreise (4, 6) der ersten Anordnung aufliegt und mit diesen verbunden ist, wobei die Schiene (18) auf ihrer der Platte (2) entgegengesetzten Seite ferner die Schaltkreise (104, 106) der zweiten flächigen Anordnung trägt, die an dieser Schiene (18) befestigt sind, – zumindest ein von der Schiene (18) elektrisch isoliertes Leiterelement (28A, 28B), das mit anderen Stiften (14) der Schaltkreise (4, 6) der ersten Anordnung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass – Aussparungen (26) an der unteren Seite der Stromschiene (18), die in Richtung der Platte (2) gerichtet ist, vorgesehen sind, und – die Leiterelemente im Innern dieser Aussparungen derart untergebracht sind, dass sie in dem Volumen der Schiene angeordnet sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – eine abschließende flächige Anordnung von Halbleiterschaltkreisen (104, 106) oberhalb aller anderen flächigen Anordnungen von einem abschließenden flächigen Leiterbild (34, 38A, 38B) bedeckt ist, das zumindest eine abschließende wärmeableitende Stromschiene (34) aufweist, welche die Stifte (112, 116) der Schaltkreise (104, 106) der abschließenden Anordnung verbindet, und zumindest ein abschließendes von der abschließenden Schiene (34) elektrisch isoliertes Leiterelement (38A, 38B), das mit anderen Stiften (114) der Schaltkreise (104, 106) der abschließenden Anordnung verbunden ist, – die abschließende Schiene (34) mit Aussparungen für den Durchtritt des abschließenden Leiterelements (38A, 38B) versehen ist, und – das abschließende Leiterelement (38A, 38B) im Innern dieser Aussparungen derart untergebracht ist, dass es sich in dem Volumen der abschließenden Schiene (34) angeordnet befindet.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stifte (12, 14, 16, 112, 114, 116) der flächigen Anordnungen (4, 6, 104, 106) jeweils an den flächigen Bildern (18, 28A, 28B, 34, 38A, 38B) durch Löten mindestens eines Höckers (32) aus Zinn-Blei-Silber befestigt sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stifte (12, 14, 16, 112, 114, 116) von dem oder von jedem Höcker (32) durch eine dem oder jedem Höcker anhaftende Beschichtung, insbesondere einen Überzug (30) aus Titan-Nickel-Gold, getrennt sind.
  5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Stromschiene (18) zumindest einen Absatz (24A, 24B) in einer zu der Ebene der Platte senkrechten Richtung aufweist, derart, dass er sich im Wesentlichen in einer zu der Ebene der Platte (2) parallelen Ebene erstreckt.
  6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (2) und die abschließende Schiene (34) jeweiligen wärmeübertragenden und elektrisch isolierenden Verbundstrukturen (46, 52) zugehörig sind.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – Verbindungsstifte der oberen Seite der Halbleiterschaltkreise (4, 6) der ersten Anordnung auf der Stromschiene (18) verlötet sind und – untere Seiten der Halbleiterschaltkreise (4, 6) der zweiten benachbarten flächigen Anordnung auf dieser Stromschiene (18) verlötet sind (18).
  8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Wechselrichtersatz bildet (1) und dass sie eine identische erste (4, 6) und zweite (104, 106) flächige Anordnung sowie ein erstes (18, 28A, 28B) und zweites (34, 38A, 38B) flächiges Leiterbild aufweist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der flächigen Bilder (18, 28A, 28B, 34, 38A, 38B) zumindest ein Gate (28A, 28B, 38A, 38B) aufweist, das einer Reihe (R1, R2, R'1, R'2) von in Reihe angeordneten IGBTs gemeinsam ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschienen (18, 34) des ersten (18, 28A, 28B) und zweiten (34, 38A, 38B) flächigen Bildes Emitter aufweisen, die den IGBTs (6, 106) der ersten (4, 6) bzw. der zweiten (104, 106) flächigen Anordnung gemeinsam sind.
DE69937781T 1998-11-27 1999-11-22 Leistungselektronikvorrichtung Expired - Lifetime DE69937781T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9815157A FR2786655B1 (fr) 1998-11-27 1998-11-27 Dispositif electronique de puissance
FR9815157 1998-11-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69937781D1 DE69937781D1 (de) 2008-01-31
DE69937781T2 true DE69937781T2 (de) 2008-12-04

Family

ID=9533443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69937781T Expired - Lifetime DE69937781T2 (de) 1998-11-27 1999-11-22 Leistungselektronikvorrichtung

Country Status (13)

Country Link
US (1) US6278179B1 (de)
EP (1) EP1005089B1 (de)
JP (1) JP2000164798A (de)
KR (1) KR100578441B1 (de)
CN (1) CN1187821C (de)
AT (1) ATE381781T1 (de)
AU (1) AU764576B2 (de)
CA (1) CA2290801C (de)
DE (1) DE69937781T2 (de)
DK (1) DK1005089T3 (de)
ES (1) ES2299235T3 (de)
FR (1) FR2786655B1 (de)
PT (1) PT1005089E (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023274958A1 (de) * 2021-07-01 2023-01-05 Vitesco Technologies Germany Gmbh Leistungshalbbrückenmodul, leistungsinverter, verfahren zur herstellung eines leistungshalbbrückenmoduls

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6703707B1 (en) * 1999-11-24 2004-03-09 Denso Corporation Semiconductor device having radiation structure
JP2002026251A (ja) * 2000-07-11 2002-01-25 Toshiba Corp 半導体装置
JP2002324875A (ja) * 2001-04-26 2002-11-08 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体パッケージ基台および半導体パッケージ
JP3809346B2 (ja) 2001-06-15 2006-08-16 トヨタ自動車株式会社 スイッチング回路
FR2834829B1 (fr) * 2002-01-17 2005-04-29 Alstom Convertisseur matriciel pour la transformation d'energie electrique
DE10202095A1 (de) * 2002-01-21 2003-07-24 Siemens Ag Elektrisches Gerät
CN1653297B (zh) * 2002-05-08 2010-09-29 佛森技术公司 高效固态光源及其使用和制造方法
US6680532B1 (en) * 2002-10-07 2004-01-20 Lsi Logic Corporation Multi chip module
US7042086B2 (en) 2002-10-16 2006-05-09 Nissan Motor Co., Ltd. Stacked semiconductor module and assembling method of the same
JP2005094842A (ja) * 2003-09-12 2005-04-07 Toshiba Corp インバータ装置及びその製造方法
JP4491244B2 (ja) * 2004-01-07 2010-06-30 三菱電機株式会社 電力半導体装置
US7210304B2 (en) * 2005-02-09 2007-05-01 General Motors Corporation Cooling arrangements for integrated electric motor-inverters
JP4478049B2 (ja) * 2005-03-15 2010-06-09 三菱電機株式会社 半導体装置
JP2008218688A (ja) * 2007-03-05 2008-09-18 Denso Corp 半導体装置
JP4580036B1 (ja) * 2009-06-12 2010-11-10 株式会社神戸製鋼所 バスバーおよびコネクタ
CN101944835B (zh) * 2009-07-03 2013-08-28 王小云 高功率大电流输出的模块电源
JP5242629B2 (ja) * 2010-05-10 2013-07-24 株式会社東芝 電力用半導体素子
CN102264200B (zh) * 2011-07-01 2014-03-26 江苏宏微科技有限公司 智能功率模块
US8987777B2 (en) * 2011-07-11 2015-03-24 International Rectifier Corporation Stacked half-bridge power module
CN102435428A (zh) * 2011-09-30 2012-05-02 广州高澜节能技术股份有限公司 一种模拟igbt模块发热的测试模块
US8752875B1 (en) 2011-12-22 2014-06-17 Michael J. Gerhardt Electronic device holding system
CN202799522U (zh) * 2012-07-28 2013-03-13 中山大洋电机制造有限公司 一种电机控制器结构
US9673162B2 (en) * 2012-09-13 2017-06-06 Nxp Usa, Inc. High power semiconductor package subsystems
JP6102297B2 (ja) * 2013-02-06 2017-03-29 富士電機株式会社 半導体装置
US9825437B2 (en) 2014-06-04 2017-11-21 Hamilton Sundstrand Corporation Three-dimensional power distribution interconnect structure
US9532448B1 (en) * 2016-03-03 2016-12-27 Ford Global Technologies, Llc Power electronics modules
FR3060845B1 (fr) * 2016-12-19 2019-05-24 Institut Vedecom Circuits electroniques de puissance equipes de bus barres formant dissipateurs thermiques et procede d’integration
GB2563186A (en) 2017-01-30 2018-12-12 Yasa Motors Ltd Semiconductor arrangement
GB2559180B (en) 2017-01-30 2020-09-09 Yasa Ltd Semiconductor cooling arrangement
WO2022088179A1 (en) * 2020-11-02 2022-05-05 Dynex Semiconductor Limited High power density 3d semiconductor module packaging

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5019946A (en) * 1988-09-27 1991-05-28 General Electric Company High density interconnect with high volumetric efficiency
DE4403996A1 (de) * 1994-02-09 1995-08-10 Bosch Gmbh Robert Gleichrichteranordnung für einen Drehstromgenerator
US5532512A (en) * 1994-10-03 1996-07-02 General Electric Company Direct stacked and flip chip power semiconductor device structures
WO1998015005A1 (de) * 1996-09-30 1998-04-09 Siemens Aktiengesellschaft Mikroelektronisches bauteil in sandwich-bauweise

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023274958A1 (de) * 2021-07-01 2023-01-05 Vitesco Technologies Germany Gmbh Leistungshalbbrückenmodul, leistungsinverter, verfahren zur herstellung eines leistungshalbbrückenmoduls

Also Published As

Publication number Publication date
DK1005089T3 (da) 2008-05-05
EP1005089B1 (de) 2007-12-19
KR100578441B1 (ko) 2006-05-11
ATE381781T1 (de) 2008-01-15
AU5960999A (en) 2000-06-01
ES2299235T3 (es) 2008-05-16
EP1005089A1 (de) 2000-05-31
CN1187821C (zh) 2005-02-02
KR20000035704A (ko) 2000-06-26
CN1255749A (zh) 2000-06-07
PT1005089E (pt) 2008-03-27
US6278179B1 (en) 2001-08-21
AU764576B2 (en) 2003-08-21
FR2786655B1 (fr) 2001-11-23
DE69937781D1 (de) 2008-01-31
FR2786655A1 (fr) 2000-06-02
JP2000164798A (ja) 2000-06-16
CA2290801A1 (fr) 2000-05-27
CA2290801C (fr) 2006-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69937781T2 (de) Leistungselektronikvorrichtung
EP0590354B1 (de) Anordnung mit einer Leiterplatte, mindestens einem Leistungsbauelement und einem Kühlkörper
DE3716196C2 (de)
DE3643288C2 (de)
DE1933547A1 (de) Anschlussvorrichtung fuer Halbleiterelemente
DE2542518A1 (de) Stromversorgungssystem fuer hochintegrierte halbleiterschaltungen
DE2314247A1 (de) Halbleiteranordnung
DE102006001767A1 (de) Halbleitermodul mit Halbleiterchips und Verfahren zur Herstellung desselben
DE4027072A1 (de) Halbleiteranordnung
EP1008231A2 (de) Leistungsmodul mit einer aktive halbleiterbauelemente und passive bauelemente aufweisenden schaltungsanordnung sowie herstellungsverfahren hierzu
DE4335946C2 (de) Anordnung bestehend aus einer Leiterplatte
EP0630176B1 (de) Elektrische Baugruppe
DE2536957A1 (de) Elektronisches bauelement
DE3930858C2 (de) Modulaufbau
DE1932380A1 (de) Schaltungsaufbau
EP0150347A1 (de) Leistungs-Halbleiteranordnung
DE3628556C1 (en) Semiconductor device
DE10217214B4 (de) Kühlanordnung für eine Schaltungsanordnung
DE102016203819B4 (de) Halbleitermodul und Halbleitervorrichtung
EP0630175B1 (de) Kühlvorrichtung für eine elektrische Baugruppe
DE1930545A1 (de) Halbleitervorrichtung,insbesondere Packungsaufbau fuer eine Halbleitervorrichtung
DE10156626A1 (de) Elektronische Anordnung
DE102011110799A1 (de) Substrat für den Aufbau elektronischer Elemente
DE102020206361B4 (de) Leistungselektronikvorrichtung
EP0804053A1 (de) Baugruppenträger mit wenigstens einem wärmeerzeugenden Bauelement

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition