EP2989868A1 - Power module, power converter and drive arrangement with a power module - Google Patents

Power module, power converter and drive arrangement with a power module

Info

Publication number
EP2989868A1
EP2989868A1 EP14722569.2A EP14722569A EP2989868A1 EP 2989868 A1 EP2989868 A1 EP 2989868A1 EP 14722569 A EP14722569 A EP 14722569A EP 2989868 A1 EP2989868 A1 EP 2989868A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
busbar
power module
electrical
power
ssi
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.)
Ceased
Application number
EP14722569.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hermann Bäumel
Edmund Schirmer
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.)
Conti Temic Microelectronic GmbH
Original Assignee
Conti Temic Microelectronic GmbH
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 Conti Temic Microelectronic GmbH filed Critical Conti Temic Microelectronic GmbH
Publication of EP2989868A1 publication Critical patent/EP2989868A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/20—Bus-bar or other wiring layouts, e.g. in cubicles, in switchyards
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49537—Plurality of lead frames mounted in one device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49541—Geometry of the lead-frame
    • H01L23/49548—Cross section geometry
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49541—Geometry of the lead-frame
    • H01L23/49562—Geometry of the lead-frame for devices being provided for in H01L29/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49568—Lead-frames or other flat leads specifically adapted to facilitate heat dissipation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49575—Assemblies of semiconductor devices on lead frames
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427—Housings
    • H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427—Housings
    • H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14329—Housings specially adapted for power drive units or power converters specially adapted for the configuration of power bus bars
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—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
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/04026—Bonding areas specifically adapted for layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—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
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/061—Disposition
    • H01L2224/0618—Disposition being disposed on at least two different sides of the body, e.g. dual array
    • H01L2224/06181—On opposite sides of the body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—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
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—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
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—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
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/33—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of a plurality of layer connectors
    • H01L2224/331—Disposition
    • H01L2224/3318—Disposition being disposed on at least two different sides of the body, e.g. dual array
    • H01L2224/33181—On opposite sides of the body
    • 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
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • 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
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • 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
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • 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
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1203—Rectifying Diode
    • 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
    • H01L2924/10—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
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • 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
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]

Definitions

  • Power module Power converter and drive arrangement with a power module
  • the present invention relates to a power module for a power converter and a power converter with a said power module. Furthermore, the invention relates to a drive ⁇ arrangement for driving a vehicle with a said power module.
  • the power converter comprises a plurality of electro ⁇ African or electrical components such as semiconductor devices and electrical connections between the semiconductor devices. These components require a corresponding space in the power converter, which must be large enough to accommodate these components. A larger power converter in turn takes up a larger space in the vehicle, which is then no longer available for other vehicle parts.
  • the object of the present invention is therefore to provide a way to reduce the space of a power converter.
  • a power module which has a first bus bar and a first semiconductor component as well as a second semiconductor component.
  • the first semiconductor component has a planar design and comprises a first surface with a first electrical surface contact connection for producing a planar electrical connection to a first voltage potential.
  • the second semiconductor component has a planar design and in turn comprises a first surface with a first electrical surface contact connection for producing a planar electrical connection to the first voltage potential.
  • the electrical surface contact terminals of both the first and the second semiconductor component are in each case designed as an extended electrical contact.
  • the first busbar is formed from an electrically and preferably thermally conductive material and serves to forward the first voltage potential to the first and the second semiconductor component, wherein the first busbar comprises a first surface and a second, the The first surface opposite the first surface, wherein the first and the second surface are each formed as an extended surface ⁇ on the first surface of the first busbar, the first semiconductor device is arranged and via the first electrical surface contact terminal with the first surface of the first busbar electrically conductive, extensive flat and mechanically connected.
  • the second semiconductor component is arranged opposite to the second surface of the first busbar and preferably to the first semiconductor component.
  • the second semiconductor device with the first busbar is electrically conductive, extensive flat and mechanically connected.
  • these electrically conductive planar connections between the busbar and the two semiconductor components are preferably also heat-conducting. This is meant by an "extensive flat electrical connection" with an electrical connection, which is in particular bond wire free and thus not punctiform, but over an extended contact surface is flat.
  • the semiconductor devices are arranged directly on the busbar and supported by the busbar.
  • the semiconductor components are distributed on two opposite surfaces of the busbar and arranged opposite, so that electrical connection paths between the semiconductor devices are shortened.
  • the space in the power module is additionally reduced. In this way, a power module for a power converter is created, which in total takes up a smaller space than the semiconductor device.
  • a power converter can be provided, which takes up a small space in the vehicle.
  • the power module further comprises a second busbar for passing a second voltage potential, which is formed of an electrically and preferably thermally conductive material and having a first surface.
  • the first semiconductor component further comprises a second surface opposite the first surface with a second electrical surface contact terminal for producing a planar electrical connection to the second voltage potential.
  • the first semiconductor device via the second electrical surface-chenANDan gleich with the first surface of the second bus bar is electrically conductive, expanded area and me ⁇ mechanically connected.
  • the first and the second busbar are arranged on two mutually opposite surfaces of the first semiconductor component, a layered overlapping arrangement of the first and the second busbar with the first semiconductor component lying therebetween is realizable. Siert. Since, in addition, the two busbars each serve as an outgoing lead for a current flow to the first semiconductor component or as a return lead for a current flow from the first semiconductor component, the power module as a whole has a low parasitic coupling inductance in the two busbars.
  • At least one of the first and the second busbar to a first region, via which the at least one busbar with an elec ⁇ cal unit, such as an electrical line, electrically conductive, planar and mechanically connectable.
  • an elec ⁇ cal unit such as an electrical line, electrically conductive, planar and mechanically connectable.
  • the first bus bar has a second area, via which the first bus bar
  • This configuration allows the heat generated by Ver ⁇ loss services in the semiconductor components, is removed via the first bus bar to the cooling unit and thence around.
  • Flat design of the busbar and extensive flat thermal connections between the busbar and the semiconductor components or between the busbar and the cooling unit effect efficient cooling of the semiconductor components and thus of the power module.
  • a third busbar of an electrically and preferably thermally conductive material having a first surface for forwarding a third voltage potential.
  • the first semiconductor component has a third electrical surface contact connection on the second surface for producing an extensive planar electrical connection to the third voltage potential.
  • the first semiconductor device with the first surface of the third busbar is electrically and preferably thermally conductive, extensive flat and mechanically connected.
  • the power module has a fourth busbar made of an electrically and preferably also thermally conductive material having a first surface for forwarding the second voltage potential.
  • the second semiconductor component comprises a second surface opposite the first surface with a second electrical surface contact connection for producing a planar electrical connection to the second voltage potential.
  • the second semiconductor component via the second electrical surface contact connection with the first surface of the fourth busbar is electrically and preferably also thermally conductive, extensively flat and mechanically connected.
  • the second and the fourth busbar are integrally formed with each other.
  • this integrally formed busbar in the direction along and in particular parallel to the surfaces of the busbar considered a U- or Y-shaped cross-section.
  • Busbars can in the areas that form electrical connections to external circuit units, punching technology so be shaped so that all of these areas are on one level, which is advantageous for any further manufacturing processes.
  • the first semiconductor component is designed as a housing-free semiconductor switch, such as, for example, a metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) switch or an IGBT switch (insulated-gate bipolar transistor).
  • MOSFET metal-oxide-semiconductor field-effect transistor
  • IGBT switch insulated-gate bipolar transistor
  • the second semiconductor device is designed as a housing-less semiconductor ⁇ diode.
  • a housing-less semiconductor device a so-called “naked” ⁇ semi-conductor device without embedding the housing ( "bar” in English) is formed as a bare chip.
  • the electrically conductive, extensive planar and mechanical connections between the busbars and the semiconductor devices are designed as flat solder joints, flat welded joints, flat adhesive joints or flat sintered joints.
  • a power converter for providing at least one phase current for an electric machine having a power module as described above.
  • the second and the fourth busbar of the power module for forwarding the phase current to the electrical machine are formed and electrically conductively connected to a winding of the electrical machine.
  • a drive arrangement for driving a vehicle, in particular a hybrid or electric vehicle is provided with an electric machine, wherein the drive arrangement comprises a power converter for providing at least one phase current for an electric machine, wherein the power converter is a top described power module comprises.
  • the second and the fourth busbar of the power module for forwarding the phase current to the electrical machine 0
  • processing module where transferable for the rest to the aforementioned power converter or to the aforementioned drive ⁇ arrangement, even as advantageous embodiments of the power converter or the drive assembly to look at.
  • exemplary embodiments of the invention will be with reference to the accompanying drawing, in which he ⁇ explained. Show it:
  • Figure 1 in a schematic circuit diagram a part of a
  • FIG. 2C, 2D in a schematic illustration two surfaces of a second semiconductor component of FIG.
  • Power module of the embodiment shown in Figure 1 In a schematic representation, the power module of the embodiment shown in FIG. 1 is a mechanical structure.
  • FIG. 1 a part of a drive assembly AA of a vehicle, not shown, is shown simplified in a schematic circuit diagram.
  • the drive arrangement AA comprises an electric machine EM for propulsion of the vehicle and a power converter SR for ready operation. provide electrical energy in the form of phase currents Ip for the electric machine EM.
  • the electric machine EM is designed in this embodiment as a synchronous machine and has three windings WK.
  • the three windings WK of the electric machine EM are each electrically connected to the power converter SR via a phase current line PL and receives the phase currents Ip via these three phase power lines PL from the power converter SR.
  • the power converter SR is formed in this embodiment as a B6 bridge circuit and comprises three substantially identically formed, arranged in a parallel circuit half-bridges HB between a positive power supply line SL1 and a negative power supply line SL2.
  • Each of the three half-bridges HB comprises in each case two power modules LM, each of which is connected to a positive-voltage-side current path (in English "high-side") and thus between the positive
  • the two power modules LM each ⁇ Weil half bridge HB are interconnected
  • the power converter SR may comprise other circuit components, such as DC link capacitors, which are required in a manner known to a person skilled in the art for a general function of the power converter, but for a description of the invention are not necessarily relevant and therefore will not be described in detail here.
  • the power modules LM each have a first power connection ASl and a second power connection AS2 for electrical Connection to the positive, the negative power supply line SL1, SL2 and the phase current lines PL on.
  • About the first power connection AS1 are in the positive
  • the power modules LM arranged in the negative current path are electrically connected via the first power connection AS1 to the respective second power connection AS2 of the power modules LM of the respective half bridge HB and the respective phase current line PL arranged in the positive current path. Via the second power connection AS2, the respective second power modules LM are electrically connected to the negative power supply line SL2.
  • the power modules LM of the three half-bridges HB are formed substantially identical to each other. Therefore, for clarity only one of the power modules LM is described in detail in ⁇ way of example nah Pharmaceuticald.
  • the power module LM respectively comprises a normally-conductive n-channel IGBT switch as a first semiconductor device Hl and a freewheeling diode as a second semiconductor device H2 in a parallel circuit.
  • the IGBT switch Hl comprises a collector terminal C, an emitter terminal E and a gate terminal G.
  • the collector terminal C is electrically connected to the first current terminal AS1 via a first electrical connection Vll.
  • the emitter terminal E is electrically connected to the second power connection AS2 via a second electrical connection V12.
  • the gate terminal G is electrically connected via a third electrical connection V13 to a signal terminal AS3, wherein via this signal terminal AS3 in each case a control signal at the Gatean gleich G for driving the IGBT switch Hl sensiblege ⁇ is.
  • the converter SR by alternately turning on and off the six IGBT switch Hl of the three semiconductor bridges HB by means of the control signals from a not shown in Figure electrical energy source via the power supply lines SL1, SL2 DC in a specialist known manner in three phase currents converts IP and feeds these phase currents IP via the three phase power lines PL in the windings WK of the electric machine EM for their operation.
  • the freewheeling diode H2 comprises a cathode terminal K and an anode terminal A.
  • the cathode terminal K is electrically connected via a first electrical connection V21 to the first electrical connection AS1.
  • the anode terminal A is electrically connected to the second power terminal AS2 via a second electrical connection V22.
  • the freewheeling diode H2 is used for discharging parasitic Indukti ⁇ onsströme from the electric machine EM to the power supply lines SL1, SL2, which arise during operation of the electric machine EM in the windings WK.
  • a mechanical structure of the power modules LM in particular the circuit arrangement of the IGBT switch Hl and the freewheeling diode H2 of the respective power modules LM and electrical connections between the IGBT switch Hl and the freewheeling diode H2 and to the respective first and second power connections AS1, AS2 and the control signal terminal AS3, will be described below with reference to Figures 2A, 2B, 2C, 2D and 3 in more detail.
  • FIG. 2B, 2C is made to Figures 2A, referred 2D, each having a top surface, that is a first surface Oll, and Un ⁇ underside, namely, a second surface 012, the IGBT switch Hl and a top side, that is a first surface 021 , and a Bottom, namely a second surface 022, the free ⁇ running diode H2 schematically represent in each plan view.
  • the IGBT switch Hl and the freewheeling diode H2 among other things to reduce the required installation space of the
  • Power converter SR designed as a housing-free "bare” semiconductor devices.
  • the IGBT switch H1 has on the first surface Oll a first electrical surface contact terminal KU, which forms the collector terminal C of the IGBT switch H1 shown in FIG.
  • the IGBT switch H1 On the second surface 012 lying opposite the first surface Oll, the IGBT switch H1, as shown in FIG. 2B, has a second electrical surface contact terminal K12 as the emitter terminal E shown in FIG. 1 and a third electrical surface contact terminal K13 as the one shown in FIG 1 gate terminal G on.
  • the free-wheeling diode H2 has-as can be seen in FIG. 2C-a first electrical surface contact terminal K21 on the first surface 021, which forms the cathode terminal K of the free-wheeling diode H2 shown in FIG.
  • the free-wheeling diode H2 - As shown in Figure 2D it clearly ⁇ - a second surface electrical contact terminal K22 as shown in Figure 1 the anode terminal A.
  • the surface contact terminals KU, K12, K13 or K21, K22 of the IGBT switch Hl and the freewheeling diode H2 are designed extensively flat so that they cover almost the entire surfaces Oll, 012 or 021, 022 of the IGBT switch Hl and the freewheeling diode H2.
  • FIG. 3 shows a mechanical structure of the power module LM together with a first cooling unit KE1 and a second cooling unit KE2 in a schematic Cross-sectional view perpendicular to the surface Oll des
  • IGBT switch Hl of the power module LM shows.
  • the power module LM is arranged between the first and the second cooling units KE1, KE2 and comprises a first, a second, a third and a fourth busbar SSI, SS2, SS3 and SS4 as well as an IGBT switch illustrated in FIGS. 2A and 2B Hl and one shown in Figures 2C and 2D freewheeling diode H2, which are arranged layer by layer overlying.
  • the first electrical connection V11 from the IGBT switch H1 to the first power connection AS1 and the first electrical connection V21 from the freewheeling diode H2 to the first power connection AS1 of the power module LM are realized by means of the first power rail SSI.
  • the first busbar SSI has a first surface 031 and a second surface 032 lying opposite the first surface 031.
  • the IGBT switch H1 is arranged with its first surface Oll facing the first busbar SSI.
  • the first surface contact terminal K21 that is to say the collector terminal C of the IGBT switch H1 is electrically and thermally conductively and mechanically connected to the first busbar SSI via a solder connection LV.
  • the freewheeling diode H2 On the second surface 032 of the first busbar SSI, the freewheeling diode H2, with its first surface 021, faces the first busbar SSI and is arranged opposite the IGBT switch Hl.
  • the first surface ⁇ contact terminal K21 and the cathode terminal K of the freewheeling diode H2 is also electrically and thermally conductively and mechanically connected via a solder joint LV with the first busbar SSI.
  • the first busbar SSI with a first surface 071 of the first cooling unit KE1 is thermally conductively and electrically insulating and mechanically connected via the central area SB12 by means of a dielectric heat conducting paste WP.
  • the end region SB11 of the first busbar forms the first current terminal AS1 of the power module LM, via which the first busbar SSI is electrically connected to the positive power supply line SL1 or one of the phase current line PL and via the first, applied to the positive power supply line SL1 voltage potential ⁇ 1 the respective first surface contact terminal KU, K21 of the IGBT switch Hl and the freewheeling diode H2 is applied.
  • the second busbar SS2 is disposed on the second surface 012 of the IGBT switch H1 and has a first surface 041 and a second surface 042 opposite the first surface 041. Via the first surface 041, the second busbar SS2 is electrically and thermally conductively and mechanically connected to the second surface contact terminal K12 and thus to the emitter terminal E of the IGBT switch H1 by means of a solder connection LV. Via the second surface 042, the second busbar SS2 with the second cooling unit KE2 by means of another dielectric jacketleitpaste WP thermally conductive but electrically insulating and mechanically connected.
  • the third busbar SS3 is likewise arranged on the second surface 012 of the IGBT switch H1 and has a first surface 051 and a second surface 052 facing the first surface 051.
  • the third busbar SS3 is likewise arranged on the second surface 012 of the IGBT switch H1 and has a first surface 051 and a second surface 052 facing the first surface 051.
  • the third busbar SS3 with the second cooling unit KE2 by means of a dielectric michleitpaste thermally conductive but electrically insulating and mechanically connected.
  • An exposed region of the third busbar SS3 not covered by the IGBT switch Hl is bent away from the second cooling unit KE2 and has an exposed end section which forms the signal terminal AS3 of the power module LM to which the control signal for driving the IGBT switch ters Hl is created.
  • the fourth busbar SS4 is arranged on the second surface 022 of the freewheeling diode H2 and has a first surface 061 and a second surface 062 lying opposite the first surface 061.
  • the fourth power rail SS4 over the first surface 061 to the second surface contact connection K22 or the anode terminal A of the free-wheeling diode ⁇ H2 by means of a solder joint LV electrically and thermally conductive and mechanically connected.
  • the second and fourth busbar SS2, SS4 are pushed towards each other moving and each have an end portion SB21, SB41, which are electrically connected to each other via a solder joint LV and thus form a common end region.
  • This common end region forms the second current terminal of the power AS2 ⁇ module LM from over which the second and the fourth current rail SS2, SS4 are electrically connected to a phase of the power lines PL or the negative power source line SL2.
  • the second and the fourth busbar SS2, SS4 may be integrally formed.
  • the first cooling unit KE1 is arranged on the fourth busbar SS4 and is thermally conductively but electrically insulating and mechanically connected to the second surface 062 of the fourth busbar SS4 via a first surface 071 and by means of, for example, a further thermal compound WP.
  • the first cooling unit KE1 is provided with surface-enlarging cooling ribs KR on a second surface 072 lying opposite the first surface 071, which can dissipate the heat absorbed by the power module LM more efficiently into the environment.
  • the second cooling unit KE2 is arranged on the second and the third busbar SS2, SS3 and with the second surface 042 of the second busbar SS2 and the second surface 052 of the third busbar SS3 via a first surface 081 and by means of, for example, another thermal paste WP thermally conductive but electrically insulating and mechanically connected.
  • the second cooling unit KE2 has on a second, the first surface 081 opposite surface 082 devisflä ⁇ chenver sparnde cooling fins KR, which can dissipate the heat absorbed by the power module LM heat more efficiently in the environment.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

A power module (LM) is disclosed for a power converter (SR), which power module (LM) has: – a first busbar (SS1) with a first surface (O31) and a second surface (O 32) lying opposite the first surface (O31), – a first semiconductor component (H1) on the first surface (O31) of the first busbar (SS1), which semiconductor component (H1) has a first surface (O11) with a first electrical surface contact connection (K11) and is connected, via the first surface contact connection (K11), to the first surface (O31) of the first busbar (SS1) in an electrically conductive and mechanical fashion over an area, and – a second semiconductor component (H2) on the second surface (O32) of the first busbar (SS1), which semiconductor component (H2) has a first surface (O21) with a first electrical surface contact connection (K21) and is connected, via the first surface contact connection (K21) of the second semiconductor component (H2), to the second surface (O32) of the first busbar (SS1) in an electrically conductive and mechanical fashion over an area.

Description

Beschreibung description
Leistungsmodul, Stromrichter und Antriebsanordnung mit einem Leistungsmodul Power module, power converter and drive arrangement with a power module
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungsmodul für einen Stromrichter sowie einen Stromrichter mit einem genannten Leistungsmodul. Ferner betrifft die Erfindung eine Antriebs¬ anordnung zum Antreiben eines Fahrzeugs mit einem genannten Leistungsmodul. The present invention relates to a power module for a power converter and a power converter with a said power module. Furthermore, the invention relates to a drive ¬ arrangement for driving a vehicle with a said power module.
Zum Betreiben einer elektrischen Maschine eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs wird ein Stromrichter verwendet, der Pha¬ senströme für die elektrische Maschine zu deren Betrieb be- reitstellt. Der Stromrichter umfasst eine Vielzahl von elektro¬ nischen oder elektrischen Komponenten, wie zum Beispiel Halbleiterbauelementen und elektrischen Verbindungen zwischen den Halbleiterbauelementen. Diese Komponenten erfordern einen entsprechenden Bauraum in dem Stromrichter, der ausreichend groß dimensioniert werden muss, um diese Komponenten aufzunehmen. Ein größerer Stromrichter beansprucht wiederum einen größeren Bauraum im Fahrzeug, der dann nicht mehr für andere Fahrzeugteile zur Verfügung steht. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Möglichkeit bereitzustellen, den Bauraum eines Stromrichters zu reduzieren . For operating an electric machine of a hybrid or electric vehicle, a converter is used, the loading is riding Pha ¬ mass flows for the electric machine to the operation thereof. The power converter comprises a plurality of electro ¬ African or electrical components such as semiconductor devices and electrical connections between the semiconductor devices. These components require a corresponding space in the power converter, which must be large enough to accommodate these components. A larger power converter in turn takes up a larger space in the vehicle, which is then no longer available for other vehicle parts. The object of the present invention is therefore to provide a way to reduce the space of a power converter.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen An- sprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche . This task is solved by the subjects of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Leistungsmodul bereitgestellt, das eine erste Stromschiene und ein erstes Halbleiterbauelement sowie ein zweites Halbleiterbauelement aufweist. Dabei ist das erste Halbleiterbauelement flächig ausgebildet und umfasst eine erste Oberfläche mit einem ersten elektrischen Oberflächenkontaktanschluss zur Herstellung einer flächigen elektrischen Verbindung zu einem ersten Spannungspotential. Analog ist das zweite Halbleiterbauelement flächig ausgebildet und umfasst seinerseits eine erste Oberfläche mit einem ersten elektrischen Oberflächenkontaktanschluss zur Herstellung einer flächigen elektrischen Verbindung zu dem ersten Spannungspotential. Dabei sind die elektrischen Ober- flächenkontaktanschlüsse sowohl des ersten als auch des zweiten Halbleiterbauelements jeweils als ein flächig ausgedehnt ausgeführter elektrischer Kontakt ausgebildet. Die erste Strom- schiene (auf Englisch „Busbar") ist aus einem elektrisch und vorzugsweise thermisch leitenden Material ausgebildet und dient zum Weiterleiten des ersten Spannungspotentials zu dem ersten und dem zweiten Halbleiterbauelement. Dabei umfasst die erste Stromschiene eine erste Oberfläche und eine zweite, der ersten Oberfläche gegenüber liegende Oberfläche, wobei die erste und die zweite Oberfläche jeweils als eine ausgedehnte Fläche ausge¬ bildet sind. Auf der ersten Oberfläche der ersten Stromschiene ist das erste Halbleiterbauelement angeordnet und über den ersten elektrischen Oberflächenkontaktanschluss mit der ersten Ober- fläche der ersten Stromschiene elektrisch leitend, ausgedehnt flächig und mechanisch verbunden. According to a first aspect of the invention, a power module is provided which has a first bus bar and a first semiconductor component as well as a second semiconductor component. In this case, the first semiconductor component has a planar design and comprises a first surface with a first electrical surface contact connection for producing a planar electrical connection to a first voltage potential. Analogously, the second semiconductor component has a planar design and in turn comprises a first surface with a first electrical surface contact connection for producing a planar electrical connection to the first voltage potential. In this case, the electrical surface contact terminals of both the first and the second semiconductor component are in each case designed as an extended electrical contact. The first busbar is formed from an electrically and preferably thermally conductive material and serves to forward the first voltage potential to the first and the second semiconductor component, wherein the first busbar comprises a first surface and a second, the The first surface opposite the first surface, wherein the first and the second surface are each formed as an extended surface ¬ on the first surface of the first busbar, the first semiconductor device is arranged and via the first electrical surface contact terminal with the first surface of the first busbar electrically conductive, extensive flat and mechanically connected.
Analog ist das zweite Halbleiterbauelement auf der zweiten Oberfläche der ersten Stromschiene und vorzugsweise dem ersten Halbleiterbauelement gegenüber liegend angeordnet. Über den ersten elektrischen Oberflächenkontaktanschluss ist das zweite Halbleiterbauelement mit der ersten Stromschiene elektrisch leitend, ausgedehnt flächig und mechanisch verbunden . Dabei sind diese elektrisch leitenden flächigen Verbindungen zwischen der Stromschiene und den beiden Halbleiterbauelementen vorzugsweise auch wärmeleitend. Hierbei ist mit einer „ausgedehnt flächigen elektrischen Verbindung" mit einer elektrischen Verbindung gemeint, welche insbesondere bonddrahtfrei und somit nicht punktuell, sondern über eine ausgedehnte Kontaktfläche flächig ausgebildet ist. Analogously, the second semiconductor component is arranged opposite to the second surface of the first busbar and preferably to the first semiconductor component. About the first electrical surface contact terminal, the second semiconductor device with the first busbar is electrically conductive, extensive flat and mechanically connected. In this case, these electrically conductive planar connections between the busbar and the two semiconductor components are preferably also heat-conducting. This is meant by an "extensive flat electrical connection" with an electrical connection, which is in particular bond wire free and thus not punctiform, but over an extended contact surface is flat.
Durch Ausführung der Halbleiterbauelemente und der elektrischen Verbindungen zwischen den Halbleiterbauelementen eines Strom- richters in einem Leistungsmodul ist eine Möglichkeit gegeben, den zum Anordnen dieser Komponenten in dem Stromrichter benötigten Bauraum effizient zu reduzieren. Dabei wurde erkannt, dass der Bauraum eines herkömmlichen Stromrichters unter anderem durch elektrische Verbindungen zwischen den Halbleiterbauele¬ menten beansprucht wird, die üblicherweise als Bondverbindungen mit zwischen den Halbleiterbauelementen verdrahteten Bonddrähten ausgeführt sind. Diese Bondverbindung erfordert in der Regel einen Bondrahmen als mechanischer Träger der Leitungsstrukturen der Bondverbindung, der einen entsprechenden Bauraum in dem Stromrichter beansprucht. Da in dem Stromrichter Komponenten wie Halbleiterbauelemente verwendet werden, die ohne eigene elek¬ trisch isolierende Gehäuse ausgebildet sind, ist es zudem er¬ forderlich, dass die Bonddrähte der Bondverbindungen einen gewissen Abstand zu denjenigen Komponenten aufweisen müssen, mit denen die Bonddrähte nicht elektrisch kontaktiert werden dürfen. Dies beansprucht ebenfalls einen entsprechend größeren Bauraum in dem Stromrichter. By implementing the semiconductor components and the electrical connections between the semiconductor components of a current Richter in a power module is given a way to efficiently reduce the space required for arranging these components in the power converter. It was recognized that the space of a conventional power converter is claimed inter alia by electrical connections between the Halbleiterbauele ¬ elements, which are usually designed as a bond with wired between the semiconductor devices bonding wires. This bond usually requires a bonding frame as a mechanical support of the line structures of the bond, which claimed a corresponding space in the power converter. Since components such as semiconductor components are used in the converter, which are formed without their own elec ¬ trically insulating housing, it is also he ¬ necessary that the bonding wires of the bonds must have a certain distance from those components with which the bonding wires are not electrically contacted allowed to. This also requires a correspondingly larger space in the power converter.
Gemäß der hier beschriebenen Herangehensweise sind keine Bond¬ verbindungen vorgesehen, sondern es wird eine ausgedehnt flächige Oberflächenverbindung mit dünnen ausgedehnt flächig ausgeführten Stromschienen verwendet. Diese Verbindung ist eine elektromechanische direkte Verbindung, die keinen zusätzlichen Bauraum erfordert. According to the approach described here, no bond ¬ connections are provided, but it is an extensive flat surface connection with thin expanded flat running busbars used. This connection is an electromechanical direct connection, which requires no additional space.
Zur weiteren Reduzierung des Bauraumes für einen Schaltungsträger des Stromrichters, der zum Tragen und Halten von den Halbleiterbauelementen und elektrischen Verbindungen erforderlich ist, sind die Halbleiterbauelemente direkt auf der Stromschiene angeordnet und von der Stromschiene getragen. Dabei sind die Halbleiterbauelementen auf zwei gegenüber liegende Oberflächen der Stromschiene verteilt und gegenüber liegend angeordnet, sodass elektrische Verbindungswege zwischen den Halbleiterbauelementen verkürzt sind. Dadurch ist der Bauraum in dem Leistungsmodul zusätzlich reduziert . Auf diese Weise wird ein Leistungsmodul für einen Stromrichter geschaffen, das in Summe einen geringeren Bauraum beansprucht als die Halbleiterbau- „ To further reduce the installation space for a circuit carrier of the power converter, which is required for carrying and holding of the semiconductor devices and electrical connections, the semiconductor devices are arranged directly on the busbar and supported by the busbar. In this case, the semiconductor components are distributed on two opposite surfaces of the busbar and arranged opposite, so that electrical connection paths between the semiconductor devices are shortened. As a result, the space in the power module is additionally reduced. In this way, a power module for a power converter is created, which in total takes up a smaller space than the semiconductor device. "
elemente und die elektrischen Verbindungen zwischen den Halbleiterbauelementen eines herkömmlichen Stromrichters. Folglich kann ein Stromrichter bereitgestellt werden, der einen kleinen Bauraum im Fahrzeug beansprucht. elements and the electrical connections between the semiconductor components of a conventional power converter. Consequently, a power converter can be provided, which takes up a small space in the vehicle.
Durch den Verzicht auf Bondverbindungen, die anfällig für Temperaturschwankungen in dem Stromrichter oder für Erschütterungen bei dem Stromrichter sind und somit eine Schwachstelle über Lebensdauerzuverlässigkeit des Stromrichters bilden, und durch Verwenden der Stromschiene, sind stabilere und zuver¬ lässige elektrische Verbindungen zwischen den Halbleiterbau¬ elementen verwirklicht. Zudem weisen die kurzen und flächigen elektrischen Verbindungswege zwischen den Halbleiterbauele¬ menten eine sehr niedrige parasitäre Eigeninduktivität und einen sehr kleinen Eigenwinderstand auf, was sich positiv auf Ver¬ lustleitung bei dem Leistungsmodul und somit bei dem Stromrichter auswirkt. Dadurch sind die elektrischen und thermischen Eigenschaften des Stromrichters verbessert. By dispensing with bonding connections, which are susceptible to temperature fluctuations in the power converter or vibrations in the power converter and thus form a vulnerability over life reliability of the converter, and by using the busbar, more stable and zuver ¬ electrical connections between the Halbleiterbau ¬ elements are realized , In addition, the short and flat electrical connection paths between the Halbleiterbauele ¬ elements a very low parasitic self-inductance and a very small Eigenwinderstand, which has a positive effect on Ver ¬ loss line in the power module and thus in the converter. As a result, the electrical and thermal properties of the converter are improved.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Leistungsmodul ferner eine zweite Stromschiene zum Weiterleiten eines zweiten Spannungspotentials, die aus einem elektrisch und vorzugsweise thermisch leitenden Material ausgebildet ist und eine erste Oberfläche aufweist. Das erste Halbleiterbauelement umfasst ferner eine zweite, der ersten Oberfläche gegenüber liegende Oberfläche mit einem zweiten elektrischen Oberflächenkon- taktanschluss zur Herstellung einer flächigen elektrischen Verbindung zu dem zweiten Spannungspotential. Dabei ist das erste Halbleiterbauelement über den zweiten elektrischen Oberflä- chenkontaktanschluss mit der ersten Oberfläche der zweiten Stromschiene elektrisch leitend, ausgedehnt flächig und me¬ chanisch verbunden. According to a preferred embodiment, the power module further comprises a second busbar for passing a second voltage potential, which is formed of an electrically and preferably thermally conductive material and having a first surface. The first semiconductor component further comprises a second surface opposite the first surface with a second electrical surface contact terminal for producing a planar electrical connection to the second voltage potential. Here, the first semiconductor device via the second electrical surface-chenkontaktanschluss with the first surface of the second bus bar is electrically conductive, expanded area and me ¬ mechanically connected.
Dadurch, dass die erste und die zweite Stromschiene auf zwei zueinander gegenüber liegenden Oberflächen des ersten Halbleiterbauelements angeordnet sind, ist eine schichtweise über¬ lagernde Anordnung der ersten und der zweiten Stromschiene mit dem dazwischen liegenden ersten Halbleiterbauelement reali- siert. Da zudem die beiden Stromschienen jeweils als eine Hinleitung für einen Stromfluss zu dem ersten Halbleiterbauelement beziehungsweise als eine Rückleitung für einen Stromfluss von dem ersten Halbleiterbauelement dienen, weist das Leistungsmodul insgesamt eine niedrige parasitäre Kopplungsinduktivität in den beiden Stromschienen auf. Because the first and the second busbar are arranged on two mutually opposite surfaces of the first semiconductor component, a layered overlapping arrangement of the first and the second busbar with the first semiconductor component lying therebetween is realizable. Siert. Since, in addition, the two busbars each serve as an outgoing lead for a current flow to the first semiconductor component or as a return lead for a current flow from the first semiconductor component, the power module as a whole has a low parasitic coupling inductance in the two busbars.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist zumindest eine der ersten und der zweiten Stromschiene einen ersten Bereich auf, über den die zumindest eine Stromschiene mit einer elek¬ trischen Einheit, wie zum Beispiel einer elektrischen Leitung, elektrisch leitend, flächig und mechanisch verbindbar ist. According to a further preferred embodiment, at least one of the first and the second busbar to a first region, via which the at least one busbar with an elec ¬ cal unit, such as an electrical line, electrically conductive, planar and mechanically connectable.
Über diesen ersten Bereich der Stromschiene ist eine direkte flächige und somit niederinduktive elektrische Verbindung von dem Leistungsmodul zu einer externen elektrischen Einheit ermöglicht . Via this first region of the busbar, a direct areal and thus low-inductance electrical connection is made possible from the power module to an external electrical unit.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die erste Stromschiene einen zweiten Bereich auf, über den die ersteAccording to a further preferred embodiment, the first bus bar has a second area, via which the first bus bar
Stromschiene mit einer Kühleinheit thermisch leitend, und vor¬ zugsweise auch elektrisch isolierend, ausgedehnt flächig und mechanisch verbindbar ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht, dass die Wärme, die durch Ver¬ lustleistungen in den Halbleiterbauelementen entsteht, über die erste Stromschiene an die Kühleinheit abgeführt und von dort der Umgebung abgegeben wird. Flächige Ausführung der Stromschiene und ausgedehnt flächige thermische Verbindungen zwischen der Stromschiene und den Halbleiterbauelementen beziehungsweise zwischen der Stromschiene und der Kühleinheit bewirken eine effiziente Kühlung der Halbleiterbauelemente und somit des Leistungsmoduls . Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst dasBusbar with a cooling unit thermally conductive, and before ¬ preferably also electrically insulating, extensive flat and mechanically connectable. This configuration allows the heat generated by Ver ¬ loss services in the semiconductor components, is removed via the first bus bar to the cooling unit and thence around. Flat design of the busbar and extensive flat thermal connections between the busbar and the semiconductor components or between the busbar and the cooling unit effect efficient cooling of the semiconductor components and thus of the power module. According to a further preferred embodiment, the
Leistungsmodul eine dritte Stromschiene aus einem elektrisch und vorzugsweise thermisch leitenden Material mit einer ersten Oberfläche zum Weiterleiten eines dritten Spannungspotentials. r Power module, a third busbar of an electrically and preferably thermally conductive material having a first surface for forwarding a third voltage potential. r
Dabei weist das erste Halbleiterbauelement auf der zweiten Oberfläche einen dritten elektrischen Oberflächenkontaktan- schluss zur Herstellung einer ausgedehnt flächigen elektrischen Verbindung mit dem dritten Spannungspotential auf. Über diesen dritten elektrischen Oberflächenkontaktanschluss ist das erste Halbleiterbauelement mit der ersten Oberfläche der dritten Stromschiene elektrisch und vorzugsweise thermisch leitend, ausgedehnt flächig und mechanisch verbunden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Leistungsmodul eine vierte Stromschiene aus einem elektrisch und vorzugsweise auch thermisch leitenden Material mit einer ersten Oberfläche zum Weiterleiten des zweiten Spannungspotentials auf. Das zweite Halbleiterbauelement umfasst eine zweite, der ersten Oberfläche gegenüber liegende Oberfläche mit einem zweiten elektrischen Oberflächenkontaktanschluss zur Herstellung einer flächigen elektrischen Verbindung zu dem zweiten Spannungspotential. Dabei ist das zweite Halbleiterbauelement über den zweiten elektrischen Oberflächenkontaktanschluss mit der ersten Oberfläche der vierten Stromschiene elektrisch und vorzugsweise auch thermisch leitend, ausgedehnt flächig und mechanisch verbunden . In this case, the first semiconductor component has a third electrical surface contact connection on the second surface for producing an extensive planar electrical connection to the third voltage potential. About this third electrical surface contact terminal, the first semiconductor device with the first surface of the third busbar is electrically and preferably thermally conductive, extensive flat and mechanically connected. According to a further preferred embodiment, the power module has a fourth busbar made of an electrically and preferably also thermally conductive material having a first surface for forwarding the second voltage potential. The second semiconductor component comprises a second surface opposite the first surface with a second electrical surface contact connection for producing a planar electrical connection to the second voltage potential. In this case, the second semiconductor component via the second electrical surface contact connection with the first surface of the fourth busbar is electrically and preferably also thermally conductive, extensively flat and mechanically connected.
Die beiden zuletzt genannten Ausgestaltungen bieten den Vorteil, dass das Leistungsmodul dank der überlagerten und flächigenThe two last-mentioned embodiments offer the advantage that the power module thanks to the superimposed and planar
Anordnung der vier Stromschienen insgesamt eine noch geringere parasitäre Verbindungsinduktivität aufweist, als wenn die Stromschienen nicht übereinander sondern nebeneinander angeordnet wären. Arrangement of the four busbars overall has a still lower parasitic connection inductance than if the busbars were not arranged one above the other but next to each other.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die zweite und die vierte Stromschiene miteinander einstückig ausgebildet. Dabei weist diese einstückig ausgebildete Stromschiene in Richtung entlang und insbesondere parallel zu den Oberflächen der Stromschiene betrachtet einen U- oder Y-förmigen Querschnitt auf. Stromschienen können in den Bereichen, die Stromanschlüsse zu externen Schaltungseinheiten bilden, stanztechnisch so geformt sein, dass alle dieser Bereiche auf einer Ebene befinden, was vorteilhaft für eventuelle weitere Fertigungsprozesse ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das erste Halbleiterbauelement als ein gehäuseloser Halbleiterschalter, wie zum Beispiel ein MOSFET-Schalter Metall-Oxid-Halbleiter- Feldeffekt-Transistor) oder ein IGBT-Schalter (Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode), ausgebildet. Vorzugsweise ist das zweite Halbleiterbauelement als eine gehäuselose Halb¬ leiterdiode ausgebildet. Hierbei wird ferner als ein „gehäuse- loses" Halbleiterbauelement ein so genanntes „nacktes" Halb¬ leiterbauelement ohne einbettendes Gehäuse bezeichnet, das als ein Nackt-Chip (auf Englisch „Bar Die") ausgebildet ist. According to a further preferred embodiment, the second and the fourth busbar are integrally formed with each other. In this case, this integrally formed busbar in the direction along and in particular parallel to the surfaces of the busbar considered a U- or Y-shaped cross-section. Busbars can in the areas that form electrical connections to external circuit units, punching technology so be shaped so that all of these areas are on one level, which is advantageous for any further manufacturing processes. According to a further preferred refinement, the first semiconductor component is designed as a housing-free semiconductor switch, such as, for example, a metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) switch or an IGBT switch (insulated-gate bipolar transistor). Preferably, the second semiconductor device is designed as a housing-less semiconductor ¬ diode. Here, it is also referred to as a "housing-less" semiconductor device, a so-called "naked" ¬ semi-conductor device without embedding the housing ( "bar" in English) is formed as a bare chip.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die elek- trisch leitenden, ausgedehnt flächigen und mechanischen Verbindungen zwischen den Stromschienen und den Halbleiterbauelementen als flächige Lötverbindungen, flächige Schweißverbindungen, flächige Klebeverbindungen oder flächige Sinterverbindungen ausgeführt. According to a further preferred embodiment, the electrically conductive, extensive planar and mechanical connections between the busbars and the semiconductor devices are designed as flat solder joints, flat welded joints, flat adhesive joints or flat sintered joints.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Stromrichter zur Bereitstellung von zumindest einem Phasenstrom für eine elektrische Maschine bereitgestellt, der ein oben beschriebenes Leistungsmodul aufweist. Dabei sind die zweite und die vierte Stromschiene des Leistungsmoduls zum Weiterleiten des Phasenstroms an die elektrische Maschine ausgebildet und mit einer Wicklung der elektrischen Maschine elektrisch leitend verbunden . Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Antriebsanordnung zum Antreiben eines Fahrzeugs, insbesondere eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs , mit einer elektrischen Maschine bereitgestellt, wobei die Antriebsanordnung einen Stromrichter zur Bereitstellung von zumindest einem Phasenstrom für eine elektrische Maschine aufweist, wobei der Stromrichter ein oben beschriebenes Leistungsmodul umfasst. Dabei sind die zweite und die vierte Stromschiene des Leistungsmoduls zum Weiterleiten des Phasenstroms an die elektrische Maschine 0 According to a second aspect of the present invention, there is provided a power converter for providing at least one phase current for an electric machine having a power module as described above. In this case, the second and the fourth busbar of the power module for forwarding the phase current to the electrical machine are formed and electrically conductively connected to a winding of the electrical machine. According to a third aspect of the present invention, a drive arrangement for driving a vehicle, in particular a hybrid or electric vehicle, is provided with an electric machine, wherein the drive arrangement comprises a power converter for providing at least one phase current for an electric machine, wherein the power converter is a top described power module comprises. In this case, the second and the fourth busbar of the power module for forwarding the phase current to the electrical machine 0
ausgebildet und mit einer Wicklung der elektrischen Maschine elektrisch leitend verbunden. formed and electrically connected to a winding of the electric machine.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des oben dargestellten Leis- tungsmoduls sind, soweit im Übrigen auf den oben genannten Stromrichter beziehungsweise auf die oben genannte Antriebs¬ anordnung übertragbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen des Stromrichters beziehungsweise der Antriebsanordnung anzusehen. Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung bezugnehmend auf die beiliegende Zeichnung näher er¬ läutert. Es zeigen: Advantageous aspects of the performance described above are processing module, where transferable for the rest to the aforementioned power converter or to the aforementioned drive ¬ arrangement, even as advantageous embodiments of the power converter or the drive assembly to look at. Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be with reference to the accompanying drawing, in which he ¬ explained. Show it:
Figur 1 in einem schematischen Schaltplan einen Teil einer Figure 1 in a schematic circuit diagram a part of a
Antriebsanordnung eines Fahrzeugs mit einem Drive arrangement of a vehicle with a
Stromrichter mit Leistungsmodulen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; Power converter with power modules according to an embodiment of the invention;
Figur 2A, 2B in einer schematischen Darstellung zwei Ober- flächen eines ersten Halbleiterbauelements eines2A, 2B in a schematic representation of two surfaces of a first semiconductor device of a
Leistungsmoduls der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform; Power module of the embodiment shown in Figure 1;
Figur 2C, 2D in einer schematischen Darstellung zwei Ober- flächen eines zweiten Halbleiterbauelements desFIG. 2C, 2D in a schematic illustration two surfaces of a second semiconductor component of FIG
Leistungsmoduls der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform; m einer schematischen Darstellung das Leis tungsmodul der in Figur 1 dargestellten Aus führungsform in einem mechanischen Aufbau. Power module of the embodiment shown in Figure 1; In a schematic representation, the power module of the embodiment shown in FIG. 1 is a mechanical structure.
Zunächst wird auf Figur 1 verwiesen, in der ein Teil einer Antriebsanordnung AA eines nicht dargestellten Fahrzeugs in einem schematischen Schaltplan vereinfacht dargestellt ist. Die Antriebsanordnung AA umfasst eine elektrische Maschine EM zum Vortrieb des Fahrzeugs und einen Stromrichter SR zum Bereit- stellen elektrischer Energie in Form von Phasenströmen Ip für die elektrische Maschine EM. Reference is first made to Figure 1, in which a part of a drive assembly AA of a vehicle, not shown, is shown simplified in a schematic circuit diagram. The drive arrangement AA comprises an electric machine EM for propulsion of the vehicle and a power converter SR for ready operation. provide electrical energy in the form of phase currents Ip for the electric machine EM.
Die elektrische Maschine EM ist in dieser Ausführungsform als eine Synchronmaschine ausgebildet und weist drei Wicklungen WK auf. Die drei Wicklungen WK der elektrischen Maschine EM sind jeweils über eine Phasenstromleitung PL mit dem Stromrichter SR elektrisch verbunden und erhält über diese drei Phasenstromleitungen PL von dem Stromrichter SR die Phasenströme Ip. The electric machine EM is designed in this embodiment as a synchronous machine and has three windings WK. The three windings WK of the electric machine EM are each electrically connected to the power converter SR via a phase current line PL and receives the phase currents Ip via these three phase power lines PL from the power converter SR.
Der Stromrichter SR ist in dieser Ausführungsform als eine B6-Brückenschaltung ausgebildet und umfasst drei weitgehend identisch ausgebildeten, zueinander in einer Parallelschaltung angeordneten Halbbrücken HB zwischen einer positiven Strom- Versorgungsleitung SL1 und einer negativen Stromversorgungsleitung SL2. The power converter SR is formed in this embodiment as a B6 bridge circuit and comprises three substantially identically formed, arranged in a parallel circuit half-bridges HB between a positive power supply line SL1 and a negative power supply line SL2.
Jede der drei Halbbrücken HB umfasst jeweils zwei Leistungsmodule LM, die jeweils auf einen positivspannungsseitigen Strompfad (auf Englisch „high-side") und somit zwischen der positivenEach of the three half-bridges HB comprises in each case two power modules LM, each of which is connected to a positive-voltage-side current path (in English "high-side") and thus between the positive
Stromversorgungsleitung SL1 und einer der Phasenstromleitung PL beziehungsweise auf einen negativspannungsseitigen Strompfad (auf Englisch „low-side") und somit zwischen einer der Pha¬ senstromleitung PL und der negativen Stromversorgungsleitung SL2 verteilt angeordnet sind. Die beiden Leistungsmodule LM je¬ weiliger Halbbrücke HB sind miteinander über einen Mittenan- schluss MA und mit einer der drei Phasenstromleitungen PL elektrisch verbunden. Der Stromrichter SR kann weitere Schaltungskomponenten, wie zum Beispiel Zwischenkreiskondensator, aufweisen, welche in einer einem Fachmann bekannten Weise zu einer allgemeinen Funktion des Stromrichters erforderlich sind, aber für eine Beschreibung der Erfindung nicht unbedingt relevant sind und daher hier nicht näher beschrieben werden. Power supply line SL1 and one of the phase current line PL or on a negative voltage side current path (in English "low-side") and thus distributed between one of the PHa ¬ Senstromleitung PL and the negative power supply line SL2.The two power modules LM each ¬ Weil half bridge HB are interconnected The power converter SR may comprise other circuit components, such as DC link capacitors, which are required in a manner known to a person skilled in the art for a general function of the power converter, but for a description of the invention are not necessarily relevant and therefore will not be described in detail here.
Die Leistungsmodule LM weisen jeweils einen ersten Stromanschluss ASl und einen zweiten Stromanschluss AS2 zur elektrischen Verbindung zu der positiven, der negativen Stromversorgungsleitung SL1, SL2 beziehungsweise den Phasenstromleitungen PL auf . Über den ersten Stromanschluss AS1 sind die im positivenThe power modules LM each have a first power connection ASl and a second power connection AS2 for electrical Connection to the positive, the negative power supply line SL1, SL2 and the phase current lines PL on. About the first power connection AS1 are in the positive
Strompfad angeordneten Leistungsmodule LM mit der positiven Stromversorgungsleitung SL1 elektrisch verbunden. Über den zweiten Stromanschluss AS2 sind diese Leistungsmodule LM jeweils mit einer der Phasenstromleitungen PL elektrisch verbunden. Current path arranged power modules LM electrically connected to the positive power supply line SL1. These power modules LM are each electrically connected to one of the phase current lines PL via the second current connection AS2.
Die im negativen Strompfad angeordneten Leistungsmodule LM sind über den ersten Stromanschluss AS1 mit dem jeweiligen zweiten Stromanschluss AS2 der im positiven Strompfad angeordneten Leistungsmodule LM der jeweiligen Halbrücke HB und der jeweiligen Phasenstromleitung PL elektrisch verbunden. Über den zweiten Stromanschluss AS2 sind die jeweiligen zweiten Leistungsmodule LM mit der negativen Stromversorgungsleitung SL2 elektrisch verbunden . Die Leistungsmodule LM der drei Halbbrücken HB sind zueinander weitgehend identisch ausgebildet. Zur besseren Verständlichkeit wird daher nahfolgend nur eins der Leistungsmodule LM bei¬ spielhaft näher beschrieben. Das Leistungsmodul LM umfasst jeweils einen normal leitenden n-Kanal-IGBT-Schalter als ein erstes Halbleiterbauelement Hl und eine Freilaufdiode als ein zweites Halbleiterbauelement H2 in einer Parallelschaltung. Der IGBT-Schalter Hl umfasst einen Kollektoranschluss C, einen Emitteranschluss E und einen Gateanschluss G. Dabei ist der Kollektoranschluss C über eine erste elektrische Verbindung Vll mit dem ersten Stromanschluss AS1 elektrisch verbunden. Der Emitteranschluss E ist über eine zweite elektrische Verbindung V12 mit dem zweiten Stromanschluss AS2 elektrisch verbunden. Der Gateanschluss G ist über eine dritte elektrische Verbindung V13 mit einem Signalanschluss AS3 elektrisch verbunden, wobei über diesen Signalanschluss AS3 jeweils ein Steuersignal an dem Gateanschluss G zu Ansteuern des IGBT-Schalters Hl bereitge¬ stellt wird. The power modules LM arranged in the negative current path are electrically connected via the first power connection AS1 to the respective second power connection AS2 of the power modules LM of the respective half bridge HB and the respective phase current line PL arranged in the positive current path. Via the second power connection AS2, the respective second power modules LM are electrically connected to the negative power supply line SL2. The power modules LM of the three half-bridges HB are formed substantially identical to each other. Therefore, for clarity only one of the power modules LM is described in detail in ¬ way of example nahfolgend. The power module LM respectively comprises a normally-conductive n-channel IGBT switch as a first semiconductor device Hl and a freewheeling diode as a second semiconductor device H2 in a parallel circuit. The IGBT switch Hl comprises a collector terminal C, an emitter terminal E and a gate terminal G. In this case, the collector terminal C is electrically connected to the first current terminal AS1 via a first electrical connection Vll. The emitter terminal E is electrically connected to the second power connection AS2 via a second electrical connection V12. The gate terminal G is electrically connected via a third electrical connection V13 to a signal terminal AS3, wherein via this signal terminal AS3 in each case a control signal at the Gateanschluss G for driving the IGBT switch Hl bereitge ¬ is.
Aus Figur 1 ist ersichtlich, dass der Stromrichter SR durch abwechselndes Ein- und Ausschalten der sechs IGBT-Schalter Hl der drei Halbleiterbrücken HB mittels der Steuersignale einen von einer in Figur nicht dargestellten elektrischen Energiequelle über die Stromversorgungsleitungen SL1, SL2 bereitgestellten Gleichstrom in einer dem Fachmann bekannten Weise in drei Phasenströmen IP umwandelt und diese Phasenströme IP über die drei Phasenstromleitungen PL in die Wicklungen WK der elektrischen Maschine EM zum deren Betrieb einspeist. From Figure 1 it can be seen that the converter SR by alternately turning on and off the six IGBT switch Hl of the three semiconductor bridges HB by means of the control signals from a not shown in Figure electrical energy source via the power supply lines SL1, SL2 DC in a specialist known manner in three phase currents converts IP and feeds these phase currents IP via the three phase power lines PL in the windings WK of the electric machine EM for their operation.
Die Freilaufdiode H2 umfasst einen Kathodenanschluss K und einen Anodenanschluss A. Dabei ist der Kathodenanschluss K über eine erste elektrische Verbindung V21 mit dem ersten Stromanschluss AS1 elektrisch verbunden. Der Anodenanschluss A ist über eine zweite elektrische Verbindung V22 mit dem zweiten Stromanschluss AS2 elektrisch verbunden. The freewheeling diode H2 comprises a cathode terminal K and an anode terminal A. In this case, the cathode terminal K is electrically connected via a first electrical connection V21 to the first electrical connection AS1. The anode terminal A is electrically connected to the second power terminal AS2 via a second electrical connection V22.
Die Freilaufdiode H2 dient zum Abführen parasitärer Indukti¬ onsströme aus der elektrischen Maschine EM an die Stromversorgungsleitungen SL1, SL2, die während des Betriebs der elektrischen Maschine EM in den Wicklungen WK entstehen. The freewheeling diode H2 is used for discharging parasitic Indukti ¬ onsströme from the electric machine EM to the power supply lines SL1, SL2, which arise during operation of the electric machine EM in the windings WK.
Ein mechanischer Aufbau der Leistungsmodule LM, insbesondere die schaltungstechnische Anordnung des IGBT-Schalters Hl und der Freilaufdiode H2 der jeweiligen Leistungsmodule LM sowie elektrische Verbindungen zwischen dem IGBT-Schalter Hl und der Freilaufdiode H2 und zu dem jeweiligen ersten und dem zweiten Stromanschluss AS1, AS2 sowie dem Steuersignalanschluss AS3, wird nachfolgend anhand von Figuren 2A, 2B, 2C, 2D und 3 näher beschrieben . Zunächst wird auf Figuren 2A, 2B, 2C, 2D verwiesen, die jeweils eine Oberseite, also eine erste Oberfläche Oll, und eine Un¬ terseite, nämlich eine zweite Oberfläche 012, des IGBT-Schalters Hl und eine Oberseite, also eine erste Oberfläche 021, und eine Unterseite, nämlich eine zweite Oberfläche 022, der Frei¬ laufdiode H2 in jeweiliger Draufsicht schematisch darstellen. A mechanical structure of the power modules LM, in particular the circuit arrangement of the IGBT switch Hl and the freewheeling diode H2 of the respective power modules LM and electrical connections between the IGBT switch Hl and the freewheeling diode H2 and to the respective first and second power connections AS1, AS2 and the control signal terminal AS3, will be described below with reference to Figures 2A, 2B, 2C, 2D and 3 in more detail. First, 2B, 2C is made to Figures 2A, referred 2D, each having a top surface, that is a first surface Oll, and Un ¬ underside, namely, a second surface 012, the IGBT switch Hl and a top side, that is a first surface 021 , and a Bottom, namely a second surface 022, the free ¬ running diode H2 schematically represent in each plan view.
Dabei sind der IGBT-Schalter Hl und die Freilaufdiode H2 unter anderem zur Reduzierung des erforderlichen Bauraumes desIn this case, the IGBT switch Hl and the freewheeling diode H2 among other things to reduce the required installation space of the
Stromrichters SR als gehäuselose „nackte" Halbleiterbauelemente ausgeführt . Power converter SR designed as a housing-free "bare" semiconductor devices.
Der IGBT-Schalter Hl weist - wie in Figur 2A ersichtlich - auf der ersten Oberfläche Oll einen ersten elektrischen Oberflä- chenkontaktanschluss KU auf, der den in Figur 1 dargestellten Kollektoranschluss C des IGBT-Schalters Hl ausbildet. Auf der zweiten, der ersten Oberfläche Oll gegenüber liegenden Oberfläche 012 weist der IGBT-Schalter Hl - wie in Figur 2B er- sichtlich - einen zweiten elektrischen Oberflächenkontaktanschluss K12 als den in Figur 1 dargestellten Emitteranschluss E und einen dritten elektrischen Oberflächenkontaktanschluss K13 als den in Figur 1 dargestellten Gateanschluss G auf. Die Freilaufdiode H2 weist - wie in Figur 2C ersichtlich - auf der ersten Oberfläche 021 einen ersten elektrischen Oberflä- chenkontaktanschluss K21 auf, der den in Figur 1 dargestellten Kathodenanschluss K der Freilaufdiode H2 ausbildet. Auf der zweiten, der ersten Oberfläche 021 gegenüber liegenden Ober- fläche 022 weist die Freilaufdiode H2 - wie in Figur 2D er¬ sichtlich - einen zweiten elektrischen Oberflächenkontaktanschluss K22 als den in Figur 1 dargestellten Anodenanschluss A auf . Die Oberflächenkontaktanschlüsse KU, K12, K13 beziehungsweise K21, K22 des IGBT-Schalters Hl und der Freilaufdiode H2 sind ausgedehnt flächig ausgeführt, sodass diese die nahezu gesamten Oberflächen Oll, 012 beziehungsweise 021, 022 des IGBT-Schalters Hl und der Freilaufdiode H2 abdecken. As can be seen in FIG. 2A, the IGBT switch H1 has on the first surface Oll a first electrical surface contact terminal KU, which forms the collector terminal C of the IGBT switch H1 shown in FIG. On the second surface 012 lying opposite the first surface Oll, the IGBT switch H1, as shown in FIG. 2B, has a second electrical surface contact terminal K12 as the emitter terminal E shown in FIG. 1 and a third electrical surface contact terminal K13 as the one shown in FIG 1 gate terminal G on. The free-wheeling diode H2 has-as can be seen in FIG. 2C-a first electrical surface contact terminal K21 on the first surface 021, which forms the cathode terminal K of the free-wheeling diode H2 shown in FIG. On the second, the first surface 021 opposite surface 022, the free-wheeling diode H2 - as shown in Figure 2D it clearly ¬ - a second surface electrical contact terminal K22 as shown in Figure 1 the anode terminal A. The surface contact terminals KU, K12, K13 or K21, K22 of the IGBT switch Hl and the freewheeling diode H2 are designed extensively flat so that they cover almost the entire surfaces Oll, 012 or 021, 022 of the IGBT switch Hl and the freewheeling diode H2.
Nachfolgend wird auf Figur 3 verwiesen, die einen mechanischen Aufbau des Leistungsmoduls LM samt einer ersten Kühleinheit KEl und einer zweiten Kühleinheit KE2 in einer schematischen Querschnittdarstellung senkrecht zur Oberfläche Oll des Reference is made below to FIG. 3, which shows a mechanical structure of the power module LM together with a first cooling unit KE1 and a second cooling unit KE2 in a schematic Cross-sectional view perpendicular to the surface Oll des
IGBT-Schalters Hl des Leistungsmoduls LM zeigt. IGBT switch Hl of the power module LM shows.
Gemäß Figur 3 ist das Leistungsmodul LM zwischen der ersten und der zweiten Kühleinheit KE1, KE2 angeordnet und umfasst eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Stromschiene SSI, SS2, SS3 und SS4 sowie einen in Figuren 2A und 2B dargestellten IGBT-Schalter Hl und eine in Figuren 2C und 2D dargestellte Freilaufdiode H2, welche zueinander schichtweise überlagernd angeordnet sind. According to FIG. 3, the power module LM is arranged between the first and the second cooling units KE1, KE2 and comprises a first, a second, a third and a fourth busbar SSI, SS2, SS3 and SS4 as well as an IGBT switch illustrated in FIGS. 2A and 2B Hl and one shown in Figures 2C and 2D freewheeling diode H2, which are arranged layer by layer overlying.
Dabei sind die erste elektrische Verbindung Vll von dem IGBT- Schalter Hl zu dem ersten Stromanschluss AS1 und die erste elektrische Verbindung V21 von der Freilaufdiode H2 zu dem ersten Stromanschluss AS1 des Leistungsmoduls LM mittels der ersten Stromschiene SSI realisiert. Die erste Stromschiene SSI weist dabei eine erste Oberfläche 031 und eine zweite, der ersten Oberfläche 031 gegenüber liegende Oberfläche 032 auf. Auf der ersten Oberfläche 031 der ersten Stromschiene SSI ist der IGBT-Schalter Hl mit dessen ersten Oberfläche Oll der ersten Stromschiene SSI zugewandt angeordnet. Dabei ist der erste Oberflächenkontaktanschluss K21 also der Kollektoranschluss C des IGBT-Schalters Hl über eine Lötverbindung LV mit der ersten Stromschiene SSI elektrisch und thermisch leitend und mechanisch verbunden. Auf der zweiten Oberfläche 032 der ersten Stromschiene SSI ist die Freilaufdiode H2 mit deren ersten Oberfläche 021 der ersten Stromschiene SSI zugewandt und dem IGBT-Schalter Hl gegenüber liegend angeordnet. Dabei ist der erste Oberflächen¬ kontaktanschluss K21 beziehungsweise der Kathodenanschluss K der Freilaufdiode H2 ebenfalls über eine Lötverbindung LV mit der ersten Stromschiene SSI elektrisch und thermisch leitend und mechanisch verbunden. In this case, the first electrical connection V11 from the IGBT switch H1 to the first power connection AS1 and the first electrical connection V21 from the freewheeling diode H2 to the first power connection AS1 of the power module LM are realized by means of the first power rail SSI. In this case, the first busbar SSI has a first surface 031 and a second surface 032 lying opposite the first surface 031. On the first surface 031 of the first busbar SSI, the IGBT switch H1 is arranged with its first surface Oll facing the first busbar SSI. In this case, the first surface contact terminal K21, that is to say the collector terminal C of the IGBT switch H1, is electrically and thermally conductively and mechanically connected to the first busbar SSI via a solder connection LV. On the second surface 032 of the first busbar SSI, the freewheeling diode H2, with its first surface 021, faces the first busbar SSI and is arranged opposite the IGBT switch Hl. In this case, the first surface ¬ contact terminal K21 and the cathode terminal K of the freewheeling diode H2 is also electrically and thermally conductively and mechanically connected via a solder joint LV with the first busbar SSI.
Ein freiliegender Teil der ersten Stromschiene SSI ist in Richtung zu der ersten Kühleinheit KE1 hin abgeboben und weist in Blickrichtung des Betrachters dieser Figur betrachtet, einen U-förmigen Querschnitt auf und umfasst einen freiliegenden Endbereich SB11 und einen vergleichsweise näher zu der ersten Kühleinheit KE1 befindlichen Mittelbereich SB12. Über den Mittelbereich SB12 ist die erste Stromschiene SSI mit einer ersten Oberfläche 071 der ersten Kühleinheit KE1 mittels einer dielektrischen Wärmeleitpaste WP thermisch leitend und elek- trisch isolierend und mechanisch verbunden. Der Endbereich SB11 der ersten Stromschiene bildet den ersten Stromanschluss AS1 des Leistungsmoduls LM aus, über den die erste Stromschiene SSI mit der positiven Stromversorgungsleitung SL1 beziehungsweise einer der Phasenstromleitung PL elektrisch verbunden wird und über den ein erstes, an der positiven Stromversorgungsleitung SL1 anliegendes Spannungspotential Φ1 an dem jeweiligen ersten Ober- flächenkontaktanschluss KU, K21 des IGBT-Schalters Hl und der Freilaufdiode H2 angelegt wird. An exposed part of the first bus bar SSI is slid toward the first cooling unit KE1, and has a U-shaped cross section as seen by the observer of this figure, and has an exposed end portion SB11 and a comparatively closer to the first one Cooling unit KE1 located central area SB12. The first busbar SSI with a first surface 071 of the first cooling unit KE1 is thermally conductively and electrically insulating and mechanically connected via the central area SB12 by means of a dielectric heat conducting paste WP. The end region SB11 of the first busbar forms the first current terminal AS1 of the power module LM, via which the first busbar SSI is electrically connected to the positive power supply line SL1 or one of the phase current line PL and via the first, applied to the positive power supply line SL1 voltage potential Φ1 the respective first surface contact terminal KU, K21 of the IGBT switch Hl and the freewheeling diode H2 is applied.
Die zweite Stromschiene SS2 ist auf der zweiten Oberfläche 012 des IGBT-Schalters Hl angeordnet und weist eine erste Oberfläche 041 und eine zweite, der ersten Oberfläche 041 gegenüber liegende Oberfläche 042 auf. Über die erste Oberfläche 041 ist die zweite Stromschiene SS2 mit dem zweiten Oberflächenkontaktanschluss K12 und somit mit dem Emitteranschluss E des IGBT-Schalters Hl mittels einer Lötverbindung LV elektrisch und thermisch leitend und mechanisch verbunden. Über die zweite Oberfläche 042 ist die zweite Stromschiene SS2 mit der zweiten Kühleinheit KE2 mittels einer weiteren dielektrischen Wärmeleitpaste WP thermisch leitend aber elektrisch isolierend und mechanisch verbunden. The second busbar SS2 is disposed on the second surface 012 of the IGBT switch H1 and has a first surface 041 and a second surface 042 opposite the first surface 041. Via the first surface 041, the second busbar SS2 is electrically and thermally conductively and mechanically connected to the second surface contact terminal K12 and thus to the emitter terminal E of the IGBT switch H1 by means of a solder connection LV. Via the second surface 042, the second busbar SS2 with the second cooling unit KE2 by means of another dielectric Wärmeleitpaste WP thermally conductive but electrically insulating and mechanically connected.
Die dritte Stromschiene SS3 ist ebenfalls auf der zweiten Oberfläche 012 des IGBT-Schalters Hl angeordnet und weist eine erste Oberfläche 051 und eine zweite, der ersten Oberfläche 051 gegenüber liegende Oberfläche 052 auf. Dabei ist die dritteThe third busbar SS3 is likewise arranged on the second surface 012 of the IGBT switch H1 and has a first surface 051 and a second surface 052 facing the first surface 051. Here is the third
Stromschiene SS3 über die erste Oberfläche 051 mit dem dritten Oberflächenkontaktanschluss K13 beziehungsweise dem Gatean- schluss G des IGBT-Schalters Hl mittels einer Lötverbindung LV elektrisch und thermisch leitend und mechanisch verbunden. Über die zweite Oberfläche 052 ist die dritte Stromschiene SS3 mit der zweiten Kühleinheit KE2 mittels einer dielektrischen Wärmeleitpaste thermisch leitend aber elektrisch isolierend und mechanisch verbunden. Ein freiliegender, nicht mit dem IGBT-Schalter Hl abgedeckter Bereich der dritten Stromschiene SS3 ist von der zweiten Kühleinheit KE2 weggehend gebogen und weist einen freiliegenden Endabschnitt, der den Signalanschluss AS3 des Leistungsmoduls LM ausbildet, an dem das Steuersignal zum Ansteuern des IGBT-Schal- ters Hl angelegt wird. Conductor rail SS3 via the first surface 051 with the third surface contact terminal K13 and the gate G of the IGBT switch Hl electrically and thermally conductively and mechanically connected by means of a solder joint LV. Via the second surface 052, the third busbar SS3 with the second cooling unit KE2 by means of a dielectric Wärmeleitpaste thermally conductive but electrically insulating and mechanically connected. An exposed region of the third busbar SS3 not covered by the IGBT switch Hl is bent away from the second cooling unit KE2 and has an exposed end section which forms the signal terminal AS3 of the power module LM to which the control signal for driving the IGBT switch ters Hl is created.
Die vierte Stromschiene SS4 ist auf der zweiten Oberfläche 022 der Freilaufdiode H2 angeordnet und weist eine erste Oberfläche 061 und eine zweite, der ersten Oberfläche 061 gegenüber liegende Oberfläche 062 auf. Dabei ist die vierte Stromschiene SS4 über die erste Oberfläche 061 mit dem zweiten Oberflächenkontakt- anschluss K22 beziehungsweise dem Anodenanschluss A der Frei¬ laufdiode H2 mittels einer Lötverbindung LV elektrisch und thermisch leitend und mechanisch verbunden. The fourth busbar SS4 is arranged on the second surface 022 of the freewheeling diode H2 and has a first surface 061 and a second surface 062 lying opposite the first surface 061. The fourth power rail SS4 over the first surface 061 to the second surface contact connection K22 or the anode terminal A of the free-wheeling diode ¬ H2 by means of a solder joint LV electrically and thermally conductive and mechanically connected.
Freiliegende und nicht von dem IGBT-Schalter Hl oder der Freilaufdiode H2 abgedeckte Bereiche der zweiten und der vierten Stromschiene SS2, SS4 sind sich aufeinander zubewegend abgeboben und weisen j eweils einen Endabschnitt SB21 , SB41, die miteinander über eine Lötverbindung LV elektrisch verbunden sind und somit einen gemeinsamen Endbereich ausbilden. Dieser gemeinsame Endbereich bildet den zweiten Stromanschluss AS2 des Leistungs¬ moduls LM aus, über den die zweite und die vierte Stromschiene SS2, SS4 mit einer der Phasenstromleitungen PL beziehungsweise der negativen Stromversorgungsleitung SL2 elektrisch verbunden werden. Alternativ können die zweite und die vierte Stromschiene SS2, SS4 einstückig ausgebildet sein. Die erste Kühleinheit KE1 ist auf der vierten Stromschiene SS4 angeordnet und mit der zweiten Oberfläche 062 der vierten Stromschiene SS4 über eine erste Oberfläche 071 und mittels zum Beispiel einer weiteren Wärmeleitpaste WP thermisch leitend aber elektrisch isolierend und mechanisch verbunden. Die erste Kühl- einheit KE1 ist auf einer zweiten, der ersten Oberfläche 071 gegenüber liegenden Oberfläche 072 mit oberflächenvergrößernden Kühlrippen KR versehen, welche die von dem Leistungsmodul LM aufgenommene Wärme effizienter in die Umgebung abführen können. Die zweite Kühleinheit KE2 ist auf der zweiten und der dritten Stromschiene SS2, SS3 angeordnet und mit der zweiten Oberfläche 042 der zweiten Stromschiene SS2 und der zweiten Oberfläche 052 der dritten Stromschiene SS3 über eine erste Oberfläche 081 und mittels zum Beispiel einer weiteren Wärmeleitpaste WP thermisch leitend aber elektrisch isolierend und mechanisch verbunden. Die zweite Kühleinheit KE2 weist auf einer zweiten, der ersten Oberfläche 081 gegenüber liegenden Oberfläche 082 oberflä¬ chenvergrößernde Kühlrippen KR auf, welche die von dem Leis- tungsmodul LM aufgenommene Wärme effizienter in die Umgebung abführen können. Exposed and not covered by the IGBT switch Hl or the freewheeling diode H2 areas of the second and fourth busbar SS2, SS4 are pushed towards each other moving and each have an end portion SB21, SB41, which are electrically connected to each other via a solder joint LV and thus form a common end region. This common end region forms the second current terminal of the power AS2 ¬ module LM from over which the second and the fourth current rail SS2, SS4 are electrically connected to a phase of the power lines PL or the negative power source line SL2. Alternatively, the second and the fourth busbar SS2, SS4 may be integrally formed. The first cooling unit KE1 is arranged on the fourth busbar SS4 and is thermally conductively but electrically insulating and mechanically connected to the second surface 062 of the fourth busbar SS4 via a first surface 071 and by means of, for example, a further thermal compound WP. The first cooling unit KE1 is provided with surface-enlarging cooling ribs KR on a second surface 072 lying opposite the first surface 071, which can dissipate the heat absorbed by the power module LM more efficiently into the environment. The second cooling unit KE2 is arranged on the second and the third busbar SS2, SS3 and with the second surface 042 of the second busbar SS2 and the second surface 052 of the third busbar SS3 via a first surface 081 and by means of, for example, another thermal paste WP thermally conductive but electrically insulating and mechanically connected. The second cooling unit KE2 has on a second, the first surface 081 opposite surface 082 oberflä ¬ chenvergrößernde cooling fins KR, which can dissipate the heat absorbed by the power module LM heat more efficiently in the environment.

Claims

Leistungsmodul (LM) für einen Stromrichter (SR) , das folgendePower module (LM) for a power converter (SR), the following
Merkmale aufweist: Features include:
eine erste Stromschiene (SSI) mit einer ersten Ober¬ fläche (031) und einer zweiten, der ersten Oberfläche (031) gegenüber liegenden Oberfläche (032), a first power rail (SSI) with a first upper ¬ surface (031) and a second, the first surface (031) opposite surface (032),
ein erstes Halbleiterbauelement (Hl) auf der ersten Oberfläche (031) der ersten Stromschiene (SSI), das eine erste Oberfläche (011) mit einem ersten elektrischen Oberflächenkontaktanschluss (KU) aufweist, und über den ersten Oberflächenkontaktanschluss (KU) mit der ersten Oberfläche (031) der ersten Stromschiene (SSI) elektrisch leitend, flächig und mechanisch verbunden ist, und  a first semiconductor device (HI) on the first surface (031) of the first bus bar (SSI) having a first surface (011) with a first surface contact electrical contact (KU) and the first surface contact terminal (KU) with the first surface (H) 031) of the first busbar (SSI) is electrically conductive, planar and mechanically connected, and
ein zweites Halbleiterbauelement (H2) auf der zweiten Oberfläche (032) der ersten Stromschiene (SSI), das eine erste Oberfläche (021) mit einem ersten elektrischen Oberflächenkontaktanschluss (K21) aufweist, und über den ersten Oberflächenkontaktanschluss (K21) des zweiten Halbleiterbauelements (H2) mit der zweiten Oberfläche (032) der ersten Stromschiene (SSI) elektrisch leitend, flächig und mechanisch verbunden ist .  a second semiconductor device (H2) on the second surface (032) of the first bus bar (SSI) having a first surface (021) with a first electrical surface contact terminal (K21) and the first surface contact terminal (K21) of the second semiconductor device (H2 ) is electrically conductively, flatly and mechanically connected to the second surface (032) of the first busbar (SSI).
Leistungsmodul (LM) nach Anspruch 1, das ferner folgende Merkmale aufweist: The power module (LM) of claim 1, further comprising:
eine zweite Stromschiene (SS2) mit einer ersten  a second bus bar (SS2) with a first
Oberfläche (041),  Surface (041),
das erste Halbleiterbauelement (Hl) eine zweite, der ersten Oberfläche (011) gegenüber liegende Oberfläche (012) mit einem zweiten elektrischen Oberflächenkontaktanschluss (K12) aufweist, und über den zweiten Oberflächenkontaktanschluss (K12) mit der ersten Oberfläche (041) der zweiten Stromschiene (SS2) elektrisch leitend, flächig und mechanisch verbunden ist . Leistungsmodul (LM) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem zumindest eine im Falle des Anspruchs 1 der ersten (SSI) und im Falle des Anspruchs 2 der zweiten (SS2) Stromschiene einen ersten Bereich (SB11, SB21) aufweist, über den die zumindest eine Stromschiene (SSI, SS2) mit einer elektrischen Einheit (SLl, PL) elektrisch leitend, flächig und mechanisch verbindbar ist . the first semiconductor device (Hl) has a second surface (012) opposite the first surface (011) with a second electrical surface contact terminal (K12) and the second surface contact terminal (K12) having the first surface (041) of the second busbar (K) SS2) is electrically conductive, flat and mechanically connected. Power module (LM) according to claim 1 or 2, wherein at least one in the case of claim 1 of the first (SSI) and in the case of claim 2 of the second (SS2) bus bar, a first region (SB11, SB21) over which the at least a busbar (SSI, SS2) with an electrical unit (SLL, PL) is electrically conductive, planar and mechanically connectable.
Leistungsmodul (LM) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die erste Stromschiene (SSI) einen zweiten Bereich (SB12) aufweist, über den die erste Stromschiene (SSI, SS2) mit einer Kühleinheit (KE1) thermisch leitend, elektrisch isolierend, flächig und mechanisch verbindbar ist. Power module (LM) according to one of the preceding claims, in which the first busbar (SSI) has a second region (SB12) via which the first busbar (SSI, SS2) with a cooling unit (KE1) thermally conductive, electrically insulating, planar and mechanically connectable.
Leistungsmodul (LM) nach einem der vorangehenden Ansprüche, das ferner folgende Merkmale aufweist: Power module (LM) according to one of the preceding claims, further comprising:
- eine dritte Stromschiene (SS3) mit einer ersten Ober¬ fläche (051), - a third current rail (SS3) having a first upper ¬ surface (051),
- das erste Halbleiterbauelement (Hl) auf der zweiten Oberfläche (012) einen dritten elektrischen Oberflä- chenkontaktanschluss (K13) aufweist, und über den dritten elektrischen Oberflächenkontaktanschluss (K13) mit der ersten Oberfläche (051) der dritten Stromschiene (SS3) elektrisch leitend, flächig und mechanisch verbunden ist .  the first semiconductor component (H1) has a third electrical surface contact terminal (K13) on the second surface (012) and is electrically conductive via the third electrical surface contact terminal (K13) to the first surface (051) of the third busbar (SS3), flat and mechanically connected.
Leistungsmodul (LM) nach einem der vorangehenden Ansprüche, das ferner folgende Merkmale aufweist: Power module (LM) according to one of the preceding claims, further comprising:
eine vierte Stromschiene (SS4) mit einer ersten  a fourth busbar (SS4) with a first
Oberfläche (061),  Surface (061),
das zweite Halbleiterbauelement (H2) eine zweite, der ersten Oberfläche (021) gegenüber liegende Oberfläche (022) mit einem zweiten elektrischen Oberflächenkontaktanschluss (K22) aufweist, und über den zweiten elektrischen Oberflächenkontaktanschluss (K22) mit der ersten Oberfläche (061) der vierten Stromschiene (SS4) elektrisch leitend, flächig und mechanisch verbunden ist . the second semiconductor device (H2) has a second surface (022) opposite the first surface (021) with a second electrical surface contact terminal (K22) and the second surface electrical contact (K22) with the first surface (061) of the fourth busbar (SS4) is electrically conductive, planar and mechanically connected.
7. Leistungsmodul (LM) nach Anspruch 6, bei dem die zweite Stromschiene (SS2) und die vierte Stromschiene (SS4) einstückig ausgebildet sind. 7. power module (LM) according to claim 6, wherein the second busbar (SS2) and the fourth busbar (SS4) are integrally formed.
8. Leistungsmodul (LM) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem 8. Power module (LM) according to one of the preceding claims, in which
- das erste Halbleiterbauelement (Hl) als ein gehäuseloser Halbleiterschalter ausgebildet ist, und/oder  - The first semiconductor device (Hl) is designed as a caseless semiconductor switch, and / or
- das zweite Halbleiterbauelement (H2) als eine gehäuselose Halbleiterdiode ausgebildet ist.  - The second semiconductor device (H2) is designed as a housing-less semiconductor diode.
9. Stromrichter (SR) zur Bereitstellung von zumindest einem Phasenstrom für eine elektrische Maschine (EM) mit einem Leistungsmodul (LM) nach einem der vorangehenden Ansprüche. 9. power converter (SR) for providing at least one phase current for an electric machine (EM) with a power module (LM) according to one of the preceding claims.
10. Antriebsanordnung (AA) zum Antreiben eines Fahrzeugs mit einer elektrischen Maschine (EM) , wobei die Antriebsanordnung (AA) einen Stromrichter (SR) zur Bereitstellung von zumindest einem Phasenstrom für eine elektrische Maschine (EM) aufweist, wobei der Stromrichter (SR) ein Leis¬ tungsmodul (LM) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8 umfasst. 10. Drive arrangement (AA) for driving a vehicle with an electric machine (EM), wherein the drive arrangement (AA) has a power converter (SR) for providing at least one phase current for an electrical machine (EM), wherein the power converter (SR) comprises a Leis ¬ processing module (LM) according to one of the preceding claims 1 to eighth
EP14722569.2A 2013-04-25 2014-04-17 Power module, power converter and drive arrangement with a power module Ceased EP2989868A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013207507.3A DE102013207507B3 (en) 2013-04-25 2013-04-25 Power module, power converter and drive arrangement with a power module
PCT/EP2014/057875 WO2014173801A1 (en) 2013-04-25 2014-04-17 Power module, power converter and drive arrangement with a power module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2989868A1 true EP2989868A1 (en) 2016-03-02

Family

ID=50685868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP14722569.2A Ceased EP2989868A1 (en) 2013-04-25 2014-04-17 Power module, power converter and drive arrangement with a power module

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10027094B2 (en)
EP (1) EP2989868A1 (en)
JP (1) JP2016523069A (en)
CN (1) CN105325066A (en)
DE (1) DE102013207507B3 (en)
WO (1) WO2014173801A1 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013207507B3 (en) 2013-04-25 2014-07-24 Conti Temic Microelectronic Gmbh Power module, power converter and drive arrangement with a power module
DE102015113503A1 (en) 2015-08-14 2017-02-16 Schweizer Electronic Ag Electronic switching element and modular power converter
CN108631610A (en) * 2017-03-20 2018-10-09 上海骐宏电驱动科技有限公司 Stacking-type inverter
FR3074011B1 (en) * 2017-11-21 2019-12-20 Safran Electronics & Defense ELECTRIC POWER MODULE
DE102018104972B4 (en) * 2018-03-05 2022-06-23 Schweizer Electronic Ag Printed circuit board element with an integrated electronic switching element, power converter and method for producing a printed circuit board element
US20200168533A1 (en) * 2018-11-26 2020-05-28 Texas Instruments Incorporated Multi-die package with multiple heat channels
EP3739624A1 (en) * 2019-05-13 2020-11-18 Infineon Technologies Austria AG Semiconductor arrangement with a compressible contact element encapsulated between two carriers and corresponding manufacturing method
US11967899B2 (en) 2020-05-22 2024-04-23 Marel Power Solutions Fluid cooled inverter

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002208673A (en) 2001-01-10 2002-07-26 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device and power module
JP4140238B2 (en) 2001-12-26 2008-08-27 トヨタ自動車株式会社 Semiconductor module bonding structure
JP3847676B2 (en) * 2002-07-15 2006-11-22 三菱電機株式会社 Power semiconductor device
JP2005072204A (en) * 2003-08-22 2005-03-17 Seiko Epson Corp Semiconductor package, method of manufacturing electronic apparatus and the same
JP4438489B2 (en) 2004-04-13 2010-03-24 富士電機システムズ株式会社 Semiconductor device
JP2005340639A (en) 2004-05-28 2005-12-08 Toyota Industries Corp Semiconductor device and three-phase inverter device
JP2006049542A (en) 2004-08-04 2006-02-16 Toyota Motor Corp Power module
JP4973059B2 (en) * 2006-08-09 2012-07-11 日産自動車株式会社 Semiconductor device and power conversion device
JP2009043820A (en) 2007-08-07 2009-02-26 Rohm Co Ltd High-efficiency module
JP5407198B2 (en) * 2008-07-02 2014-02-05 富士電機株式会社 Power module for power converter
JP2010034350A (en) * 2008-07-30 2010-02-12 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor device
JP5253430B2 (en) * 2009-03-23 2013-07-31 株式会社豊田中央研究所 Power module
DE102011008952A1 (en) 2011-01-19 2012-07-19 Texas Instruments Deutschland Gmbh Multi-chip module, method of operating the same and DC / DC converter
KR101289196B1 (en) * 2011-09-14 2013-07-26 삼성전기주식회사 Power Module Package and Method for Manufacturing the same
KR101301387B1 (en) 2011-09-16 2013-08-28 삼성전기주식회사 Power semiconductor module
US9048338B2 (en) * 2011-11-04 2015-06-02 Infineon Technologies Ag Device including two power semiconductor chips and manufacturing thereof
DE102013207507B3 (en) 2013-04-25 2014-07-24 Conti Temic Microelectronic Gmbh Power module, power converter and drive arrangement with a power module

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2014173801A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014173801A1 (en) 2014-10-30
JP2016523069A (en) 2016-08-04
US10027094B2 (en) 2018-07-17
CN105325066A (en) 2016-02-10
US20160105004A1 (en) 2016-04-14
DE102013207507B3 (en) 2014-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013207507B3 (en) Power module, power converter and drive arrangement with a power module
DE112013001234B4 (en) Power semiconductor module and energy conversion device
DE102015012915B4 (en) Arrangement of semiconductor elements on a semiconductor module for a power module or a corresponding method
DE102015115271A1 (en) ELECTRONIC ASSEMBLY WITH EMPTYING CAPACITORS
DE102012213407A1 (en) A semiconductor device
WO2017060092A1 (en) Electric motor inverter
EP1062698A1 (en) Electronic semiconductor module
DE112015002001T5 (en) Semiconductor module
DE102015101086B4 (en) SEMICONDUCTOR POWER MODULE ARRANGEMENT
DE102015108909B4 (en) Arrangement of several power semiconductor chips and method for producing the same
DE102019112935A1 (en) Semiconductor module
DE102020214045A1 (en) Half bridge for an electric drive of an electric vehicle or a hybrid vehicle, power module for an inverter and inverter
DE102017120747B4 (en) Top cooling SMD package and method of providing it
EP1755163B1 (en) Power semiconductor module with wiring element
DE102014209690B4 (en) Kommutierungszelle
EP3557614A1 (en) Power module with a power electronic component on a substrate plate and power electronic circuit with such a power module
WO2015043795A2 (en) Power module, power converter, and drive arrangement having a power module
DE102015115312B4 (en) Semiconductor module and method for operating a semiconductor module
EP3949103A1 (en) Electronic circuit module
DE102019212727B4 (en) Semiconductor device and electric power conversion device
DE102019218953A1 (en) Electronic circuit unit
WO2022128999A1 (en) Inverter
DE102007036048A1 (en) Arrangement with at least one semiconductor component, in particular a power semiconductor component for power control of high currents
DE102020106406A1 (en) Power semiconductor module
DE102016119078B4 (en) Carrier, circuit, semiconductor device package

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20151125

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20170613

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R003

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 20180506