KR20230040954A - compact inverter system - Google Patents

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KR20230040954A
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transistor
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bus bar
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KR1020227044774A
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장-클로드 하렐
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마렐 파워 솔루션즈, 인코포레이티드
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Abstract

콤팩트 인버터 시스템은 버스 바를 포함한다. 버스 바는 DC 전압 공급부의 포지티브 단자로의 연결을 위한 단자를 포함한다. 콤팩트 인버터는 또한, 열 싱크, 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 포함한다. 제1 트랜지스터는 제1 단자 및 제2 단자 ― 제1 트랜지스터가 활성화될 때 제1 단자와 제2 단자 사이에 전류가 송신됨 ―, 및 제1 트랜지스터를 제어하는 제1 게이트 단자를 갖는다. 제1 트랜지스터의 제1 단자는 버스 바에 열적으로 그리고 전기적으로 연결된다. 제2 트랜지스터는 제1 단자 및 제2 단자 ― 제2 트랜지스터가 활성화될 때 제1 단자와 제2 단자 사이에 전류가 송신됨 ―, 및 제2 트랜지스터를 제어하는 제2 게이트 단자를 갖는다. 제2 트랜지스터의 제1 단자는 열 싱크에 열적으로 그리고 전기적으로 연결된다. 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터는 버스 바와 열 싱크 사이에 포지셔닝된다. 제1 트랜지스터는 제2 트랜지스터와 버스 바 사이에 포지셔닝된다. 제2 트랜지스터는 제1 트랜지스터와 열 싱크 사이에 포지셔닝된다.A compact inverter system includes a bus bar. The bus bar includes a terminal for connection to the positive terminal of the DC voltage supply. The compact inverter also includes a heat sink, a first transistor and a second transistor. The first transistor has a first terminal and a second terminal, between which a current is transmitted between the first terminal and the second terminal when the first transistor is activated, and a first gate terminal that controls the first transistor. A first terminal of the first transistor is thermally and electrically coupled to the bus bar. The second transistor has a first terminal and a second terminal, between which a current is transmitted when the second transistor is activated, and a second gate terminal that controls the second transistor. A first terminal of the second transistor is thermally and electrically connected to the heat sink. A first transistor and a second transistor are positioned between the bus bar and the heat sink. A first transistor is positioned between the second transistor and the bus bar. A second transistor is positioned between the first transistor and the heat sink.

Description

콤팩트 인버터 시스템compact inverter system

[0001] 전기 모터들(예를 들어, 유도 모터들)은 산업 팬(fan)들, 펌프들, 전기 차량(vehicle)들 등에서 사용된다. 유도 모터는 교류(AC: alternating current) 전기 모터이며, 여기서, 토크(torque)를 생성하는 데 필요한 회전자에서의 전류는 고정자 권선의 자기장으로부터 전자기 유도에 의해 획득된다. 전기 차량들에서, 전기 차량을 추진시키는 샤프트에 토크가 인가된다.[0001] Electric motors (eg, induction motors) are used in industrial fans, pumps, electric vehicles, and the like. An induction motor is an alternating current (AC) electric motor in which the current in the rotor required to produce torque is obtained by electromagnetic induction from the magnetic field of the stator windings. In electric vehicles, torque is applied to a shaft that propels the electric vehicle.

[0002] 마이크로제어기들 또는 다른 데이터 프로세싱 디바이스들(예를 들어, 시스템 온 칩(system on a chip))은 전력 인버터 시스템들을 통해 전기 모터들을 제어한다. 본질적으로, 전력 인버터 시스템은 배터리, 연료 셀 또는 다른 소스로부터의 직류(DC: direct current) 전력을 AC 전력으로 변화시킨다. 전력 인버터 시스템은 AC 전력을 DC 전력으로 변화시키도록 역(reverse)으로 동작될 수 있다. 전력 인버터 시스템은 1 개, 3 개, 6 개, 9 개, 또는 그 초과의 위상들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 전력 인버터 시스템의 각각의 위상은 적어도 하나의 "로우-사이드(low-side)" 스위치에 연결된 적어도 하나의 "하이-사이드(high-side)" 스위치를 포함한다. 한 쌍의 연결된 하이-사이드 및 로우-사이드 스위치들은 "하프 브리지(half bridge)"로 불린다.[0002] Microcontrollers or other data processing devices (eg, system on a chip) control the electric motors through power inverter systems. Essentially, a power inverter system converts direct current (DC) power from a battery, fuel cell or other source into AC power. The power inverter system can be operated in reverse to change AC power to DC power. A power inverter system may include one, three, six, nine, or more phases. Typically, each phase of the power inverter system includes at least one “high-side” switch coupled to at least one “low-side” switch. A pair of connected high-side and low-side switches is called a "half bridge".

[0003] 본 개시내용은 EV들의 전기 모터들을 위해 DC 전력을 AC 전력으로 변환하기 위한 3상 전력 인버터 시스템들을 참조하여 설명될 것이며, 본 개시내용이 이에 제한되지 않아야 한다는 것이 이해된다.[0003] The present disclosure will be described with reference to three-phase power inverter systems for converting DC power to AC power for electric motors of EVs, and it is understood that the present disclosure should not be limited thereto.

[0004] 첨부 도면들을 참조함으로써, 본 기술이 더 잘 이해될 수 있고, 본 기술의 많은 목적들, 특징들 및 이점들이 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 명백해질 수 있다.
[0005] 도 1a는 예시적인 3상 전력 인버터의 관련 컴포넌트들을 예시한다.
[0006] 도 1b는 도 1a의 3상 전력 인버터에서 이용되는 게이트 제어 신호들을 도시하는 예시적인 타이밍 다이어그램을 예시한다.
[0007] 도 2aa 및 도 2ab는 예시적인 패키징된 스위치의 등각도 및 역 등각도이다.
[0008] 도 2ba 및 도 2bb는 예시적인 패키징된 하프 브리지의 등각도 및 역 등각도이다.
[0009] 도 3aa는, 위에서 볼 때 도 2aa 및 도 2ab에 도시된 패키징된 스위치의 예의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0010] 도 3ab는, 옆에서 볼 때 도 2aa 및 도 2ab에 도시된 패키징된 스위치의 예의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0011] 도 3ac는, 뒤에서 볼 때 도 2aa 및 도 2ab에 도시된 패키징된 스위치의 예의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0012] 도 3ad는 예시적인 스위치 제어기의 관련 컴포넌트들을 예시하는 개략도이다.
[0013] 도 3ae 및 도 3af는 예시적인 스위치들의 관련 컴포넌트들을 예시하는 개략도들이다.
[0014] 도 3ag는 예시적인 게이트 구동기의 관련 컴포넌트들을 예시하는 개략도이다.
[0015] 도 3ba는, 위에서 볼 때 도시된 다른 예시적인 패키징된 스위치의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0016] 도 3bb는, 옆에서 볼 때 도 3ba에 도시된 예시적인 패키징된 스위치의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0017] 도 3bc는, 뒤에서 볼 때 도 3ba에 도시된 예시적인 패키징된 스위치의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0018] 도 3ca는, 옆에서 볼 때 도시된 다른 예시적인 패키징된 스위치의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0019] 도 3cb는, 뒤에서 볼 때 도 3ca에 도시된 예시적인 패키징된 스위치의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0020] 도 3da는, 옆에서 볼 때 도시된 다른 예시적인 패키징된 스위치의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0021] 도 3db는, 뒤에서 볼 때 도 3da에 도시된 예시적인 패키징된 스위치의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0022] 도 3ea는, 옆에서 볼 때 도시된 다른 예시적인 패키징된 스위치의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0023] 도 3eb는, 뒤에서 볼 때 도 3ea에 도시된 예시적인 패키징된 스위치의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0024] 도 3fa는, 옆에서 볼 때 도시된 다른 예시적인 패키징된 스위치의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0025] 도 3fb는, 뒤에서 볼 때 도 3fa에 도시된 예시적인 패키징된 스위치의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0026] 도 3ga는, 옆에서 볼 때 도 2ba 및 도 2bb에 도시된 예시적인 패키징된 하프 브리지의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0027] 도 3gb는, 뒤에서 볼 때 도 2ba 및 도 2bb에 도시된 예시적인 패키징된 하프 브리지의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0028] 도 3ha는, 옆에서 볼 때 도시된 다른 예시적인 패키징된 하프 브리지의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0029] 도 3hb는, 뒤에서 볼 때 도 3ha에 도시된 예시적인 패키징된 하프 브리지의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0030] 도 3ia는, 옆에서 볼 때 도시된 다른 예시적인 패키징된 하프 브리지의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0031] 도 3ib는, 뒤에서 볼 때 도 3ia에 도시된 예시적인 패키징된 하프 브리지의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0032] 도 3ka는, 옆에서 볼 때 도시된 다른 예시적인 패키징된 하프 브리지의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0033] 도 3kb는, 뒤에서 볼 때 도 3ka에 도시된 예시적인 패키징된 하프 브리지의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0034] 도 3la는, 옆에서 볼 때 도시된 다른 예시적인 패키징된 하프 브리지의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0035] 도 3lb는, 뒤에서 볼 때 도 3la에 도시된 예시적인 패키징된 하프 브리지의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0036] 도 3j는, 옆에서 볼 때 도시된 다른 예시적인 패키징된 하프 브리지의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0037] 도 4aa는, 옆에서 볼 때 예시적인 콤팩트 인버터 시스템의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0038] 도 4ab는 뒤에서 볼 때 도 4aa의 콤팩트 인버터 시스템의 개략도이다.
[0039] 도 4ac 내지 도 4af는 콤팩트 인버터 시스템에서 이용될 수 있는 예시적인 파이프들의 단면도들이다.
[0040] 도 4ba는, 옆에서 볼 때 다른 예시적인 콤팩트 인버터 시스템의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0041] 도 4bb는 뒤에서 볼 때 도 4ba의 콤팩트 인버터 시스템의 개략도이다.
[0042] 도 4bc는 도 4ba에 도시된 콤팩트 인버터 시스템의 위상으로부터 수신되거나 이 위상으로 송신되는 예시적인 신호들을 예시한다.
[0043] 도 4ca는, 옆에서 볼 때 다른 예시적인 콤팩트 인버터 시스템의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0044] 도 4da는, 옆에서 볼 때 다른 예시적인 콤팩트 인버터 시스템의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0045] 도 4db는 도 4da에 도시된 콤팩트 인버터 시스템의 위상으로부터 수신되거나 이 위상으로 송신되는 예시적인 신호들을 예시한다.
[0046] 도 4e는, 위에서 볼 때 다른 예시적인 콤팩트 인버터 시스템의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0047] 도 4f는, 옆에서 볼 때 다른 예시적인 콤팩트 인버터 시스템의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0048] 도 4g는, 옆에서 볼 때 다른 예시적인 콤팩트 인버터 시스템의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0049] 도 4h는, 옆에서 볼 때 다른 예시적인 콤팩트 인버터 시스템의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0050] 도 4i는, 옆에서 볼 때 다른 예시적인 콤팩트 인버터 시스템의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0051] 도 4j는, 옆에서 볼 때 다른 예시적인 콤팩트 인버터 시스템의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0052] 도 4k는, 옆에서 볼 때 다른 예시적인 콤팩트 인버터 시스템의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0053] 도 4l은, 옆에서 볼 때 다른 예시적인 콤팩트 인버터 시스템의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
[0054] 도 4ma 및 도 4mb는 뒤 및 옆에서 볼 때 패키징된 하프 브리지의 관련 컴포넌트들을 도시하는 개략도들이다.
[0055] 도 5는 예시적인 신호 프레임 기판이 형성될 수 있게 하는 얇은 금속의 엠보싱된 시트(embossed sheet)의 등각도이다.
[0056] 도 6은 도 5에 도시된 엠보싱된 시트가 절단된 후 이 엠보싱된 시트의 역 등각도이다.
[0057] 도 7은, 몇몇 비-격리 신호 리드(non-isolated signal lead)들이 구부러진 후, 도 6에 도시된 절단된 시트의 등각도이다.
[0058] 도 8은 게이트 구동기 회로의 리드들이 자신에 연결된, 도 7의 신호 프레임 기판의 평면도이다.
[0059] 도 9a는 예시적인 다이(die) 기판의 평면도이다.
[0060] 도 9b는 도 9a에 도시된 다이 기판의 표면 상에 수용된 예시적인 스위치를 도시한다.
[0061] 도 9c는 도 9b에 도시된 구조의 부분 단면도를 도시한다.
[0062] 도 10은 도 8에 도시된 신호 프레임 기판과 정렬된, 도 9a의 다이 기판의 평면도이다.
[0063] 도 11a 및 도 11b는 예시적인 다이 클립의 등각도 및 역 등각도이다.
[0064] 도 11c 및 도 11d는 도 10의 다이 기판 및 신호 프레임 기판과 정렬될 때 도 11a 및 도 11b에 도시된 다이 클립의 평면도 및 저면도이다.
[0065] 도 11e는 옆에서 볼 때 도 11c 및 도 11d의 구조를 부분적으로 도시하는 등각도이다.
[0066] 도 11f 및 도 11g는 추가적인 컴포넌트들을 갖는, 도 11c 및 도 11d에 도시된 구조의 평면도 및 등각도이다.
[0067] 도 12a 및 도 12b는 몰딩된 플라스틱 바디(molded plastic body)를 갖는, 도 11f 및 도 11g에 도시된 구조의 등각도 및 역 등각도이다.
[0068] 도 13a 및 도 13b는 예시적인 패키징된 하프 브리지의 관련 컴포넌트들의 측면도 및 등각도이다.
[0069] 도 14a 및 도 14b는, 각각, 도 4da의 콤팩트 인버터 시스템에서 이용되는 예시적인 V+ 버스 바의 등각도 및 단면도이다.
[0070] 도 15a 및 도 15b는, 도 14a 및 도 14b의 V+ 버스 바가 예시적인 패키징된 하프 브리지들을 수용한 후 이 V+ 버스 바의 등각도 및 측면도이다.
[0071] 도 16a는 도 4da의 콤팩트 인버터 시스템에서 이용될 수 있는 예시적인 클램프(clamp)의 등각도이다.
[0072] 도 16b 및 도 16c는 도 16a에 도시된 클램프의 단면도들이다.
[0073] 도 17a 및 도 17b는 도 16a 내지 도 16c의 클램프를 갖는, 도 15a 및 도 15b B 내에 도시된 구조의 등각도 및 단면도이다.
[0074] 도 18a 내지 도 18c는 열 싱크들이 추가된, 도 17a 및 도 17b 내에 도시된 구조의 등각도, 측면도 및 단면도이다.
[0075] 도 19a 및 도 19b는 추가적인 클램프들, 하프 브리지들 및 열 싱크들을 갖는, 도 18a 내지 도 18c에 도시된 구조의 등각도 및 측면도이다.
[0076] 도 20a 내지 도 20c는, 도 4da의 콤팩트 인버터 시스템에서 이용되는 예시적인 V- 버스 바의 등각도, 평면도 및 단면도이다.
[0077] 도 20d는 디커플링 커패시터(decoupling capacitor)들의 어레이(array)들이 내부에 수용되어 있는, 도 20a 내지 도 20c에 도시된 예시적인 V- 버스 바의 측면도이다.
[0078] 도 21은 V- 버스 및 추가적인 컴포넌트들을 갖는, 도 19a 및 도 19b에 도시된 구조의 단면도이다.
[0079] 상이한 도면들에서 동일한 참조 부호들의 사용은 유사한 또는 동일한 아이템들을 표시한다.
[0004] By referring to the accompanying drawings, the present technology may be better understood, and its many objects, features and advantages may become apparent to those skilled in the art.
[0005] FIG. 1A illustrates related components of an exemplary three-phase power inverter.
[0006] FIG. 1B illustrates an example timing diagram showing gate control signals used in the three-phase power inverter of FIG. 1A.
2AA and 2AB are isometric and inverse isometric views of an exemplary packaged switch.
[0008] Figures 2ba and 2bb are isometric and inverse isometric views of an exemplary packaged half bridge.
[0009] FIG. 3AA is a schematic diagram showing relevant components of the example of a packaged switch shown in FIGS. 2AA and 2AB when viewed from above.
[0010] FIG. 3ab is a schematic diagram illustrating relevant components of the example of a packaged switch shown in FIGS. 2AA and 2AB when viewed from the side.
[0011] FIG. 3Ac is a schematic diagram showing relevant components of the example of a packaged switch shown in FIGS. 2AA and 2AB when viewed from the back.
[0012] FIG. 3AD is a schematic diagram illustrating related components of an example switch controller.
[0013] FIGS. 3ae and 3af are schematic diagrams illustrating related components of example switches.
[0014] FIG. 3ag is a schematic diagram illustrating related components of an example gate driver.
[0015] FIG. 3BA is a schematic diagram illustrating related components of another exemplary packaged switch shown as viewed from above.
[0016] FIG. 3BB is a schematic diagram showing related components of the exemplary packaged switch shown in FIG. 3BA when viewed from the side.
[0017] FIG. 3BC is a schematic diagram showing related components of the exemplary packaged switch shown in FIG. 3BA when viewed from the back.
[0018] FIG. 3CA is a schematic diagram showing relevant components of another exemplary packaged switch shown as viewed from the side.
[0019] FIG. 3cb is a schematic diagram showing related components of the example packaged switch shown in FIG. 3ca when viewed from the back.
[0020] FIG. 3Da is a schematic diagram illustrating related components of another exemplary packaged switch shown as viewed from the side.
[0021] FIG. 3db is a schematic diagram showing related components of the exemplary packaged switch shown in FIG. 3da when viewed from the back.
[0022] FIG. 3ea is a schematic diagram illustrating related components of another exemplary packaged switch shown as viewed from the side.
[0023] FIG. 3EB is a schematic diagram illustrating related components of the exemplary packaged switch shown in FIG. 3EA when viewed from the back.
[0024] FIG. 3fa is a schematic diagram illustrating related components of another exemplary packaged switch shown as viewed from the side.
[0025] FIG. 3fb is a schematic diagram illustrating related components of the example packaged switch shown in FIG. 3fa when viewed from the back.
[0026] FIG. 3Ga is a schematic diagram showing related components of the example packaged half bridge shown in FIGS. 2BA and 2BB when viewed from the side.
[0027] FIG. 3GB is a schematic diagram showing related components of the example packaged half bridge shown in FIGS. 2BA and 2BB when viewed from the back.
[0028] FIG. 3HA is a schematic diagram showing related components of another exemplary packaged half bridge shown as viewed from the side.
[0029] FIG. 3HB is a schematic diagram showing related components of the exemplary packaged half bridge shown in FIG. 3HA when viewed from the back.
[0030] FIG. 3ia is a schematic diagram showing related components of another exemplary packaged half bridge shown as viewed from the side.
[0031] FIG. 3ib is a schematic diagram showing related components of the exemplary packaged half bridge shown in FIG. 3ia when viewed from the back.
[0032] FIG. 3Ka is a schematic diagram showing related components of another exemplary packaged half bridge shown as viewed from the side.
[0033] FIG. 3KB is a schematic diagram showing related components of the exemplary packaged half bridge shown in FIG. 3KA when viewed from the back.
[0034] FIG. 3LA is a schematic diagram illustrating related components of another exemplary packaged half bridge shown as viewed from the side.
[0035] FIG. 3lb is a schematic diagram showing related components of the exemplary packaged half bridge shown in FIG. 3la when viewed from the back.
[0036] FIG. 3J is a schematic diagram showing related components of another exemplary packaged half bridge shown as viewed from the side.
[0037] FIG. 4AA is a schematic diagram showing relevant components of an exemplary compact inverter system when viewed from the side.
[0038] Figure 4ab is a schematic diagram of the compact inverter system of Figure 4aa as viewed from the back.
[0039] Figures 4ac-4af are cross-sectional views of exemplary pipes that may be used in a compact inverter system.
[0040] FIG. 4BA is a schematic diagram showing related components of another exemplary compact inverter system when viewed from the side.
[0041] FIG. 4BB is a schematic diagram of the compact inverter system of FIG. 4BA when viewed from the rear.
[0042] FIG. 4BC illustrates exemplary signals received from or transmitted to the phase of the compact inverter system shown in FIG. 4BA.
[0043] FIG. 4ca is a schematic diagram showing related components of another exemplary compact inverter system when viewed from the side.
[0044] FIG. 4Da is a schematic diagram showing related components of another exemplary compact inverter system when viewed from the side.
[0045] FIG. 4db illustrates exemplary signals received from or transmitted to the phase of the compact inverter system shown in FIG. 4da.
[0046] FIG. 4E is a schematic diagram showing relevant components of another exemplary compact inverter system when viewed from above.
[0047] FIG. 4F is a schematic diagram showing related components of another exemplary compact inverter system when viewed from the side.
[0048] FIG. 4G is a schematic diagram showing related components of another exemplary compact inverter system when viewed from the side.
[0049] FIG. 4H is a schematic diagram showing related components of another exemplary compact inverter system when viewed from the side.
[0050] FIG. 4I is a schematic diagram showing related components of another exemplary compact inverter system when viewed from the side.
[0051] FIG. 4J is a schematic diagram showing related components of another exemplary compact inverter system when viewed from the side.
[0052] FIG. 4K is a schematic diagram showing related components of another exemplary compact inverter system when viewed from the side.
[0053] FIG. 4L is a schematic diagram showing relevant components of another exemplary compact inverter system when viewed from the side.
[0054] Figures 4ma and 4mb are schematic diagrams showing related components of a packaged half bridge as viewed from the back and side.
5 is an isometric view of an embossed sheet of thin metal from which an exemplary signal frame substrate may be formed.
[0056] FIG. 6 is a reverse isometric view of the embossed sheet shown in FIG. 5 after it has been cut.
[0057] FIG. 7 is an isometric view of the cut sheet shown in FIG. 6 after some non-isolated signal leads have been bent.
[0058] FIG. 8 is a plan view of the signal frame substrate of FIG. 7 with the leads of the gate driver circuit connected thereto.
[0059] FIG. 9A is a top view of an exemplary die substrate.
[0060] FIG. 9B shows an exemplary switch received on the surface of the die substrate shown in FIG. 9A.
[0061] FIG. 9C shows a partial cross-sectional view of the structure shown in FIG. 9B.
[0062] FIG. 10 is a top view of the die substrate of FIG. 9A aligned with the signal frame substrate shown in FIG. 8;
[0063] Figures 11A and 11B are isometric and inverse isometric views of an exemplary die clip.
[0064] FIGS. 11C and 11D are top and bottom views of the die clip shown in FIGS. 11A and 11B when aligned with the die substrate and signal frame substrate of FIG. 10 .
[0065] FIG. 11E is an isometric view partially showing the structure of FIGS. 11C and 11D as viewed from the side.
[0066] FIGS. 11F and 11G are top and isometric views of the structure shown in FIGS. 11C and 11D, with additional components.
[0067] FIGS. 12A and 12B are isometric and inverse isometric views of the structure shown in FIGS. 11F and 11G with a molded plastic body.
[0068] Figures 13A and 13B are side and isometric views of related components of an exemplary packaged half bridge.
[0069] FIGS. 14A and 14B are isometric and cross-sectional views, respectively, of an exemplary V+ bus bar used in the compact inverter system of FIG. 4DA.
[0070] FIGS. 15A and 15B are isometric and side views of the V+ bus bar of FIGS. 14A and 14B after it accommodates exemplary packaged half bridges.
[0071] FIG. 16A is an isometric view of an exemplary clamp that may be used in the compact inverter system of FIG. 4DA.
[0072] FIGS. 16B and 16C are cross-sectional views of the clamp shown in FIG. 16A.
[0073] FIGS. 17A and 17B are isometric and cross-sectional views of the structure shown in FIGS. 15A and 15B B, with the clamp of FIGS. 16A-16C.
[0074] FIGS. 18A-18C are isometric, side and cross-sectional views of the structure shown in FIGS. 17A and 17B with heat sinks added.
[0075] FIGS. 19A and 19B are isometric and side views of the structure shown in FIGS. 18A-18C, with additional clamps, half bridges and heat sinks.
[0076] FIGS. 20A-20C are isometric, top, and cross-sectional views of exemplary V-bus bars utilized in the compact inverter system of FIG. 4DA.
[0077] FIG. 20D is a side view of the exemplary V- bus bar shown in FIGS. 20A-20C having an array of decoupling capacitors housed therein.
[0078] FIG. 21 is a cross-sectional view of the structure shown in FIGS. 19A and 19B, with a V-bus and additional components.
[0079] Use of the same reference numbers in different drawings indicates similar or identical items.

[0080] 도 1a는 예시적인 3상 전력 인버터 시스템(이하, 인버터 시스템)(100)의 관련 컴포넌트들을 예시한다. 각각의 위상은 하프 브리지: 로우-사이드 스위치에 연결된 하이-사이드 스위치를 포함한다. 각각의 하이-사이드 스위치는 다이오드(DHx)와 병렬로 연결된 트랜지스터(THx)를 포함하고, 각각의 로우-사이드 스위치는 다이오드(DLx)와 병렬로 연결된 트랜지스터(TLx)를 포함한다. 트랜지스터들(TH1-TH3 및 TL1-TL3)은 절연-게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT: insulated-gate bipolar transistor)들의 형태를 취한다.[0080] 1A illustrates related components of an exemplary three-phase power inverter system (hereinafter inverter system) 100 . Each phase includes a half bridge: a high-side switch connected to a low-side switch. Each high-side switch includes a transistor THx connected in parallel with a diode DHx, and each low-side switch includes a transistor TLx connected in parallel with a diode DLx. Transistors TH1-TH3 and TL1-TL3 take the form of insulated-gate bipolar transistors (IGBTs).

[0081] 하이-사이드 트랜지스터들(TH1-TH3)은, 각각, 노드들(N1-N3)을 통해 로우-사이드 트랜지스터들(TL1-TL3)과 직렬로 연결되며, 노드들(N1-N3)은 결국 전기 모터의 와이어 권선(wire winding)들(Wa-Wc)의 개개의 단자들에 연결된다. TH1-TH3의 콜렉터들 및 DH1-DH3의 캐소드들은 함께 그리고 포지티브(positive) 전압(V+)(예를 들어, 50 V, 100 V, 200 V, 또는 그 초과)을 제공하는 배터리의 단자에 연결되는 한편, 트랜지스터들(TL1-TL3)의 이미터들 및 다이오드들(DL1-DL3)의 애노드들은 함께 그리고 리턴(return) 또는 네거티브(negative) 전압(V-)을 제공하는 배터리의 다른 단자에 연결된다.[0081] High-side transistors TH1-TH3 are connected in series with low-side transistors TL1-TL3 through nodes N1-N3, respectively, which nodes N1-N3 are in turn connected to the electric motor. connected to individual terminals of wire windings (Wa-Wc) of The collectors of TH1-TH3 and the cathodes of DH1-DH3 are connected together and to a terminal of a battery that provides a positive voltage (V+) (e.g., 50 V, 100 V, 200 V, or more). Meanwhile, the emitters of transistors TL1-TL3 and the anodes of diodes DL1-DL3 are connected together and to the other terminal of the battery providing a return or negative voltage (V-).

[0082] 하이-사이드 트랜지스터들(TH1-TH3) 및 로우-사이드 트랜지스터들(TL1-TL3)은, 각각, 게이트 구동기들(H101-H103 및 L101-L103)을 통해 마이크로제어기(110)에 의해 제어된다. 게이트 구동기는, 디바이스(예를 들어, 마이크로제어기)로부터 저-전력 입력 신호를 수용하고 IGBT 또는 금속-산화물-반도체 전계-효과 트랜지스터(MOSFET: metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)와 같은 트랜지스터의 게이트를 제어하기 위한 고-전류 출력 신호를 생성하는 회로이다.[0082] High-side transistors TH1-TH3 and low-side transistors TL1-TL3 are controlled by microcontroller 110 through gate drivers H101-H103 and L101-L103, respectively. A gate driver accepts a low-power input signal from a device (e.g., a microcontroller) and operates on a transistor such as an IGBT or metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET). A circuit that generates a high-current output signal to control the gate.

[0083] 트랜지스터들의 제어는 비교적 간단하다. 하이-사이드 게이트 구동기들(H101-H103) 및 로우-사이드 게이트 구동기들(L101-L103)은 마이크로제어기(110)로부터 저-전력 구동기 제어 신호들(즉, 펄스 폭 변조 신호들(PWM-H1 내지 PWM-H3 및 PWM-L1 내지 PWM-L3))을 수신한다. 하이-사이드 게이트 구동기들(H101-H103)은, PWM-H1 내지 PWM-H3 신호들이 각각 어서트(assert)될 때, 고-전류 게이트 제어 신호들(VgH1-VgH3)을 각각 어서트함으로써, 하이-사이드 트랜지스터들(TH1-TH3)을 각각 활성화한다. 그리고 로우-사이드 게이트 구동기들(L101-L103)은, PWM-L1 내지 PWM-L3 신호들이 각각 어서트될 때, 고-전류 게이트 제어 신호들(VgL1-VgL3)을 각각 어서트함으로써, 로우-사이드 트랜지스터들(TL1-TL3)을 각각 활성화한다. 트랜지스터들(TH1-TH3 및 TL1-TL3) 각각은, 활성화될 때, 연결된 권선(W)으로 또는 연결된 권선(W)으로부터 전류를 전도한다.[0083] Control of the transistors is relatively simple. The high-side gate drivers H101-H103 and the low-side gate drivers L101-L103 receive low-power driver control signals from the microcontroller 110 (i.e., pulse width modulation signals PWM-H1 to Receives PWM-H3 and PWM-L1 to PWM-L3)). The high-side gate drivers H101-H103 assert the high-current gate control signals VgH1-VgH3, respectively, when the PWM-H1 through PWM-H3 signals are asserted, respectively, so that a high - Activate the side transistors TH1-TH3 respectively. And the low-side gate drivers L101-L103 assert the high-current gate control signals VgL1-VgL3, respectively, when the PWM-L1 to PWM-L3 signals are asserted, respectively, so that the low-side Transistors TL1 to TL3 are respectively activated. Each of the transistors TH1-TH3 and TL1-TL3, when energized, conducts current to or from the connected winding W.

[0084] 연결된 하이-사이드 및 로우-사이드 트랜지스터들의 조정된 활성화를 통해, 권선(W)에서의 전류 흐름의 방향은 연속적으로 그리고 규칙적으로 플립-플롭(flip-flop)된다(전류는 권선으로 이동한 다음, 갑자기 역전되어 다시 밖으로 흐른다). 도 1b는 게이트 제어 신호들(VgH1-VgH3 및 VgL1-VgL3)에 대한 예시적인 타이밍 다이어그램을 예시한다. 구동 샤프트(도시되지 않음)에 커플링된 모터의 회전자(도시되지 않음)의 자기장과 와이어 권선들(Wa-Wc)에서의 변화하는 전류 사이의 상호작용은 EV를 추진시키는 힘을 생성한다.[0084] Through coordinated activation of the connected high-side and low-side transistors, the direction of current flow in winding W continuously and regularly flips-flops (current moves into the winding and then It suddenly reverses and flows out again). 1B illustrates an exemplary timing diagram for gate control signals VgH1-VgH3 and VgL1-VgL3. The interaction between the changing current in the wire windings (Wa-Wc) and the magnetic field of the rotor (not shown) of the motor coupled to the drive shaft (not shown) creates a force that propels the EV.

[0085] 마이크로제어기(110)는 PWM-H1 내지 PWM-H3 및 PWM-L1 내지 PWM-L3 신호들을 통해 각각 하이-사이드 트랜지스터들(TH1-TH3) 및 로우-사이드 트랜지스터들(TL1-TL3)을 제어한다. 마이크로제어기들, 이를테면, 마이크로제어기(110)는, 중앙 프로세싱 유닛(CPU: central processing unit), CPU에 의해 실행가능한 명령들을 저장하는 메모리, 및 주변장치들, 이를테면, 타이머들, 입력/출력(I/O: input/output) 포트들 등을 포함한다. CPU는 메모리에 저장된 명령들에 따라 타이머들을 프로그램한다. 일단 프로그램되고 시작되면, 이러한 타이머들은 PWM-H1 내지 PWM-H3 및 PWM-L1 내지 PWM-L3 신호들을 자율적으로 생성할 수 있다. 게이트 구동기들(H101-H103)은 PWM-H1 내지 PWM-H3 신호들에 기반하여 VgH1-VgH3 신호들을 생성하고, 게이트 구동기들(L101-L103)은 PWM-L1 내지 PWM-L3 신호들에 기반하여 VgL1-VLH3 신호들을 생성한다. CPU는 PWM 신호들의 듀티 사이클(duty cycle) 및/또는 주기를 조정하기 위해 타이머들을 재프로그램할 수 있으며, 이는 결국 EV의 구동 샤프트의 회전 속도를 조정한다.[0085] The microcontroller 110 controls the high-side transistors TH1 to TH3 and the low-side transistors TL1 to TL3 through PWM-H1 to PWM-H3 and PWM-L1 to PWM-L3 signals, respectively. Microcontrollers, such as microcontroller 110, include a central processing unit (CPU), a memory that stores instructions executable by the CPU, and peripherals, such as timers, input/output (I /O: input/output) ports, etc. The CPU programs the timers according to instructions stored in memory. Once programmed and started, these timers can autonomously generate the PWM-H1 to PWM-H3 and PWM-L1 to PWM-L3 signals. Gate drivers H101-H103 generate VgH1-VgH3 signals based on the PWM-H1 to PWM-H3 signals, and gate drivers L101-L103 generate VgH1-VgH3 signals based on the PWM-L1 to PWM-L3 signals. Generates VgL1-VLH3 signals. The CPU can reprogram the timers to adjust the duty cycle and/or period of the PWM signals, which in turn adjusts the rotational speed of the EV's drive shaft.

[0086] 선행 기술의 인버터 시스템들은 크고, 부피가 크며, 비싸고, 비효율적인 식이다. 예를 들어, 전기 모터에 400 kW의 피크 전력을 전달할 수 있는 선행 기술의 인버터 시스템은 11 리터를 초과하는 볼륨을 점유한다. 선행 기술의 인버터 시스템들의 많은 문제점들을 해결하는 "콤팩트 전력 인버터 시스템"(이하, 콤팩트 인버터 시스템)이 개시된다. 예를 들어, 아래의 도 20d에서 설명되는 것들과 같은 세라믹 디커플링 커패시터들을 포함하는 콤팩트 인버터 시스템은 400 kW의 피크 전력을 전달할 수 있지만, 0.25 리터 미만의 볼륨을 점유할 수 있다. 세라믹 디커플링 커패시터들 대신에 박막 디커플링 커패시터들이 사용되는 경우, 또는 세라믹 디커플링 커패시터들과 함께 박막 디커플링 커패시터들이 추가되는 경우, 콤팩트 인버터들의 사이즈가 증가할 수 있다. 궁극적으로, 개시된 콤팩트 컨버터 시스템들의 전력 밀도(전력/볼륨)는 선행 기술의 인버터 시스템들의 전력 밀도를 훨씬 초과한다.[0086] Prior art inverter systems are large, bulky, expensive, and inefficient. For example, a prior art inverter system capable of delivering 400 kW of peak power to an electric motor occupies a volume in excess of 11 liters. A "compact power inverter system" (hereinafter referred to as compact inverter system) is disclosed that solves many of the problems of prior art inverter systems. For example, a compact inverter system including ceramic decoupling capacitors, such as those described in FIG. 20D below, can deliver 400 kW of peak power, but occupy a volume of less than 0.25 liters. When thin film decoupling capacitors are used instead of ceramic decoupling capacitors, or when thin film decoupling capacitors are added together with ceramic decoupling capacitors, the size of compact inverters can be increased. Ultimately, the power density (power/volume) of the disclosed compact converter systems far exceeds that of prior art inverter systems.

패키징된 스위치 모듈들Packaged Switch Modules

[0087] "패키징된 스위치 모듈들"이 개시된다. 본 개시내용의 콤팩트 인버터 시스템들은 패키징된 스위치 모듈들을 사용하며, 패키징된 스위치 모듈들은 다양한 다른 시스템들, 이를테면, AC-DC 컨버터들, DC-DC 컨버터 시스템들, 정류기들, 광전지 변환 시스템(photo voltaic conversion system)들, 전력 충전 스테이션들 등에서 사용될 수 있다는 것이 이해된다.[0087] "Packaged switch modules" are disclosed. Compact inverter systems of the present disclosure use packaged switch modules, which can be used in a variety of other systems, such as AC-DC converters, DC-DC converter systems, rectifiers, photo voltaic conversion systems It is understood that it can be used in conversion systems, power charging stations, and the like.

[0088] 그 이름이 암시하는 바와 같이, 패키징된 스위치 모듈들은 하나 이상의 "스위치 모듈들"을 포함한다. 스위치 모듈은 "스위치" 및 "스위치 제어기"를 포함하며, 스위치 모듈이 추가적인 컴포넌트들을 포함할 수 있다는 것이 이해된다. 스위치는 스위치들을 모니터링 및/또는 제어 한다(즉, 스위치들을 활성화 또는 비활성화한다). 단 하나의 스위치 모듈만을 포함하는 패키징된 스위치 모듈은 "패키징된 스위치"로 불리고, 2 개의 스위치 모듈들을 포함하는 패키징된 스위치 모듈은 "패키징된 하프 브리지"로 불린다.[0088] As the name implies, packaged switch modules contain one or more “switch modules”. A switch module includes a “switch” and a “switch controller,” and it is understood that a switch module may include additional components. A switch monitors and/or controls switches (ie, activates or deactivates switches). A packaged switch module containing only one switch module is called a "packaged switch", and a packaged switch module containing two switch modules is called a "packaged half bridge".

[0089] 패키징된 스위치들 및 패키징된 하프 브리지들은 6 개의 면(side)들; 상부, 하부, 전방, 후방, 좌측 및 우측을 갖는 입방체 형상일 수 있다. 일 실시예에서, 면들은 실질적으로 평탄하다. 도 2aa 및 도 2ab는 예시적인 패키징된 스위치(200)의 등각도 및 역 등각도이다. 도 2ba 및 도 2bb는 예시적인 패키징된 하프 브리지(250)의 등각도 및 역 등각도이다. 패키징된 스위치들 및 하프 브리지들은 작은 폼 팩터(form factor)들로 제조될 수 있다. 예를 들어, 패키징된 스위치(200)는 25 x 25 x 6 mm를 측정할 수 있고, 패키징된 하프 브리지(250)는 25 x 25 x 12 mm를 측정할 수 있다. 본 개시내용에서 설명된 모든 패키징된 스위치들의 사이즈들(예를 들어, 25 x 25 x 6 mm) 및 형상들은 실질적으로 유사할 수 있다. 본 개시내용에서 설명된 모든 패키징된 하프 브리지들의 사이즈들(예를 들어, 25 x 25 x 12 mm) 및 형상들(예를 들어, 입방체)은 실질적으로 유사할 수 있다.[0089] Packaged switches and packaged half bridges have six sides; It can be in the shape of a cube with top, bottom, front, back, left and right sides. In one embodiment, the faces are substantially planar. 2AA and 2AB are isometric and inverse isometric views of an exemplary packaged switch 200 . 2BA and 2BB are isometric and reverse isometric views of an exemplary packaged half bridge 250 . Packaged switches and half bridges can be manufactured in small form factors. For example, the packaged switch 200 may measure 25 x 25 x 6 mm, and the packaged half bridge 250 may measure 25 x 25 x 12 mm. The sizes (eg, 25 x 25 x 6 mm) and shapes of all packaged switches described in this disclosure may be substantially similar. The sizes (eg, 25 x 25 x 12 mm) and shapes (eg, cubic) of all packaged half bridges described in this disclosure may be substantially similar.

[0090] 패키징된 스위치들 및 하프 브리지들은 고체 유리, 플라스틱 또는 세라믹 케이스들을 갖는다. 단지 설명의 목적들을 위해, 케이스들은 플라스틱(예를 들어, 에폭시 수지)인 것으로 가정된다. 도 2aa 및 도 2ab는 플라스틱 케이스(202)를 갖는 패키징된 스위치(200)를 도시하고, 도 2ba 및 도 2bb는 플라스틱 케이스(252)를 갖는 패키징된 하프 브리지(250)를 도시한다. 대부분의 실시예들에서, 플라스틱 케이스들의 표면들은 실질적으로 평탄하다.[0090] Packaged switches and half bridges have solid glass, plastic or ceramic cases. For illustrative purposes only, it is assumed that the cases are plastic (eg, epoxy resin). 2AA and 2AB show packaged switch 200 with plastic case 202 and FIGS. 2BA and 2BB show packaged half bridge 250 with plastic case 252 . In most embodiments, the surfaces of plastic cases are substantially flat.

[0091] 플라스틱 케이스들은 스위치들, 스위치 제어기들 등과 같은 컴포넌트들을 격리, 보호 및/또는 지지한다. 플라스틱 케이스들은 또한 "신호 리드들"을 지지한다. 신호 리드는, 2 개의 위치들을 전기적으로 연결하도록 설계된 금속 패드 또는 "와이어"의 길이로 구성된 전기 연결부 또는 전도체이다. 신호 리드들은 내부 컴포넌트들 사이에서(예를 들어, 스위치 제어기와 스위치 사이에서) 또는 내부 컴포넌트들(예를 들어, 스위치 제어기)과 외부 컴포넌트들(예를 들어, 마이크로제어기, 전압 조절기 등) 사이에서 신호들(예를 들어, PWM 신호들, 게이트 제어 신호들 등) 또는 전압들(예를 들어, 공급 전압들 또는 포지티브 전압들, 접지 리턴들 또는 네거티브 전압들 등)을 운반한다. 도 2aa 및 도 2ab는 예시적인 신호 리드들(204 및 206)을 예시한다. 신호 리드(204)는 저-전력 PWM 신호와 같은 신호를 내부 컴포넌트(예를 들어, 스위치 제어기)에 전달할 수 있는 한편, 신호 리드(206)는 공급 전압을 동일한 내부 컴포넌트 또는 상이한 내부 컴포넌트에 전달할 수 있다. 패키징된 하프 브리지(250)는 유사한 신호 리드들(204H, 204L, 206H 및 206L)을 갖는다.[0091] Plastic cases isolate, protect and/or support components such as switches, switch controllers, and the like. The plastic cases also support the "signal leads". A signal lead is an electrical connector or conductor consisting of a length of metal pad or “wire” designed to electrically connect two locations. Signal leads may be routed between internal components (eg, between a switch controller and a switch) or between internal components (eg, a switch controller) and external components (eg, a microcontroller, voltage regulator, etc.) Carries signals (eg, PWM signals, gate control signals, etc.) or voltages (eg, supply voltages or positive voltages, ground returns or negative voltages, etc.). 2AA and 2AB illustrate example signal leads 204 and 206. Signal lead 204 can carry a signal, such as a low-power PWM signal, to an internal component (eg, a switch controller), while signal lead 206 can carry a supply voltage to the same internal component or to a different internal component. there is. Packaged half bridge 250 has similar signal leads 204H, 204L, 206H and 206L.

[0092] 도시된 실시예들에서, 신호 리드들은 실질적으로 평탄한 표면들을 갖는다. 달리 언급되지 않는 한, 신호 리드 표면들은 패키징된 스위치 또는 패키징된 하프 브리지의 플라스틱 케이스 표면들과 실질적으로 동일한 높이에 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 평탄한 표면들은 플라스틱 케이스의 표면들 아래로 실질적으로 리세스(recess)될 수 있거나, 또는 평탄한 표면들은 플라스틱 케이스의 표면들 위로 실질적으로 돌출될 수 있다. 도 2aa는 패키징된 스위치(200)의 상부 표면과 실질적으로 동일한 높이에 있는 평탄한 표면들을 갖는 예시적인 신호 리드들(204 및 206)을 도시한다. 도 2ab는 또한, 패키징된 스위치(200)의 전방 표면과 실질적으로 동일한 높이에 있는 평탄한 표면들을 갖는 예시적인 신호 리드들을 도시한다. 신호 리드들은 단자들(즉, 물리적 인터페이스들)을 제공할 수 있다. 패키징된 스위치(200)의 전방에서의 신호 리드들은 신호들 또는 전압들이 수신 또는 송신되게 하는 단자들을 제공한다. 예를 들어, 신호 리드(204)는 마이크로제어기로부터 저-전력 PWM 신호와 같은 신호를 수신할 수 있는 단자를 제공하는 한편, 신호 리드(206)는 전력 관리 집적 회로(PMIC: power management integrated circuit)로부터 공급 전압을 수신하기 위한 단자를 제공한다. 대안적인 실시예에서, 상부에서의 신호 리드들은 신호들 또는 전압들을 수신 또는 송신하기 위한 단자들을 제공할 수 있다. 설명의 목적들을 위해, 패키징된 스위치들의 전방만이 신호들 및 전압들을 수신 또는 송신하기 위한 신호 리드 단자들을 제공하며, 대안적인 실시예들에서 상부의 신호 리드들이 단자들을 제공할 수 있다는 것이 이해된다. 도 2ba 및 도 2bb는, 패키징된 하프 브리지(250)의 전방, 상부 및 하부 표면들과 실질적으로 동일한 높이에 있는 유사한 신호 리드들(204 및 206)을 도시한다. 설명의 목적들을 위해, 패키징된 하프 브리지들의 전방에서의 신호 리드들(204H, 204L, 206H 및 206L)과 같은 신호 리드들만이 신호들 또는 전압들이 송신 또는 수신될 수 있게 하는 단자들을 제공하며, 대안적인 실시예들에서 상부 및 하부 표면들 상의 신호 리드들이 단자들을 제공할 수 있다는 것이 이해된다.[0092] In the illustrated embodiments, the signal leads have substantially planar surfaces. Unless otherwise noted, the signal lead surfaces are substantially flush with the plastic case surfaces of the packaged switch or packaged half bridge. However, in other embodiments, the flat surfaces may be substantially recessed below the surfaces of the plastic case, or the flat surfaces may substantially protrude above the surfaces of the plastic case. 2AA shows exemplary signal leads 204 and 206 having planar surfaces that are substantially flush with the top surface of packaged switch 200. FIG. 2AB also shows example signal leads having planar surfaces that are substantially flush with the front surface of the packaged switch 200 . Signal leads may provide terminals (ie, physical interfaces). The signal leads on the front of the packaged switch 200 provide terminals through which signals or voltages can be received or transmitted. For example, signal lead 204 provides a terminal capable of receiving a signal such as a low-power PWM signal from a microcontroller, while signal lead 206 is a power management integrated circuit (PMIC). Provides a terminal for receiving the supply voltage from In an alternative embodiment, the signal leads on the top may provide terminals for receiving or transmitting signals or voltages. For purposes of explanation, it is understood that only the front of the packaged switches provide signal lead terminals for receiving or transmitting signals and voltages, and that signal leads on the top may provide terminals in alternative embodiments. . 2BA and 2BB show similar signal leads 204 and 206 that are substantially flush with the front, top, and bottom surfaces of packaged half bridge 250 . For illustrative purposes, only the signal leads, such as signal leads 204H, 204L, 206H, and 206L in front of the packaged half bridges, provide terminals through which signals or voltages may be transmitted or received; It is understood that in some embodiments the signal leads on the top and bottom surfaces may provide terminals.

[0093] 스위치는 하나 이상의 전력 트랜지스터들(IGBT들, MOSFET들 등)을 포함한다. 전력 트랜지스터는 2 개의 전류 단자들(IGBT에서의 콜렉터 및 이미터, MOSFET에서의 소스 및 드레인 등) 및 제어 또는 게이트 단자를 갖는다. 스위치 내의 다수의 전력 트랜지스터들은 병렬로 연결될 수 있고, 이들의 게이트들에서 공통 신호에 의해 제어될 수 있다. 스위치는 스위치 내의 트랜지스터들의 사이즈(즉, 게이트 폭 및 길이), 타입(예를 들어, MOSFET), 반도체 재료(예를 들어, GaN) 및 수(예를 들어, 3)에 따라 고장(failure) 없이 높은 스위칭 속도들로 상당한 레벨들의 전류를 송신할 수 있다. 전력 트랜지스터는 높은 스위칭 속도들(예를 들어, Si IGBT들에 대해 최대 100 kHz, SiC MOSFET들에 대해 최대 500 kHz, GaN MOSFET들에 대해 최대 1.0 GHz 등)로 전류를 송신할 수 있다. 아래에서 설명될 바와 같이, 열 싱크들에 열적으로 연결될 때, 전력 트랜지스터들은 고장 없이 더 높은 스위칭 속도들로 더 많은 전류를 송신할 수 있다.[0093] A switch includes one or more power transistors (IGBTs, MOSFETs, etc.). A power transistor has two current terminals (collector and emitter in an IGBT, source and drain in a MOSFET, etc.) and a control or gate terminal. Multiple power transistors in a switch can be connected in parallel and controlled by a common signal at their gates. Depending on the size (i.e., gate width and length), type (e.g. MOSFET), semiconductor material (e.g. GaN) and number (e.g. 3) of the transistors in the switch, the switch may fail without failure. It can transmit significant levels of current at high switching speeds. The power transistor can transmit current at high switching speeds (eg, up to 100 kHz for Si IGBTs, up to 500 kHz for SiC MOSFETs, up to 1.0 GHz for GaN MOSFETs, etc.). As will be discussed below, when thermally coupled to heat sinks, power transistors can transmit more current at higher switching speeds without failure.

[0094] 스위치들은 "다이 기판들" 및 "다이 클립들"로 불리는 별개의 금속 전도체들 사이에 샌드위치(sandwich)된다. 더 구체적으로, 스위치 내의 각각의 트랜지스터의 제1 전류 단자(예를 들어, 콜렉터 또는 드레인) 및 제2 전류 단자(예를 들어, 이미터 또는 소스)는, 각각, 다이 기판 및 다이 클립에 연결(예를 들어, 소결, 솔더링(solder), 브레이징(braze) 등)된다. 스위치 내의 각각의 트랜지스터의 게이트는 스위치 제어기에 연결되고 이 스위치 제어기에 의해 제어된다.[0094] The switches are sandwiched between discrete metal conductors called "die substrates" and "die clips". More specifically, the first current terminal (eg, collector or drain) and the second current terminal (eg, emitter or source) of each transistor in the switch are connected to a die substrate and a die clip, respectively ( eg sintered, soldered, brazed, etc.). The gate of each transistor in the switch is connected to and controlled by the switch controller.

다이 기판 및 다이 클립 단자들Die board and die clip terminals

[0095] 다이 기판들 및 다이 클립들은 전류를 전도한다. 전류를 전도하는 것에 추가하여, 다이 기판은 열을 전도한다. 다이 기판은 패키징된 스위치 또는 패키징된 하프 브리지 밖으로 열을 전달하기 위한 단자를 갖는다. 동일한 다이 기판 단자는 패키징된 스위치 또는 패키징된 하프 브리지 안으로 또는 밖으로 전류를 송신할 수 있다. 다이 클립은 패키징된 스위치 또는 패키징된 하프 브리지 안으로 또는 밖으로 전류를 송신하기 위한 적어도 하나의 단자를 갖는다. 이 단자는 또한, 패키징된 스위치 또는 패키징된 하프 브리지 밖으로 일부 열을 전달할 수 있지만, 그 일차적인 목적은 전류를 송신하는 것이다. 일부 실시예들에서, 다이 클립은 패키징된 스위치 또는 패키징된 하프 브리지 밖으로 열을 전달하도록 구성된 추가적인 단자를 가질 수 있다.[0095] Die substrates and die clips conduct current. In addition to conducting current, the die substrate conducts heat. The die substrate has terminals for transferring heat out of the packaged switch or packaged half bridge. The same die board terminal can transmit current into or out of a packaged switch or packaged half-bridge. The die clip has at least one terminal for transmitting current into or out of the packaged switch or packaged half-bridge. This terminal may also transfer some heat out of the packaged switch or packaged half-bridge, but its primary purpose is to transmit current. In some embodiments, the die clip may have an additional terminal configured to transfer heat out of the packaged switch or packaged half bridge.

[0096] 다이 기판 단자는 패키징된 스위치 또는 패키징된 하프 브리지의 표면을 통해 연장될 수 있다. 마찬가지로, 다이 클립 단자는 패키징된 스위치 또는 패키징된 하프 브리지의 표면을 통해 연장될 수 있다. 달리 주목되지 않는 한, 다이 기판 단자들 및 다이 클립 단자들은 패키징된 스위치 또는 패키징된 하프 브리지의 플라스틱 케이스 표면들과 실질적으로 동일한 높이에 있는 실질적으로 평탄한 표면들을 갖는다. 그러나, 다른 실시예들에서, 이러한 평탄한 표면들은 플라스틱 케이스의 표면들 아래로 실질적으로 리세스될 수 있거나, 또는 평탄한 표면들은 플라스틱 케이스의 표면들 위로 실질적으로 돌출될 수 있다. 도 2aa는 패키징된 스위치(200)의 상부 표면과 실질적으로 동일한 높이에 있는 실질적으로 평탄한 표면을 갖는 예시적인 다이 기판 단자(230)를 도시한다. 도 2aa는 또한, 패키징된 스위치(200)의 측부 표면과 동일한 높이에 있는 실질적으로 평탄한 표면을 갖는 예시적인 다이 클립 단자(232)를 도시한다. 도 2ba 및 도 2bb는, 패키징된 하프 브리지(250)의 상부, 하부 및 측부 표면들과 동일한 높이에 있는 표면들을 갖는, 유사한 다이 기판 단자들(230H 및 230L) 및 다이 클립 단자들(232H 및 230L)을 도시한다. 다이 클립 단자는, 더 우수한 전기 연결을 가능하게 하기 위해 외부 전도체의 연장부들(예를 들어, 아래에서 더 완전히 설명되는 V- 버스 바 또는 클램프)과 정합(mate)할 수 있는 몇몇 리세스들을 포함할 수 있다.[0096] The die substrate terminals may extend through the surface of the packaged switch or packaged half bridge. Similarly, the die clip terminals may extend through the surface of the packaged switch or packaged half bridge. Unless otherwise noted, the die substrate terminals and die clip terminals have substantially planar surfaces that are substantially flush with the plastic case surfaces of the packaged switch or packaged half bridge. However, in other embodiments, these flat surfaces may be substantially recessed below the surfaces of the plastic case, or the flat surfaces may substantially protrude above the surfaces of the plastic case. 2AA shows an exemplary die substrate terminal 230 having a substantially planar surface that is substantially flush with the top surface of packaged switch 200 . 2AA also shows an example die clip terminal 232 having a substantially planar surface flush with the side surface of the packaged switch 200 . 2BA and 2BB show similar die substrate terminals 230H and 230L and die clip terminals 232H and 230L, with surfaces flush with the top, bottom, and side surfaces of packaged half bridge 250. ) is shown. The die clip terminals include several recesses that can mate with extensions of an external conductor (such as a V-bus bar or clamp described more fully below) to allow for better electrical connections. can do.

[0097] 도 2aa 및 도 2ab는 플라스틱 케이스(202)의 표면들과 실질적으로 동일한 높이에 있는 실질적으로 평탄한 표면들을 갖는 예시적인 다이 기판 단자(230) 및 다이 클립 단자(232)을 도시한다. 도 2ba 및 도 2bb는 플라스틱 케이스(252)의 표면들과 실질적으로 동일한 높이에 있는 실질적으로 평탄한 표면들을 갖는 유사한 다이 기판 단자(230) 및 다이 클립 단자(232)을 도시한다. 다이 클립 및 다이 기판 단자들은 도 2aa, 도 2ab, 도 2ba 및 도 2bb 내에 도시된 것으로 제한되지 않아야 한다는 것이 이해되어야 한다. 대안적인 실시예들에서, 다이 클립 및 다이 기판 단자들은 상이한 형태들, 형상들 및 사이즈들을 취할 수 있다. 다이 클립들 및/또는 다이 기판들은, 실질적으로, 플라스틱 케이스들(202 또는 252)의 표면들을 포함하는 평행한 평면들 위에 또는 아래에 있는 평면들에 표면들을 갖는 단자들을 갖도록 구성될 수 있다.[0097] 2AA and 2AB show an exemplary die substrate terminal 230 and die clip terminal 232 having substantially planar surfaces that are substantially flush with the surfaces of plastic case 202 . 2BA and 2BB show a similar die substrate terminal 230 and die clip terminal 232 having substantially planar surfaces that are substantially flush with the surfaces of plastic case 252 . It should be understood that the die clip and die board terminals should not be limited to those shown in FIGS. 2aa, 2ab, 2ba and 2bb. In alternative embodiments, the die clip and die substrate terminals can take different shapes, shapes and sizes. The die clips and/or die substrates may be configured to have terminals having surfaces in planes that are substantially above or below parallel planes that include the surfaces of the plastic cases 202 or 252 .

[0098] 전류는 다이 기판 단자를 통해, 패키징된 스위치 또는 하프 브리지에 진입하고 후속하여 다이 클립 단자를 통해 빠져나갈 수 있거나, 또는 전류는 패키징된 스위치 또는 하프 브리지를 통해 역방향으로 흐를 수 있지만, 역방향으로의 전류 흐름은 효율적이지 않을 수 있다. 예시하자면, 전류는 다이 기판 단자(230)를 통해, 패키징된 스위치(200)에 진입하고, 다이 기판, 활성화된 스위치, 다이 클립을 통해 흐른 다음, 다이 클립 단자(232)를 통해, 패키징된 스위치(200)를 빠져나갈 수 있다. 유사한 방식으로, 전류는 하이-사이드 다이 기판 단자(230H)를 통해, 패키징된 하프 브리지(250)에 진입하고, 하이-사이드 다이 기판, 활성화된 하이-사이드 스위치, 하이-사이드 다이 클립을 통해 흐른 다음, 하이-사이드 다이 클립 단자(232H)를 통해, 패키징된 하프 브리지(250)를 빠져나갈 수 있다. 그리고 전류는 로우-사이드 다이 기판 단자(230L)를 통해, 패키징된 하프 브리지(250)에 진입하고, 로우-사이드 다이 기판, 활성화된 로우-사이드 스위치, 로우-사이드 다이 클립을 통해 흐른 다음, 다이 로우-사이드 다이 클립 단자(232L)를 통해, 패키징된 하프 브리지(250)를 빠져나갈 수 있다.[0098] Current can enter the packaged switch or half-bridge through the die-board terminals and subsequently exit through the die-clip terminals, or the current can flow in the reverse direction through the packaged switch or half-bridge but with current in the reverse direction. Flow may not be efficient. To illustrate, current enters the packaged switch 200 through the die substrate terminal 230, flows through the die substrate, the activated switch, the die clip, and then through the die clip terminal 232 into the packaged switch. (200) can be escaped. In a similar manner, current enters the packaged half bridge 250 through the high-side die board terminal 230H and flows through the high-side die board, the activated high-side switch, and the high-side die clip. Next, the packaged half bridge 250 may be exited through the high-side die clip terminal 232H. Current then enters the packaged half bridge 250 through the low-side die board terminal 230L, flows through the low-side die board, the activated low-side switch, the low-side die clip, and then the die The packaged half bridge 250 may be exited through the low-side die clip terminal 232L.

[0099] 다이 기판들 및 다이 클립들은, 이들의 구성(예를 들어, 두께, 단자 폭 및 길이, 금속 타입 등)에 따라, 이들에 연결된 스위치들로 또는 이 스위치들로부터 높은 레벨들의 전류를 송신할 수 있다. 예를 들어, 24 mm의 폭 및 11.2 mm의 길이를 갖는 단자(230)를 갖는 구리 기반 다이 기판은 400 A 이상의 전류를 송신할 수 있고, 1.6 mm의 폭 및 11.4 mm의 길이를 갖는 단자(232)를 갖는 구리 다이 클립은 400 A 이상의 전류를 송신할 수 있다.[0099] Die substrates and die clips, depending on their configuration (eg, thickness, terminal width and length, metal type, etc.), can transmit high levels of current to or from switches connected to them. . For example, a copper-based die substrate having a terminal 230 with a width of 24 mm and a length of 11.2 mm can transmit a current of 400 A or more, and a terminal 232 with a width of 1.6 mm and a length of 11.4 mm ) can transmit more than 400 A of current.

[00100] 스위치들은, 특히 스위치들이 높은 스위칭 속도로 전류를 전도할 때, 뜨거워진다. 다이 기판은, 다이 기판의 두께를 포함하는 다이 기판의 구성에 따라, 다이 기판의 다이 기판 단자를 통해, 패키징된 스위치 또는 패키징된 하프 브리지 밖으로 많은 양들의 열(예를 들어, 10, 20, 50, 100, 300-750 W 또는 그 초과)을 전도할 수 있다. 다이 기판은 두꺼울 수 있고(예를 들어, 0.1 mm - 6.0 mm 두께), 다이 기판이 두꺼울수록, 다이 기판은 더 많은 열 커패시턴스를 제공하며, 이는 부착된 스위치로부터의 갑작스러운 열 증가를 흡수하는 데 중요할 수 있다. 다이 기판들은, 이들의 단자들이 열 싱크들에 열적으로 연결될 때, 패키징된 스위치들 또는 패키징된 하프 브리지들 밖으로 훨씬 더 많은 열을 전달할 수 있다. 다이 기판과 같이, 다이 클립은 두꺼울 수 있으며(예를 들어, 0.1 mm - 6.0 mm 두께), 다이 클립이 두꺼울수록, 다이 클립은 더 많은 열 커패시턴스를 제공한다. 위에서 주목된 바와 같은 일 실시예에서, 다이 클립은 패키징된 스위치 또는 패키징된 하프 브리지 안으로 또는 밖으로 전류를 전도하기 위한 제1 단자, 및 패키징된 스위치 또는 패키징된 하프 브리지 밖으로 열을 전도하기 위한 제2 단자를 가질 수 있다. 제2 단자는, 제2 단자가 열 싱크에 열적으로 연결될 때, 패키징된 스위치 또는 패키징된 하프 브리지 밖으로 훨씬 더 많은 열을 전달할 수 있다. 일반적으로, 한 쌍의 컴포넌트들 사이의 연결은 직접적일 수 있거나(예를 들어, 컴포넌트들의 표면들이 서로 접촉함), 또는 한 쌍의 컴포넌트들 사이의 연결은 솔더(solder), 제3 금속 컴포넌트, 솔더와 제3 금속 컴포넌트의 조합, 전도성 접착제들, 소결 재료, 이를테면, 은, 서멀 그리스(thermal grease), 와이어 본드(wire bond) 등과 같은 열적 및/또는 전기적 개재(intervening) 재료를 통해 간접적일 수 있다. 연결은 컴포넌트들 사이에서 열, 전류, 또는 둘 모두를 전도할 수 있다.[00100] Switches get hot, especially when they conduct current at high switching rates. The die substrate is subjected to a large amount of heat (e.g., 10, 20, 50, 00, , 100, 300-750 W or more). The die substrate can be thick (eg, 0.1 mm - 6.0 mm thick), and the thicker the die substrate, the more thermal capacitance the die substrate provides to absorb the sudden increase in heat from the attached switch. can be important Die substrates can transfer even more heat out of packaged switches or packaged half bridges when their terminals are thermally connected to heat sinks. Like the die substrate, the die clip can be thick (eg, 0.1 mm - 6.0 mm thick), the thicker the die clip, the more thermal capacitance the die clip provides. In one embodiment as noted above, the die clip has a first terminal for conducting current into or out of the packaged switch or packaged half bridge, and a second terminal for conducting heat out of the packaged switch or packaged half bridge. can have terminals. The second terminal can transfer even more heat out of the packaged switch or packaged half bridge when the second terminal is thermally coupled to the heat sink. In general, the connection between a pair of components can be direct (eg, the surfaces of the components are in contact with each other), or the connection between a pair of components can be solder, a third metal component, may be indirect through a combination of solder and a third metal component, conductive adhesives, sintering material such as thermal and/or electrical intervening material such as silver, thermal grease, wire bond, etc. there is. Connections can conduct heat, current, or both between components.

예시적인 패키징된 스위치들Exemplary Packaged Switches

[00101] 도 2aa를 계속 참조하면, 도 3aa, 도 3ab 및 도 3ac는 예시적인 패키징된 스위치(200)의 몇몇 관련 컴포넌트들을 도시하는, 예시적인 패키징된 스위치(200)의 개략도들이다. 도 3aa, 도 3ab 및 도 3ac는, 각각, 패키징된 스위치(200)를 위, 옆 및 뒤에서 볼 때의 특정 컴포넌트들의 상대적 포지션들을 도시한다. 패키징된 스위치(200)는 도 3aa에 도시된 바와 같은 예시적인 스위치 모듈(300)을 포함한다. 아래에서 더 완전히 설명될 바와 같이, 패키징된 하프 브리지는 한 쌍의 스위치 모듈들, 이를테면 스위치 모듈(300)을 포함할 수 있다.[00101] With continued reference to FIG. 2AA , FIGS. 3AA , 3AB and 3AC are schematic diagrams of an exemplary packaged switch 200 , showing some relevant components of the exemplary packaged switch 200 . 3AA, 3AB, and 3AC show the relative positions of certain components when viewing the packaged switch 200 from the top, side, and rear, respectively. The packaged switch 200 includes an exemplary switch module 300 as shown in FIG. 3AA. As will be described more fully below, a packaged half bridge may include a pair of switch modules, such as switch module 300 .

[00102] 스위치 모듈(300)은, 마이크로제어기 또는 유사한 프로세서 기반 디바이스로부터 수신된 저-전력 PWM 신호 및/또는 다른 신호들에 기반하여 스위치(304)를 제어하는 스위치 제어기(302)를 포함한다. 스위치(304)는 다이 기판(312)과 다이 클립(316)에 연결되고 다이 기판(312)과 다이 클립(316) 사이에 포지셔닝되며, 이들 둘 모두는 심볼로 표현된다. 다이 기판(312) 및 다이 클립(316)은 큰 전류를 전도한다. 다이 기판(312)은, 다이 클립(316)에 의해 외부로 전달되는 열의 양과 비교할 때, 다이 기판(312)이 패키징된 스위치(200) 밖으로 비교적 더 많은 열을 전도하도록 또한 구성됨을 표시하기 위해, 도면들에서 더 두꺼운 라인으로 표현된다. 스위치 모듈(300)은 또한, 스위치(304) 근처의 온도를 감지하기 위한 온도 센서 회로(T_Sense), 및 스위치(304)에 의해 송신된 전류를 감지하기 위한 전류 센서 회로(I_sense)를 포함한다. 스위치 모듈은 도면들에 도시된 것보다 더 적은 또는 더 많은 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스위치 모듈(300)은 또한, 다른 실시예에서 스위치(304)의 전류 단자들에 걸친 전압을 감지하는 전압 센서 회로를 포함할 수 있다.[00102] Switch module 300 includes switch controller 302 that controls switch 304 based on low-power PWM signals and/or other signals received from a microcontroller or similar processor-based device. Switch 304 is coupled to die substrate 312 and die clip 316 and positioned between die substrate 312 and die clip 316, both of which are represented by symbols. Die substrate 312 and die clip 316 conduct large currents. To indicate that the die substrate 312 is also configured to conduct relatively more heat out of the packaged switch 200, when compared to the amount of heat transferred out by the die clip 316, It is represented by a thicker line in the figures. Switch module 300 also includes temperature sensor circuitry (T_Sense) for sensing the temperature near switch 304, and current sensor circuitry (I_sense) for sensing the current sent by switch 304. A switch module may include fewer or more components than shown in the figures. For example, switch module 300 may also include a voltage sensor circuit that senses the voltage across the current terminals of switch 304 in another embodiment.

[00103] 도 3aa, 도 3ab 및 도 3ac는 컴포넌트들의 서로에 대한 상대적 포지셔닝을 도시한다. 도 3ab에서 알 수 있는 바와 같이, 다이 기판(312), 스위치(304) 및 다이 클립(316)은 상부(T)와 하부(B) 사이에 수직으로 적층된다. 이러한 컴포넌트들을 적층하는 것은 높이를 감소시키고, 그에 따라, 패키징된 스위치(200)의 볼륨을 감소시킨다. 스위치 제어기(302)는 패키징된 스위치(200)의 전방(F) 근처에 포지셔닝되는 한편, 스위치(304)는 패키징된 스위치(200)의 후방(Bk) 근처에 포지셔닝된다.[00103] Figures 3aa, 3ab and 3ac show the relative positioning of components relative to each other. As can be seen in Figure 3ab, the die substrate 312, switch 304 and die clip 316 are stacked vertically between top (T) and bottom (B). Stacking these components reduces the height and, therefore, the volume of the packaged switch 200 . Switch controller 302 is positioned near the front (F) of the packaged switch 200, while switch 304 is positioned near the back (Bk) of the packaged switch 200.

[00104] 예시 및 설명의 용이함을 위해, 다이 기판 단자(230)는 도면들에서 정사각형으로서 심볼로 표현된다. 뷰(view)에 따라, 다이 클립 단자(232)는 도면들에서 육각형으로서 또는 팔각형으로서 심볼로 표현된다. 예를 들어, 각각, 도 3aa 및 도 3ac의 평면도 및 배면도에서, 다이 클립 단자(232)는 육각형으로서 심볼로 표현된다. 도 3ab의 측면도에서, 다이 클립 단자(232)는 팔각형으로서 표현된다.[00104] For ease of illustration and description, die substrate terminal 230 is symbolically represented as a square in the figures. Depending on the view, the die clip terminal 232 is symbolically represented in the figures as a hexagon or as an octagon. For example, in the top and bottom views of FIGS. 3AA and 3AC , respectively, die clip terminal 232 is symbolically represented as a hexagon. In the side view of Figure 3ab, the die clip terminal 232 is represented as an octagon.

[00105] 다이 기판 단자(230)는 자신이 패키징된 스위치(200)의 상부 표면과 동일한 높이에 있음을 표시하도록 도 3ab 및 도 3ac에서 포지셔닝되고, 다이 클립 단자(232)는 자신이 패키징된 스위치(200)의 좌측 표면과 동일한 높이에 있음을 표시하도록 도 3aa 및 도 3ac에서 포지셔닝된다. 다이 클립 단자(232)는 전류가 자신의 좌측을 통해, 패키징된 스위치(200)에 진입하거나 패키징된 스위치(200)를 빠져나감을 표시하기 위해 도 3ab에서 센터 도트(center dot)로 드로잉된다(drawn). 도 3ba, 도 3bb 및 도 3bc는 대안적인 패키징된 스위치(201)를 도시하며, 이는 패키징된 스위치(200)와 유사하지만, 다이 클립 단자(232)는 자신이 우측 표면과 동일한 높이에 있음을 표시하도록 도 3ba 및 도 3bc에서 포지셔닝된다. 도 3bb의 다이 클립 단자(232)는, 전류가 패키징된 스위치(201)의 우측에 진입하거나 패키징된 스위치(201)의 우측으로부터 빠져나감을 표시하기 위해 센터 도트 없이 드로잉된다. 다른 실시예들에서, 다이 기판 단자들 또는 다이 클립 단자들은 의도적으로 패키징된 스위치 표면 또는 패키징된 하프 브리지 표면 아래로 리세스되거나 또는 그 위로 돌출될 수 있다는 것이 주목된다.[00105] The die board terminal 230 is positioned in FIGS. 3A and 3AC to indicate that it is flush with the top surface of the packaged switch 200, and the die clip terminal 232 is positioned on the same level as the top surface of the packaged switch 200. It is positioned in Figures 3aa and 3ac to indicate that it is flush with the left surface of . The die clip terminal 232 is drawn with a center dot in FIG. 3AB to indicate that current enters or exits the packaged switch 200 through its left side ( drawn). 3BA, 3BB and 3BC show an alternative packaged switch 201, which is similar to packaged switch 200, but with die clip terminals 232 indicating that they are flush with the right side surface. is positioned in Figures 3ba and 3bc to The die clip terminal 232 in FIG. 3BB is drawn without a center dot to indicate that current enters or leaves the right side of the packaged switch 201. It is noted that in other embodiments, the die substrate terminals or die clip terminals may intentionally recess below or protrude above the packaged switch surface or packaged half bridge surface.

[00106] 도 3aa, 도 3ab 및 도 3ac를 계속 참조하면, 도 3ad는 게이트 구동기(306), 저항기들(R1 및 R2) 및 다이오드들(308 및 310)을 포함하는 예시적인 스위치 제어기(302)를 도시하는 개략도이다. 스위치 제어기는 도면들에 도시된 것보다 더 적은 또는 더 많은 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 도 3ad는 스위치(304)를 도시하지만, 다이 기판(312) 및 다이 클립(316)은 도시하지 않는다. 이 도면에 도시되지 않았지만, 다이오드(308)의 캐소드는 다이 기판(312)에 연결된다.[00106] With continued reference to FIGS. 3AA, 3AB, and 3AC, FIG. 3AD shows an exemplary switch controller 302 that includes a gate driver 306, resistors R1 and R2, and diodes 308 and 310. it is a schematic A switch controller may include fewer or more components than shown in the figures. 3AD shows switch 304, but does not show die substrate 312 and die clip 316. Although not shown in this figure, the cathode of diode 308 is coupled to die substrate 312.

[00107] 선행 기술의 인버터 시스템들은, 크고 비싼 인쇄 회로 보드(PCB: printed circuit board)들 상에 도 1a의 게이트 구동기들(H101-H103 및 L101-L103)과 같은 게이트 구동기들을 장착한다. 이러한 PCB들 상의 긴 전도성 트레이스(trace)들은 PCB들 외부에 있는 전력 트랜지스터들(예를 들어, IGBT들)과 게이트 구동기들 사이에서 신호들을 운반한다. 게이트 구동기와 트랜지스터들 사이의 긴 트레이스들은 기생 유도 및/또는 커패시턴스를 증가시키며, 이는 결국 원하지 않는 전력 소비 및 신호 지연을 증가시킨다. 더 긴 트레이스들 상에서 송신된 신호들은 잡음에 더 취약하다. 대조적으로, 게이트 구동기(306)를 포함하는 스위치 제어기(302)는 패키징된 스위치 또는 패키징된 하프 브리지 내부에 포함되고, 스위치(304) 근처에 포지셔닝된다. 선행 기술의 인버터 시스템들과 비교할 때, 더 짧은 전도성 라인(예를 들어, 5 mm 이하)이 게이트 구동기(306)의 제어 신호 출력과 스위치(304)의 게이트(들)를 연결한다. 더 짧은 전도성 라인은 기생 유도, 신호 지연, 잡음으로 인한 신호 저하(degradation), 및/또는 전술된 PCB들 상에 장착된 게이트 구동기들과 연관된 다른 문제들을 감소시킨다. 게이트 구동기(306)는 게이트를 구동하는 동안 더 적은 전력을 소비한다. 그리고 게이트 구동기(306)는 스위치(304)의 게이트를 더 신속하게 구동할 수 있다.[00107] Prior art inverter systems mount gate drivers, such as gate drivers H101-H103 and L101-L103 in FIG. 1A, on large and expensive printed circuit boards (PCBs). Long conductive traces on these PCBs carry signals between the gate drivers and the power transistors (eg, IGBTs) external to the PCBs. Long traces between gate drivers and transistors increase parasitic induction and/or capacitance, which in turn increases undesirable power consumption and signal delay. Signals transmitted over longer traces are more susceptible to noise. In contrast, switch controller 302 including gate driver 306 is contained within a packaged switch or packaged half bridge and is positioned proximate switch 304 . Compared to prior art inverter systems, a shorter conductive line (eg, 5 mm or less) connects the control signal output of gate driver 306 and the gate(s) of switch 304. Shorter conductive lines reduce parasitic induction, signal delay, signal degradation due to noise, and/or other problems associated with gate drivers mounted on PCBs as described above. Gate driver 306 consumes less power while driving the gate. And the gate driver 306 can drive the gate of the switch 304 more quickly.

[00108] 일반적으로, 스위치(304)는 IGBT, MOSFET, JFET, BJT 등과 같은 하나 이상의 트랜지스터들을 포함한다. 스위치(304)는 다이오드와 같은 추가적인 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 스위치(304) 내의 트랜지스터들 및/또는 추가적인 컴포넌트들은 Si, SiC, GaN, GaO 등과 같은 많은 상이한 타입들의 반도체 재료들 중 임의의 하나로 제조될 수 있다. 도 3ae 및 도 3af는 예시적인 스위치들(304)을 예시하는 개략도들이다. 도 3ae에서, 스위치(304)는 다이오드(D)와 병렬로 연결된 전력 IGBT를 포함한다. 콜렉터(c) 및 다이오드 캐소드는 다이 기판(312)에 연결 또는 부착(예를 들어, 소결, 솔더링 등)되는 한편, 이미터(e) 및 다이오드 애노드는 다이 클립(316)에 연결 또는 부착(예를 들어, 소결, 솔더링 등)된다. 일부 실시예들에서, IGBT는 하나의 이미터를 갖지만, 몇몇 이미터 단자들을 가질 수 있다. 그러한 실시예들에서, 이미터 단자들 각각은 다이 클립(316)에 부착된다. 도 3af에서, 스위치(304)는 전력 MOSFET들(예를 들어, SiC MOSFET들, GaN MOSFET들, 또는 GaO와 같은 다른 반도체 재료들로 제조된 MOSFET들)을 포함하며, N1과 N2는 병렬로 커플링된다. MOSFET들(N1 및 N2)의 드레인들(d)은 다이 기판(312)에 부착(예를 들어, 소결, 솔더링 등)되는 한편, 소스들(s)은 다이 클립(316)에 부착(예를 들어, 소결, 솔더링 등)된다. 일부 실시예들에서, MOSFET은 하나의 소스를 갖지만, 몇몇 소스 단자들을 가질 수 있다. 그러한 실시예들에서, 소스 단자들 각각은 다이 클립(316)에 부착된다. 각각의 게이트(g)는 구동기(306)로부터의 고-전류 게이트 제어 신호(Vg)에 의해 제어된다. 도면들에 도시된 스위치(304) 이외의 스위치들이 대안적인 실시예들에서 사용될 수 있다.[00108] Typically, switch 304 includes one or more transistors such as IGBTs, MOSFETs, JFETs, BJTs, and the like. Switch 304 may include additional components such as diodes. Transistors and/or additional components within switch 304 may be made of any of many different types of semiconductor materials such as Si, SiC, GaN, GaO, and the like. 3ae and 3af are schematic diagrams illustrating example switches 304 . 3ae, switch 304 includes a power IGBT connected in parallel with diode D. Collector (c) and diode cathode are connected or attached (eg, sintered, soldered, etc.) to die substrate 312, while emitter (e) and diode anode are connected or attached (eg, to die clip 316). eg, sintering, soldering, etc.). In some embodiments, an IGBT has one emitter, but may have several emitter terminals. In such embodiments, each of the emitter terminals are attached to die clip 316 . 3af, switch 304 includes power MOSFETs (e.g., SiC MOSFETs, GaN MOSFETs, or MOSFETs made of other semiconductor materials such as GaO), with N1 and N2 coupled in parallel. ring Drains d of MOSFETs N1 and N2 are attached (eg, sintered, soldered, etc.) to die substrate 312, while sources s are attached to die clip 316 (eg, sintered, soldered, etc.). For example, sintering, soldering, etc.). In some embodiments, a MOSFET has one source, but may have several source terminals. In such embodiments, each of the source terminals are attached to die clip 316 . Each gate g is controlled by a high-current gate control signal Vg from driver 306. Switches other than switch 304 shown in the figures may be used in alternative embodiments.

[00109] 도 3aa 및 도 3ad를 계속 참조하면, 컴포넌트들은 심볼로 도시된 신호 리드들(예를 들어, 204-208)에 연결된다. 신호 리드들은 스위치 모듈 내부의 컴포넌트들(예를 들어, 게이트 구동기(306) 및 저항기(R1))을 연결한다. 신호 리드들은 또한, 스위치 모듈 내부의 컴포넌트들(예를 들어, 게이트 구동기(306))과 스위치 모듈 외부의 컴포넌트들(예를 들어, 마이크로제어기, 전압 조절기 등)을 연결한다. 몇몇 신호 리드들은 예시의 용이함을 위해 도 3aa 및 도 3ad에 도시되지 않는다. 스위치 모듈의 일부 컴포넌트들은 추가적인 와이어들 또는 전도체들을 통해 신호 리드들에 연결될 수 있다. 예를 들어, 와이어 본딩(wire bonding) 또는 다른 타입의 연결 방법이 스위치(304)의 게이트(g)를 신호 리드에 연결하는 데 사용될 수 있으며, 신호 리드는 결국 저항기(R2)에 연결된다.[00109] With continued reference to FIGS. 3AA and 3AD , the components are connected to signal leads shown symbolically (eg, 204-208). Signal leads connect components inside the switch module (eg, gate driver 306 and resistor R1). The signal leads also connect components internal to the switch module (eg, gate driver 306 ) and components external to the switch module (eg, microcontroller, voltage regulator, etc.). Some signal leads are not shown in FIGS. 3AA and 3AD for ease of illustration. Some components of the switch module may be connected to signal leads through additional wires or conductors. For example, wire bonding or other type of connection method may be used to connect gate g of switch 304 to a signal lead, which in turn connects to resistor R2.

[00110] 일부 스위치 모듈 컴포넌트들은 오리지널 장비 제조자들로부터 구매될 수 있는 패키징된 디바이스들 또는 베어(bare) 반도체 다이들의 형태를 취할 수 있다. 패키징된 디바이스들은 신호 리드들에 연결(예를 들어, 솔더링)되는 리드들을 갖는다. 베어 반도체 다이들은 신호 리드들에 와이어 본딩될 수 있는 패드들을 갖는다. 달리 주목되지 않는 한, 스위치 모듈 컴포넌트들은, 개개의 신호 리드들에 연결(예를 들어, 솔더링)될 수 있는, 리드들이 연장되어 나오는 패키징된 디바이스들의 형태를 취하는 것으로 가정된다. 예를 들어, 게이트 구동기(306)는 신호 리드들, 이를테면 신호 리드들(204 및 206)에 솔더링되는 리드들을 갖는 패키징된 집적 회로의 형태를 취할 수 있다. I_Sense 또는 I_Temp 회로는 또한, 가요성의 평탄한 케이블(flexible flat cable)(FFC, 이를테면, 플렉스(flex) PCB, 도시되지 않음)을 통해 신호 리드들에 연결된 리드들을 갖는 패키징된 집적 회로들의 형태를 취할 수 있다. FFC는, 가요성 기판 상에 형성된 평탄한 컨덕터들 또는 트레이스들을 갖는, 평탄할 뿐 아니라 가요성인 임의의 다양한 전기 케이블을 지칭한다. 저항기들(R1 및 R2) 및 다이오드들(308 및 310)은 솔더를 이용하여 신호 리드들에 연결되는 리드들을 갖는 패키징된 컴포넌트들일 수 있다.[00110] Some switch module components can take the form of packaged devices or bare semiconductor dies that can be purchased from original equipment manufacturers. Packaged devices have leads that are connected (eg, soldered) to signal leads. Bare semiconductor dies have pads that can be wire bonded to signal leads. Unless otherwise noted, switch module components are assumed to take the form of packaged devices with leads extending from them, which can be connected (eg, soldered) to individual signal leads. For example, gate driver 306 may take the form of a packaged integrated circuit having leads soldered to signal leads, such as signal leads 204 and 206 . I_Sense or I_Temp circuitry may also take the form of packaged integrated circuits with leads connected to signal leads via a flexible flat cable (FFC, such as a flex PCB, not shown). there is. FFC refers to any variety of flat as well as flexible electrical cable having flat conductors or traces formed on a flexible substrate. Resistors R1 and R2 and diodes 308 and 310 may be packaged components with leads connected to signal leads using solder.

[00111] 신호 리드들(예를 들어, 신호 리드들(204-208))은 "신호 프레임 기판"으로 불리는 금속 구조로 구성될 수 있으며, 그 예는 아래에서 더 완전히 설명될 것이다. 신호 리드들은 대안적인 방법들을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 강성(rigid) 기판을 생성하기 위해 액정 폴리머가 몰드 내에 주입될 수 있다. 이어서, 전도성 트레이스들이 기판 상에 패터닝되어 신호 리드들을 형성할 수 있다. 그러나, 설명의 목적들을 위해, 나머지 개시내용은 신호 프레임 기판으로부터의 신호 리드들의 구성을 가정할 것이다. 일반적으로, 신호 프레임 기판은, 반도체 패키지 어셈블리 동안 디바이스들이 부착되는 얇은 금속 프레임인 "리드 프레임"과 유사하다. 신호 프레임 기판에 있는 동안, 신호 리드들은 서로 전기적으로 격리되지 않는다. 패키징된 게이트 구동기(306)(또는 베어 반도체 다이 게이트 구동기(306))의 전도성 리드들, 다이오드(308) 및 다른 컴포넌트들이 신호 프레임 기판에 부착된 후에, 그 결합은 플라스틱으로 캡슐화된다. 플라스틱 및 신호 프레임 기판은 예를 들어, 도 2aa, 도 2ab, 도 2ba 및 도 2bb에 도시된 패키징된 스위치(200) 또는 패키징된 하프 브리지(250)를 생성하도록 트리밍(trim)될 수 있다. 더 구체적으로, 신호 프레임 기판 및 플라스틱의 부분들은 몰딩 후에 트리밍되어, 플라스틱 케이스들(예를 들어, 케이스들(202 및 252)) 및 신호 리드들(예를 들어, 204 및 206)을 산출한다. 트리밍 후에, 신호 리드들은 서로 격리되지만, 플라스틱 케이스에 의해 적소에 견고하게 유지된다. 중요하게는, 신호 프레임 기판은 스위치 모듈의 컴포넌트들의 많은 상이한 조합들, 타입들, 형상들, 배열 등을 수용하도록 설계될 수 있다.[00111] The signal leads (eg, signal leads 204-208) may be constructed of a metal structure referred to as a "signal frame substrate", an example of which will be described more fully below. Signal leads may be fabricated using alternative methods. For example, a liquid crystal polymer may be injected into a mold to create a rigid substrate. Conductive traces may then be patterned on the substrate to form signal leads. However, for purposes of explanation, the remainder of the disclosure will assume the configuration of the signal leads from the signal frame substrate. Generally, a signal frame substrate resembles a "lead frame", a thin metal frame to which devices are attached during semiconductor package assembly. While on the signal frame substrate, the signal leads are not electrically isolated from each other. After the conductive leads, diode 308 and other components of the packaged gate driver 306 (or bare semiconductor die gate driver 306) are attached to the signal frame substrate, the bond is encapsulated in plastic. The plastic and signal frame substrates may be trimmed to create the packaged switch 200 or packaged half bridge 250 shown in Figures 2aa, 2ab, 2ba and 2bb, for example. More specifically, portions of the signal frame substrate and plastic are trimmed after molding to yield plastic cases (eg, cases 202 and 252) and signal leads (eg, 204 and 206). After trimming, the signal leads are isolated from each other, but held firmly in place by the plastic casing. Significantly, the signal frame substrate can be designed to accommodate many different combinations, types, shapes, arrangements, etc. of the components of a switch module.

[00112] 도 3ae 및 도 3af를 계속 참조하면, 스위치들(304)은 다이 기판들에 전기적으로 그리고 열적으로 연결된다. 일 실시예에서, 스위치(304) 내의 각각의 트랜지스터의 제1 전류 단자(예를 들어, 콜렉터, 드레인 등)는 은과 같은 고도로 전도성의 소결 재료의 층을 통해 다이 기판(312)에 대해 소결된다. 스위치(304)와 다이 기판 단자 사이에 유전체가 존재하지 않도록, 도시된 실시예들에서, 스위치(304)와 다이 기판 단자 사이에 유전체가 추가되지 않는다. 다이 기판 단자들은 외부 디바이스들로의 직접 또는 간접 연결을 위해 구성된다. 예를 들어, 다이 기판 단자(230)는 "V+ 버스 바"에 연결될 수 있고, 이는 결국 DC-DC 변환기와 같은 디바이스를 통해 간접적으로 또는 직접적으로 V+ 배터리 단자에 연결된다. 일반적으로, 버스 바는 고전류 분배에 사용되는 금속 엘리먼트이다. 버스 바 또는 버스 바의 엘리먼트들의 재료 조성(composition) 및 단면 사이즈는 안전하게 운반될 수 있는 전류의 최대량을 결정한다. V+ 버스 바는 또한, 유체(예를 들어, 공기 또는 액체, 이를테면, 물과 에틸렌 글리콜의 혼합물)가 유동할 수 있게 하는 하나 이상의 채널들을 갖는 열 싱크로서 작용할 수 있다. 또는, 다이 기판 단자(230)는 AC 버스 바 또는 "위상 버스 바"에 연결될 수 있고, 이는 결국 권선(W)의 단자에 연결된다. 위상 버스 바(이하, 위상 바)는 다이 기판 단자와 맞물리는 금속 클램프를 포함할 수 있다. 전력 케이블은 금속 클램프를 권선 단자에 연결할 수 있다. 전력 케이블의 일 단부는 클램프에 연결되는 한편, 다른 단부는 권선 단자에 연결된다.[00112] With continued reference to FIGS. 3ae and 3af , the switches 304 are electrically and thermally coupled to the die substrates. In one embodiment, the first current terminal (e.g., collector, drain, etc.) of each transistor in switch 304 is sintered to die substrate 312 via a layer of a highly conductive sintered material such as silver. . In the illustrated embodiments, no dielectric is added between the switch 304 and the die substrate terminal so that there is no dielectric between the switch 304 and the die substrate terminal. The die board terminals are configured for direct or indirect connection to external devices. For example, die substrate terminal 230 may be connected to a "V+ bus bar", which in turn is connected to the V+ battery terminal directly or indirectly through a device such as a DC-DC converter. Generally, bus bars are metal elements used for high current distribution. The material composition and cross-sectional size of a bus bar or elements of a bus bar determine the maximum amount of current that can be safely carried. The V+ bus bar can also act as a heat sink with one or more channels through which a fluid (eg, air or liquid, such as a mixture of water and ethylene glycol) can flow. Alternatively, die board terminal 230 may be connected to an AC bus bar or "phase bus bar", which in turn is connected to the terminals of winding W. The phase bus bar (hereafter referred to as phase bar) may include a metal clamp that engages the die substrate terminals. A power cable may connect the metal clamp to the winding terminals. One end of the power cable is connected to the clamp, while the other end is connected to the winding terminal.

[00113] 도 2aa에서, 다이 기판 단자(230)는 패키징된 스위치(200)의 플라스틱 케이스의 개구를 통해 노출되는 평탄한 표면을 갖는다. 도 2ba 및 도 2bb의 패키징된 하프 브리지(250)는 유사한 다이 기판 단자들(230L 및 230H)을 갖는다. 노출된 단자(230)의 치수들(예를 들어, 폭 및 길이)은 상당한 전류 및 열을 전달하도록 구성된다. 일 실시예에서, 다이 기판 단자(230)는, 제1 전류 단자(예를 들어, 콜렉터, 드레인 등)가 부착되는 다이 기판(312)의 적어도 하나의 표면과 평행하지만, 반대로 향한다(즉, 180도).[00113] In FIG. 2AA, the die substrate terminal 230 has a flat surface exposed through the opening of the plastic case of the packaged switch 200. The packaged half bridge 250 of FIGS. 2BA and 2BB has similar die substrate terminals 230L and 230H. The dimensions (eg, width and length) of exposed terminal 230 are configured to conduct significant current and heat. In one embodiment, the die substrate terminals 230 face parallel to, but opposite to, the at least one surface of the die substrate 312 to which the first current terminal (e.g., collector, drain, etc.) is attached (i.e., 180 do).

[00114] 스위치들(304)은 다이 클립들에 전기적으로 그리고 열적으로 연결된다. 예를 들어, 스위치(304) 내의 각각의 트랜지스터의 제2 전류 단자(예를 들어, 이미터, 소스 등)는 은과 같은 고도로 전도성의 소결 재료의 층을 통해 다이 클립(316)에 대해 소결된다. 스위치(304)와 다이 클립 단자 사이에 유전체가 존재하지 않도록, 도시된 실시예들에서, 스위치(304)와 다이 클립 단자 사이에 유전체가 추가되지 않는다. 다이 클립 단자들은 패키징된 스위치 또는 패키징된 하프 브리지 외부의 디바이스에 직접 또는 간접 연결되도록 구성된다. 다이 클립 단자(232)는 위에서 언급된 클램프에 연결될 수 있으며, 이는 결국 전력 케이블을 통해 권선의 단자에 연결된다. 또는 다이 클립 단자(232)는 "V- 버스 바"에 연결될 수 있고, 이는 결국 V- 배터리 단자에 연결된다. 일부 실시예들에서, V- 버스 바는 또한, 유체, 이를테면 공기가 유동할 수 있게 하는 하나 이상의 채널들을 갖는 열 싱크로서 작용할 수 있다.[00114] Switches 304 are electrically and thermally connected to the die clips. For example, the second current terminal (e.g., emitter, source, etc.) of each transistor in switch 304 is sintered to die clip 316 via a layer of highly conductive sintered material such as silver. . In the illustrated embodiments, no dielectric is added between the switch 304 and the die clip terminal so that there is no dielectric between the switch 304 and the die clip terminal. The die clip terminals are configured to connect directly or indirectly to a device external to the packaged switch or packaged half-bridge. The die clip terminals 232 can be connected to the clamps mentioned above, which in turn are connected to the terminals of the windings via power cables. Alternatively, the die clip terminal 232 can be connected to the "V-bus bar", which in turn is connected to the V- battery terminal. In some embodiments, the V-bus bar can also act as a heat sink with one or more channels through which a fluid, such as air, can flow.

[00115] 도 2aa를 계속 참조하면, 다이 클립 단자(232)는 패키징된 스위치(200)의 플라스틱 케이스의 개구를 통해 노출되는 실질적으로 평탄한 표면 영역을 갖는다. 도 2ba 및 도 2bb의 패키징된 하프 브리지(250)는 유사한 다이 클립 단자들(232L 및 232H)을 갖는다. 노출된 단자(232)의 치수들(예를 들어, 폭 및 길이)은 상당한 전류를 전달하도록 구성된다.[00115] Still referring to FIG. 2AA , die clip terminal 232 has a substantially flat surface area exposed through an opening in the plastic case of packaged switch 200 . The packaged half bridge 250 of FIGS. 2BA and 2BB has similar die clip terminals 232L and 232H. The dimensions (eg, width and length) of exposed terminal 232 are configured to carry significant current.

[00116] 스위치 모듈의 게이트 구동기들은 마이크로제어기, 개개의 마이크로제어기들, 또는 유사한 프로세서 기반 디바이스(들)로부터 신호들을 수신할 수 있다. 예를 들어, 도 3ad의 게이트 구동기 회로(306)는 도 1a를 참조하여 설명된 PWM 신호들 중 하나와 유사한 저-전력 PWM 구동기 제어 신호를 수신할 수 있다. 이외에도, 게이트 구동기(306)는 마이크로제어기 또는 다른 디바이스로부터 저-전력 Reset 신호를 수신할 수 있다. 게이트 구동기 회로(306)는, 자신이 어서트된 Reset 신호를 수신한 후에, 고-전류 게이트 제어 신호(Vg)를 어서트함으로써, 자신이 수신하는 PWM 신호의 어서션(assertion)에 대한 응답으로 스위치(304)를 선택적으로 활성화할 수 있다. 게이트 구동기(306)의 출력과 스위치(304)의 게이트 또는 게이트들 사이의 거리는 기생 인덕턴스, 기생 커패시턴스, 잡음 등으로 인한 게이트 제어 신호(Vg)에 대한 악영향들을 완화시키기 위해 감소되어야 한다. 게이트 구동기들은 또한, 마이크로제어기 또는 유사한 프로세서 기반 디바이스에 신호들을 송신할 수 있다. 예를 들어, 게이트 구동기 회로(306)는 스위치(304)를 디스에이블(disable)하고(즉, 스위치를 비활성화된(deactivated) 상태로 유지하고), 스위치(304)를 통한 과도한 전류 전도와 같은 결함(fault)이 검출될 때 Fault 신호를 어서트할 수 있다. 마이크로제어기 또는 유사한 프로세서 디바이스는 Fault 신호를 수신 및 프로세싱할 수 있다. I_sense 회로 및 Temp_sense 회로와 같은 다른 컴포넌트들은 스위치(304)를 통한 전류 흐름 및 스위치(304)의 온도를 나타내는 신호들을 송신할 수 있다. 포함되는 경우, 전압 감지 회로는, 추가된다면, 스위치(304)에 걸친 전압을 나타내는 신호를 마찬가지로 송신할 수 있다. 마이크로제어기 또는 유사한 프로세서 기반 디바이스는 이러한 다른 컴포넌트들에 의해 제공되는 신호들을 수신 및 프로세싱할 수 있다. 예를 들어, 마이크로제어기는 온도를 나타내는 신호를 제1 임계값과 비교하고, 임계 값이 초과되면 게이트 구동기 회로(306)에 제공되는 PWM 제어 신호의 주파수 또는 듀티 사이클을 변경할 수 있거나, 또는 마이크로제어기는 임계 값이 초과되면 게이트 구동기 회로(306)에 제공되는 PWM 제어 신호를 계속해서 디-어서트(de-assert)할 수 있고, 이는 결국 스위치(304)를 비활성(inactive) 상태로 유지한다.[00116] The gate drivers of the switch module may receive signals from a microcontroller, individual microcontrollers, or similar processor-based device(s). For example, the gate driver circuit 306 of FIG. 3AD can receive a low-power PWM driver control signal similar to one of the PWM signals described with reference to FIG. 1A. Additionally, gate driver 306 may receive a low-power Reset signal from a microcontroller or other device. The gate driver circuit 306, after it receives the asserted Reset signal, asserts the high-current gate control signal (Vg) to switch in response to the assertion of the PWM signal it receives. (304) can be selectively activated. The distance between the output of the gate driver 306 and the gate or gates of the switch 304 should be reduced to mitigate adverse effects on the gate control signal Vg due to parasitic inductance, parasitic capacitance, noise, and the like. Gate drivers may also send signals to a microcontroller or similar processor-based device. For example, the gate driver circuit 306 disables the switch 304 (i.e., maintains the switch in a disabled state) and detects a fault such as excessive current conduction through the switch 304. Fault signals can be asserted when a fault is detected. A microcontroller or similar processor device may receive and process the Fault signal. Other components, such as the I_sense circuit and the Temp_sense circuit, may transmit signals indicating the current flow through the switch 304 and the temperature of the switch 304. If included, the voltage sensing circuit, if added, may likewise transmit a signal representative of the voltage across switch 304 . A microcontroller or similar processor-based device may receive and process signals provided by these other components. For example, the microcontroller can compare the signal representing the temperature to a first threshold and, if the threshold is exceeded, change the frequency or duty cycle of the PWM control signal provided to the gate driver circuit 306, or the microcontroller may continue to de-assert the PWM control signal provided to gate driver circuit 306 once the threshold is exceeded, which in turn keeps switch 304 in an inactive state.

[00117] 도 3ag는 갈바닉 격리 회로(324)를 통해 고-전압 출력 스테이지(320)와 데이터 통신하는 저-전압 입력 스테이지(320)를 포함하는 예시적인 게이트 구동기(306)를 예시한다. 갈바닉 격리는, 2 개 이상의 회로들이 통신해야 하지만 이들의 접지들이 상이한 전위들에 있는 경우 사용된다. 갈바닉 격리 회로들은 회로들 사이의 격리를 달성하기 위해 변압기, 커패시터, 광 커플러 또는 다른 디바이스를 이용할 수 있다. 단지 설명의 목적들을 위해, 갈바닉 격리 회로(324)는 갈바닉 격리를 구현하기 위해 변압기 디바이스를 이용한다. 저-전압 입력 스테이지(322)는 제1 공급 전압(VDDI) 및 제1 접지(GI)를 수신하도록 커플링되며, PWM 및 Reset 신호들을 수신하는 로직 회로(330)를 포함한다. 고-전압 출력 스테이지(322)는 제2 공급 전압(VDDO+), 제3 공급 전압(VDDO-) 및 제2 접지(GO)를 수신하도록 커플링되며, 갈바닉 격리 회로(324)를 통해 로직 회로(330)로부터 제어 신호를 수신하는 로직 회로(332)를 포함한다. 고-전압 출력 스테이지(332)는 또한, 로직 회로(332)로부터의 출력 신호에 의해 제어되는 버퍼(340)를 포함한다. 버퍼는 격리 회로(324)의 제어 신호 출력이 어서트될 때 Vg를 어서트한다. 다른 타입들의 게이트 구동기들(306)이 고려된다.[00117] 3AG illustrates an example gate driver 306 that includes a low-voltage input stage 320 in data communication with a high-voltage output stage 320 through a galvanic isolation circuit 324 . Galvanic isolation is used when two or more circuits must communicate but their grounds are at different potentials. Galvanic isolation circuits may use a transformer, capacitor, optocoupler or other device to achieve isolation between circuits. For illustrative purposes only, galvanic isolation circuit 324 uses a transformer device to implement galvanic isolation. The low-voltage input stage 322 is coupled to receive a first supply voltage (VDDI) and a first ground (GI) and includes a logic circuit 330 that receives PWM and Reset signals. The high-voltage output stage 322 is coupled to receive a second supply voltage (VDDO+), a third supply voltage (VDDO-) and a second ground (GO), and through a galvanic isolation circuit 324 a logic circuit ( and a logic circuit 332 that receives a control signal from 330). The high-voltage output stage 332 also includes a buffer 340 controlled by an output signal from the logic circuit 332 . The buffer asserts Vg when the control signal output of isolation circuit 324 is asserted. Other types of gate drivers 306 are contemplated.

[00118] 도 3aa를 계속 참조하면, I_sense는 스위치(304)를 통한 전류 흐름에 비례하는 크기(magnitude)를 갖는 전압 신호(Vi)를 생성한다. I_sense는, 일반적으로 스위치(304)를 통하는 그리고 특히 다이 클립을 통하는 전류 흐름에 의해 생성되는 자기장을 측정하는 유도성 전류 센서를 포함할 수 있다. 도 3ac에 도시된 바와 같이, 예시적인 다이 클립(316)은 수평 및 수직 부분들을 포함한다. I_sense 회로는 수평 부분의 좁아진 부분(narrowed portion)(도시되지 않음)을 통한 전류 흐름을 측정할 수 있다. I_sense는 마이크로제어기에 의한 후속 사용을 위해 유도성 전류 센서의 신호 출력을 컨디셔닝한다. 유도성 센서는 트랜지스터(T)로부터 갈바닉(galvanically) 격리된다.[00118] Still referring to FIG. 3AA , I_sense produces a voltage signal Vi having a magnitude proportional to the current flow through switch 304 . I_sense may include an inductive current sensor that measures the magnetic field produced by current flow through the switch 304 in general and through the die clip in particular. As shown in Figure 3ac, the exemplary die clip 316 includes horizontal and vertical portions. The I_sense circuit can measure current flow through a narrowed portion (not shown) of the horizontal portion. I_sense conditions the signal output of the inductive current sensor for subsequent use by the microcontroller. The inductive sensor is galvanically isolated from transistor T.

[00119] T_sense는 스위치(304) 근처의 온도에 비례하는 크기를 갖는 전압 신호(Vt)를 생성할 수 있는 서미스터(thermistor)를 포함할 수 있다. 서미스터는, 그 저항이 온도에 의존하는 타입의 저항기이고; 저항과 온도 사이의 관계는 선형이다. T_sense는 마이크로제어기에 의한 사용을 위해 서미스터의 신호 출력을 컨디셔닝한다. 서미스터는 트랜지스터(T)로부터 갈바닉 격리된다.[00119] T_sense may include a thermistor capable of generating a voltage signal (Vt) having a magnitude proportional to the temperature near switch 304 . A thermistor is a type of resistor whose resistance depends on temperature; The relationship between resistance and temperature is linear. T_sense conditions the thermistor's signal output for use by the microcontroller. The thermistor is galvanically isolated from transistor T.

[00120] 각각, I_sense 및 T_sense 회로들로부터의 아날로그 신호들(Vi 및 Vt)은 디지털 등가물(equivalent)들로의 후속 변환을 위해 마이크로제어기에 송신될 수 있다. 가요성의 평탄한 케이블링(예를 들어, 플렉스 PCB(도시되지 않음))의 트레이스들과 같은 전도체들은, PCB(도시되지 않음)의 트레이스들을 통해 마이크로제어기와 스위치 모듈(300)의 개개의 신호 리드 단자들 사이에서 Vi, Vt 및 Fault를 포함하는 신호들을 송신하는 데 사용될 수 있다. 마이크로제어기에 신호들을 송신하기 위해 다른 타입의 전도체들이 사용될 수 있다. 달리 주목되지 않는 한, 본 개시내용은 플렉스 PCB와 같은 가요성의 평탄한 케이블의 사용을 가정한다. 가요성의 평탄한 케이블링은 또한, 다른 신호들(예를 들어, PWM 및 Reset) 및 전압들(예를 들어, VDDI, VDDO+, GL 등)을 스위치 모듈(300)에 송신하는 데 사용될 수 있다. 마이크로제어기는 메모리에 저장된 명령들에 따라 자신이 수신하는 신호들(예를 들어, Fault, Vi 및 Vt)의 디지털 등가물들을 프로세싱할 수 있다. 마이크로제어기는 Vi 및 Vt의 디지털 등가물들에 기반하여 구동기 제어 신호들(PWM)의 듀티 사이클 및/또는 주기를 조정할 수 있다. 스위치에 걸친 전압을 모니터링하기 위한 회로를 포함하는 패키징된 전력 모듈들의 실시예들에서, 전압을 표현하는 아날로그 신호(Vv)는 메모리에 저장된 명령들에 따른 프로세싱을 위해 전압 모니터링 회로에 의해 마이크로제어기에 제공될 수 있다.[00120] Analog signals Vi and Vt from the I_sense and T_sense circuits, respectively, can be sent to a microcontroller for subsequent conversion to digital equivalents. Conductors, such as traces of flexible flat cabling (e.g., a flex PCB (not shown)), may be routed through the traces of the PCB (not shown) to the individual signal lead terminals of the microcontroller and switch module 300. It can be used to transmit signals including Vi, Vt and Fault between Other types of conductors may be used to transmit signals to the microcontroller. Unless noted otherwise, this disclosure assumes the use of a flexible flat cable such as a flex PCB. Flexible flat cabling can also be used to transmit other signals (eg, PWM and Reset) and voltages (eg, VDDI, VDDO+, GL, etc.) to the switch module 300 . A microcontroller can process digital equivalents of the signals it receives (eg, Fault, Vi and Vt) according to instructions stored in memory. The microcontroller may adjust the duty cycle and/or period of the driver control signals PWM based on the digital equivalents of Vi and Vt. In embodiments of packaged power modules that include circuitry to monitor the voltage across the switch, the analog signal Vv representing the voltage is sent to the microcontroller by the voltage monitoring circuitry for processing according to instructions stored in memory. can be provided.

[00121] 도 3ca 및 도 3cb는 대안적인 패키징된 스위치(203)의 몇몇 컴포넌트들을 도시하는, 대안적인 패키징된 스위치(203)의 개략도들이다. 도 3ca 및 도 3cb는, 각각, 패키징된 스위치(203)를 옆 및 뒤에서 볼 때의 패키징된 스위치(203)의 컴포넌트들의 상대적 포지션들을 도시한다. 패키징된 스위치(200)와 같이, 패키징된 스위치(203)는 스위치 제어기(302)에 의해 제어되는 스위치(304)를 포함한다. 스위치(304)는 다이 기판(312)과 다이 클립 단자(344)를 포함하는 다이 클립(342) 사이에 그리고 이들에 연결(예를 들어, 소결)된다. 다이 클립(342) 및 다이 클립 단자(344)가 심볼로 도시된다. 다이 기판(312)과 다이 클립(342) 둘 모두는, 이들이 상당한 전류 및 상당한 열을 전달하도록 구성됨을 표시하기 위해 두꺼운 라인들로 표현된다. 다이 클립(342) 및 다이 클립(342)의 단자(344)의 형상 및 형태는 다이 클립(316) 및 다이 클립(316)의 단자(232)와 실질적으로 상이하다. 다이 기판(312)과 다이 클립(342)은 실질적으로 동일할 수 있으며, 실질적으로 동일한 다이 기판 및 다이 클립 단자들(230 및 344)을 각각 갖는다.[00121] 3ca and 3cb are schematic diagrams of an alternative packaged switch 203, showing some components of the alternative packaged switch 203. 3CA and 3CB show the relative positions of components of the packaged switch 203 when viewing the packaged switch 203 from the side and from the back, respectively. Like packaged switch 200 , packaged switch 203 includes a switch 304 controlled by switch controller 302 . The switch 304 is coupled (eg, sintered) to and between the die substrate 312 and the die clip 342 including the die clip terminals 344 . Die clip 342 and die clip terminal 344 are shown symbolically. Both die substrate 312 and die clip 342 are represented by thick lines to indicate that they are configured to carry significant current and significant heat. The shape and form of die clip 342 and terminal 344 of die clip 342 are substantially different from die clip 316 and terminal 232 of die clip 316 . The die substrate 312 and the die clip 342 may be substantially identical, and have substantially identical die substrate and die clip terminals 230 and 344, respectively.

[00122] 도 3ca 및 도 3cb는 컴포넌트들의 서로에 대한 상대적 포지셔닝을 예시한다. 다이 기판(312), 스위치(304) 및 다이 클립(342)은 패키징된 스위치(203)의 상부(T)와 하부(B) 사이에 수직으로 적층된다. 스위치 제어기(302)는 패키징된 스위치(203)의 전방(F) 근처에 포지셔닝되는 한편, 스위치(304)는 후방(Bk) 근처에 포지셔닝된다. 다이 기판 단자(230)는 자신이 패키징된 스위치(205)의 상부 표면과 동일한 높이에 있음을 표시하도록 도면들에서 포지셔닝되고, 다이 클립 단자(344)는 마찬가지로, 자신이 하부 표면과 동일한 높이에 있음을 표시하도록 포지셔닝된다.[00122] 3ca and 3cb illustrate the relative positioning of components relative to each other. The die substrate 312, the switch 304, and the die clip 342 are stacked vertically between the top (T) and bottom (B) of the packaged switch 203. Switch controller 302 is positioned near the front (F) of packaged switch 203, while switch 304 is positioned near the rear (Bk). Die board terminal 230 is positioned in the figures to indicate that it is flush with the top surface of packaged switch 205, and die clip terminal 344 is likewise positioned flush with the bottom surface. is positioned to display

[00123] 도 3da 및 도 3db는 대안적인 패키징된 스위치(205)의 몇몇 컴포넌트들을 도시하는, 대안적인 패키징된 스위치(205)의 개략도들이다. 도 3da 및 도 3db는, 각각, 패키징된 스위치(205)를 옆 및 뒤에서 볼 때의 패키징된 스위치(205)의 컴포넌트들의 상대적 포지션들을 도시한다. 패키징된 스위치(200)와 같이, 패키징된 스위치(205)는 스위치 제어기(302)에 의해 제어되는 스위치(304)를 포함한다. 스위치(304)는 다이 기판(312)과 다이 클립 단자(232)를 포함하는 다이 클립(346) 사이에 그리고 이들에 연결(예를 들어, 소결)된다. 다이 클립(346)은 심볼로 도시된다. 다이 클립 단자(232)는 후방 표면과 동일한 높이에 있다. 다이 클립(346)은 자신이 주로 열이 아닌 전류를 송신하도록 구성됨을 표시하기 위해 얇은 선으로 표현된다. 다이 클립들(316 및 346)은 형상 및 형태가 실질적으로 상이하지만, 유사한 단자들(232)을 갖는다.[00123] 3Da and 3DB are schematic diagrams of an alternative packaged switch 205, showing some of the components of the alternative packaged switch 205. 3Da and 3DB show the relative positions of components of the packaged switch 205 when viewing the packaged switch 205 from the side and from the back, respectively. Like packaged switch 200 , packaged switch 205 includes a switch 304 controlled by switch controller 302 . The switch 304 is coupled (eg, sintered) to and between the die substrate 312 and the die clip 346 including the die clip terminals 232 . Die clip 346 is shown symbolically. The die clip terminals 232 are flush with the back surface. Die clip 346 is represented by a thin line to indicate that it is primarily configured to transmit current and not heat. Die clips 316 and 346 are substantially different in shape and form, but have similar terminals 232 .

[00124] 도 3da 및 도 3db는 컴포넌트들의 서로에 대한 상대적 포지셔닝을 예시한다. 다이 기판(312), 스위치(304) 및 다이 클립(346)은 패키징된 스위치(205)의 상부(T)와 하부(B) 사이에 수직으로 적층된다. 스위치 제어기(302)는 패키징된 스위치(205)의 전방(F) 근처에 포지셔닝되는 한편, 스위치(304)는 후방(Bk) 근처에 포지셔닝된다. 다이 기판 단자(230)는 자신이 패키징된 스위치(203)의 상부 표면과 동일한 높이에 있음을 표시하도록 도면들에서 포지셔닝되고, 다이 클립 단자(324)는 자신이 후방 표면과 동일한 높이에 있음을 표시하도록 도 3da에서 포지셔닝된다.[00124] 3da and 3db illustrate the relative positioning of components relative to each other. The die substrate 312, the switch 304, and the die clip 346 are vertically stacked between the top (T) and bottom (B) of the packaged switch (205). Switch controller 302 is positioned near the front (F) of packaged switch 205, while switch 304 is positioned near the rear (Bk). Die board terminal 230 is positioned in the figures to indicate that it is flush with the top surface of packaged switch 203, and die clip terminal 324 indicates that it is flush with the back surface. is positioned in FIG. 3Da to be.

[00125] 도 3ea 및 도 3eb는 대안적인 패키징된 스위치(207)의 몇몇 컴포넌트들을 도시하는, 대안적인 패키징된 스위치(207)의 개략도들이다. 도 3ea 및 도 3eb는, 각각, 패키징된 스위치(205)를 옆 및 뒤에서 볼 때의 패키징된 스위치(205)의 컴포넌트들의 상대적 포지션들을 도시한다. 패키징된 스위치(200)와 같이, 패키징된 스위치(207)는 스위치 제어기(302)에 의해 제어되는 스위치(304)를 포함한다. 스위치(304)는 다이 기판(312)과 한 쌍의 다이 클립 단자들(232 및 344)을 포함하는 다이 클립(345) 사이에 그리고 이들에 연결(예를 들어, 소결)된다. 다이 클립(345) 및 다이 클립(345)의 단자들(232 및 344)이 심볼로 도시된다. 도시된 바와 같이, 다이 클립(345)은 제1 및 제2 부분들(348 및 350), 및 제1 및 제2 부분들로부터 직각으로(perpendicularly) 연장되는 제3 부분(354)을 포함한다. 제3 부분(354)은 자신이 주로 전류를 송신하도록 구성됨을 표시하기 위해 더 얇게 드로잉되는 한편, 제1 및 제2 부분들(348 및 350)은 이들이 또한 열을 전달하도록 구성됨을 표시하기 위해 더 두꺼운 선으로 드로잉된다. 그러나, 제2 부분(350)은, 제2 부분(350)이 전기적으로 격리된 열 싱크와 같은 전기적으로 격리된 디바이스에 연결되는 경우에만 열을 전도할 것이다. 도 3eb는 제3 부분(354)을 통해 송신되는 전류를 감지하기 위한 전류 센서 회로(I_sense)를 도시한다.[00125] 3ea and 3eb are schematic diagrams of an alternative packaged switch 207, showing some components of the alternative packaged switch 207. 3ea and 3eb show the relative positions of components of the packaged switch 205 when viewing the packaged switch 205 from the side and from the back, respectively. Like packaged switch 200 , packaged switch 207 includes a switch 304 controlled by switch controller 302 . The switch 304 is coupled (eg, sintered) to and between the die substrate 312 and a die clip 345 comprising a pair of die clip terminals 232 and 344 . Die clip 345 and terminals 232 and 344 of die clip 345 are shown symbolically. As shown, die clip 345 includes first and second portions 348 and 350 and a third portion 354 extending perpendicularly from the first and second portions. Third portion 354 is drawn thinner to indicate that it is primarily configured to transmit current, while first and second portions 348 and 350 are drawn thinner to indicate that they are also configured to transfer heat. drawn with thick lines. However, second portion 350 will only conduct heat if second portion 350 is connected to an electrically isolated device, such as an electrically isolated heat sink. 3eb shows a current sensor circuit (I_sense) for sensing the current transmitted through the third portion 354.

[00126] 도 3ea 및 도 3eb는 컴포넌트들의 서로에 대한 상대적 포지셔닝을 예시한다. 다이 기판(312), 스위치(304) 및 다이 클립(345)은 패키징된 스위치(207)의 상부(T)와 하부(B) 사이에 수직으로 적층된다. 스위치 제어기(302)는 패키징된 스위치(207)의 전방(F) 근처에 포지셔닝된다. 스위치(304)는 후방(Bk) 근처에 포지셔닝된다. 다이 기판 단자(230)는 자신이 패키징된 스위치(207)의 상부 표면과 동일한 높이에 있음을 표시하도록 도면들에서 포지셔닝되고, 다이 클립 단자(232)는 자신이 좌측 표면과 동일한 높이에 있음을 표시하도록 도 3eb에서 포지셔닝되며, 그리고 다이 클립 단자(344)는, 자신이 하부 표면과 동일한 높이에 있음을 표시하도록 도면들에서 포지셔닝된다.[00126] 3ea and 3eb illustrate the relative positioning of components relative to each other. The die substrate 312, the switch 304, and the die clip 345 are stacked vertically between the top (T) and bottom (B) of the packaged switch 207. The switch controller 302 is positioned near the front (F) of the packaged switch 207. Switch 304 is positioned near the rear (Bk). Die board terminal 230 is positioned in the figures to indicate that it is flush with the top surface of packaged switch 207, and die clip terminal 232 indicates that it is flush with the left surface. 3B, and the die clip terminal 344 is positioned in the figures to indicate that it is flush with the bottom surface.

[00127] 도 3fa 및 도 3fb는 대안적인 패키징된 스위치(209)의 몇몇 컴포넌트들을 도시하는, 대안적인 패키징된 스위치(209)의 개략도들이다. 도 3fa 및 도 3fb는, 각각, 패키징된 스위치(209)를 옆 및 뒤에서 볼 때의 패키징된 스위치(209)의 컴포넌트들의 상대적 포지션들을 도시한다. 패키징된 스위치들(207 및 209)은 실질적으로 서로 동일하다. 그러나, 패키징된 스위치(207) 내의 다이 클립 단자(232)는 자신이 좌측 표면과 동일한 높이에 있음을 표시하도록 포지셔닝되는 한편, 도 3fb에 도시된 바와 같이, 패키징된 스위치(209) 내의 다이 클립 단자(232)는 자신이 우측 표면과 동일한 높이에 있음을 표시하도록 포지셔닝된다.[00127] 3fa and 3fb are schematic diagrams of an alternative packaged switch 209, showing some components of the alternative packaged switch 209. 3fa and 3fb show the relative positions of components of the packaged switch 209 when viewing the packaged switch 209 from the side and from the back, respectively. Packaged switches 207 and 209 are substantially identical to each other. However, die clip terminals 232 in packaged switch 207 are positioned to indicate that they are flush with the left surface, while die clip terminals in packaged switch 209, as shown in Figure 3fb. 232 is positioned to indicate that it is flush with the right surface.

예시적인 패키징된 하프 브리지들Exemplary Packaged Half Bridges

[00128] 패키징된 하프 브리지들은 한 쌍의 스위치 모듈들을 포함할 수 있다. 도 2ba, 도 2bb를 계속 참조하면, 도 3ga 및 도 3gb는 예시적인 패키징된 하프 브리지(250)의 몇몇 컴포넌트들을 도시하는, 예시적인 패키징된 하프 브리지(250)의 개략도들이다. 도 3ga 및 도 3gb는, 각각, 옆 및 뒤에서 볼 때의 패키징된 하프 브리지(250)의 특정 컴포넌트들의 상대적 포지션들을 도시한다. 패키징된 하프 브리지(250)는 도 3aa에 도시된 것과 같은 한 쌍의 스위치 모듈들(300)을 포함한다. 더 구체적으로, 패키징된 하프 브리지(250)는 하이-사이드 스위치 모듈(300H) 및 로우-사이드 스위치 모듈(300L)을 포함한다. 스위치 모듈들은 패키징된 하프 브리지(250) 내부에서 서로를 향하고; 하이-사이드 스위치 모듈(300H)은 플립되어 로우-사이드 스위치 모듈(300L) 아래에 포지셔닝된다. 예시의 용이함을 위해, 도 3aa에 도시된 대부분의 신호 리드들은 도 3ga 및 도 3gb로부터 생략되었다.[00128] Packaged half bridges may include a pair of switch modules. With continued reference to FIGS. 2BA and 2BB , FIGS. 3GA and 3GB are schematic diagrams of an exemplary packaged half bridge 250 , illustrating several components of the exemplary packaged half bridge 250 . 3GA and 3GB show the relative positions of certain components of packaged half bridge 250 from side and rear views, respectively. The packaged half bridge 250 includes a pair of switch modules 300 as shown in FIG. 3AA. More specifically, the packaged half bridge 250 includes a high-side switch module 300H and a low-side switch module 300L. The switch modules face each other inside the packaged half bridge 250; High-side switch module 300H is flipped and positioned below low-side switch module 300L. For ease of illustration, most of the signal leads shown in Figs. 3aa have been omitted from Figs. 3ga and 3gb.

[00129] 도 3ga 및 도 3gb는 하프 브리지(250)의 특정 컴포넌트들의 서로에 대한 상대적 포지셔닝을 예시한다. 다이 기판들(312), 스위치들(304) 및 다이 클립들(316)은 상부(T)와 하부(B) 사이에 적층된다. 스위치 제어기들(302)은 마찬가지로 상부(T)와 하부(B) 사이에 적층된다. 스위치 제어기들(302)은 패키징된 하프 브리지(250)의 전방(F) 근처에 포지셔닝되는 한편, 스위치들(304)은 후방(Bk) 근처에 포지셔닝된다. 다이 기판 단자들(230L 및 230H)은, 각각, 패키징된 하프 브리지(250)의 상부(T) 및 하부(B) 상의 플라스틱 케이스를 통해 액세스가능하고, 다이 클립 단자들(232L 및 232H)은, 각각, 패키징된 하프 브리지(250)의 우측 및 좌측 표면들 상의 플라스틱 케이스를 통해 액세스가능하다. 다이 기판 단자들(230L 및 230H)은, 각각, 이들이 상부(T) 및 하부(B) 표면들과 동일한 높이임을 표시하도록 도면들에서 포지셔닝되고, 다이 클립 단자들(232L 및 232H)은, 각각, 이들이 우측 및 좌측 표면들과 동일한 높이임을 표시하도록 도 3gb에서 포지셔닝된다.[00129] 3ga and 3gb illustrate the relative positioning of certain components of half bridge 250 relative to each other. Die substrates 312, switches 304 and die clips 316 are stacked between top (T) and bottom (B). Switch controllers 302 are likewise stacked between top (T) and bottom (B). Switch controllers 302 are positioned near the front (F) of packaged half bridge 250, while switches 304 are positioned near the back (Bk). The die substrate terminals 230L and 230H are accessible through the plastic case on the top (T) and bottom (B) of the packaged half bridge 250, respectively, and the die clip terminals 232L and 232H are, It is accessible through the plastic casing on the right and left surfaces of the packaged half bridge 250, respectively. Die substrate terminals 230L and 230H are positioned in the figures to indicate that they are flush with the top (T) and bottom (B) surfaces, respectively, and the die clip terminals 232L and 232H are, respectively, They are positioned in Fig. 3gb to indicate that they are flush with the right and left surfaces.

[00130] 하이-사이드 스위치(304H)는 하이-사이드 다이 기판(312H)에 연결되며, 하이-사이드 다이 기판(312H)은 패키징된 하프 브리지(250) 외부의 디바이스에 연결되기 위한 단자(230H)를 갖는다. 예를 들어, 단자(230H)는 V+ 버스 바에 연결될 수 있거나, 단자(230H)는 위상 바 또는 위상 바의 컴포넌트(예를 들어, 클램프)에 연결될 수 있다. 하이-사이드 스위치(304H)는 또한 하이-사이드 다이 클립(316H)에 연결되며, 하이-사이드 다이 클립(316H)은 패키징된 하프 브리지(250) 외부의 디바이스에 연결되기 위한 단자(232H)를 갖는다. 예를 들어, 단자(232H)는 위상 바 또는 V- 버스 바에 연결될 수 있다. 로우-사이드 스위치(304L)는 로우-사이드 다이 기판(312L)에 연결되며, 로우-사이드 다이 기판(312L)은 패키징된 하프 브리지(250) 외부의 디바이스에 연결되기 위한 단자(230L)를 갖는다. 예를 들어, 로우-사이드 다이 기판 단자(230L)는, 하이-사이드 다이 클립 단자(232H)가 연결되는 동일한 위상 바에 연결될 수 있거나, 또는 로우-사이드 다이 기판 단자(230L)는 열 싱크에 연결될 수 있다. 로우-사이드 스위치(304L)는 다이 클립(316L)에 연결되며, 다이 클립(316L)은 패키징된 하프 브리지(250) 외부의 디바이스에 연결되기 위한 단자(232L)를 갖는다. 예를 들어, 단자(232L)는 V- 버스 바 또는 위상 버스 바에 연결될 수 있다.[00130] High-side switch 304H is connected to high-side die substrate 312H, which has terminal 230H for connection to a device external to packaged half bridge 250. For example, terminal 230H may be connected to a V+ bus bar, or terminal 230H may be connected to a phase bar or a component of a phase bar (eg, a clamp). High-side switch 304H is also connected to high-side die clip 316H, which has terminals 232H for connection to a device external to packaged half bridge 250. . For example, terminal 232H can be connected to a phase bar or a V- bus bar. Low-side switch 304L is connected to low-side die substrate 312L, which has terminal 230L for connection to a device external to packaged half bridge 250. For example, low-side die substrate terminal 230L can be connected to the same phase bar that high-side die clip terminal 232H is connected to, or low-side die substrate terminal 230L can be connected to a heat sink. there is. Low-side switch 304L is connected to die clip 316L, which has terminal 232L for connection to a device external to packaged half bridge 250. For example, terminal 232L can be connected to a V- bus bar or a phase bus bar.

[00131] 도 3ha 및 도 3hb는 대안적인 패키징된 하프 브리지(251)의 몇몇 컴포넌트들을 도시하는, 대안적인 패키징된 하프 브리지(251)의 개략도들이다. 하프 브리지(251)는 패키징된 하프 브리지(250)와 유사하지만, 도시된 바와 같이 다이 클립(316L)이 180도 회전된다. 도 3ha 및 도 3hb는, 각각, 옆 및 뒤에서 볼 때의 패키징된 하프 브리지(251)의 특정 컴포넌트들의 상대적 포지션들을 도시한다. 다이 클립(316)은 180도 회전을 수용하도록 약간 수정될 수 있다. 도 3hb는 이들이 좌측 표면과 동일한 높이에 있음을 표시하도록 포지셔닝된 로우-사이드 다이 클립 단자(232L) 및 하이-사이드 다이 클립 단자(232H)를 도시한다.[00131] 3ha and 3hb are schematic diagrams of an alternative packaged half bridge 251 , showing some components of the alternative packaged half bridge 251 . Half bridge 251 is similar to packaged half bridge 250, but die clip 316L is rotated 180 degrees as shown. 3ha and 3hb show the relative positions of certain components of the packaged half bridge 251 from the side and rear views, respectively. Die clip 316 may be slightly modified to accommodate 180 degree rotation. 3HB shows low-side die clip terminal 232L and high-side die clip terminal 232H positioned to indicate that they are flush with the left surface.

[00132] 도 3ia 및 도 3ib는 또 대안적인 패키징된 하프 브리지(253)의 몇몇 컴포넌트들을 도시하는, 또 대안적인 패키징된 하프 브리지(253)의 개략도들이다. 도 3ia 및 도 3ib는, 각각, 옆 및 뒤에서 볼 때의 패키징된 하프 브리지(253)의 컴포넌트들의 상대적 포지션들을 도시한다. 패키징된 하프 브리지(253)는 패키징된 하프 브리지(250)와 유사하지만, 도시된 바와 같이 다이 클립 단자들(316) 둘 모두는 180도 회전된다. 도 3ib는, 로우-사이드 다이 클립 단자(232L)가 우측 표면과 동일한 높이에 있음을 표시하도록 포지셔닝되고, 하이-사이드 다이 클립 단자(232H)가 좌측 표면과 동일한 높이에 있음을 표시하도록 포지셔닝된 것을 도시한다.[00132] 3ia and 3ib are also schematic diagrams of an alternative packaged half bridge 253, showing some components of the alternative packaged half bridge 253. 3ia and 3ib show the relative positions of components of the packaged half bridge 253 from side and rear views, respectively. Packaged half bridge 253 is similar to packaged half bridge 250, but both die clip terminals 316 are rotated 180 degrees as shown. Figure 3ib shows the low-side die clip terminal 232L positioned to indicate that it is flush with the right surface and the high-side die clip terminal 232H positioned to indicate that it is flush with the left surface. show

[00133] 도 3ka 및 도 3kb는, 패키징된 하프 브리지(250)와 유사하지만 다이 클립들(316H 및 316L)이 스위치들(304H 및 304L)에 부착(예를 들어, 소결)된 통합된 다이 클립(315)으로 대체된 또 다른 패키징된 하프 브리지(255)의 측면도 및 배면도를 도시하는 개략도들이다. 다이 클립(315)은 다이 클립(316)의 다이 클립 단자(232)와 동일한 단자(232)를 갖는다. 다이 클립 단자(232)는, 자신이 우측 표면과 동일한 높이에 있음을 표시하도록 도 3kb에서 포지셔닝된다.[00133] 3KA and 3KB show an integrated die clip 315 similar to packaged half bridge 250 but with die clips 316H and 316L attached (eg, sintered) to switches 304H and 304L. Schematic diagrams showing side and back views of another packaged half bridge 255 replaced by . The die clip 315 has the same terminal 232 as the die clip terminal 232 of the die clip 316. The die clip terminal 232 is positioned in Figure 3kb to indicate that it is flush with the right side surface.

[00134] 도 3la 및 도 3lb는 다른 패키징된 하프 브리지(259)의 몇몇 컴포넌트들을 도시하는, 다른 패키징된 하프 브리지(259)의 개략도들이다. 하프 브리지(259)는 패키징된 하프 브리지(250)와 유사하지만, 다이 클립들(316L 및 316H)이 다이 클립들(317L 및 317H)로 각각 대체된다. 도 3la 및 도 3lb는, 각각, 옆 및 뒤에서 볼 때의 패키징된 하프 브리지(259)의 특정 컴포넌트들의 상대적 포지션들을 도시한다. 도 3lb는, 로우-사이드 다이 클립 단자(232L) 및 하이-사이드 다이 클립 단자(232H)가 우측 표면과 동일한 높이에 있음을 표시하도록 포지셔닝된 로우-사이드 다이 클립 단자(232L) 및 하이-사이드 다이 클립 단자(232H)를 도시한다. 다이 클립들(317 및 316)은 많은 특징들이 유사하다. 예를 들어, 다이 클립(316)과 같이, 다이 클립(317)은 수평 및 수직 부분들을 포함한다. 도 3la는 다이 클립들(317)의 수직 부분들만을 도시한다. 다이 클립들(316 및 317) 사이에 적어도 하나의 실질적인 차이가 존재하고; 다이 클립(317)의 수평 부분은 반대로 향하는 다이 클립 단자들(232 및 233) 사이에서 연장 및 포지셔닝된다. 다이 클립 단자들(232 및 233) 둘 모두는 하프 브리지 패키지(259)의 플라스틱 케이스를 통해 액세스가능하다. 다이 클립 단자들(232 및 233)은 도시된 바와 같이 패키징된 하프 브리지(259)의 대향 측부 표면들과 동일한 높이에 있다. 다이 클립 단자들(232 및 233)은 형상 및 사이즈가 유사할 수 있고, 패키징된 하프 브리지(259) 안으로 또는 밖으로 고전류를 송신하도록 구성될 수 있다. [00134] 3la and 3lb are schematic diagrams of another packaged half bridge 259, showing some of the components of another packaged half bridge 259. Half bridge 259 is similar to packaged half bridge 250, but die clips 316L and 316H are replaced with die clips 317L and 317H, respectively. 3la and 3lb show the relative positions of certain components of packaged half bridge 259 from side and rear views, respectively. 3lb shows low-side die clip terminal 232L and high-side die clip terminal 232L and high-side die clip terminal 232L and high-side die clip terminal 232H positioned to indicate that they are flush with the right side surface. The clip terminal 232H is shown. Die clips 317 and 316 are similar in many features. For example, like die clip 316, die clip 317 includes horizontal and vertical portions. 3la shows only the vertical portions of the die clips 317. There is at least one substantial difference between die clips 316 and 317; The horizontal portion of die clip 317 extends and is positioned between oppositely facing die clip terminals 232 and 233. Both die clip terminals 232 and 233 are accessible through the plastic casing of half bridge package 259. Die clip terminals 232 and 233 are flush with opposite side surfaces of packaged half bridge 259 as shown. Die clip terminals 232 and 233 may be similar in shape and size and may be configured to transmit high current into or out of packaged half bridge 259 .

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[00135] 도 3j는 또 다른 패키징된 하프 브리지(261)의 몇몇 컴포넌트들을 도시하는, 또 다른 패키징된 하프 브리지(261)의 개략도이다. 하프 브리지(261)는 패키징된 하프 브리지(250)와 유사하지만, 다이 클립들(316L 및 316H)이 다이 클립들(319L 및 319H)로 각각 대체된다. 도 3j는 옆에서 볼 때의 패키징된 하프 브리지(261)의 특정 컴포넌트들의 상대적 포지션들을 도시한다. 도 3j는, 로우-사이드 다이 클립 단자(232L) 및 하이-사이드 다이 클립 단자(232H)가 후방 표면과 동일한 높이에 있음을 표시하도록 포지셔닝된 로우-사이드 다이 클립 단자(232L) 및 하이-사이드 다이 클립 단자(232H)를 도시한다.[00135] 3J is a schematic diagram of another packaged half bridge 261 , showing some components of another packaged half bridge 261 . Half bridge 261 is similar to packaged half bridge 250, but die clips 316L and 316H are replaced with die clips 319L and 319H, respectively. 3J shows the relative positions of certain components of the packaged half bridge 261 as viewed from the side. 3J shows low-side die clip terminal 232L and high-side die clip terminal 232L and high-side die clip terminal 232L positioned to indicate that the high-side die clip terminal 232H is flush with the rear surface. The clip terminal 232H is shown.

예시적인 콤팩트 인버터 시스템들Exemplary Compact Inverter Systems

[00136] 콤팩트 인버터 시스템들은 선행 기술의 인버터 시스템들과 비교하여 높은 전력 밀도들을 갖는다. 예를 들어, 콤팩트 인버터 시스템들은 0.25 리터 이하의 볼륨을 점유하면서 400 kW 이상의 피크 전력을 전기 모터 또는 다른 디바이스에 전달할 수 있다. 패키징된 스위치들, 패키징된 하프 브리지들, 열 싱크들, 버스 바들 등을 하나가 다른 것의 위에 있게 배열함으로써 공간이 부분적으로 절약된다.[00136] Compact inverter systems have high power densities compared to prior art inverter systems. For example, compact inverter systems can deliver over 400 kW of peak power to an electric motor or other device while occupying a volume of less than 0.25 liters. Space is partially saved by arranging packaged switches, packaged half bridges, heat sinks, bus bars, etc. one on top of the other.

[00137] 도 4aa는 예시적인 콤팩트 인버터 시스템(400)의 측면도를 도시하는 개략도이다. 인버터 시스템(400)은 도 3ga에 도시된 것과 같은 패키징된 하프 브리지들(250)을 포함한다. 예시의 용이함을 위해, 스위치 제어기들, T_Sense 회로들, I_sense 회로들 및 신호 리드들은 도시되지 않는다.[00137] 4AA is a schematic diagram showing a side view of an exemplary compact inverter system 400 . Inverter system 400 includes packaged half bridges 250 as shown in FIG. 3GA. For ease of illustration, switch controllers, T_Sense circuits, I_sense circuits and signal leads are not shown.

[00138] 콤팩트 인버터 시스템(400)은 a-c로 지정된 3 개의 위상들을 포함한다. 위상들(a-c)은, 각각, 위상 바들(PBa-PBc)에 각각 연결되는 패키징된 하프 브리지들(250ab50c)을 포함하고, 위상 바들(PBa-PBc)은 결국 권선들(Wa-Wc)에 각각 연결된다. 콤팩트 인버터 시스템(400)에서의 위상 바들(PB) 및 아래에서 설명되는 다른 콤팩트 인버터 시스템들에서의 위상 바들(PB)은 콤팩트 인버터 설계에서의 차이들을 수용하기 위해 상이한 구성들을 가질 수 있다. 그러나, 설명의 용이함을 위해, 다양한 콤팩트 인버터 시스템 실시예들의 위상 바들의 차이들은 달리 주목되지 않는 한 논의되지 않는다.[00138] The compact inverter system 400 includes three phases designated a-c. Phases a-c each include packaged half bridges 250ab50c connected to phase bars PBa-PBc, respectively, which in turn are in turn to windings Wa-Wc, respectively. Connected. Phase bars PB in compact inverter system 400 and other compact inverter systems described below may have different configurations to accommodate differences in compact inverter design. However, for ease of explanation, differences in the phase bars of the various compact inverter system embodiments are not discussed unless otherwise noted.

[00139] 다이 기판 단자들(230Lab30Lc)은, 각각, 열 싱크들(402ad02c)에 연결된다. 열 싱크들(402ad02c)은 서로 전기적으로 격리된다. 각각의 열 싱크(402)는 전기적으로 격리된 냉각 유체가 유동할 수 있게 하는 하나 이상의 채널들(도 4aa에 도시되지 않음)을 갖는다. 다이 기판 단자들(230H)은 V+ 버스 바(404)에 연결되며, V+ 버스 바(404)는 또한, 전기적으로 격리된 냉각 유체가 유동할 수 있게 하는 하나 이상의 채널들(도 4aa에 도시되지 않음)을 갖는 열 싱크로서 작용한다. 도 4ab는 위상-a를 후방에서 본 도면이다. 이 도면은 V+ 버스 바(404) 및 열 싱크(402a)의 예시적인 채널들(40)을 도시한다. 열 전달을 향상시키기 위해, 채널들(40)은 각각, 도시된 바와 같이, 다이 기판 단자들(230)과 접촉하는 표면에 더 가깝게 포지셔닝될 수 있다.[00139] Die substrate terminals 230Lab30Lc are connected to heat sinks 402ad02c, respectively. The heat sinks 402ad02c are electrically isolated from each other. Each heat sink 402 has one or more channels (not shown in FIG. 4AA) through which an electrically isolated cooling fluid may flow. Die substrate terminals 230H are connected to V+ bus bar 404, which also has one or more channels (not shown in FIG. 4AA) through which electrically isolated cooling fluid can flow. ) as a heat sink with Figure 4ab is a rear view of phase-a. This figure shows example channels 40 of V+ bus bar 404 and heat sink 402a. To improve heat transfer, the channels 40 may each be positioned closer to the surface in contact with the die substrate terminals 230, as shown.

[00140] 일반적으로, 도 4aa 및 도 4ab에 도시된 것들과 같은, 개시된 콤팩트 인버터 시스템들에 이용되는 열 싱크들 및/또는 V+ 버스 바들은 채널들(40)을 포함한다. 일부 V- 버스 바들은 또한 채널들(40)을 포함할 수 있다. 채널들(40)은 도관들(예를 들어, 파이프들)을 유지하도록 구성되며, 도관들은 결국, 냉각 유체가 유동할 수 있게 하는 이들 자신의 채널들을 갖는다. 설명의 목적들을 위해, 모든 열 싱크들 및 V+ 버스 바들은 도관들을 포함하는 채널들(40)을 갖는 것으로 가정된다. 그리고 열 싱크들로서 또한 작용하는 모든 V- 버스 바들은 또한, 도관들을 포함하는 채널들(40)을 갖는 것으로 가정된다. 추가로, 채널들(40)은 단면이 원형이고, 도관들은 원통형 파이프들인 것으로 가정되며, 본 개시내용은 이에 제한되지 않아야 한다는 것이 이해된다. 대안적인 실시예들에서, 채널들(40)은 단면이 직사각형 또는 정사각형일 수 있다.[00140] In general, heat sinks and/or V+ bus bars used in the disclosed compact inverter systems, such as those shown in FIGS. 4AA and 4AB, include channels 40 . Some V-bus bars may also include channels 40. Channels 40 are configured to hold conduits (eg, pipes), which in turn have their own channels through which cooling fluid can flow. For illustrative purposes, all heat sinks and V+ bus bars are assumed to have channels 40 comprising conduits. And all V-bus bars that also act as heat sinks are assumed to have channels 40 that also contain conduits. Additionally, it is assumed that the channels 40 are circular in cross section and the conduits are cylindrical pipes, and it is understood that the present disclosure should not be limited thereto. In alternative embodiments, channels 40 may be rectangular or square in cross section.

[00141] 도 4ac 내지 도 4af는, 각각, 예시적인 원통형 파이프들(420ad20d)의 단면도들이다. 파이프들(420a - 420d)의 외부 표면들은, 본원에서 개시된 열 싱크들, V+ 버스 바들, 또는 특정 V- 버스 바들 중 임의의 하나 이상의 원통형 채널들의 표면들과 접촉한다. 예시된 예시적인 파이프들(420ad20c) 각각은, 파이프의 외부 표면을 코팅하는 유전체 재료(예를 들어, 알루미늄 옥사이드, 알루미늄 나이트라이드, 실리콘 나이트라이드, 화학 기상 증착된 다이아몬드 코팅 등)의 얇은 층(예를 들어, 0.1 ― 1.0 mm)(422)을 포함한다. 대안적인 실시예에서, 유전체의 얇은 층은 파이프의 내부 표면을 코팅한다. 설명의 목적들을 위해, 본 개시내용은, 얇은 층들(422)의 모든 얇은 층들이 파이프의 외부 표면에 적용되어 파이프의 외부 표면을 코팅한다고 가정한다. 이 실시예에서, 유전체 층(422)의 외부 표면은 채널들의 내부 표면과 접촉한다. 구성 동안, 파이프들은, 예를 들어 액체 질소를 사용하여 냉각될 수 있다. 파이프가 따뜻해짐에 따라, 파이프는 자신의 채널 내부에서 팽창하여, 유전체 층(422)과 채널의 원통형 벽 사이의 더 나은 접촉을 보장한다. 채널들이 내부에 포함된 열 싱크 또는 버스 바는 동시에 냉각될 수 있다. 이상적으로, 유전체 층(422)은, 있다면, 스위치(304)와 파이프 내의 유체 사이의 열 경로(thermal path)에서 유일한 유전체이어야 한다. 유전체 층이 파이프의 내벽에 적용되는 대안적인 실시예에서, 그 층은 스위치(304)와 파이프 내의 유체 사이의 열 경로에서 유일한 유전체이어야 한다.[00141] 4ac-4af are cross-sectional views of exemplary cylindrical pipes 420ad20d, respectively. The outer surfaces of pipes 420a - 420d contact surfaces of cylindrical channels of any one or more of the heat sinks, V+ bus bars, or specific V- bus bars disclosed herein. Each of the illustrated example pipes 420ad20c includes a thin layer (eg, aluminum oxide, aluminum nitride, silicon nitride, chemical vapor deposited diamond coating, etc.) of a dielectric material coating the outer surface of the pipe. For example, 0.1 - 1.0 mm) 422. In an alternative embodiment, a thin layer of dielectric coats the inner surface of the pipe. For purposes of explanation, this disclosure assumes that all of the thin layers of thin layers 422 are applied to the outer surface of the pipe to coat the outer surface of the pipe. In this embodiment, the outer surface of the dielectric layer 422 contacts the inner surface of the channels. During construction, the pipes may be cooled using, for example, liquid nitrogen. As the pipe warms, it expands inside its channel, ensuring better contact between the dielectric layer 422 and the cylindrical walls of the channel. A heat sink or bus bar with channels incorporated therein may be cooled simultaneously. Ideally, dielectric layer 422, if any, should be the only dielectric in the thermal path between switch 304 and the fluid in the pipe. In an alternative embodiment where a dielectric layer is applied to the inside wall of the pipe, that layer should be the only dielectric in the thermal path between the switch 304 and the fluid in the pipe.

[00142] 층(422)의 유전체 재료는 0-10 kV의 강도를 가져야 한다. 유전체 층(422)은 도 4ac 내지 도 4af에서 0.2 mm인 것으로 가정된다. 유전체 층(422)의 두께 및 재료는 파이프의 열 전달에 영향을 미친다.[00142] The dielectric material of layer 422 should have a strength of 0-10 kV. Dielectric layer 422 is assumed to be 0.2 mm in Figures 4ac-4af. The thickness and material of the dielectric layer 422 affects the heat transfer of the pipe.

[00143] 아래의 표는 상이한 재료들 및 두께들의 유전체 층(422)에 대한 계산된 열 전달(W)을 포함한다. W는 k·A·(T1-T2)/d에 비례하며, 여기서, k는 열 전도도이고, A는 면적이고, T1-T2 = 70은 유전체 층에 걸친 온도 차이이고, d는 마이크로미터 단위의 두께이다. 유전체에 걸쳐 4000 볼트가 가정된다.[00143] The table below contains the calculated heat transfer (W) for dielectric layer 422 of different materials and thicknesses. W is proportional to k A (T1-T2)/d, where k is the thermal conductivity, A is the area, T1-T2 = 70 is the temperature difference across the dielectric layer, and d is in microns. is the thickness 4000 volts across the dielectric is assumed.

Figure pct00001
Figure pct00001

[00144] 유전체(422)는 파이프가 내부에 포함된 버스 바 또는 열 싱크의 채널 표면과 직접 맞물린다. 각각의 파이프는 냉각 유체가 유동할 수 있게 하는 하나 이상의 채널들을 포함한다. 파이프 채널들은 도시된 바와 같이 상이한 단면 형상들을 갖는다. 파이프들(420a 및 420b)은 단일 채널을 포함하는 한편, 파이프들(420c 및 420d)은 다수의 채널들을 포함한다. 파이프(420a)는 평활한 내벽을 갖는다. 대안적인 실시예에서, 파이프(420a)는 리플링된 내벽(rifled inner wall)을 가질 수 있다. 리플링은 유체 난류 또는 분자 접촉을 생성하거나 증가시킬 목적으로 파이프의 내부 표면에 나선형 홈(helical groove)들을 기계가공하는 프로세스이다. 리플링은 종종, 리플링이 완전한 1회전(one full revolution)을 완료하는 데 걸리는 거리를 표시하는, 리플링의 트위스트 레이트(twist rate)에 의해 설명된다. 일 실시예에서, 리플링된 파이프(420a)의 내벽은, 최대 내경, 최소 내경, 동일하거나 동일하지 않은 폭을 각각 갖는 하나 이상의 리브(rib)들, 및 트위스트 레이트를 갖는다. 파이프(420b)의 채널은, 실질적으로 동일한 단면을 갖고, 센터에 위치된 원통형 서브-채널과 유체 연통하는 작은 원통형 서브-채널들의 링으로 "플라워(flower)" 형상이며, 센터에 위치된 원통형 서브-채널은 링의 원통형 서브-채널들의 단면들과 비교할 때 단면이 더 클 수 있다. 개개의 스포크 서브-채널(spoke sub-channel)은 링의 각각의 원통형 서브-채널과 센터에 위치된 원통형 서브-채널 사이의 유체 연통을 가능하게 한다. 각각의 스포크 서브-채널은 많은 단면 형상들 중 임의의 하나를 가질 수 있다. 예시된 실시예에서, 각각의 스포크 서브-채널은 단면이 실질적으로 직사각형이지만, 정사각형 또는 원형 단면들이 또한 고려된다. 파이프(420c)는, 실질적으로 유사한 치수들의 복수의 작은 원통형 채널들을 포함한다. 파이프(420d)는 파이프들(420b 및 420c)의 하이브리드이다. 유전체 층(422)은 각각의 파이프, 그리고 그에 따라 파이프의 채널, 채널들, 또는 서브-채널들 내의 유체를 전기적으로 격리시킨다. 그러나, 유전체 층(422)은 파이프 채널을 통해 유동하는 냉각 유체에 열을 전달한다. 대안적인 실시예에서, 냉각 유체와 스위치(304) 사이에 유전체(예를 들어, 층(422))가 존재하지 않는다. 그러나, 이러한 대안적인 실시예에서, 냉각 유체는 유전체이어야 한다. 버스 바 또는 열 싱크 내의 파이프들의 직경들은 서로 동일할 필요가 없다. 파이프들(420a - 420d)의 수, 포지션 및/또는 직경은 하나 이상의 변수들에 의존할 수 있다. 예를 들어, 파이프들의 수, 포지션 및/또는 직경은 파이프들이 내부에 포함된 버스 바 또는 열 싱크의 원하는 열 커패시턴스에 의존할 수 있다. 또는 파이프들의 수, 포지션 및/또는 직경은 파이프들 중 하나 이상 내의 유체와 스위치(304) 사이의 원하는 열 저항에 의존할 수 있다. 또는 수, 포지션 및/또는 직경은 원하는 열 저항에 기반하여 열 커패시턴스를 최적화하는 것에 의존할 수 있거나, 또는 그 반대일 수 있다.[00144] Dielectric 422 directly engages the channel surface of the heat sink or bus bar within which the pipe is contained. Each pipe includes one or more channels through which cooling fluid can flow. The pipe channels have different cross-sectional shapes as shown. Pipes 420a and 420b contain a single channel, while pipes 420c and 420d contain multiple channels. The pipe 420a has a smooth inner wall. In an alternative embodiment, pipe 420a may have a rifled inner wall. Rippling is the process of machining helical grooves into the inner surface of a pipe for the purpose of creating or increasing fluid turbulence or molecular contact. Rippling is often described by its twist rate, which indicates the distance it takes for the rippling to complete one full revolution. In one embodiment, the inner wall of the rippled pipe 420a has a maximum inner diameter, a minimum inner diameter, one or more ribs each having an equal or unequal width, and a twist rate. The channel of pipe 420b is a “flower” shaped ring of small cylindrical sub-channels having substantially the same cross-section and in fluid communication with a centrally located cylindrical sub-channel, - the channel may be larger in cross section compared to the cross sections of the cylindrical sub-channels of the ring. Individual spoke sub-channels enable fluid communication between each cylindrical sub-channel of the ring and the centrally located cylindrical sub-channel. Each spoke sub-channel can have any one of many cross-sectional shapes. In the illustrated embodiment, each spoke sub-channel is substantially rectangular in cross section, but square or circular cross sections are also contemplated. Pipe 420c includes a plurality of small cylindrical channels of substantially similar dimensions. Pipe 420d is a hybrid of pipes 420b and 420c. Dielectric layer 422 electrically isolates each pipe and thus the fluid within the channel, channels, or sub-channels of the pipe. However, the dielectric layer 422 transfers heat to the cooling fluid flowing through the pipe channels. In an alternative embodiment, no dielectric (eg, layer 422) is present between the cooling fluid and the switch 304. However, in this alternative embodiment, the cooling fluid must be dielectric. The diameters of the pipes in the bus bar or heat sink need not be the same as each other. The number, position and/or diameter of pipes 420a - 420d may depend on one or more variables. For example, the number, position and/or diameter of the pipes may depend on the desired thermal capacitance of the heat sink or bus bar in which the pipes are incorporated. Alternatively, the number, position and/or diameter of the pipes may depend on the desired thermal resistance between the switch 304 and the fluid within one or more of the pipes. Alternatively, the number, position and/or diameter may depend on optimizing the thermal capacitance based on the desired thermal resistance, or vice versa.

[00145] 콤팩트 인버터 시스템들의 개략적인 도면들에 도시되지 않았지만, 모든 다이 기판 단자들(230)은 열 싱크들, V+ 버스 바들, 위상 바들, 또는 V- 버스 바들 상의 대응하는 페데스탈(pedestal)들에 연결된다. 페데스탈들은, 실질적으로 평탄한 표면들을 가질 수 있다. 더 구체적으로, 각각의 페데스탈은 다이 기판 단자에 연결되는 평탄한 표면을 가질 수 있다. 페데스탈 표면은 페데스탈 표면이 연결되는 다이 기판 단자와 사이즈 및 형상이 실질적으로 유사하다. 다이 기판 단자와 다이 기판 단자의 연결된 페데스탈 사이에서 열 및/또는 전류가 전달된다. 요구되는 것은 아니지만, 열 전도성 및/또는 전기 전도성 그리스(grease)의 얇은 층은 다이 기판 단자를 페데스탈 표면에 연결하여 이들 사이의 열 및/또는 전기 전도도를 향상시킬 수 있다. 페데스탈들은, 패키징된 스위치들 또는 패키징된 하프 브리지들의 신호 리드들과 V- 버스 바들, 열 싱크들, 위상 바들, 또는 V+ 버스 바들 사이에 에어 갭을 생성하도록 구성될 수 있다. 에어 갭들은 열 싱크들, V- 버스 바들, 위상 바들, 또는 V+ 버스 바들로부터 신호 리드들을 전기적으로 격리시킨다. 대안적인 실시예에서, 열 싱크들, V- 버스 바들, 위상 바들, 또는 V+ 버스 바들로부터의 신호 리드들의 전기적 격리를 추가로 보장하기 위해, 유전체 재료의 층이 에어 갭들에 배치될 수 있다. 콤팩트 인버터 시스템의 오작동(malfunctioning)하는 패키징된 스위치들 또는 패키징된 하프 브리지들이 더 쉽게 교체될 수 있도록, 패키징된 스위치들 또는 패키징된 하프 브리지들을 페데스탈들에 해제가능하게(releasably) 연결하기 위해 클램프들, 볼트들 및 다른 그러한 패스너들이 사용될 수 있다.[00145] Although not shown in schematic diagrams of compact inverter systems, all die substrate terminals 230 are connected to heat sinks, V+ bus bars, phase bars, or corresponding pedestals on V- bus bars. The pedestals may have substantially planar surfaces. More specifically, each pedestal may have a flat surface connected to a die substrate terminal. The pedestal surface is substantially similar in size and shape to the die substrate terminals to which the pedestal surface is connected. Heat and/or current is transferred between the die board terminal and the connected pedestal of the die board terminal. Although not required, a thin layer of thermally conductive and/or electrically conductive grease may connect the die substrate terminals to the pedestal surface to improve thermal and/or electrical conductivity therebetween. The pedestals may be configured to create an air gap between the signal leads of packaged switches or packaged half bridges and V- bus bars, heat sinks, phase bars, or V+ bus bars. The air gaps electrically isolate the signal leads from heat sinks, V- bus bars, phase bars, or V+ bus bars. In an alternative embodiment, a layer of dielectric material may be disposed in the air gaps to further ensure electrical isolation of the signal leads from the heat sinks, V- bus bars, phase bars, or V+ bus bars. Clamps to releasably connect packaged switches or packaged half-bridges to pedestals so that malfunctioning packaged switches or packaged half-bridges of a compact inverter system can be more easily replaced , bolts and other such fasteners may be used.

[00146] 도 4aa로 돌아가면, 위상 바들(PBa - PBc)이 심볼로 도시된다. 위상 바들(PBa - PBc)은, 각각, 권선들(Wa - Wc)과 패키징된 하프 브리지들(250a - 250c) 사이에서 각각 전류를 전도한다. 위상 바들(PBa - PBc)은 하이-사이드 다이 클립 단자들(232Ha - 232Hc)에 각각 연결된 단자들을 갖고, 위상 바들(PBa - PBc)은 열 싱크들(402a - 402c)에 각각 연결된 별개의 단자들을 갖는다. 로우-사이드 다이 클립 단자들(232La ― 232c)은 V- 버스 바(401)에 연결되며, 이는 결국 V- 배터리 단자에 커플링된다. 콤팩트 인버터 시스템(400)이 개략적으로 도시되지만, 각각의 위상의 하프 브리지(250), 열 싱크(402) 및 V+ 버스 바(404)는 서로에 대한 이러한 컴포넌트들의 수직 포지셔닝을 예시하도록 측면도로 도시된다. V- 버스 바(401)는 도면에서, 패키징된 하프 브리지들(250) 뒤에 포지셔닝되고 심볼로 도시된다.[00146] Turning to Figure 4aa, the phase bars PBa - PBc are shown symbolically. Phase bars PBa - PBc conduct current between windings Wa - Wc and packaged half bridges 250a - 250c, respectively. Phase bars PBa - PBc have terminals respectively connected to high-side die clip terminals 232Ha - 232Hc, and phase bars PBa - PBc have separate terminals respectively connected to heat sinks 402a - 402c. have The low-side die clip terminals 232La - 232c connect to the V- bus bar 401, which in turn couples to the V- battery terminal. Although the compact inverter system 400 is shown schematically, the half bridge 250, heat sink 402 and V+ bus bar 404 of each phase are shown in side view to illustrate the vertical positioning of these components relative to each other. . The V-bus bar 401 is positioned behind the packaged half bridges 250 in the figure and is shown symbolically.

[00147] 도 4aa는 시간의 순간에 인버터 시스템(400)을 통하는 전류 흐름을 표현하는 전류 심볼들을 포함한다. 더 구체적으로, 도 4aa는 위상-a의 활성화된 하이-사이드 스위치(304H)를 통한 전류 흐름을 도시하는 한편, 위상들(b 및 c)의 로우-사이드 스위치들(304L)은 활성화되고 V- 버스 바(401)를 통해 V-로 전류를 전도한다. 도면에서 모든 다른 스위치들은 비활성화된다. 중요하게는, 모든 다이 기판 단자들(230)은 V+ 버스 바 열 싱크, 열 싱크(402a), 열 싱크(402b), 또는 열 싱크(402c)에 열적으로 그리고 전기적으로 연결된다. 도시되지 않았지만, 복수의 디커플링 커패시터들이 V+ 버스 바(404)와 V- 버스 바(401) 사이에 병렬로 커플링될 수 있다.[00147] 4AA includes current symbols representing current flow through inverter system 400 at an instant in time. More specifically, FIG. 4AA shows current flow through activated high-side switch 304H of phase-a, while low-side switches 304L of phases b and c are activated and V- Conducts current through bus bar 401 to V-. All other switches in the drawing are disabled. Significantly, all die substrate terminals 230 are thermally and electrically coupled to a V+ bus bar heat sink, heat sink 402a, heat sink 402b, or heat sink 402c. Although not shown, a plurality of decoupling capacitors may be coupled in parallel between the V+ bus bar 404 and the V- bus bar 401 .

[00148] 도 4ba는 다른 콤팩트 인버터 시스템(406)의 측면도를 도시하는 개략도이다. 이 시스템의 위상들(a-c) 각각은 도 3ga에 도시된 것과 같은 패키징된 하프 브리지(250), 및 도 3ia에 도시된 것과 같은 패키징된 하프 브리지(253)를 포함한다. 예시의 용이함을 위해, 스위치 제어기들, T_Sense 회로들, I_sense 회로들 및 신호 리드들은 도시되지 않는다.[00148] 4BA is a schematic diagram showing a side view of another compact inverter system 406 . Each of the phases a-c of this system includes a packaged half bridge 250 as shown in FIG. 3ga, and a packaged half bridge 253 as shown in FIG. 3ia. For ease of illustration, switch controllers, T_Sense circuits, I_sense circuits and signal leads are not shown.

[00149] 각각의 위상의 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)은 개개의 위상 바(PB)에 연결된다. 위상 바들(PBa - PBc)은, 각각, 위상들(a-c)의 패키징된 하프 브리지들과 권선들(Wa - Wc) 사이에서 전류를 각각 전도한다. 각각의 위상 바(PB)는 금속 연장부들(409-1 및 409-2)을 포함한다. 다이 기판 단자들(230L1 및 230H2)은 각각의 위상의 연장부들(409-1 및 409-2)에 각각 연결된다. 그리고 금속 열 싱크들(402-1 및 402-2)은 각각의 위상의 연장부들(409-1 및 409-2)에 각각 연결된다. 위상 바 연장부들(409)은 열적으로 그리고 전기적으로 전도성인 금속으로 형성된다. 각각의 위상의 위상 바 연장부들(409-1 및 409-2)은, 각각, 다이 기판 단자들(230L1 및 230H2)로부터의 열을 열 싱크들(402-1 및 402-2)로 각각 전도한다. 위상 바(PB)는 또한, 각각의 위상의 다이 클립 단자들(232H1 및 232L2)에 연결되는 연장부들 또는 단자들을 갖는다. 각각의 위상의 다이 기판 단자들(230H1 및 230L2)은 V+ 버스 바(415)에 연결된다. 각각의 위상의 다이 클립 단자들(232L1 및 232H2)은 V- 버스 바에 연결된다. 도시되지 않았지만, 복수의 커패시터들이 V+ 버스 바와 V- 버스 바 사이에 병렬로 커플링될 수 있다.[00149] The packaged half bridges 250 and 253 of each phase are connected to an individual phase bar PB. The phase bars PBa - PBc respectively conduct current between the packaged half bridges of phases a - c and the windings Wa - Wc respectively. Each phase bar PB includes metal extensions 409-1 and 409-2. Die substrate terminals 230L1 and 230H2 are respectively connected to extensions 409-1 and 409-2 of the respective phases. And the metal heat sinks 402-1 and 402-2 are connected to the respective phase extensions 409-1 and 409-2, respectively. The phase bar extensions 409 are formed of a thermally and electrically conductive metal. Phase bar extensions 409-1 and 409-2 of each phase conduct heat from die substrate terminals 230L1 and 230H2, respectively, to heat sinks 402-1 and 402-2, respectively. . Phase bar PB also has extensions or terminals connected to die clip terminals 232H1 and 232L2 of each phase. The die substrate terminals 230H1 and 230L2 of each phase are connected to the V+ bus bar 415. Die clip terminals 232L1 and 232H2 of each phase are connected to the V- bus bar. Although not shown, a plurality of capacitors may be coupled in parallel between the V+ bus bar and the V- bus bar.

[00150] 도 4bb는 위상-a를 후방에서 본 도면이다. 이 도면은, 냉각 유체가 유동할 수 있게 하는 V+ 버스 바(415) 및 열 싱크(402-1a, 402-2a) 내의 예시적인 채널들(40)을 도시한다. 도시된 실시예에서, 열 방산을 향상시키기 위해, 열 싱크들 내의 채널들은, 연장부들(409)과 접촉하는 표면에 더 가깝게 포지셔닝된다. 대안적인 실시예들에서, 채널들은 다른 곳에 포지셔닝될 수 있다. 도 4bb의 V+ 버스 바(415)는 도 4ab에 도시된 V+ 버스 바 열 싱크보다 더 많은 채널들을 갖는다. 콤팩트 인버터 시스템(406)이 개략적으로 도시되지만, 각각의 위상의 패키징된 하프 브리지들(250 및 253), 열 싱크들(402) 및 V+ 버스 바(415)는 서로에 대한 이러한 컴포넌트들의 수직 포지셔닝을 예시하도록 도 4ba 및 도 4bb에서 도시된다.[00150] Figure 4bb is a rear view of phase-a. This figure shows example channels 40 in V+ bus bar 415 and heat sinks 402-1a and 402-2a that allow cooling fluid to flow. In the illustrated embodiment, the channels in the heat sinks are positioned closer to the surface in contact with the extensions 409 to improve heat dissipation. In alternative embodiments, channels may be positioned elsewhere. The V+ bus bar 415 of FIG. 4bb has more channels than the V+ bus bar heat sink shown in FIG. 4ab. Although a compact inverter system 406 is shown schematically, each phase's packaged half bridges 250 and 253, heat sinks 402 and V+ bus bar 415 allow vertical positioning of these components relative to each other. To illustrate, it is shown in Figures 4ba and 4bb.

[00151] 도 4ca는 다른 콤팩트 인버터 시스템(411)의 측면도를 도시하는 개략도이다. 콤팩트 인버터 시스템들(406 및 411)은 유사하다. 그러나, 하나의 실질적인 차이가 존재하고; 도 4ca의 각각의 위상의 위상 바(PB)는 하프 브리지 패키지들과 열 싱크들(40) 사이에 포지셔닝되는 연장부들(409-1 및 409-2)이 없다. 이 실시예에서, 각각의 위상 바(PB)는, 각각, 열 싱크들(402-1 및 402-2)을 통해 다이 기판들(230L1 및 230H1)에 연결된다.[00151] 4CA is a schematic diagram showing a side view of another compact inverter system 411 . Compact inverter systems 406 and 411 are similar. However, one substantial difference exists; The phase bar PB of each phase in FIG. 4ca has no extensions 409 - 1 and 409 - 2 positioned between the half bridge packages and the heat sinks 40 . In this embodiment, each phase bar PB is coupled to die substrates 230L1 and 230H1 through heat sinks 402-1 and 402-2, respectively.

[00152] 도 4ba 및 도 4ca는 시간의 순간에 인버터 시스템(406 및 411)을 통하는 전류 흐름을 표현하는 전류 심볼들을 포함한다. 더 구체적으로, 각각의 도면은, 위상-a의 스위치들(304H1 및 304L2)이 활성화되고 V+ 버스 바(415)로부터 전류를 전도할 때의, 그리고 위상들(b 및 c)의 모든 스위치들(304L1 및 304H2)이 활성화되고 V- 버스 바를 통해 V-로 전류를 전도할 때의 전류 흐름을 도시한다. 이러한 도면에서 모든 다른 스위치들은 비활성화된다.[00152] 4ba and 4ca include current symbols representing the current flow through the inverter systems 406 and 411 at an instant in time. More specifically, each figure shows when switches 304H1 and 304L2 of phase-a are activated and conduct current from V+ bus bar 415, and all switches of phases b and c ( 304L1 and 304H2) are activated and conduct current through the V- bus bar to V-. All other switches in this figure are inactive.

[00153] 도 4bc는 도 4ba의 위상-a에 의해 수신된 PWM 및 Reset 신호들을 도시한다. 도 4bc는 또한, 위상-a으로부터의 Fault, Vi 및 Vt 출력들을 도시한다. 위상의 각각의 패키징된 하프 브리지(250 또는 253)는 PWM 및 Reset 신호들의 별개의 세트들에 의해 제어된다. 대안적인 실시예에서, 각각, 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)의 하이-사이드 게이트 구동기 및 로우-사이드 게이트 구동기는 마이크로제어기로부터의 제1 PWM 신호에 의해 제어될 수 있고, 각각, 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)의 로우-사이드 게이트 구동기 및 하이-사이드 게이트 구동기는 마이크로제어기로부터의 제2 PWM 신호에 의해 제어될 수 있다.[00153] Figure 4bc shows the PWM and Reset signals received by phase-a of Figure 4ba. 4BC also shows the Fault, Vi and Vt outputs from phase-a. Each packaged half bridge 250 or 253 of the phase is controlled by separate sets of PWM and Reset signals. In an alternative embodiment, the high-side gate driver and the low-side gate driver of the packaged half bridges 250 and 253, respectively, may be controlled by a first PWM signal from the microcontroller, respectively, The low-side gate driver and high-side gate driver of half bridges 250 and 253 can be controlled by a second PWM signal from the microcontroller.

[00154] 도 4aa, 도 4ba 및 도 4ca의 예시적인 콤팩트 인버터 시스템들의 각각의 위상은 하나의 또는 2 개의 패키징된 하프 브리지들을 갖는다. 콤팩트 인버터 시스템들은 이에 제한되지 않아야 한다. 콤팩트 인버터 시스템들은 3 개, 4 개 또는 그 초과의 패키징된 스위치들 또는 패키징된 하프 브리지들을 갖는 위상들을 가질 수 있다. 추가 콤팩트 인버터 시스템들이 적층되어 병렬로 연결될 수 있다. 도 4da는 또 다른 콤팩트 인버터 시스템(408)의 측면도를 도시하는 개략도이다. 이 실시예에서, 위상들(a-c) 각각은 4 개의 패키징된 하프 브리지들: 2 개의 패키징된 하프 브리지들(250-1 및 250-2) 및 2 개의 패키징된 하프 브리지들(253-1 및 253-2)을 포함한다. 예시의 용이함을 위해, 스위치 제어기들, T_Sense 회로들, I_sense 회로들 및 신호 리드들은 도 4da에서 도시되지 않는다.[00154] Each phase of the exemplary compact inverter systems of FIGS. 4AA, 4BA and 4CA has one or two packaged half bridges. Compact inverter systems should not be limited to this. Compact inverter systems can have phases with three, four or more packaged switches or packaged half bridges. Additional compact inverter systems can be stacked and connected in parallel. 4DA is a schematic diagram showing a side view of another compact inverter system 408. In this embodiment, phases a-c each have four packaged half bridges: two packaged half bridges 250-1 and 250-2 and two packaged half bridges 253-1 and 253 -2). For ease of illustration, the switch controllers, T_Sense circuits, I_sense circuits and signal leads are not shown in FIG. 4DA.

[00155] 위상 바들(PBa - PBc)이 심볼로 도시된다. 위상 바들(PBa - PBc)은, 각각, 위상들(a-c)의 패키징된 하프 브리지들과 권선들(Wa - Wc) 사이에서 전류를 각각 전도한다. 각각의 위상 바는 금속 연장부들(411-1 및 411-2)을 포함한다. 각각의 위상의 패키징된 하프 브리지들(250)의 다이 기판 단자들(230L)은 연장부(411-1)에 연결되고, 연장부(411-1)는 결국 금속 열 싱크(419-1)에 연결된다. 그리고 패키징된 하프 브리지들(253)의 다이 기판 단자들(230H)은 연장부(411-2)에 연결되고, 연장부(411-2)는 결국 금속 열 싱크(419-2)에 연결된다. 위상 바 연장부들(411)은 열적으로 그리고 전기적으로 전도성인 금속으로 형성된다. 각각의 위상의 위상 바 연장부(411-1)는 패키징된 하프 브리지들(250)의 다이 기판 단자들(230L)로부터의 열을 열 싱크들(419-1)로 전도하고, 각각의 위상의 위상 바 연장부(411-2)는 패키징된 하프 브리지들(253)의 다이 기판 단자들(230H)로부터의 열을 열 싱크들(419-2)로 전도한다. 각각의 위상의 위상 바는 또한, 패키징된 하프 브리지들(250) 내의 다이 클립 단자들(232H) 및 패키징된 하프 브리지들(253) 내의 다이 클립 단자들(232L)에 연결되는 단자들을 포함한다. 각각의 위상의, 패키징된 하프 브리지들(250)의 다이 기판 단자들(230H) 및 패키징된 하프 브리지들(253)의 다이 기판 단자들(230L)은, 도 4ba에 도시된 V+ 버스 바의 세장형 버전인 V+ 버스 바(417)에 연결된다. 도시되지 않았지만, 복수의 커패시터들이 V+ 버스 바(417)와 V- 버스 바(407) 사이에 병렬로 커플링될 수 있다.[00155] Phase bars PBa - PBc are shown symbolically. The phase bars PBa - PBc respectively conduct current between the packaged half bridges of phases a - c and the windings Wa - Wc respectively. Each phase bar includes metal extensions 411-1 and 411-2. The die substrate terminals 230L of the packaged half bridges 250 of each phase are connected to an extension 411-1, which in turn is connected to a metal heat sink 419-1. Connected. The die substrate terminals 230H of the packaged half bridges 253 are connected to the extension 411-2, and the extension 411-2 is eventually connected to the metal heat sink 419-2. The phase bar extensions 411 are formed of a thermally and electrically conductive metal. The phase bar extension 411-1 of each phase conducts the heat from the die substrate terminals 230L of the packaged half bridges 250 to the heat sinks 419-1, and the phase bar extension 411-1 of each phase Phase bar extension 411-2 conducts heat from die substrate terminals 230H of packaged half bridges 253 to heat sinks 419-2. The phase bar of each phase also includes terminals connected to die clip terminals 232H in packaged half bridges 250 and die clip terminals 232L in packaged half bridges 253. The die substrate terminals 230H of the packaged half bridges 250 and the die substrate terminals 230L of the packaged half bridges 253 of each phase are the three V+ bus bars shown in FIG. It is connected to the long version, V+ bus bar 417. Although not shown, a plurality of capacitors may be coupled in parallel between the V+ bus bar 417 and the V− bus bar 407 .

[00156] 도시된 바와 같이, 패키징된 하프 브리지들(250, 253), V+ 버스 바(417), 연장부들(411) 및 열 싱크들(419)을 함께 해제가능하게 연결하기 위해, 스레드형 볼트(threaded bolt)들 또는 다른 그러한 패스너들이 사용될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 소결 또한, 패키징된 하프 브리지들(250, 253), V+ 버스 바(417), 연장부들(411) 및 열 싱크들(419)을 함께 고정적으로 연결하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 컴포넌트들이 해제가능하게 연결되고, 결과적으로, 오작동하는 패키징된 하프 브리지들이 더 쉽게 교체될 수 있다고 가정될 것이다. 일 실시예에서, 각각의 위상 바(PB)는 연장부들(411-1 및 411-2)을 포함하는 C-형상 클램프를 포함할 수 있다. 각각의 위상의 하프 브리지들(250, 253) 및 V+ 버스 바(417)는 C-형상 클램프 및 패스너들에 의해 함께 해제가능하게 연결된다. 이 실시예에서, 다이 기판들(230)은 연장부들(411)의 표면들 또는 V+ 버스 바(417)의 표면들과 직접 접촉한다. 도 4db의 열 싱크들(419)은 도 4aa의 열 싱크들(402)의 세장형 버전들이다. 스레드형 볼트들 또는 다른 그러한 패스너들이 열 싱크들(419)을 연장부들(411)에 연결하는 데 사용될 수 있다. 이 실시예에서, 금속 열 싱크들(409)의 표면들은 연장부들(411)의 표면들과 직접 접촉한다. 다른 실시예에서, 패키징된 하프 브리지들(250, 253), V+ 버스 바(417), 연장부들(411) 및 열 싱크들(419)은 함께 솔더링되거나 또는 소결될 수 있다.[00156] As shown, to releasably connect packaged half bridges 250, 253, V+ bus bar 417, extensions 411 and heat sinks 419 together, a threaded bolt ) or other such fasteners may be used. In an alternative embodiment, sintering may also be used to rigidly connect packaged half bridges 250, 253, V+ bus bar 417, extensions 411 and heat sinks 419 together. However, it will be assumed that the components are releasably connected and, consequently, malfunctioning packaged half bridges can be more easily replaced. In one embodiment, each phase bar PB may include a C-shaped clamp including extensions 411-1 and 411-2. The half bridges 250, 253 and V+ bus bar 417 of each phase are releasably connected together by C-shaped clamps and fasteners. In this embodiment, the die substrates 230 directly contact the surfaces of the extensions 411 or the surfaces of the V+ bus bar 417 . The heat sinks 419 of FIG. 4db are elongated versions of the heat sinks 402 of FIG. 4aa. Threaded bolts or other such fasteners may be used to connect heat sinks 419 to extensions 411 . In this embodiment, the surfaces of the metal heat sinks 409 are in direct contact with the surfaces of the extensions 411 . In another embodiment, packaged half bridges 250 and 253, V+ bus bar 417, extensions 411 and heat sinks 419 may be soldered or sintered together.

[00157] 콤팩트 인버터 시스템(408)이 개략적으로 도시되지만, 각각의 위상의 패키징된 하프 브리지들(250 및 253), 열 싱크들(419), PB 연장부들(411) 및 V+ 버스 바(417)는 서로에 대한 이러한 컴포넌트들의 수직 및 수평 포지셔닝을 예시하도록 측면도로 도시된다.[00157] Although the compact inverter system 408 is shown schematically, each phase's packaged half bridges 250 and 253, heat sinks 419, PB extensions 411 and V+ bus bar 417 are connected to each other. Side views are shown to illustrate the vertical and horizontal positioning of these components for the

[00158] 도 4db는 도 4da의 위상-a에 의해 수신된 PWM 및 Reset 신호들을 도시한다. 도 4db는 또한, 위상-a으로부터의 Fault, Vi 및 Vt 출력들을 도시한다. 위상의 각각의 패키징된 하프 브리지(250 또는 253)는 PWM 및 Reset 신호들의 개개의 그리고 별도의 세트들에 의해 제어된다. 대안적인 실시예에서, 패키징된 하프 브리지들(250-1 및 250-2)의 하이-사이드 게이트 구동기들 및 패키징된 하프 브리지들(253-1 및 253-2)의 로우-사이드 게이트 구동기들은 마이크로제어기로부터의 단일 하이-사이드 PWM-H 신호에 의해 제어될 수 있는 한편, 패키징된 하프 브리지들(250-1 및 250-2)의 로우-사이드 게이트 구동기들 및 패키징된 하프 브리지들(253)의 하이-사이드 게이트 구동기들은 마이크로제어기로부터의 단일 로우-사이드 PWM-L 신호에 의해 제어될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 패키징된 하프 브리지들(250-1 및 250-2)의 하이-사이드 게이트 구동기들은 제1 하이-사이드 PWM-H 신호에 의해 제어될 수 있는 한편, 패키징된 하프 브리지들(253-1 및 253-2)의 로우-사이드 게이트 구동기들은 제2 하이-사이드 PWM-H에 의해 제어되고; 그리고 패키징된 하프 브리지들(250-1 및 250-2)의 로우-사이드 게이트 구동기들은 제1 로우-사이드 PWM-L 신호에 의해 제어될 수 있는 한편, 패키징된 하프 브리지들(253-1 및 253-2)의 하이-사이드 게이트 구동기들은 제2 로우-사이드 PWM-L 신호에 의해 제어된다.[00158] Figure 4db shows the PWM and Reset signals received by phase-a of Figure 4da. Figure 4db also shows the Fault, Vi and Vt outputs from phase-a. Each packaged half bridge 250 or 253 of the phase is controlled by separate and separate sets of PWM and Reset signals. In an alternative embodiment, the high-side gate drivers of packaged half bridges 250-1 and 250-2 and the low-side gate drivers of packaged half bridges 253-1 and 253-2 are micro While can be controlled by a single high-side PWM-H signal from the controller, the low-side gate drivers of packaged half-bridges 250-1 and 250-2 and of packaged half-bridges 253 High-side gate drivers can be controlled by a single low-side PWM-L signal from the microcontroller. In another embodiment, the high-side gate drivers of packaged half bridges 250-1 and 250-2 can be controlled by the first high-side PWM-H signal, while the packaged half bridges ( The low-side gate drivers of 253-1 and 253-2) are controlled by a second high-side PWM-H; And while the low-side gate drivers of the packaged half bridges 250-1 and 250-2 can be controlled by the first low-side PWM-L signal, the packaged half bridges 253-1 and 253 The high-side gate drivers of -2) are controlled by the second low-side PWM-L signal.

[00159] 도 4e는 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)을 포함하는 또 다른 콤팩트 인버터 시스템(430)의 평면도를 도시하는 개략도이다. 콤팩트 인버터 시스템(430)은 위상 바들(PBa-PBc)에 각각 연결된 3 개의 위상들(a-c)을 포함한다. 각각의 위상은 금속 열 싱크(403)(투명하게 도시됨)와 V+ 버스 바(405) 사이에 연결되는 패키징된 하프 브리지(250) 및 패키징된 하프 브리지(253)를 포함한다. 더 구체적으로, 각각의 위상의 다이 기판 단자들(230H(도시되지 않음) 및 230L)은, 각각, V+ 버스 바(405) 및 대응하는 열 싱크(403)에 연결된다. 각각의 위상의 위상 바(PB)는 열 싱크(403) 및 하이-사이드 다이 클립 단자들(232H)에 연결된다. 로우 사이드-다이 클립 단자들(232L)은 V- 버스 바(413)에 연결된다. 열 싱크들(403a ― 403c)은 서로 전기적으로 격리되며, 각각은 전기적으로 격리된 냉각 유체가 유동할 수 있게 하는 하나 이상의 채널들(도시되지 않음)을 갖는다. V+ 버스 바(405)는 전기적으로 격리된 냉각 유체가 유동할 수 있게 하는 하나 이상의 채널들(도시되지 않음)을 갖는 열 싱크로서 작용한다.[00159] 4E is a schematic diagram showing a top view of another compact inverter system 430 that includes packaged half bridges 250 and 253. The compact inverter system 430 includes three phases a-c each connected to phase bars PBa-PBc. Each phase includes a packaged half bridge 250 and a packaged half bridge 253 connected between a metal heat sink 403 (shown transparently) and a V+ bus bar 405. More specifically, the die substrate terminals 230H (not shown) and 230L of each phase are connected to a V+ bus bar 405 and a corresponding heat sink 403, respectively. The phase bar PB of each phase is connected to heat sink 403 and high-side die clip terminals 232H. Low side-die clip terminals 232L are connected to V- bus bar 413. The heat sinks 403a - 403c are electrically isolated from each other, and each has one or more channels (not shown) through which an electrically isolated cooling fluid can flow. The V+ bus bar 405 acts as a heat sink with one or more channels (not shown) through which an electrically isolated cooling fluid can flow.

[00160] 도 4f는 도 3ha에 도시된 패키징된 하프 브리지들(251)을 사용하는 또 다른 콤팩트 인버터 시스템(410)의 측면도를 도시하는 개략도이다. 인버터 시스템들(400 및 410) 사이에는 많은 유사성들이 있다. 그러나, 몇몇 차이들이 존재한다. 위상들(a-c)은, 각각, 3 개의 패키징된 하프 브리지들(251a ― 251c)을 포함한다. 로우-사이드 다이 기판 단자들(230L) 및 하이-사이드 다이 기판 단자들(230H)은, 각각, V- 버스 바(412) 및 V+ 버스 바(404)에 연결된다. V- 버스 바(412)는 또한, 냉각 유체가 유동할 수 있게 하는 하나 이상의 채널들(도 4f에 도시되지 않음)을 갖는 열 싱크로서 작용한다. 도시되지 않았지만, 복수의 디커플링 커패시터들이 V+ 버스 바와 V- 버스 바 사이에 병렬로 커플링될 수 있다. 위상 바들(PBa - PBc)은, 각각, 도시된 바와 같이 위상들(a - c)의 다이 클립 단자들(232)에 연결된다. 인버터 시스템(410)이 개략적으로 도시되지만, 각각의 위상의 하프 브리지(251), V+ 버스 바(404) 및 V- 버스 바(412)는 서로에 대한 이러한 컴포넌트들의 수직 포지셔닝을 예시하도록 측면도로 도시된다.[00160] FIG. 4F is a schematic diagram showing a side view of another compact inverter system 410 using the packaged half bridges 251 shown in FIG. 3HA. There are many similarities between inverter systems 400 and 410. However, some differences exist. Phases a-c each include three packaged half bridges 251a - 251c. Low-side die substrate terminals 230L and high-side die substrate terminals 230H are connected to V- bus bar 412 and V+ bus bar 404, respectively. The V-bus bar 412 also acts as a heat sink with one or more channels (not shown in FIG. 4F) through which cooling fluid can flow. Although not shown, a plurality of decoupling capacitors may be coupled in parallel between the V+ bus bar and the V- bus bar. Phase bars PBa - PBc are connected to the die clip terminals 232 of phases a - c, respectively, as shown. Although inverter system 410 is shown schematically, each phase's half bridge 251, V+ bus bar 404 and V- bus bar 412 are shown in side view to illustrate the vertical positioning of these components relative to each other. do.

[00161] 도 4f는 시간의 순간에 인버터 시스템(410)을 통하는 전류 흐름을 표현하는 전류 심볼들을 포함한다. 더 구체적으로, 도 4f는, 위상-a의 하이-사이드 스위치(304H)가 활성화되고 전류를 전도하는 한편, 위상들(b 및 c)의 로우-사이드 스위치들(304L)이 활성화되고 전류를 전도할 때의 인버터 시스템(410)을 통하는 전류 흐름을 도시한다. 도면에서 모든 다른 스위치들은 비활성화된다. 중요하게는, 활성화된 스위치들은 V+ 버스 바(404) 또는 V- 버스 바(412)에 열적으로 연결된다.[00161] 4F includes current symbols representing current flow through inverter system 410 at an instant in time. More specifically, FIG. 4F shows that the high-side switch 304H of phase-a is activated and conducts current, while the low-side switches 304L of phases b and c are activated and conducts current. Shows the current flow through the inverter system 410 when All other switches in the drawing are disabled. Importantly, the active switches are thermally coupled to V+ bus bar 404 or V- bus bar 412.

[00162] 도 4g는 도 3ha에 도시된 것과 같은 패키징된 하프 브리지들(251)을 사용하는 또 다른 콤팩트 인버터 시스템(412)의 측면도를 도시하는 개략도이다. 위상들(a-c) 각각은, 다이 클립 단자들(232)에 연결된 대응하는 위상 바(PB)를 포함한다. 각각의 위상의 다이 기판 단자들(230L1 및 230H2)은, 각각, 금속 V- 버스 바들(412-1 및 412-2)에 연결된다. V- 버스 바들(412-1 및 412-2)은 냉각 유체가 유동할 수 있게 하는 채널들을 포함할 수 있다. 각각의 위상의 다이 기판 단자들(230H1 및 230L2)은 V+ 버스 바(415)에 연결된다. 도시되지 않았지만, 복수의 디커플링 커패시터들이 V- 버스 바(412-1)와 V+ 버스 바(415) 사이에 병렬로 커플링될 수 있고, 복수의 디커플링 커패시터들이 V- 버스 바(412-2)와 V+ 버스 바(415) 사이에 병렬로 커플링될 수 있다. 콤팩트 인버터 시스템(412)이 개략도이지만, 각각의 위상의 하프 브리지들(251), 열 싱크/버스 바들(412) 및 열 싱크/버스 바(415)는 서로에 대한 이러한 컴포넌트들의 수직 포지셔닝을 예시하도록 측면도로 도시된다.[00162] FIG. 4G is a schematic diagram showing a side view of another compact inverter system 412 using packaged half bridges 251 as shown in FIG. 3HA. Each of the phases a-c includes a corresponding phase bar PB connected to die clip terminals 232 . The die substrate terminals 230L1 and 230H2 of each phase are connected to metal V- bus bars 412-1 and 412-2, respectively. V-bus bars 412-1 and 412-2 may include channels through which cooling fluid may flow. The die substrate terminals 230H1 and 230L2 of each phase are connected to the V+ bus bar 415. Although not shown, a plurality of decoupling capacitors may be coupled in parallel between the V- bus bar 412-1 and the V+ bus bar 415, and a plurality of decoupling capacitors may be coupled to the V- bus bar 412-2 and may be coupled in parallel between the V+ bus bars 415. Although the compact inverter system 412 is schematic, the half bridges 251, heat sink/bus bars 412, and heat sink/bus bars 415 of each phase are shown to illustrate the vertical positioning of these components relative to each other. A side view is shown.

[00163] 도 4g는 시간의 순간에 인버터 시스템(412)을 통하는 전류 흐름을 표현하는 전류 심볼들을 포함한다. 더 구체적으로, 도 4g는, 위상-a의 스위치들(304H1 및 304L2)이 활성화되고 전류를 전도하는 한편, 위상들(b 및 c)의 스위치들(304L1 및 304H2)이 활성화되고 V-로 전류를 전도할 때의 인버터 시스템(412)을 통하는 전류 흐름을 도시한다. 도면에서 모든 다른 스위치들은 비활성화된다. 중요하게는, 활성화된 스위치들은 V+ 버스 바(415), V- 버스 바(412-1), 또는 V- 버스 바(412-2)에 열적으로 그리고 전기적으로 연결된다.[00163] 4G includes current symbols representing the current flow through inverter system 412 at an instant in time. More specifically, FIG. 4G shows that switches 304H1 and 304L2 of phase-a are activated and conduct current, while switches 304L1 and 304H2 of phases b and c are activated and current to V-. Shows the current flow through the inverter system 412 when conducting . All other switches in the drawing are disabled. Importantly, the activated switches are thermally and electrically coupled to V+ bus bar 415, V- bus bar 412-1, or V- bus bar 412-2.

[00164] 도 4h는 또 다른 콤팩트 인버터 시스템(414)의 측면도를 도시하는 개략도이다. 위상들(a-c) 각각은 도 3ca에 도시된 것과 같은 4 개의 패키징된 스위치들(203)을 포함한다. 열 싱크들(418-a 내지 418-c)은, 각각, 위상 바들(PBa-PBc)에 연결되고, 위상 바들(PBa-PBc)은 결국, 각각, 권선들(Wa-Wc)에 연결된다. 열 싱크들(418-a 내지 418-c)은 서로 전기적으로 격리되며, 전기적으로 격리된 냉각 유체가 유동할 수 있게 하는 하나 이상의 채널들(도시되지 않음)을 갖는다. 각각의 위상의 다이 기판 단자들(230)은 열 싱크(418)에 연결된다. 각각의 위상의 패키징된 스위치들(203-1 및 203-2)의 다이 클립 단자들(344)은 V+ 버스 바(404)에 연결되고, 각각의 위상의 패키징된 스위치들(203-3 및 203-4)의 다이 클립 단자들(344)은 V- 버스 바(412)에 연결된다. 버스 바들(404 및 412) 각각은 냉각 유체가 유동하게 하는 하나 이상의 채널들을 포함한다. 도시되지 않았지만, 복수의 디커플링 커패시터들이 V+ 버스 바(404)와 V- 버스 바(412) 사이에 병렬로 커플링될 수 있다.[00164] 4H is a schematic diagram showing a side view of another compact inverter system 414 . Each of the phases a-c includes four packaged switches 203 as shown in FIG. 3ca. Heat sinks 418-a through 418-c are connected to phase bars PBa-PBc, respectively, which in turn are connected to windings Wa-Wc, respectively. The heat sinks 418-a through 418-c are electrically isolated from each other and have one or more channels (not shown) through which the electrically isolated cooling fluid can flow. The die substrate terminals 230 of each phase are connected to a heat sink 418 . The die clip terminals 344 of the packaged switches 203-1 and 203-2 of each phase are connected to the V+ bus bar 404, and the packaged switches 203-3 and 203 of each phase The die clip terminals 344 of -4) are connected to the V- bus bar 412. Bus bars 404 and 412 each include one or more channels through which cooling fluid flows. Although not shown, a plurality of decoupling capacitors may be coupled in parallel between the V+ bus bar 404 and the V− bus bar 412 .

[00165] 콤팩트 인버터 시스템(414)이 개략적으로 도시되지만, 각각의 위상의 패키징된 스위치들(203), V+ 버스 바(404), 열 싱크들(418) 및 V- 버스 바(412)는 서로에 대한 이러한 컴포넌트들의 수직 포지셔닝을 예시하도록 측면도로 도시된다.[00165] Although a compact inverter system 414 is shown schematically, each phase of the packaged switches 203, V+ bus bar 404, heat sinks 418 and V- bus bar 412 have these relative to each other. A side view is shown to illustrate the vertical positioning of the components.

[00166] 도 4h는 시간의 순간에 인버터 시스템(414)을 통하는 전류 흐름을 표현하는 전류 심볼들을 포함한다. 더 구체적으로, 도 4h는, 위상-a의 스위치들(203-1 및 203-2)이 활성화되고 V+ 버스 바(404)로부터 전류를 전도하는 한편, 위상들(b 및 c)의 스위치들(203-3 및 203-4)이 활성화되고 V- 버스 바(412)를 통해 V-로 전류를 전도할 때의 인버터 시스템(414)을 통하는 전류 흐름을 도시한다.[00166] 4H includes current symbols representing the current flow through the inverter system 414 at an instant in time. More specifically, FIG. 4H shows that switches 203-1 and 203-2 of phase-a are activated and conduct current from V+ bus bar 404, while switches of phases b and c ( Shows current flow through inverter system 414 when 203-3 and 203-4) are activated and conduct current to V- through V- bus bar 412.

[00167] 도 4i는 도 3ea에 도시된 패키징된 스위치들(207) 및 도 3fa에 도시된 패키징된 스위치들(209)을 사용하는 또 다른 콤팩트 인버터 시스템(416)의 측면도를 도시하는 개략도이다. 위상들(a-c) 각각은 한 쌍의 패키징된 스위치들(209) 및 한 쌍의 패키징된 스위치들(207)을 포함한다. 각각의 위상의 다이 클립 단자들(344)은 대응하는 열 싱크(418)에 연결된다. 열 싱크들(418-a 내지 418-c)은 서로 전기적으로 격리되며, 전기적으로 격리된 냉각 유체가 유동할 수 있게 하는 하나 이상의 채널들(도시되지 않음)을 갖는다. 열 싱크들(418)이 전기적으로 격리되기 때문에, 전류는 열 싱크들(418)을 통해 흐르지 않는다. 각각의 위상에서, 패키징된 스위치들(209) 내의 단자들(230)은 V+ 버스 바(404)에 연결되고, 패키징된 스위치들(207) 내의 단자들(230)은 V- 버스 바(412)에 연결된다. 위상 바들(PBa-PBc)은, 각각, 위상들(a-c)의 다이 클립 단자들(232)에 연결된다. 콤팩트 인버터 시스템(416)이 개략적으로 도시되지만, 열 싱크들(418), 패키징된 스위치들(207 및 209), V+ 버스 바(404) 및 V- 버스 바(412)는 서로에 대한 이러한 컴포넌트들의 수직 및 수평 포지셔닝을 예시하도록 측면도로 도시된다. 도시되지 않았지만, 복수의 디커플링 커패시터들이 V+ 버스 바(404)와 V- 버스 바(412) 사이에 병렬로 커플링될 수 있다.[00167] FIG. 4I is a schematic diagram illustrating a side view of another compact inverter system 416 using the packaged switches 207 shown in FIG. 3ea and the packaged switches 209 shown in FIG. 3FA. Each of the phases a-c includes a pair of packaged switches 209 and a pair of packaged switches 207. The die clip terminals 344 of each phase are connected to a corresponding heat sink 418. The heat sinks 418-a through 418-c are electrically isolated from each other and have one or more channels (not shown) through which the electrically isolated cooling fluid can flow. Because the heat sinks 418 are electrically isolated, no current flows through the heat sinks 418 . In each phase, terminals 230 in packaged switches 209 are connected to V+ bus bar 404, and terminals 230 in packaged switches 207 are connected to V- bus bar 412. connected to The phase bars PBa-PBc are connected to die clip terminals 232 of phases a-c, respectively. Although compact inverter system 416 is shown schematically, heat sinks 418, packaged switches 207 and 209, V+ bus bar 404 and V- bus bar 412 are components of these components relative to each other. Side views are shown to illustrate vertical and horizontal positioning. Although not shown, a plurality of decoupling capacitors may be coupled in parallel between the V+ bus bar 404 and the V− bus bar 412 .

[00168] 도 4i는 시간의 순간에 인버터 시스템(416)을 통하는 전류 흐름을 표현하는 전류 심볼들을 포함한다. 더 구체적으로, 도 4i는 위상-b의 패키징된 스위치들(209)의 스위치들(304)이 활성화되고 전류를 전도하는 한편, 위상들(a 및 c)의 패키징된 스위치들(207)의 스위치들(304)이 활성화되고 V- 버스 바(412)를 통해 V-로 전류를 전도할 때의 인버터 시스템(416)을 통하는 전류 흐름을 도시한다.[00168] 4I includes current symbols representing current flow through inverter system 416 at an instant in time. More specifically, FIG. 4i shows that switches 304 of packaged switches 209 of phase-b are activated and conduct current, while switches of packaged switches 207 of phases a and c Shows current flow through inverter system 416 when s 304 is activated and conducts current to V- through V- bus bar 412.

[00169] 도 4aa, 도 4ab 및 도 4ba 내지 도 4i의 인버터들 각각의 팩킹(pack)된 스위치들은 이들의 전방들(F)이 동일한 방향 라인을 향하도록 배향된다. 다시 말해서, 패키징된 스위치들의 전방들(F)은, 서로 실질적으로 평행한 개개의 평면들에 포함된다. 대안적인 실시예들에서, 도 4aa, 도 4ab 및 도 4ba 내지 도 4i의 인버터들 각각의 패키징된 스위치들은, 이들의 전방들(F)이 실질적으로 하나의 평면에 포함되고, 이들의 후방들(Bk)이 전방들이 포함된 하나의 평면과 평행한 다른 평면에 실질적으로 포함되도록, 90도 회전될 수 있다. 90도 회전되면, 패키징된 스위치들은 서로 더 가깝게 포지셔닝될 수 있으며, 이는, 패키징된 스위치들이 포함되는 인버터에 의해 점유되는 총 볼륨을 감소시킬 수 있다. 더욱이, 개개의 패키징된 스위치의 전방(F)에 있는 신호 리드 단자들을 제어 인쇄 회로 보드(PCB: printed circuit board)의 개개의 단자들에 연결하기 위해, 더 짧고, 더 간단하고(예를 들어, 각진 굴곡부를 갖는 FFC와 대조적으로 직선 FFC), 더 저렴하고 그리고/또는 더 콤팩트한 FFC 또는 다른 연결 디바이스가 사용될 수 있고, 이 제어 인쇄 회로 보드(PCB: printed circuit board) 상에, 하나 이상의 마이크로제어기들 및 하나 이상의 전력 관리 집적 회로들이 아래에서 더 완전히 설명되는 바와 같이 장착된다. FFC들 또는 다른 연결 디바이스들은 패키징된 스위치와 제어 PCB 사이에서 전압들 및 신호들을 전달할 수 있다. 더 짧고 더 콤팩트한 FFC 또는 다른 연결 디바이스는 패키징된 스위치와 제어 PCB 상의 마이크로제어기 사이에서 송신되는 신호들에 대한 지연 및 다른 송신 문제들을 감소시킬 수 있다. 위상 바들(PBa ― PBc)은 패키징된 스위치들의 90도 회전을 수용하기 위해 재구성을 필요로 할 수 있다.[00169] The packed switches of each of the inverters of FIGS. 4aa, 4ab and 4ba to 4i are oriented with their front faces F facing the same direction line. In other words, the fronts F of the packaged switches are included in respective planes that are substantially parallel to each other. In alternative embodiments, the packaged switches of each of the inverters of FIGS. 4AA, 4AB and 4BA to 4I include their front faces F substantially in one plane, and their rear faces ( Bk) can be rotated 90 degrees so that it is substantially contained in another plane parallel to one plane in which the fronts are contained. When rotated 90 degrees, the packaged switches can be positioned closer together, which can reduce the total volume occupied by the inverter in which the packaged switches are included. Moreover, to connect the signal lead terminals on the front (F) of each packaged switch to the individual terminals of a control printed circuit board (PCB), shorter, simpler (e.g., A straight FFC as opposed to an FFC with angled bends), cheaper and/or more compact FFCs or other connection devices may be used, on which control printed circuit boards (PCBs), one or more microcontrollers s and one or more power management integrated circuits are mounted as described more fully below. FFCs or other connection devices can carry voltages and signals between the packaged switch and the control PCB. A shorter and more compact FFC or other connection device can reduce delay and other transmission problems for signals transmitted between the packaged switch and the microcontroller on the control PCB. The phase bars (PBa - PBc) may require reconfiguration to accommodate the 90 degree rotation of the packaged switches.

[00170] 예시하자면, 도 4j는 콤팩트 인버터 시스템(423)의 측면도를 도시하는 개략도이다. 도 4aa에 도시된 콤팩트 인버터 시스템(423)과 콤팩트 인버터 시스템(400) 사이에는 유사성들이 존재한다. 그러나, 적어도 하나의 실질적인 차이가 존재하고; 패키징된 하프 브리지들(250)은, 패키징된 하프 브리지들(250)의 후방들(Bk) 및 전방들(F)이 인버터 시스템(423)의 개개의 측부들로부터 바깥쪽을 향하도록 90도 회전된다. 다시 말해서, 후방들(Bk)은 실질적으로 하나의 평면에 포함되고, 전방들(F)은 후방들(Bk)이 포함된 하나의 평면과 평행한 다른 평면에 실질적으로 포함된다. 이러한 구성에서, 패키징된 하프 브리지들(250)은 서로 더 가깝게 포지셔닝될 수 있으며, 이는 인버터(400)와 비교할 때 인버터(423)에 의해 점유되는 총 볼륨을 감소시킬 수 있다. 더욱이, 개개의 패키징된 하프 브리지(250)의 전방(F)에 있는 신호 리드 단자들을 제어 PCB의 개개의 단자들에 연결하기 위해, 더 짧고, 더 단순하고, 더 저렴하고 그리고/또는 더 콤팩트한 FFC 또는 다른 연결 디바이스가 사용될 수 있다.[00170] To illustrate, FIG. 4J is a schematic diagram showing a side view of compact inverter system 423 . Similarities exist between compact inverter system 423 and compact inverter system 400 shown in FIG. 4AA. However, at least one substantial difference exists; The packaged half bridges 250 are rotated 90 degrees such that the backs Bk and fronts F of the packaged half bridges 250 face outward from the respective sides of the inverter system 423. do. In other words, the rears Bk are substantially included in one plane, and the fronts F are substantially included in another plane parallel to the one plane in which the rears Bk are included. In this configuration, packaged half bridges 250 can be positioned closer to each other, which can reduce the total volume occupied by inverter 423 when compared to inverter 400 . Moreover, to connect the signal lead terminals on the front (F) of the individual packaged half bridges 250 to the individual terminals of the control PCB, a shorter, simpler, cheaper and/or more compact design is required. A FFC or other connection device may be used.

[00171] 도 4k는 또 다른 콤팩트 인버터 시스템(425)의 측면도를 도시하는 개략도이다. 도 4ba에 도시된 콤팩트 인버터 시스템(406)과 콤팩트 인버터 시스템(425) 사이에는 유사성들이 존재한다. 적어도 하나의 실질적인 차이가 존재하고; 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)은, 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)의 후방들(Bk) 및 전방들(F)이 인버터 시스템(423)의 개개의 측부들로부터 바깥쪽을 향하도록 90도 회전된다.[00171] 4K is a schematic diagram showing a side view of another compact inverter system 425 . Similarities exist between compact inverter system 406 and compact inverter system 425 shown in FIG. 4BA. There is at least one substantial difference; The packaged half bridges 250 and 253 have rears Bk and fronts F of the packaged half bridges 250 and 253 facing outward from the respective sides of the inverter system 423. rotated 90 degrees to

[00172] 도 4l은 또 다른 콤팩트 인버터 시스템(426)의 측면도를 도시하는 개략도이다. 도 4f에 도시된 콤팩트 인버터 시스템(410)과 콤팩트 인버터 시스템(426) 사이에는 유사성들이 존재한다. 적어도 2 개의 실질적인 차이가 존재하고; 패키징된 하프 브리지들(251)은 패키징된 하프 브리지들(250)로 대체되고, 패키징된 하프 브리지들(250)은 패키징된 하프 브리지들(250)의 후방들(Bk) 및 전방들(F)이 인버터 시스템(426)의 개개의 측부들로부터 바깥쪽을 향하도록 90도 회전된다.[00172] 4L is a schematic diagram showing a side view of another compact inverter system 426 . Similarities exist between compact inverter system 410 and compact inverter system 426 shown in FIG. 4F. There are at least two substantial differences; The packaged half bridges 251 are replaced with the packaged half bridges 250, and the packaged half bridges 250 have rears Bk and fronts F of the packaged half bridges 250. It is rotated 90 degrees to face outward from the individual sides of this inverter system 426 .

[00173] 도 4ma는, 각각, 열 싱크들(427 및 428) 사이에 연결된 패키징된 하프 브리지(250)의 배면도를 도시하는 개략도이다. 설명의 목적들을 위해, 열 싱크들(427 및 428)은 도시된 바와 같이 배터리의 V+ 및 V- 단자들에 연결되며, 결과적으로, 열 싱크들(427 및 428)은 또한, V- 및 V+ 버스 바들(427 및 428)로 지칭될 것이다. 예시의 용이함을 위해, 패키징된 하프 브리지(250)의 스위치 제어기들, T_Sense 회로들, I_sense 회로들 및 신호 리드들은 도시되지 않는다.[00173] 4ma is a schematic diagram showing a rear view of a packaged half bridge 250 connected between heat sinks 427 and 428, respectively. For illustrative purposes, heat sinks 427 and 428 are connected to the V+ and V- terminals of the battery as shown, consequently heat sinks 427 and 428 also connect to the V- and V+ busses. will be referred to as bars 427 and 428 . For ease of illustration, the switch controllers, T_Sense circuits, I_sense circuits and signal leads of the packaged half bridge 250 are not shown.

[00174] 다이 기판 단자들(230L 및 230H)은, 각각, V- 및 V+ 버스 바들(427 및 428)에 연결된다. 각각의 버스 바는 전기적으로 격리된 냉각 유체가 유동할 수 있게 하는 하나 이상의 채널들을 갖는다. 도 4mb는 도 4ma에 도시된 시스템을 옆에서 본 도면이다. 이 도면은, 각각, V- 및 V+ 버스 바들(427 및 428)의 예시적인 채널들(40)을 도시한다. 열 전달을 향상시키기 위해, 채널들은 각각, 도시된 바와 같이, 다이 기판 단자들(230)과 접촉하는 표면에 더 가깝게 포지셔닝될 수 있다. 채널들(40)은, 도 4ac 내지 도 4af에 도시된 파이프들 중 임의의 하나와 같지만 길이가 더 짧은 파이프들을 유지하도록 구성된다. 각각의 파이프는 냉각 유체가 유동할 수 있게 하는, 그 자신의 채널 또는 채널들을 갖는다.[00174] Die substrate terminals 230L and 230H are connected to V- and V+ bus bars 427 and 428, respectively. Each bus bar has one or more channels through which an electrically isolated cooling fluid can flow. FIG. 4mb is a side view of the system shown in FIG. 4ma. This figure shows example channels 40 of V- and V+ bus bars 427 and 428, respectively. To enhance heat transfer, the channels may each be positioned closer to the surface in contact with the die substrate terminals 230, as shown. The channels 40 are configured to hold pipes like any one of the pipes shown in FIGS. 4ac-4af but shorter in length. Each pipe has its own channel or channels through which cooling fluid can flow.

[00175] 개략도에 도시되지 않았지만, 다이 기판 단자들(230)은 V+ 및 V- 버스 바들, 위상 바들, 또는 버스 바들 상의 대응하는 페데스탈들에 연결된다. 페데스탈들은, 실질적으로 평탄한 표면들을 가질 수 있다. 더 구체적으로, 각각의 페데스탈은 다이 기판 단자에 연결되는 평탄한 표면을 가질 수 있다. 페데스탈 표면은 페데스탈 표면이 연결되는 다이 기판 단자와 사이즈 및 형상이 실질적으로 유사할 수 있다. 다이 기판 단자와 다이 기판 단자의 연결된 페데스탈 사이에서 열 및/또는 전류가 전달된다. 요구되는 것은 아니지만, 열 전도성 및/또는 전기 전도성 그리스의 얇은 층은 다이 기판 단자를 페데스탈 표면에 연결하여 이들 사이의 열 및/또는 전기 전도도를 향상시킬 수 있다. 페데스탈들은 패키징된 하프 브리지(250)의 신호 리드들과 버스 바들(427 및 428) 사이에 에어 갭을 생성하도록 구성될 수 있다. 에어 갭들은 버스 바들로부터 신호 리드들을 전기적으로 격리시킨다.[00175] Although not shown in the schematic diagram, the die substrate terminals 230 are connected to V+ and V- bus bars, phase bars, or corresponding pedestals on the bus bars. The pedestals may have substantially planar surfaces. More specifically, each pedestal may have a flat surface connected to a die substrate terminal. The pedestal surface may be substantially similar in size and shape to the die substrate terminals to which the pedestal surface is connected. Heat and/or current is transferred between the die board terminal and the connected pedestal of the die board terminal. Although not required, a thin layer of thermally conductive and/or electrically conductive grease may connect the die substrate terminals to the pedestal surface to improve thermal and/or electrical conductivity therebetween. The pedestals may be configured to create an air gap between the signal leads of packaged half bridge 250 and bus bars 427 and 428 . Air gaps electrically isolate the signal leads from the bus bars.

[00176] 도 4mb에 도시된 시스템이 개략적으로 도시되지만, 하프 브리지(250), V- 버스 바(427) 및 V+ 버스 바(428)는 서로에 대한 이러한 컴포넌트들의 수직 포지셔닝을 예시하도록 측면도로 도시된다.[00176] Although the system shown in FIG. 4MB is shown schematically, half bridge 250, V- bus bar 427 and V+ bus bar 428 are shown in side view to illustrate the vertical positioning of these components relative to each other.

예시적인 패키징된 스위치(200)Exemplary Packaged Switch 200

예시적인 신호 프레임 기판Exemplary Signal Frame Substrates

[00177] 패키징된 스위치들은 스위치 모듈들을 포함하며, 이는 결국 다이 클립들과 다이 기판들 사이에 연결된 스위치들, 게이트 구동기들 등과 같은 컴포넌트들을 포함한다. 예시적인 패키징된 스위치(200)는 도 3aa에 도시된 스위치 모듈(300)을 포함한다.[00177] Packaged switches include switch modules, which in turn include components such as switches, gate drivers, etc. connected between die clips and die substrates. An exemplary packaged switch 200 includes the switch module 300 shown in FIG. 3AA.

[00178] 조립 동안, 스위치 모듈 컴포넌트들, 이를테면 게이트 구동기들이 신호 프레임 기판에 부착(본딩, 솔더링 등)된다. 도 5는 예시적인 신호 프레임 기판이 형성될 수 있게 하는 얇은(예를 들어, 0.1 mma.0 mm) 금속(예를 들어, 구리)의 엠보싱된 시트(500)의 등각도이다. 단지 설명의 목적들을 위해, 엠보싱된 시트(500)는 0.25 mm 두께인 구리 시트로 형성된다. 엠보싱된 시트(500)는 암형 금속 다이와 카운터 수형 금속 다이 사이에서 평탄한 금속 시트를 가압함으로써 생성된다. 엠보싱은 비-격리 신호 리드들을 생성한다. 도 6은 엠보싱된 시트(500)가 절단된 후의 엠보싱된 시트(500)의 역 등각도이다. 도 6은 비-격리 신호 리드들(204, 206, 604 및 608)을 더 명확하게 도시한다. 도 6의 신호 리드들(204, 206, 604 및 608)과 같은 신호 리드들은 엠보싱되지 않은 부분(610)을 통해 이들이 연결되기 때문에 비-격리된다. 비-격리 신호 리드들은, "네거티브 층"으로 또한 지칭되는 엠보싱되지 않은 부분(610)을 포함하는 평면과 평행한 평면에 포함된다. 궁극적으로, 네거티브 층(610)은 위에서 언급된 트리밍 프로세스에 의해 제거될 것이며, 이는 신호 리드들을 서로 전기적으로 격리시킨다.[00178] During assembly, switch module components, such as gate drivers, are attached (bonded, soldered, etc.) to the signal frame substrate. 5 is an isometric view of an embossed sheet 500 of thin (eg 0.1 mma.0 mm) metal (eg copper) from which an exemplary signal frame substrate may be formed. For illustrative purposes only, the embossed sheet 500 is formed from a copper sheet that is 0.25 mm thick. Embossed sheet 500 is created by pressing a flat metal sheet between a female metal die and a counter male metal die. Embossing creates non-isolated signal leads. 6 is an isometric inverse view of the embossed sheet 500 after the embossed sheet 500 has been cut. Figure 6 more clearly shows the non-isolated signal leads 204, 206, 604 and 608. Signal leads, such as signal leads 204, 206, 604 and 608 of FIG. 6, are non-isolated because they are connected through unembossed portion 610. The non-isolated signal leads are contained in a plane parallel to the plane containing the unembossed portion 610, also referred to as the “negative layer”. Ultimately, the negative layer 610 will be removed by the trimming process mentioned above, which electrically isolates the signal leads from each other.

[00179] 도 7에 도시된 신호 프레임 기판(700)을 생성하기 위해, 몇몇 비-격리 신호 리드들이 구부러질 수 있다. 신호 프레임 기판(700)은 정렬 애퍼처(aperture)들(701)을 갖는 프레이밍(framing)을 포함한다. 애퍼처들은 도 3aa에 도시된 스위치 모듈(300)의 구성 동안 신호 프레임 기판들, 다이 기판들, 다이 클립들을 정렬하는 것을 보조한다.[00179] To create the signal frame substrate 700 shown in FIG. 7, some non-isolated signal leads may be bent. The signal frame substrate 700 includes a framing with alignment apertures 701 . The apertures assist in aligning the signal frame substrates, die substrates, and die clips during construction of the switch module 300 shown in FIG. 3AA.

[00180] 도 3aa 및 도 3ad를 계속 참조하면, 도 8은, 게이트 구동기 회로(306)의 리드들(802)이 개개의 비-격리 신호 리드들에 연결(예를 들어, 솔더 본딩)된 후의 신호 프레임 기판(700)의 평면도이다. 신호 프레임 기판(700)은 스위치 모듈(300)의 추가적인 컴포넌트들(예를 들어, 도 3ad의 저항기들(R1 및 R2) 및 다이오드들(308 및 310))을 수용할 수 있다. 예시의 용이함을 위해, 추가적인 컴포넌트들은 도 8에 도시되지 않는다.[00180] With continued reference to FIGS. 3AA and 3AD , FIG. 8 shows the signal frame substrate after leads 802 of gate driver circuit 306 are connected (e.g., solder bonded) to individual non-isolated signal leads. It is a plan view of 700. Signal frame substrate 700 can house additional components of switch module 300 (eg, resistors R1 and R2 and diodes 308 and 310 in FIG. 3AD). For ease of illustration, additional components are not shown in FIG. 8 .

예시적인 다이 기판들 및 다이 클립들Exemplary Die Substrates and Die Clips

[00181] 도 3ab 및 도 3ac에서 볼 수 있는 바와 같이, 스위치 모듈(300)은 스위치(304)를 포함하며, 스위치(304)는 다이 기판(312)과 다이 클립(316) 사이에 샌드위치된다. 다이 기판들 및 다이 클립들은 펀치 프레스 머신(punch press machine) 또는 유사한 툴을 사용하여 구리와 같은 금속의 별개의 얇은 시트들로 형성될 수 있다. 도 9a는 구리의 얇은 시트(예를 들어, 0.1 mm ― 6.0 mm)로 형성된 예시적인 다이 기판(312)의 등각도이다. 특정 타입들의 스위치들(MOSFET 기반 스위치들)은 다른 타입들의 스위치들(예를 들어, IGBT 기반 스위치들)보다 더 빠르게 가열된다. 다이 기판의 두께는, 스위치들이 가열되는 레이트들의 차이들을 수용하기 위해 스위치의 타입에 의존할 수 있다. 일 실시예에서, SiC MOSFET들을 이용하는 스위치들에 대해 1.6 mm 두께의 다이 기판이 사용될 수 있는 한편, IGBT들을 이용하는 스위치들에 대해 4.0 mm 두께의 다이 기판이 사용될 수 있다. 다이 기판(312)은 아래에서 더 완전히 설명될 바와 같이 개개의 신호 프레임 기판 애퍼처들(701)과의 정렬을 위해 구성된 애퍼처들(901)을 포함하는 프레임들 사이에 연결된다. 다이 기판(312)은 반대로 향하는 평탄한 표면들을 갖는다. 스위치가 하나의 표면 상에 장착될 수 있는 한편, 반대로 향하는 표면은 다이 기판 단자(230)를 형성한다.[00181] As can be seen in FIGS. 3A and 3AC , the switch module 300 includes a switch 304 , which is sandwiched between a die substrate 312 and a die clip 316 . Die substrates and die clips may be formed from separate thin sheets of metal, such as copper, using a punch press machine or similar tool. 9A is an isometric view of an exemplary die substrate 312 formed of a thin sheet of copper (eg, 0.1 mm - 6.0 mm). Certain types of switches (MOSFET-based switches) heat up faster than other types of switches (eg, IGBT-based switches). The thickness of the die substrate may depend on the type of switch to accommodate differences in rates at which the switches are heated. In one embodiment, a 1.6 mm thick die substrate may be used for switches using SiC MOSFETs, while a 4.0 mm thick die substrate may be used for switches using IGBTs. The die substrate 312 is connected between frames including apertures 901 configured for alignment with individual signal frame substrate apertures 701 as will be described more fully below. Die substrate 312 has planar surfaces facing oppositely. The switch can be mounted on one surface, while the oppositely facing surface forms the die substrate terminal 230 .

[00182] 도 9b는 표면(902)에 대해 소결된 스위치(304)(즉, 도 3ae의 IGBT 및 다이오드(D))를 갖는 다이 기판(312)을 도시한다. 단지 설명의 목적들을 위해, 모든 스위치들이 다이 기판들 및 다이 클립들에 대해 소결되는 것으로 가정될 것이다. 스위치는, 스위치가 다이 기판에 대해 소결되기 전에 또는 그 후에 다이 클립에 대해 소결될 수 있거나, 또는 그 반대일 수 있다. 설명의 목적들을 위해, 스위치들이 다이 기판들에 대해 소결된 후에, 다이 클립들 및 스위치들은 함께 소결된다.[00182] FIG. 9B shows die substrate 312 with switches 304 (ie, IGBT and diode D in FIG. 3ae ) sintered to surface 902 . For explanation purposes only, it will be assumed that all switches are sintered to die substrates and die clips. The switch may be sintered to the die clip before or after the switch is sintered to the die substrate, or vice versa. For illustrative purposes, after the switches are sintered to the die substrates, the die clips and switches are sintered together.

[00183] 소결은 소결 재료를 액화점까지 용융시키지 않으면서 열 및/또는 압력의 인가에 의해 고체 매스(solid mass)를 형성하는 프로세스이다. 스위치가 다이 기판 또는 다이 클립에 대해 소결되기 전에, 소결 재료(예를 들어, 은)의 얇은 층이 다이 기판 또는 다이 클립의 표면에 적용된다. 대안적으로, 소결 재료의 얇은 층이 스위치가 다이 기판 또는 다이 클립에 대해 소결되기 전에 스위치의 표면에 적용된다. 소결 프로세스 동안, 소결 재료 내의 원자들은 소결될 아이템들의 경계들을 가로질러 확산되어, 소결될 아이템들을 함께 융합시키고 하나의 고체 조각을 생성한다. 소결 온도는 소결 재료의 용융점에 도달할 필요가 없고, 소결은 함께 소결될 아이템들(예를 들어, 다이 기판 및 IGBT의 콜렉터 단자)의 용융점에 도달할 필요도 없다. 그리고 결과적으로, 소결은, 솔더링과 달리, 아이템들(예를 들어, 스위치와 다이 기판) 사이의 열 및 전기 전도도에 악영향을 미칠 수 있는 기포들 또는 다른 공극들을 생성하지 않는다. 다시 말해서, 소결은 스위치와 스위치의 다이 기판 및/또는 다이 클립 사이의 더 나은 열적 및 전기적 연결을 제공할 수 있다. 다이 기판들 또는 다이 기판들에 스위치들을 부착하는 다른 방법들이 이용될 수 있지만, 소결은, 특히 솔더 본딩과 비교할 때, 소결이 기계적으로 더 강한 본드를 생성하기 때문에 바람직하다. 강한 본드는 그것이 극한 환경의 응력(예를 들어, 열적 및 기계적 응력)을 겪을 때 특히 중요하다. 예를 들어, 본드는 움직이는 전기 차량들의 도로 진동들에 의해 야기되는 심각한 기계적 응력을 겪을 수 있다. 더욱이, 소결 재료의 용융점은 솔더링, 브레이징(brazing), 에폭시 본딩, 소결, 또는 패키징된 스위치 또는 패키징된 하프 브리지의 구성에서 사용되는 다른 프로세스들에서 사용되는 온도보다 더 높기 때문에, 그러한 프로세스들은 스위치와 다이 기판 사이의 또는 스위치와 다이 클립 사이의 소결된 연결을 방해하지 않을 것이다.[00183] Sintering is the process of forming a solid mass by application of heat and/or pressure without melting the sintered material to its liquefaction point. Before the switch is sintered to the die substrate or die clip, a thin layer of sintering material (eg silver) is applied to the surface of the die substrate or die clip. Alternatively, a thin layer of sintering material is applied to the surface of the switch before the switch is sintered to the die substrate or die clip. During the sintering process, atoms in the sintering material diffuse across the boundaries of the items to be sintered, fusing the items to be sintered together and creating one solid piece. The sintering temperature need not reach the melting point of the sintering material, nor does sintering need to reach the melting point of the items to be sintered together (eg, the die substrate and the collector terminal of the IGBT). And as a result, sintering, unlike soldering, does not create bubbles or other voids that can adversely affect thermal and electrical conductivities between items (eg, a switch and a die substrate). In other words, sintering may provide a better thermal and electrical connection between the switch and its die substrate and/or die clip. Although other methods of attaching switches to die substrates or die substrates may be used, sintering is preferred because it creates a mechanically stronger bond, especially when compared to solder bonding. A strong bond is particularly important when it is subjected to the stresses of extreme environments (eg, thermal and mechanical stress). For example, the bond may be subjected to severe mechanical stress caused by road vibrations of moving electric vehicles. Moreover, since the melting point of the sintered material is higher than the temperature used in soldering, brazing, epoxy bonding, sintering, or other processes used in the construction of a packaged switch or packaged half bridge, such processes are It will not interfere with the sintered connection between the die substrates or between the switch and the die clip.

[00184] 도 9b로 돌아가면, 다이오드(D)는 애노드 단자(904)를 포함한다. 반대로 향하는 캐소드 단자(도시되지 않음)는 소결 재료의 얇은 층을 통해 다이 기판 표면(902)에 대해 소결된다. 도시된 실시예에서, IGBT(905)는 하나의 이미터를 갖지만, 몇몇 이미터 단자들(906)을 갖는다. IGBT는 또한 게이트 단자(912)를 포함한다. 반대로 향하는 콜렉터 단자(들)(도시되지 않음)는 소결 재료의 얇은 층을 통해 다이 기판 표면(902)에 대해 소결된다. 도 9c는 도 9b의 라인(A-A)을 따라 취해진 다이 기판 표면(902) 및 IGBT(905)의 확대된 단면도를 도시한다. 소결 재료(920)의 얇은 층은 IGBT(905)의 콜렉터 단자와 다이 기판 표면(902) 사이에 포지셔닝되어 이들에 통합된다. 도 9b에 도시된 애노드 단자(904) 및 이미터 단자들(906)은 다이 클립에 연결(예를 들어, 소결)되도록 구성된다. 게이트(912)는 신호 프레임 기판(700)의 비-격리 신호-리드로의 연결을 위해 구성되며, 이는 결국 게이트 구동기(306)의 출력에 커플링된다. 연결 타입은 게이트(912)의 특성들에 의존할 수 있다. 예를 들어, 알루미늄, 또는 베이스 알루미늄(base aluminum)(예를 들어, Al/Cu(0.5%)/Si(1%))과의 복합물로 형성된 게이트들은 신속하게 산화될 수 있다. 산화는 솔더 본드의 사용을 불가능하게 할 수 있다. 게이트(912)가 알루미늄 또는 베이스 알루미늄과의 복합물로 형성되는 경우, 연결은 와이어 본드를 필요로 할 수 있으며, 와이어 본드의 일 단부는 게이트(912)에 연결된다. 게이트(912)가 은, 구리 또는 금, 또는 이러한 금속들과의 복합물로 형성되는 경우, 게이트(912)로의 솔더 본드 연결이 사용될 수 있다.[00184] Returning to FIG. 9B , diode D includes an anode terminal 904 . The opposite facing cathode terminal (not shown) is sintered to the die substrate surface 902 through a thin layer of sintering material. In the illustrated embodiment, IGBT 905 has one emitter, but has several emitter terminals 906. The IGBT also includes a gate terminal 912. The oppositely facing collector terminal(s) (not shown) are sintered to the die substrate surface 902 through a thin layer of sintering material. FIG. 9C shows an enlarged cross-sectional view of the die substrate surface 902 and IGBT 905 taken along line A-A in FIG. 9B. A thin layer of sinter material 920 is positioned between and incorporated into the collector terminal of IGBT 905 and die substrate surface 902. The anode terminal 904 and emitter terminals 906 shown in FIG. 9B are configured to be connected (eg sintered) to a die clip. Gate 912 is configured for connection to the non-isolated signal-lead of signal frame substrate 700, which in turn is coupled to the output of gate driver 306. The connection type may depend on the characteristics of gate 912 . For example, gates formed from aluminum or a composite with base aluminum (eg, Al/Cu(0.5%)/Si(1%)) may be rapidly oxidized. Oxidation can render the solder bond unusable. If gate 912 is formed of aluminum or a composite with base aluminum, the connection may require a wire bond, one end of which is connected to gate 912 . If gate 912 is formed of silver, copper or gold, or a combination of these metals, a solder bond connection to gate 912 may be used.

[00185] 다이 기판(312)은 신호 프레임 기판(700)에 연결될 수 있다. 도 10은 도 8에 도시된 신호 프레임 기판(700)과 정렬된 다이 기판(312)의 평면도이다. 애퍼처들(901)이 애퍼처들(701)과 정렬됨에 따라, 다이 기판(312)은 신호 프레임 기판(700)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 다이 기판(312)의 측벽은 구부러진 신호 리드(604)에 솔더링될 수 있다. 이러한 연결은 다이오드(308)(도 3ae 참조)와 IGBT(905)의 콜렉터(c) 사이에 전기 경로를 생성한다. 게이트(912)는 신호 리드를 통해 게이트 구동기(306)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 신호 프레임 기판(700)의 신호 리드에 게이트(912)를 연결하기 위해 와이어 본드 및/또는 다른 전도체(예를 들어, 평탄한 가요성 케이블)가 추가될 수 있으며, 신호 프레임 기판(700)의 신호 리드는 결국 게이트 구동기(306)의 출력 리드에 또한 연결된다.[00185] The die substrate 312 may be coupled to the signal frame substrate 700 . FIG. 10 is a plan view of the die substrate 312 aligned with the signal frame substrate 700 shown in FIG. 8 . With the apertures 901 aligned with the apertures 701 , the die substrate 312 may be connected to the signal frame substrate 700 . For example, sidewalls of die substrate 312 may be soldered to bent signal leads 604 . This connection creates an electrical path between diode 308 (see FIG. 3ae) and collector c of IGBT 905. Gate 912 can be connected to gate driver 306 through a signal lead. For example, wire bonds and/or other conductors (eg, flat flexible cables) may be added to connect the gate 912 to the signal leads of the signal frame substrate 700. The signal lead of ) is in turn also connected to the output lead of the gate driver 306.

[00186] 도 11a 및 도 11b는 얇은(예를 들어, 0.1 mm - 4.0 mm) 구리 시트로 형성된 예시적인 다이 클립(316)의 등각도 및 역 등각도이다. 다이 클립(316)은 정렬 애퍼처들(1101)을 포함하는 프레임들 사이에 연결된다. 다이 클립(316)은 펀치 프레스 또는 유사한 툴을 사용하여 형성될 수 있는 페데스탈들(1104)을 포함한다. 일 실시예에서, 페데스탈들(1104)의 생성에 의해 남아 있는 리세스들(1102)은 열적으로 그리고 전기적으로 전도성인 재료로 채워질 수 있다. 다이 클립(316)은 다이 클립 단자(232)를 형성하는 표면을 포함한다. 추가 다이 클립(316)은 리세스들(1102)과 단자(232) 사이에 포지셔닝된 좁아진 부분(1108)을 포함한다. I_Sense 회로는, 스위치(304)가 다이 클립(316)에 연결될 때 스위치(304)로의 또는 스위치(304)로부터의 전류 흐름을 측정하기 위해 좁아진 부분(1108) 위에 포지셔닝될 수 있다.[00186] 11A and 11B are isometric and inverse isometric views of an exemplary die clip 316 formed from thin (eg, 0.1 mm - 4.0 mm) copper sheet. A die clip 316 is connected between frames containing alignment apertures 1101 . The die clip 316 includes pedestals 1104 that may be formed using a punch press or similar tool. In one embodiment, the recesses 1102 left by the creation of the pedestals 1104 may be filled with a thermally and electrically conductive material. Die clip 316 includes a surface that forms die clip terminal 232 . Additional die clip 316 includes a narrowed portion 1108 positioned between recesses 1102 and terminal 232 . An I_Sense circuit may be positioned over the narrow 1108 to measure current flow to or from the switch 304 when the switch 304 is connected to the die clip 316 .

[00187] 도 10, 도 11a 및 도 11b를 계속 참조하면, 페데스탈들(1104)의 단부 표면들은 개개의 이미터 단자들(906) 및 애노드 단자(904)에 대해 소결될 수 있다. 페데스탈들(1104)의 단부 표면들은, 이미터 단자들(906)의 표면들과 실질적으로 유사하지만 이미터 단자들(906)의 표면들보다는 약간 더 작은 형상 및 사이즈로 평탄해야 한다. 이는, 페데스탈들(1104)이 이미터 단자들(906)에 의해 점유된 영역들 외부에서 IGBT(905)와 접촉하지 않고 가능하게는 IGBT(905)를 손상시키지 않는 것을 보장한다. 페데스탈들(1104)의 단부 표면들의 사이즈 및 형상은 또한, 페데스탈(1104)과 이미터 단자(906) 사이의 좁아진 지점 연결을 통하는 집중된 전류 흐름으로 인해 원하지 않는 핫 스폿(hot spot)들이 생성될 가능성을 감소시킨다. 함께 소결될 때, 페데스탈들은 IGBT(905)와 다이 클립(316) 사이에 에어 갭을 생성한다. 교류가 다이 클립을 통해 흐를 때, 교류는 IGBT(905)의 동작에 악영향을 미칠 수 있는 전자기장을 생성한다. 에어 갭은 IGBT(905)의 동작에 대한 전자기적인 악영향들을 감소시킨다.[00187] With continued reference to FIGS. 10 , 11A and 11B , the end surfaces of the pedestals 1104 may be sintered to the respective emitter terminals 906 and anode terminal 904 . The end surfaces of the pedestals 1104 should be planar in shape and size substantially similar to the surfaces of the emitter terminals 906 but slightly smaller than the surfaces of the emitter terminals 906 . This ensures that the pedestals 1104 do not contact and possibly damage the IGBT 905 outside the areas occupied by the emitter terminals 906 . The size and shape of the end surfaces of the pedestals 1104 also increases the potential for unwanted hot spots to be created due to concentrated current flow through the narrow point connection between the pedestal 1104 and the emitter terminal 906. reduces When sintered together, the pedestals create an air gap between the IGBT 905 and the die clip 316. When an alternating current flows through the die clip, the alternating current creates an electromagnetic field that can adversely affect the operation of IGBT 905. The air gap reduces electromagnetic adverse effects on the operation of IGBT 905.

[00188] 도 11c 및 도 11d는 정렬된 다이 클립(316), 다이 기판(312) 및 신호 프레임 기판(700)의 평면도 및 저면도를 도시한다. 더 구체적으로, 애퍼처들(1101)은 개개의 다이 기판 애퍼처들(901) 및 신호 프레임 기판 애퍼처들(701)과 정렬된다. 정렬된 동안, 다이 클립(316)의 페데스탈들(1104)의 단부 표면들은 스위치의 개개의 단자들(예를 들어, IGBT(905)의 이미터 단자들(906) 및 다이오드(904)의 애노드 단자(904))에 대해 소결될 수 있다. 도 11e는 페데스탈들(1104)의 단부들에 대해 소결된 이미터 단자들(906) 및 애노드(904)를 도시하는 부분 등각도이다. 이외에도, 다이 클립(316)은 신호 프레임 기판(700)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 다이 클립(312)의 측부 표면은 신호 리드(608)에 솔더링될 수 있다.[00188] 11C and 11D show top and bottom views of the die clip 316, die substrate 312 and signal frame substrate 700 aligned. More specifically, apertures 1101 are aligned with individual die substrate apertures 901 and signal frame substrate apertures 701 . While aligned, the end surfaces of the pedestals 1104 of the die clip 316 are aligned with the individual terminals of the switch (e.g., the emitter terminals 906 of the IGBT 905 and the anode terminal of the diode 904). (904)). 11E is a partial isometric view showing sintered emitter terminals 906 and anode 904 relative to the ends of pedestals 1104 . In addition, the die clip 316 may be connected to the signal frame substrate 700 . For example, side surfaces of die clip 312 may be soldered to signal lead 608 .

[00189] 도 3aa의 T_Sense 회로 및 I_Sense 회로는 도 11c에 도시된 부분적으로 구성된 스위치 모듈(300)에 추가될 수 있다. FFC는 신호 프레임 기판의 신호 리드들에 T_Sense 회로 및 I_Sense 회로를 연결하기 위해 사용될 수 있다. FFC는 또한, 신호 리드를 통해 게이트 구동기(306)의 출력을 스위치의 게이트에 연결하는 데 사용될 수 있다. 도 11f는 FFC(1116) 상에 장착된 패키징된 I_sense 회로(1112) 및 패키징된 T_sense 회로(1114)를 갖는 부분적으로 구성된 스위치 모듈(300)을 도시한다. FFC(1116)의 하나의 부분은 게이트(912) 위에 포지셔닝된다. I_sense 회로(1112)는 FFC(1116)의 다른 부분 상에 포지셔닝되며, 이는 결국 다이 클립(312)의 좁아진 섹션(1108) 위에 포지셔닝된다. 도 11g는 도 11f에 도시된 스위치 모듈(300)의 등각도이다.[00189] The T_Sense circuit and I_Sense circuit of FIG. 3AA can be added to the partially configured switch module 300 shown in FIG. 11C. The FFC can be used to connect the T_Sense circuit and the I_Sense circuit to the signal leads of the signal frame substrate. An FFC can also be used to connect the output of gate driver 306 to the gate of a switch via a signal lead. FIG. 11F shows a partially constructed switch module 300 having a packaged I_sense circuit 1112 and a packaged T_sense circuit 1114 mounted on an FFC 1116. One portion of FFC 1116 is positioned over gate 912 . The I_sense circuit 1112 is positioned on another portion of the FFC 1116, which in turn is positioned over the narrowed section 1108 of the die clip 312. 11G is an isometric view of the switch module 300 shown in FIG. 11F.

[00190] FFC(1116)는 제1 단자와 제2 단자 사이에서 연장되는 전도성 트레이스들을 포함한다. 제1 트레이스 단자들은, 각각, 신호 프레임 기판(700)의 구부러진 신호 리드들에 솔더링될 수 있다. 제2 트레이스 단자들은 패키징된 I_Sense 회로(1112) 및 패키징된 T_sense 회로(1114)의 개개의 리드들에 솔더링될 수 있다. 각각, I_Sense 회로(1112) 및 T_sense 회로(1114)로부터 출력 아날로그 신호들(Vi 및 Vt)을 송신하는 것 이외에도, FFC(1116)는 이러한 컴포넌트들에 공급 및 접지 전압들을 제공할 수 있다.[00190] The FFC 1116 includes conductive traces extending between the first terminal and the second terminal. The first trace terminals may be soldered to bent signal leads of the signal frame substrate 700, respectively. The second trace terminals may be soldered to individual leads of the packaged I_Sense circuit 1112 and the packaged T_sense circuit 1114 . In addition to sending output analog signals Vi and Vt from I_Sense circuit 1112 and T_sense circuit 1114, respectively, FFC 1116 may provide supply and ground voltages to these components.

[00191] FFC(1116)는 적어도 하나의 트레이스를 포함하며, 이 트레이스의 제2 단자는 IGBT(905)의 게이트(912)에 솔더링된다. 이 FFC 트레이스는 게이트 구동기(306)와 게이트(912) 사이에서 게이트 제어 신호(Vg)를 송신할 수 있다. 도시된 실시예는 게이트(912)가 솔더 본딩과 호환가능하다고 가정하고, 결과적으로 게이트(912)는 FFC(1116)의 하나 이상의 트레이스들에 솔더링된다. 대안적인 실시예에서, 게이트(912)는 FFC(1116)의 트레이스 단자에 와이어 본딩되며, 이는 게이트(912)까지 연장되지만 게이트(912)를 덮지는 않는다. 게이트 구동기(306)에 또한 연결되는 신호 리드에 게이트(912)를 연결하기 위한 다른 방법들이 고려된다.[00191] FFC 1116 includes at least one trace, the second terminal of which is soldered to gate 912 of IGBT 905. This FFC trace can transmit the gate control signal (Vg) between gate driver 306 and gate 912 . The illustrated embodiment assumes that gate 912 is compatible with solder bonding, and consequently gate 912 is soldered to one or more traces of FFC 1116. In an alternative embodiment, gate 912 is wire bonded to the trace terminal of FFC 1116, which extends to but does not cover gate 912. Other methods are contemplated for connecting gate 912 to a signal lead that is also connected to gate driver 306.

[00192] 도 11f에 도시된 스위치 모듈(300)은 몰드에 배치될 수 있다. 이어서, 액체 플라스틱(예를 들어, 에폭시 수지)이 몰드에 부어졌다(poured). 일단 경화되면, 액체 플라스틱은 플라스틱 바디를 형성한다. 스위치 모듈(300) 및 경화된 플라스틱 바디는 몰드로부터 제거되고 트리밍된다. 도 12a는 몰드로부터의 제거 후의 몰딩된 플라스틱 바디(1200)를 갖는 스위치 모듈(300)의 등각도이다. 대안적인 실시예에서, 플라스틱 바디를 생성하기 위해 트랜스퍼 몰딩(transfer molding)이 사용될 수 있다. 어느 하나의 실시예에서, 신호 리드들(204 및 206)을 포함하는, 신호 프레임 기판(700)의 구부러진 신호 리드들은 몰딩된 플라스틱 바디(1200)의 전방을 통해 노출된다. 도 12a는 또한, 몰딩된 플라스틱 바디(1200)의 측부를 통해 노출된 다이 클립 단자(232)를 도시한다. 도 12b는 신호 프레임 기판(700)의 네거티브 층(610)을 도시하는 역 등각도이다. 몰딩된 플라스틱 바디(1200)의 일부 및 네거티브 층(610)은 많은 상이한 트리밍 툴들 또는 기법들(예를 들어, 그라인딩) 중 임의의 하나를 사용하여 트리밍될 수 있다. 다이 기판 단자(230)는 노출되고, 신호 리드들은 트리밍 프로세스에 의해 격리된다. 도 2aa 및 도 2ab는 트리밍 프로세스 후의 패키징된 스위치를 도시한다.[00192] The switch module 300 shown in FIG. 11F may be placed in a mold. Liquid plastic (e.g., epoxy resin) was then poured into the mold. Once cured, the liquid plastic forms a plastic body. The switch module 300 and cured plastic body are removed from the mold and trimmed. 12A is an isometric view of the switch module 300 with the molded plastic body 1200 after removal from the mold. In an alternative embodiment, transfer molding may be used to create the plastic body. In either embodiment, the bent signal leads of the signal frame substrate 700 , including signal leads 204 and 206 , are exposed through the front of the molded plastic body 1200 . 12A also shows die clip terminals 232 exposed through the side of molded plastic body 1200 . 12B is an inverse isometric view showing the negative layer 610 of the signal frame substrate 700. The portion of molded plastic body 1200 and negative layer 610 may be trimmed using any one of many different trimming tools or techniques (eg, grinding). The die substrate terminal 230 is exposed and the signal leads are isolated by a trimming process. 2AA and 2AB show the packaged switch after a trimming process.

예시적인 패키징된 하프 브리지(250)Exemplary Packaged Half Bridge 250

[00193] 도 11f에 도시된 것과 같은 스위치 모듈들은 예시적인 패키징된 하프 브리지(250)를 생성하도록 적층될 수 있다. 도 13a 및 도 13b는 도 11f에 도시된 2 개의 스위치 모듈들(300)의 측면도 및 등각도이다. 더 구체적으로, 도 13a 및 도 13b는 하이-사이드 스위치 모듈(300H) 및 로우-사이드 스위치 모듈(300L)을 도시한다. 스위치 모듈(300H)은 플립되고 몰드(도시되지 않음) 내부에서 스위치 모듈(300L) 위에 포지셔닝된다. 애퍼처들(701, 901 및 1101)을 갖는 프레임들은 예시의 용이함을 위해 도 13a 및 도 13b에 도시되지 않는다. 그러나, 이러한 애퍼처들은 반대로 향하는 스위치 모듈들(300H 및 300L)이 몰드 내부에 포지셔닝되어 있는 동안 이들을 정렬하는 데 사용될 수 있다. 액체 플라스틱이 몰드에 부어지고 경화되어 플라스틱 바디를 형성할 수 있다. 반대로 향하는 스위치 모듈들(300H 및 300L) 및 경화된 플라스틱 바디가 몰드로부터 제거되고 트리밍된다. 플라스틱 바디의 부분들, 및 네거티브 층들(610L 및 610H)은 많은 상이한 트리밍 툴들 또는 기법들 중 임의의 하나를 사용하여 제거될 수 있다. 다이 기판 단자들(230H 및 230L)은 노출되고, 신호 리드들은 트리밍 프로세스에 의해 격리된다. 다이 기판 단자들(230H 및 230L)은 트리밍되는 플라스틱 바디의 양에 따라 상부 및 하부의 플라스틱 표면으로부터 돌출될 수 있다. 도 2ba 및 도 2bb는 트리밍 프로세스 후의 패키징된 하프 브리지를 도시한다.[00193] Switch modules such as those shown in FIG. 11F can be stacked to create an exemplary packaged half bridge 250 . 13A and 13B are side and isometric views of the two switch modules 300 shown in FIG. 11F. More specifically, FIGS. 13A and 13B show a high-side switch module 300H and a low-side switch module 300L. The switch module 300H is flipped over and positioned over the switch module 300L inside a mold (not shown). Frames with apertures 701 , 901 and 1101 are not shown in FIGS. 13A and 13B for ease of illustration. However, these apertures can be used to align oppositely facing switch modules 300H and 300L while they are positioned inside the mold. Liquid plastic may be poured into a mold and allowed to harden to form a plastic body. Reversely facing switch modules 300H and 300L and the cured plastic body are removed from the mold and trimmed. Portions of the plastic body, and negative layers 610L and 610H may be removed using any one of many different trimming tools or techniques. Die substrate terminals 230H and 230L are exposed, and signal leads are isolated by a trimming process. The die substrate terminals 230H and 230L may protrude from the upper and lower plastic surfaces depending on the amount of the plastic body to be trimmed. 2ba and 2bb show the packaged half bridge after the trimming process.

예시적인 콤팩트 인버터 시스템(408)Exemplary compact inverter system 408

[00194] 콤팩트 인버터 시스템들은 수직으로 적층된 컴포넌트들을 포함한다. 예를 들어, 도 4da는 하나가 다른 하나의 위에 있게 적층되는 패키징된 하프 브리지들(250 및 253), 열 싱크들(419), 위상 바 연장부들(411) 및 V+ 버스 바(417)를 포함하는 콤팩트 인버터 시스템(408)을 도시한다.[00194] Compact inverter systems include vertically stacked components. For example, FIG. 4DA includes packaged half bridges 250 and 253 stacked one on top of the other, heat sinks 419, phase bar extensions 411 and V+ bus bar 417. A compact inverter system 408 is shown.

[00195] 도 14a 및 도 14b는, 각각, 구리와 같은 금속으로 형성될 수 있는 예시적인 V+ 버스 바(417)의 등각도 및 단면도이다. V+ 버스 바(417)는 패키징된 하프 브리지들과 배터리 사이에서 전류를 전도한다. 도시되지 않았지만, 금속 케이블은 배터리의 V+ 단자를 V+ 버스 바(417)의 하나 이상의 단자 구조들에 연결할 수 있다. 버스 바(417)에 공급되는 DC 전압을 증가 또는 감소시키기 위해 배터리와 V+ 버스 바(417) 사이에 DC-DC 컨버터가 연결될 수 있다. 단면도 14b에 도시된 폭(W) 및 높이(H)는 실시예에 따라 변할 수 있다. 예시된 실시예에서, H=16 mm이고, W=29 mm이다.[00195] 14A and 14B are isometric and cross-sectional views, respectively, of an exemplary V+ bus bar 417 that may be formed from a metal such as copper. V+ bus bar 417 conducts current between the packaged half bridges and the battery. Although not shown, a metal cable may connect the V+ terminal of the battery to one or more terminal structures of the V+ bus bar 417 . A DC-DC converter may be connected between the battery and the V+ bus bar 417 to increase or decrease the DC voltage supplied to the bus bar 417 . The width (W) and height (H) shown in the cross-sectional view 14b may vary depending on the embodiment. In the illustrated embodiment, H = 16 mm and W = 29 mm.

[00196] V+ 버스 바(417)의 반대로 향하는 표면들 상의 페데스탈들은 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)을 수용한다. 도 14a 및 도 14b는, 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)의 다이 기판 단자들(230)과 맞물리기 위한 실질적으로 평탄한 표면들(1405)을 갖는 예시적인 페데스탈들(1402)을 도시한다. 각각의 페데스탈(1402)은, 패키징된 하프 브리지(250 또는 253)의 좌측 및 우측과 맞물릴 수 있는 반대로 향하는 짧은 정지 벽들(1403) 사이에 포지셔닝될 수 있다. 정지 벽들(1403)은, 패키징된 하프 브리지들(250 또는 253)이 페데스탈들(1402)에 의해 수용될 때, 패키징된 하프 브리지들(250 또는 253)의 측방향 이동을 억제한다. 예시된 실시예에서, 페데스탈 표면들(1405)은 정지 벽들(1403) 사이에서 완전히 연장된다. 대안적인 실시예에서, 페데스탈들(1402)은, 페데스탈들이 패키징된 하프 브리지들의 플라스틱 케이스 표면들과 동일한 높이에 있거나 또는 그 아래로 리세스된 다이 기판 단자들과 맞물릴 수 있도록, 다이 기판 단자들(230)과 유사하지만 다이 기판 단자들(230)보다 더 작게 형상화된 평탄한 표면들을 가질 수 있다. 예시적인 인버터 시스템(408)을 설명하는 목적들을 위해, 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)은 이들의 플라스틱 케이스 표면들로부터 약간 돌출되는 다이 기판 단자들(230)을 갖는 것으로 가정된다. 더욱이, 다이 기판 단자들(230)은 페데스탈 표면들(1405)에 직접 연결되는 것으로 가정되며, 다른 실시예들에서, 다이 기판 단자들(230)은 열적으로 그리고 전기적으로 전도성인 재료, 이를테면, 솔더 또는 그리스를 통해 페데스탈 표면들(1405)에 간접 연결될 수 있다는 것이 이해된다. 다이 기판 단자들(230)이 페데스탈들(1402)의 표면들(1405)에 의해 수용될 때, 패키징된 하프 브리지들의 신호 리드들(예를 들어, 도 2ba의 신호 리드들 참조)과 V+ 버스 바(417) 사이에 에어 갭들이 생성된다.[00196] Pedestals on opposite facing surfaces of V+ bus bar 417 receive packaged half bridges 250 and 253. 14A and 14B show example pedestals 1402 having substantially planar surfaces 1405 for engaging die substrate terminals 230 of packaged half bridges 250 and 253. Each pedestal 1402 can be positioned between opposing short stop walls 1403 that can engage the left and right sides of a packaged half bridge 250 or 253. Stop walls 1403 inhibit lateral movement of packaged half bridges 250 or 253 when they are received by pedestals 1402 . In the illustrated embodiment, pedestal surfaces 1405 fully extend between stop walls 1403 . In an alternative embodiment, the pedestals 1402 are arranged so that the pedestals can engage die substrate terminals flush with or recessed below the plastic case surfaces of the packaged half bridges. It may have planar surfaces shaped similar to 230 but smaller than die substrate terminals 230 . For purposes of describing the exemplary inverter system 408, it is assumed that the packaged half bridges 250 and 253 have die substrate terminals 230 protruding slightly from their plastic case surfaces. Furthermore, it is assumed that the die substrate terminals 230 are directly connected to the pedestal surfaces 1405; in other embodiments, the die substrate terminals 230 are made of a thermally and electrically conductive material, such as solder. or indirectly to the pedestal surfaces 1405 via grease. When the die substrate terminals 230 are received by the surfaces 1405 of the pedestals 1402, the signal leads of the packaged half bridges (eg see signal leads in FIG. 2BA) and the V+ bus bar Air gaps are created between (417).

[00197] 도 14b를 참조하면, V+ 버스 바(417)는 도 4ac에 도시된 파이프들(420a)을 수용하는 채널들을 포함한다. 각각, 도 4ad 내지 도 4af에 도시된 파이프들(420bd20d)을 포함하는 다른 파이프들이 대안적인 실시예들에서 사용될 수 있다. 앞서 주목된 바와 같이, 각각의 파이프(420a)의 외부 원통형 표면은 알루미늄 옥사이드와 같은 유전체 재료의 얇은 층(422)으로 코팅된다. 유전체 층(422)은 파이프(420a) 내의 유체를 V+ 버스 바(417)로부터 전기적으로 절연시킨다. 유전체 층(422)은 유체와 V+ 버스 바(417) 사이에서 상당한 열을 전도한다.[00197] Referring to FIG. 14B, V+ bus bar 417 includes channels that receive pipes 420a shown in FIG. 4AC. Other pipes may be used in alternative embodiments, including pipes 420bd20d shown in Figures 4ad-4af, respectively. As noted above, the outer cylindrical surface of each pipe 420a is coated with a thin layer 422 of a dielectric material such as aluminum oxide. Dielectric layer 422 electrically insulates the fluid in pipe 420a from V+ bus bar 417. Dielectric layer 422 conducts significant heat between the fluid and V+ bus bar 417.

[00198] 도 4da 및 도 14a를 계속 참조하면, 도 15a는 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)과 함께 V+ 버스 바(417)의 등각도이다. 이 도면에 도시되지 않았지만, 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)의 다이 기판들(230H 및 230L)은, 각각, V+ 버스 바(417)의 대향 측들의 개개의 페데스탈들(1402)의 표면들(1405)과 직접 접촉한다. 도 15b는, 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)의 신호 리드들(예를 들어, 도 2ba의 신호 리드들 참조)과 V+ 버스 바(417) 사이의 작은 에어 갭들을 드러내는 측면도이다. 부분적인 에어 갭들은, 각각, 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)의 하부 및 상부 표면들 상의 신호 리드들 및 V+ 버스 바(417)를 분리한다. 도 15b의 측면도에 도시된 길이(L)는 실시예에 따라 변할 수 있다. 예시된 실시예에서, L=200 mm이다.[00198] Still referring to FIGS. 4DA and 14A , FIG. 15A is an isometric view of V+ bus bar 417 with packaged half bridges 250 and 253 . Although not shown in this figure, die substrates 230H and 230L of packaged half bridges 250 and 253 are, respectively, the surfaces of respective pedestals 1402 on opposite sides of V+ bus bar 417. (1405) in direct contact. 15B is a side view revealing small air gaps between the signal leads of packaged half bridges 250 and 253 (eg, see signal leads in FIG. 2BA) and V+ bus bar 417. Partial air gaps separate signal leads and V+ bus bar 417 on the lower and upper surfaces of packaged half bridges 250 and 253, respectively. The length (L) shown in the side view of FIG. 15B may vary depending on the embodiment. In the illustrated embodiment, L=200 mm.

[00199] 도 4da를 계속 참조하면, 인버터 시스템(408)의 위상 바들(PBa ― PBc)은, 각각, 위상들(a-c)의 패키징된 하프 브리지들과 각각 권선들(Wa ― Wc) 사이에서 전류를 전도한다. 각각의 위상 바는, 각각, 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)의 각각 다이 기판 단자들(230L 및 230H)과 각각 열 싱크들(419-1 및 419-2) 사이에 연결된 금속 연장부들(411-1 및 411-2)을 포함한다. 일 실시예에서, 각각의 위상 바(PB)는 C-형상 클램프 및 금속 케이블을 포함할 수 있다. 클램프는 금속 연장부들(411-1 및 411-2) 및 단자 구조를 포함한다 케이블의 일 단부는 단자 구조에 연결되는 한편, 케이블의 다른 단부는 와이어 권선에 연결된다.[00199] With continued reference to FIG. 4Da, the phase bars PBa - PBc of inverter system 408 conduct current between the packaged half bridges of phases a-c and windings Wa - Wc, respectively. . Each phase bar is connected between the die substrate terminals 230L and 230H of the packaged half bridges 250 and 253, respectively, and the heat sinks 419-1 and 419-2, respectively. 411-1 and 411-2). In one embodiment, each phase bar (PB) may include a C-shaped clamp and a metal cable. The clamp includes metal extensions 411-1 and 411-2 and a terminal structure. One end of the cable is connected to the terminal structure, while the other end of the cable is connected to the wire winding.

[00200] 도 16a, 도 16b 및 도 16c는 예시적인 C-형상 클램프(1604)의 등각도 및 단면도이다. 연장부들(411-1 및 411-2)은 도 16a에 도시된 바와 같이 공통 베이스(1602)로부터 연장된다. 각각의 연장부(411)는 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)의 대응하는 다이 기판 단자들(230L 및 230H)과 각각 맞물리도록 구성된 표면들(1607)을 갖는 한 쌍의 페데스탈들(1606)을 포함한다. 대안적인 실시예에서, 페데스탈들(1606)은, 페데스탈 표면들이 패키징된 하프 브리지들의 플라스틱 표면들과 동일한 높이에 있거나 또는 그 아래로 약간 리세스된 다이 기판 단자들과 맞물릴 수 있도록, 다이 기판 단자들과 유사하지만 다이 기판 단자들보다 더 작게 형상화된 평탄한 표면들(1607)을 가질 수 있다. 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)의 신호 리드들(예를 들어, 도 2ba의 신호 리드들 참조)과 클램프(1604) 사이에 그리고 다이 기판 단자들(230)이 페데스탈들(1606)의 표면들(1607)에 의해 수용될 때 에어 갭들이 생성된다.[00200] 16A, 16B and 16C are isometric and cross-sectional views of an exemplary C-shaped clamp 1604. Extensions 411-1 and 411-2 extend from common base 1602 as shown in FIG. 16A. Each extension 411 includes a pair of pedestals 1606 having surfaces 1607 configured to engage corresponding die substrate terminals 230L and 230H of packaged half bridges 250 and 253, respectively. includes In an alternative embodiment, the pedestals 1606 can engage die substrate terminals such that the pedestal surfaces are flush with, or slightly recessed below, the plastic surfaces of the packaged half bridges. may have planar surfaces 1607 shaped similar to but smaller than the die substrate terminals. Between the signal leads of packaged half bridges 250 and 253 (see, e.g., signal leads in FIG. Air gaps are created when accommodated by s 1607 .

[00201] 도 16a를 계속 참조하면, 클램프(1604)는 또한, 패스너들(1611)(예를 들어, 스레드형 볼트들)에 의해 베이스(1602)에 기계적으로 연결되는 금속 단자 구조(1610)를 포함한다. 패스너들(1611)은 베이스(1602)와 단자 구조(1610) 사이의 전기 연결을 고정시킨다. 단자 구조(1610)는 전술된 금속 케이블의 일 단부를 수용하도록 구성된 채널(1612)을 포함한다. 패스너들(1614)은 단자 구조(1610)의 애퍼처들을 통해 연장되고, 채널(1612)의 벽에 대해 케이블을 가압하여 이들 사이에 전기 연결을 보장하도록 구성된다.[00201] With continued reference to FIG. 16A , clamp 1604 also includes a metal terminal structure 1610 mechanically connected to base 1602 by fasteners 1611 (eg, threaded bolts). Fasteners 1611 secure the electrical connection between base 1602 and terminal structure 1610 . The terminal structure 1610 includes a channel 1612 configured to receive one end of the metal cable described above. Fasteners 1614 extend through apertures in terminal structure 1610 and are configured to press the cable against the wall of channel 1612 to ensure an electrical connection therebetween.

[00202] 도 16b를 참조하면, 클램프(1604)는, 베이스(1602)에 연결되고 베이스(1602)로부터 연장되는 단자들(1615)을 포함한다. 단자들은, 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)의 다이 클립 단자들(232H 및 232L)과 각각 맞물리고 이들 사이에 전기 연결을 설정할 수 있는 실질적으로 평탄한 단부 표면들(1619)을 갖는다. 클램프(1604)는 단자들(1615)을 통해, 클램프(1604)가 부착된 케이블과 패키징된 하프 브리지들(250 및 253) 사이에서 상당한 전류를 전도한다.[00202] Referring to FIG. 16B , clamp 1604 includes terminals 1615 connected to and extending from base 1602 . The terminals have substantially planar end surfaces 1619 that can engage and establish an electrical connection between the die clip terminals 232H and 232L of packaged half bridges 250 and 253, respectively. Clamp 1604 conducts significant current through terminals 1615 between the cable to which clamp 1604 is attached and packaged half bridges 250 and 253.

[00203] 클램프(1604)는 연장부들(411)의 측방향 단부들에 패스너들(예를 들어, 스레드형 볼트들)(1620)을 포함한다. 이러한 패스너들은 연장부들(411)의 애퍼처들을 통해 연장되고, 클램프(1604)를 유전체 블록(도시되지 않음)에 고정시키도록 구성된다. 조여진 패스너들(1620)과 연장부들(411)의 단부들 사이에 포지셔닝된 유전체 블록으로, 클램프는 클램프(1604) 및 V+ 버스 바(417)의 페데스탈 표면들(1405 및 1607)에 대해 다이 기판 단자들(230)을 각각 가압한다.[00203] Clamp 1604 includes fasteners (eg, threaded bolts) 1620 at the lateral ends of extensions 411 . These fasteners extend through the apertures of the extensions 411 and are configured to secure the clamp 1604 to a dielectric block (not shown). With the dielectric block positioned between the tightened fasteners 1620 and the ends of the extensions 411, the clamp clamp 1604 and die substrate terminals relative to the pedestal surfaces 1405 and 1607 of the V+ bus bar 417. Each of the fields 230 is pressurized.

[00204] 도 17a는 클램프(1604)의 연장부들(411-1 및 411-2) 사이에 포지셔닝된 패키징된 하프 브리지(250-2), V+ 버스 바(417) 및 패키징된 하프 브리지(253-2)를 도시한다. 이 도면에 도시되지 않았지만, 패키징된 하프 브리지(250)의 다이 기판 단자들(230L 및 230H)은, 각각, 클램프(1604) 및 V+ 버스 바(417)의 개개의 페데스탈 표면들(1607 및 1405)에 해제가능하게 연결되고, 패키징된 하프 브리지(253)의 다이 기판 단자들(230L 및 230H)은, 각각, V+ 버스 바(417) 및 클램프(1604)의 페데스탈 표면들(1405 및 1607)의 개개의 표면들에 해제가능하게 연결된다. 전술된 유전체 블록(도시되지 않음)과 맞물리는 패스너들(1620)로, 클램프(1604)는 다이 기판 단자들 및 페데스탈 표면들을 서로 단단히 접촉하게 유지한다. 도 17b는 도 17a에 도시된 어셈블리의 단면도이다. 이 도면에 명확하게 도시되지는 않았지만, 단자들(1615)의 단부 표면들(1619)은 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)의 개개의 다이 클립 단자들(232H 및 232L)과 맞물린다.[00204] 17A shows packaged half bridge 250-2, V+ bus bar 417 and packaged half bridge 253-2 positioned between extensions 411-1 and 411-2 of clamp 1604. show Although not shown in this figure, die substrate terminals 230L and 230H of packaged half bridge 250 are clamp 1604 and respective pedestal surfaces 1607 and 1405 of V+ bus bar 417, respectively. The die substrate terminals 230L and 230H of the packaged half bridge 253 are releasably connected to the V+ bus bar 417 and the respective pedestal surfaces 1405 and 1607 of the clamp 1604, respectively. is releasably connected to the surfaces of With fasteners 1620 engaging the aforementioned dielectric block (not shown), clamp 1604 holds the die substrate terminals and pedestal surfaces in tight contact with each other. FIG. 17B is a cross-sectional view of the assembly shown in FIG. 17A. Although not explicitly shown in this figure, end surfaces 1619 of terminals 1615 engage respective die clip terminals 232H and 232L of packaged half bridges 250 and 253.

[00205] 도 4da는, 각각의 위상의 연장부들(411-1 및 411-2)에 각각 연결된 열 싱크들(419-1 및 419-2)을 도시한다. 도 4da를 계속 참조하면, 도 18a-도 18c는 각각, 예시적인 열 싱크들(419-1 및 419-2)이 자신에게 추가된, 도 17a 및 도 17b에 도시된 조립체의 등각도, 측면도 및 단면도를 도시한다. 열 싱크들(419-1 및 419-2)은 이 실시예에서 실질적으로 유사하다. 이러한 열 싱크들 각각은 파이프들(420a)과 같은 파이프들을 수용하는 채널들을 갖는다. 열 싱크들(419-1 및 419-2)은 클램프(1604)에 해제가능하게 연결된다. 더 구체적으로, 패스너들(예를 들어, 스레드형 볼트들, 도시되지 않음)은 애퍼처들을 통해 연장되고, 열 싱크들(419-1 및 419-2)을 클램프(1604)에 고정시킨다. 열 싱크들(419-1 및 419-2) 및 클램프(1604)의 표면들은 이러한 패스너들에 의해 단단한 연결로 유지된다. 연결은, 각각, 클램프(1604)의 연장부들(411-1 및 411-2)을 통해, 각각, 패키징된 하프 브리지들(250-2 및 253-2)로부터 열 싱크들(419-1 및 419-2)로의 열 전달을 가능하게 한다. 다른 실시예에서, 열 싱크들(419-1 및 419-2)과 클램프 연장부들(411-1 및 411-2) 사이에 각각 솔더, 소결 또는 열 그리스가 사용된다.[00205] 4Da shows heat sinks 419-1 and 419-2 respectively connected to extensions 411-1 and 411-2 of each phase. With continued reference to FIG. 4DA , FIGS. 18A-18C are isometric, side, and side views of the assembly shown in FIGS. 17A and 17B , respectively, with exemplary heat sinks 419-1 and 419-2 added thereto. show a cross section Heat sinks 419-1 and 419-2 are substantially similar in this embodiment. Each of these heat sinks has channels that receive pipes, such as pipes 420a. Heat sinks 419-1 and 419-2 are releasably connected to clamp 1604. More specifically, fasteners (eg, threaded bolts, not shown) extend through the apertures and secure heat sinks 419 - 1 and 419 - 2 to clamp 1604 . The surfaces of heat sinks 419-1 and 419-2 and clamp 1604 are held in tight connection by these fasteners. Connections are made from packaged half bridges 250-2 and 253-2, respectively, to heat sinks 419-1 and 419 via extensions 411-1 and 411-2 of clamp 1604, respectively. -2) to enable heat transfer. In another embodiment, solder, sinter or thermal grease is used between heat sinks 419-1 and 419-2 and clamp extensions 411-1 and 411-2, respectively.

[00206] 도 19a 및 도 19b는 추가적인 클램프들(1604), 열 싱크들(419) 및 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)을 갖는, 도 18a-도 18c의 구조의 등각도 및 측면도를 도시한다. 열 싱크들(419-1a 내지 419-1c, 및 419-2a 내지 419-2c)은 서로 유사하다. 마찬가지로, 클램프들(1604a ― 1604c)은 서로 그리고 도 16a ― 도 16c에 도시된 것과 유사하다. 열 싱크들(419-1a 내지 419-1c)에 의해 수용되는 파이프들(420a)은 이들을 통해 유체를 이동시킨다. 열 싱크들(419-1a 내지 419-1c)에 의해 수용되는 파이프들(420a)은 이들을 통해 유체를 이동시킨다. 열 싱크들(419-1a 내지 419-1c)은 전기적 격리를 유지하기 위해 서로 분리된다. 마찬가지로, 싱크들(419-2a 내지 419-2c)은 전기적 격리를 유지하기 위해 서로 분리된다. 그러나, 열 싱크들(419-1a 내지 419-1c)은 공통 파이프들(420a) 내의 유체에 의해 함께 열적으로 연결된다. 마찬가지로, 열 싱크들(419-2a 내지 419-2c)은 공통 파이프들(420a) 내의 유체에 의해 함께 열적으로 연결된다.[00206] 19A and 19B show isometric and side views of the structure of FIGS. 18A-18C with additional clamps 1604, heat sinks 419 and packaged half bridges 250 and 253. Heat sinks 419-1a to 419-1c and 419-2a to 419-2c are similar to each other. Similarly, clamps 1604a - 1604c are similar to each other and to those shown in FIGS. 16A - 16C . Pipes 420a received by heat sinks 419-1a to 419-1c move fluid through them. Pipes 420a received by heat sinks 419-1a to 419-1c move fluid through them. Heat sinks 419-1a to 419-1c are isolated from each other to maintain electrical isolation. Similarly, sinks 419-2a through 419-2c are isolated from each other to maintain electrical isolation. However, heat sinks 419-1a to 419-1c are thermally coupled together by fluid in common pipes 420a. Similarly, heat sinks 419-2a to 419-2c are thermally coupled together by fluid in common pipes 420a.

[00207] 도 4da는 V- 버스 바(407)를 도시한다. 패키징된 브리지들(250)의 다이 클립 단자들(232L) 및 패키징된 하프 브리지들(253)의 다이 클립 단자들(232H)은 V- 버스 바(407)에 연결된다. 도 4da를 계속 참조하면, 도 20a, 도 20b 및 도 20c는 구리와 같은 금속으로 형성된 예시적인 V- 버스 바(407)의 등각도, 평면도 및 단면도를 도시한다. 패스너들(예를 들어, 스레드형 볼트들)(1616)은 단자 구조들(1630)을 베이스(1618)의 단부들에 기계적으로 연결한다. 패스너들은 단자 구조들(1630)과 베이스(1618) 사이의 전기 연결을 유지한다. 단자 구조들(1630)은 금속 케이블들(도시되지 않음)의 단부들을 수용하도록 구성된 채널들(1617)을 갖는다. 이러한 금속 케이블들의 다른 단부들은 V- 배터리 단자(도시되지 않음)에 직접 또는 간접 연결될 수 있다. 패스너들(1622)(예를 들어, 스레드형 볼트들)은 단자 구조(1630)의 애퍼처들을 통해 연장되고, 채널(1617)의 벽과 맞물리고 채널(1617)의 벽에 대해 수용된 금속 케이블의 단부를 가압하도록 구성된다. 패스너들(1622)은 금속 케이블과 V- 버스 바(407) 사이의 전기 연결을 보장한다. 개구들(1634)은 디커플링 커패시터들의 X x Y 어레이가 상부에 각각 장착된 PCB들을 수용하도록 구성된다. 도 20d는 개구들(1634)에 수용된 PCB들(1636)을 갖는 V- 버스 바(407)의 측면도이다. 각각의 PCB(1636)는 커패시터들(1638)의 3 × 13 어레이를 포함한다. 묘사된 실시예에서, 세라믹 커패시터들은 PCB들(1636) 상에 장착된다. 다른 실시예들에서, 박막 또는 전해 커패시터들이 사용될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 커패시터 타입들의 조합이 사용될 수 있다. 세라믹 커패시터들은 박막 커패시터들보다 작고, 세라믹 커패시터들의 사용은, 세라믹 커패시터들이 예시적인 콤팩트 인버터 시스템(408)에 의해 점유되는 전체 볼륨을 감소시킬 수 있다는 점에서 유리할 수 있다. 각각의 디커플링 커패시터(1638)는 한 쌍의 리드들을 갖는 패키지에 포함될 수 있으며, 그 리드들 중 하나는 V- 버스 바(407)에 연결되는 한편, 다른 하나는 V+ 버스 바(417)에 연결된다. PCB들(1636)의 트레이스들은 V- 버스 바(407) 및 V+ 버스 바(417)로의 연결들을 가능하게 한다. 세라믹 커패시터(1638)는 고장날 수 있고, 세라믹 커패시터(1638)의 단자들 사이에 단락을 생성할 수 있으며, 이는 결국, V- 버스 바(407)와 V+ 버스 바(417) 사이에 단락을 생성한다. 세라믹 커패시터들(1638)을 갖는 PCB(1636)는 하나 이상의 융합된 또는 융합가능한 링크들을 포함해야 하며, 이들 각각은 세라믹 커패시터가 고장나면 V- 버스 바(407)와 V+ 버스 바(417) 사이의 전류 흐름을 중단시키도록 포지셔닝된다. 디커플링 커패시터들(1638)의 어레이들은 78 μF 이상의 집합적 디커플링 커패시턴스(collective decoupling capacitance)를 제공할 수 있고, 다른 콤팩트 인버터 시스템 실시예들에서는 더 적거나 더 많은 디커플링 커패시턴스가 사용될 수 있다는 것이 이해된다.[00207] 4da shows the V-bus bar 407. The die clip terminals 232L of the packaged bridges 250 and the die clip terminals 232H of the packaged half bridges 253 are connected to the V- bus bar 407 . Still referring to FIG. 4DA , FIGS. 20A , 20B and 20C show isometric, top and cross-sectional views of an exemplary V-bus bar 407 formed of a metal such as copper. Fasteners (eg, threaded bolts) 1616 mechanically connect terminal structures 1630 to the ends of base 1618 . Fasteners maintain electrical connection between terminal structures 1630 and base 1618 . Terminal structures 1630 have channels 1617 configured to receive ends of metal cables (not shown). The other ends of these metal cables may be connected directly or indirectly to a V- battery terminal (not shown). Fasteners 1622 (e.g., threaded bolts) extend through apertures in terminal structure 1630, engage the wall of channel 1617 and secure the metal cable received against the wall of channel 1617. It is configured to press the end. Fasteners 1622 ensure electrical connection between the metal cable and the V-bus bar 407. Openings 1634 are configured to receive PCBs each having an X x Y array of decoupling capacitors mounted thereon. 20D is a side view of V- bus bar 407 with PCBs 1636 received in openings 1634. Each PCB 1636 includes a 3×13 array of capacitors 1638. In the depicted embodiment, ceramic capacitors are mounted on PCBs 1636. In other embodiments, thin film or electrolytic capacitors may be used. In still other embodiments, a combination of capacitor types may be used. Ceramic capacitors are smaller than thin film capacitors, and the use of ceramic capacitors can be advantageous in that the ceramic capacitors can reduce the overall volume occupied by the exemplary compact inverter system 408. Each decoupling capacitor 1638 can be included in a package with a pair of leads, one of which is connected to V- bus bar 407 while the other is connected to V+ bus bar 417 . Traces on PCBs 1636 enable connections to V- bus bar 407 and V+ bus bar 417. Ceramic capacitor 1638 may fail and create a short between the terminals of ceramic capacitor 1638, which in turn creates a short between V- bus bar 407 and V+ bus bar 417 . PCB 1636 with ceramic capacitors 1638 should include one or more fused or fusible links, each of which should provide a bridge between V- bus bar 407 and V+ bus bar 417 if the ceramic capacitor fails. It is positioned to stop current flow. It is understood that the arrays of decoupling capacitors 1638 can provide a collective decoupling capacitance of 78 μF or greater, and that less or more decoupling capacitance may be used in other compact inverter system embodiments.

[00208] 디커플링 커패시터들(1638)은 패키징된 하프 브리지들(250 및 253) 내의 스위치들(예를 들어, IGBT들)(304)의 전류 단자들에서 전압 스파이크(spike)들, 리플 전류(ripple current)들 또는 다른 원하지 않는 AC 전압 컴포넌트들을 감소시킨다. 배터리 또는 다른 전압 소스의 단자들과 스위치들 사이에 연결된 전도체들은 기생 인덕턴스를 갖거나, 스위치들과 전기 모터의 권선들 사이의 전도체들은 기생 인덕턴스를 갖는다. 좁고 긴 전도체들은 더 짧고 더 넓은 전도체들보다 더 많은 기생 인덕턴스를 갖는다. 기생 인덕턴스는 또한, 전도체에 의해 운반되는 전류의 증가에 따라 증가한다. 기생 인덕턴스는 스위치들(304)에 몇몇 위험들을 제공한다. 예를 들어, 스위치들(304)을 턴 오프시키는 프로세스에서, 전류의 급격한 감소로 인해 스위치들의 전류 단자들에서 전압 스파이크들이 발생할 것이다. 이러한 전압 스파이크는 스위치와 배터리 사이에서 전도체의 기생 인덕턴스에 저장된 에너지의 방출로 인한 것이다. 스위치(304)는 자신의 정상 동작 범위 밖에 있는 전압 스파이크를 겪을 수 있다. 따라서, 더 높은 전압 레벨을 갖는 스위치를 사용할 필요가 있을 수 있지만, 더 높은 전압 레벨을 갖는 스위치가 덜 효율적이고 더 비쌀 수 있다. 개구들(1634)에 PCB들(1636)을 포지셔닝하는 것은, 패키징된 하프 브리지들(250 및 253) 내의 스위치들의 전류 단자들에 가깝게(예를 들어, 1 cm 이하) 디커플링 커패시터들(1638)을 배치한다. 이는, 전도성 라인의 기생 유도에 의해 방출된 전류의 더 많은 부분이 디커플링 커패시터들(1638)에 의해 수신 및 저장되는 것을 보장하며, 이는 결국 스위치의 단자에서 전압 스파이크를 감소시킨다. 스위치들(304)에 대한 디커플링 커패시터들(1638)의 근접성의 결과로서, 더 작고 더 효율적인 스위치들(304)이 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)에서 이용될 수 있다.[00208] Decoupling capacitors 1638 prevent voltage spikes, ripple currents at the current terminals of switches (e.g., IGBTs) 304 in packaged half bridges 250 and 253. Or reduce other unwanted AC voltage components. Conductors connected between terminals of a battery or other voltage source and switches have parasitic inductance, or conductors between switches and windings of an electric motor have parasitic inductance. Narrow and long conductors have more parasitic inductance than shorter and wider conductors. Parasitic inductance also increases as the current carried by the conductor increases. Parasitic inductance presents several hazards to the switches 304. For example, in the process of turning switches 304 off, voltage spikes will occur at the current terminals of the switches due to the rapid decrease in current. These voltage spikes are due to the release of energy stored in the parasitic inductance of the conductors between the switch and the battery. Switch 304 may experience voltage spikes outside its normal operating range. Thus, it may be necessary to use a switch with a higher voltage level, but a switch with a higher voltage level may be less efficient and more expensive. Positioning the PCBs 1636 in the openings 1634 places the decoupling capacitors 1638 close (eg, 1 cm or less) to the current terminals of the switches in the packaged half bridges 250 and 253. place This ensures that more of the current emitted by the parasitic induction of the conductive line is received and stored by the decoupling capacitors 1638, which in turn reduces the voltage spike at the terminal of the switch. As a result of the proximity of decoupling capacitors 1638 to switches 304, smaller and more efficient switches 304 can be used in packaged half bridges 250 and 253.

[00209] 도 20b 및 도 20c에 도시된 바와 같이, V- 버스 바(407)는, 베이스(1618)에 연결되고 베이스(1618)로부터 연장되는 단자들(1640)을 갖는다. 단자들(1640-L)은 패키징된 하프 브리지들(250)의 다이 클립 단자들(232L)과 맞물리기 위한 평탄한 단부 표면들, 및 패키징된 하프 브리지들(253)의 다이 클립 단자들(232H)과 맞물리기 위한 단자들(1640-H)을 갖는다. V- 버스 바(407)와 V+ 버스 바는 서로 전기적으로 격리되어야 한다. 도 21은 V- 버스 바(407)가 자신에게 추가된, 도 19에 도시된 어셈블리의 단면도이다. 클램프(1604a)의 연장부들(411)과 V- 버스 바(407) 사이에 에어 갭이 존재하여 이들 사이의 전기적 격리를 보장한다. 이 도면에서 보이지 않지만, 단자들(1640)의 단부 표면들은, 각각, 대응하는 다이 클립 단자들(232L 및 232H)에 해제가능하게 연결된다.[00209] As shown in FIGS. 20B and 20C , V- bus bar 407 has terminals 1640 connected to and extending from base 1618 . Terminals 1640-L have planar end surfaces for engaging die clip terminals 232L of packaged half bridges 250, and die clip terminals 232H of packaged half bridges 253 It has terminals 1640-H for engaging with. The V- bus bar 407 and the V+ bus bar must be electrically isolated from each other. 21 is a cross-sectional view of the assembly shown in FIG. 19 with a V-bus bar 407 added to it. An air gap exists between the extensions 411 of the clamp 1604a and the V-bus bar 407 to ensure electrical isolation between them. Although not visible in this figure, the end surfaces of terminals 1640 are releasably connected to corresponding die clip terminals 232L and 232H, respectively.

[00210] 콤팩트 인버터 시스템은 하나 이상의 제어 PCB들을 포함할 수 있거나, 또는 하나 이상의 제어 PCB들에 연결될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 패키징된 전력 관리 집적 회로(PMIC; power management integrated circuit)들, 하나 이상의 마이크로제어기들 등과 같은 컴포넌트들이 제어 PCB들 상에 장착(예를 들어, 솔더링)될 수 있다. PMIC들은 패키징된 스위치들 또는 패키징된 하프 브리지들의 컴포넌트들(예를 들어, 게이트 구동기들)에 대한 안정적인 공급 전압들을 제공하는 전압 조절기들을 포함한다. 마이크로제어기는 하나 이상의 패키징된 스위치들 또는 패키징된 하프 브리지들에 제어 신호들(예를 들어, PWM 신호들)을 제공한다. 마이크로제어기는 또한, 하나 이상의 패키징된 스위치들 또는 패키징된 하프 브리지들로부터 신호들(예를 들어, 결함 신호들)을 수신한다. 제어 PCB는 개개의 FFC들을 통해 콤팩트 인버터 시스템의 패키징된 스위치들 또는 패키징된 하프 브리지들에 연결될 수 있다. FFC들은 제어 PCB와 패키징된 스위치들 또는 패키징된 하프 브리지들 사이에서 전압들 및 신호들을 전달한다.[00210] A compact inverter system may include one or more control PCBs, or may be connected to one or more control PCBs. For example, components such as one or more packaged power management integrated circuits (PMICs), one or more microcontrollers, etc., may be mounted (eg, soldered) onto the control PCBs. PMICs include voltage regulators that provide stable supply voltages to packaged switches or components of packaged half-bridges (eg, gate drivers). A microcontroller provides control signals (eg, PWM signals) to one or more packaged switches or packaged half bridges. The microcontroller also receives signals (eg, fault signals) from one or more packaged switches or packaged half bridges. The control PCB can be connected to the packaged switches or packaged half-bridges of the compact inverter system via individual FFCs. FFCs carry voltages and signals between the control PCB and packaged switches or packaged half bridges.

[00211] 제어 PCB는 몇몇 인터페이스들을 가질 수 있으며, 이들 각각은 대응하는 FFC의 개개의 제1 인터페이스로의 연결을 위해 구성된다. FFC들의 제2 인터페이스들은 개개의 패키징된 스위치들 또는 패키징된 하프 브리지들로의 연결을 위해 구성된다. 일 실시예에서, FFC들의 제2 인터페이스들은 개개의 패키징된 하프 브리지들 또는 패키징된 스위치들의 신호 리드들의 단자들에 연결된다. 도 21은 PMIC들(1652)이 상부에 장착된 예시적인 제어 PCB(1650)를 도시한다. 이 도면에 도시되지는 않았지만, 패키징된 하프 브리지들(250 및 253)을 제어하기 위한 하나 이상의 마이크로제어기들이 PCB(1650) 상에 장착될 수 있다.[00211] The control PCB may have several interfaces, each configured for connection to a respective first interface of a corresponding FFC. The second interfaces of the FFCs are configured for connection to individual packaged switches or packaged half bridges. In one embodiment, the second interfaces of the FFCs are connected to terminals of signal leads of individual packaged half bridges or packaged switches. 21 shows an exemplary control PCB 1650 with PMICs 1652 mounted thereon. Although not shown in this figure, one or more microcontrollers for controlling the packaged half bridges 250 and 253 may be mounted on the PCB 1650.

[00212] 많은 방법들 및 장치들이 개시된다. 예를 들어, 제1 디바이스를 포함하는 제1 장치가 개시되며, 제1 디바이스는 결국, 제1 케이스; 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 제1 금속 구조; 제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제1 트랜지스터 ― 제1 트랜지스터가 활성화될 때 제1 단자와 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 제1 트랜지스터는 제1 트랜지스터를 제어하는 제1 제어 단자를 포함하고, 제1 단자는 제1 표면에 대해 소결됨 ―; 및 제2 표면을 노출시키는, 제1 케이스를 관통하는 제1 개구를 포함한다. 제1 디바이스는, 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 제2 금속 구조; 제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제2 트랜지스터 ― 제2 트랜지스터가 활성화될 때 제1 단자와 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 제2 트랜지스터는 제2 트랜지스터를 제어하기 위한 제2 제어 단자를 포함하고, 제2 트랜지스터의 제1 단자는 제2 금속 컴포넌트의 제1 표면에 대해 소결됨 ―; 및 제2 금속 구조의 제2 표면을 노출시키도록 제1 케이스를 관통하는 제2 개구를 더 포함할 수 있다. 제1 디바이스는 추가적으로, 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 제1 금속 엘리먼트 ― 제1 트랜지스터의 제2 단자는 제1 금속 엘리먼트의 제1 표면에 대해 소결됨 ―; 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 제2 금속 엘리먼트 ― 제2 트랜지스터의 제2 단자는 제2 금속 엘리먼트의 제1 표면에 대해 소결됨 ―; 제1 금속 엘리먼트의 제2 표면을 노출시키도록 제1 케이스를 관통하는 제3 개구; 및 제2 금속 엘리먼트의 제2 표면을 노출시키도록 제1 케이스를 관통하는 제4 개구를 포함할 수 있다. 제1 장치는 제2 디바이스를 더 포함할 수 있고, 제2 디바이스는 결국, 제2 케이스; 반대로 향하는 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 제3 금속 구조; 제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제3 트랜지스터 ― 제3 트랜지스터가 활성화될 때 제1 단자와 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 제3 트랜지스터는 제3 트랜지스터를 제어하는 제3 제어 단자를 포함하고, 제3 트랜지스터들의 제1 단자는 제3 금속 구조의 제1 표면에 대해 소결됨 ―; 제3 금속 구조의 제2 표면을 노출시키는, 제2 케이스를 관통하는 제1 개구; 반대로 향하는 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 제4 금속 구조; 제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제4 트랜지스터 ― 제4 트랜지스터가 활성화될 때 제1 단자와 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 제4 트랜지스터는 제4 트랜지스터를 제어하기 위한 제4 제어 단자를 포함하고, 제4 트랜지스터의 제1 단자는 제4 금속 구조의 제1 표면에 대해 소결됨 ―; 제4 금속 구조의 제2 표면을 노출시키도록 제2 케이스를 관통하는 제2 개구; 및 제1 금속 구조의 제2 표면에 직접 연결되고 제3 금속 구조의 제2 표면에 직접 연결되는 제1 버스 바를 포함하며, 제1 버스 바는 유체가 유동할 수 있게 하는 채널을 포함한다. 제2 디바이스는 또한, 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 제3 금속 엘리먼트 ― 제3 트랜지스터의 제2 단자는 제3 금속 엘리먼트의 제1 표면에 대해 연결됨 ―; 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 제4 금속 엘리먼트 ― 제4 트랜지스터의 제2 단자는 제4 금속 엘리먼트의 제1 표면에 연결됨 ―; 제3 금속 엘리먼트의 제2 표면을 노출시키도록 제2 케이스를 관통하는 제3 개구; 및 제4 금속 엘리먼트의 제2 표면을 노출시키도록 제2 케이스를 관통하는 제4 개구를 포함할 수 있다.[00212] A number of methods and apparatus are disclosed. For example, a first apparatus is disclosed that includes a first device, which in turn includes a first case; a first metal structure comprising a first surface and a second surface; A first transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein when the first transistor is activated, a current is transmitted between the first terminal and the second terminal, the first transistor having a first control terminal that controls the first transistor. wherein the first terminal is sintered to the first surface; and a first opening through the first casing exposing the second surface. The first device includes a second metal structure including a first surface and a second surface; a second transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein a current is transmitted between the first terminal and the second terminal when the second transistor is activated, and the second transistor is a second control terminal for controlling the second transistor wherein the first terminal of the second transistor is sintered to the first surface of the second metal component; and a second opening penetrating the first case to expose a second surface of the second metal structure. The first device further includes a first metal element comprising a first surface and a second surface, the second terminal of the first transistor being sintered to the first surface of the first metal element; a second metal element comprising a first surface and a second surface, the second terminal of the second transistor being sintered to the first surface of the second metal element; a third opening penetrating the first case to expose a second surface of the first metal element; and a fourth opening penetrating the first case to expose the second surface of the second metal element. The first apparatus may further include a second device, which in turn may include a second case; a third metal structure comprising opposing first and second surfaces; a third transistor including a first terminal and a second terminal - when the third transistor is activated, current is transmitted between the first terminal and the second terminal, and the third transistor provides a third control terminal for controlling the third transistor. wherein the first terminals of the third transistors are sintered to the first surface of the third metal structure; a first opening through the second case exposing a second surface of the third metal structure; a fourth metal structure comprising opposing first and second surfaces; a fourth transistor including a first terminal and a second terminal, wherein a current is transmitted between the first terminal and the second terminal when the fourth transistor is activated, and the fourth transistor is a fourth control terminal for controlling the fourth transistor; wherein the first terminal of the fourth transistor is sintered to the first surface of the fourth metal structure; a second opening penetrating the second case to expose a second surface of the fourth metal structure; and a first bus bar directly connected to the second surface of the first metal structure and directly connected to the second surface of the third metal structure, wherein the first bus bar includes a channel through which a fluid can flow. The second device may also include a third metal element including a first surface and a second surface, the second terminal of the third transistor being connected to the first surface of the third metal element; a fourth metal element including a first surface and a second surface, the second terminal of the fourth transistor being connected to the first surface of the fourth metal element; a third opening penetrating the second case to expose a second surface of the third metal element; and a fourth opening penetrating the second case to expose the second surface of the fourth metal element.

[00213] 제1 디바이스를 포함하는 제2 장치가 개시되며, 제1 디바이스는 결국 제1 디바이스를 포함하며, 제1 디바이스는, 제1 케이스; 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 제1 금속 구조; 제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제1 트랜지스터 ― 제1 트랜지스터가 활성화될 때 제1 단자와 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 제1 트랜지스터는 제1 트랜지스터를 제어하는 제1 제어 단자를 포함하고, 제1 단자는 제1 표면에 대해 소결됨 ―; 제2 표면을 노출시키는, 제1 케이스를 관통하는 제1 개구; 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 제2 금속 구조; 제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제2 트랜지스터 - 제2 트랜지스터가 활성화될 때 제1 단자와 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 제2 트랜지스터는 제2 트랜지스터를 제어하기 위한 제2 제어 단자를 포함하고, 제2 트랜지스터의 제1 단자는 제2 금속 컴포넌트의 제1 표면에 대해 소결됨 ―; 및 제2 금속 구조의 제2 표면을 노출시키도록 제1 케이스를 관통하는 제2 개구를 포함한다. 제2 장치는, 제1 금속 구조의 제2 표면에 연결된 제1 버스 바 ― 제1 버스 바는 유체가 유동할 수 있게 하는 채널을 포함함 ―; 제2 금속 구조의 제2 표면에 연결된 열 싱크 ― 열 싱크는 유체가 유동할 수 있게 하는 채널을 포함함 ―; 제1 버스 바를 제1 버스 바의 채널을 통해 유동하는 유체로부터 전기적으로 절연시키는 제1 유전체 층; 및 금속성 열 싱크를 금속성 열 싱크의 채널을 통해 유동하는 유체로부터 전기적으로 절연시키는 제2 유전체 층을 더 포함할 수 있다. 제2 장치는 열 싱크에 전기적으로 연결된 다른 버스 바를 더 포함할 수 있다.[00213] A second apparatus is disclosed that includes a first device, which in turn includes a first device, the first device comprising: a first case; a first metal structure comprising a first surface and a second surface; A first transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein when the first transistor is activated, a current is transmitted between the first terminal and the second terminal, the first transistor having a first control terminal that controls the first transistor. wherein the first terminal is sintered to the first surface; a first opening through the first case exposing a second surface; a second metal structure comprising a first surface and a second surface; a second transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein a current is transmitted between the first terminal and the second terminal when the second transistor is activated, and the second transistor is a second control terminal for controlling the second transistor wherein the first terminal of the second transistor is sintered to the first surface of the second metal component; and a second opening penetrating the first case to expose a second surface of the second metal structure. The second device includes: a first bus bar connected to a second surface of the first metal structure, the first bus bar including channels through which fluid may flow; a heat sink coupled to the second surface of the second metal structure, the heat sink including channels through which fluid may flow; a first dielectric layer that electrically insulates the first bus bar from fluid flowing through the channel of the first bus bar; and a second dielectric layer electrically insulating the metallic heat sink from fluid flowing through a channel of the metallic heat sink. The second device may further include another bus bar electrically connected to the heat sink.

[00214] 제1 디바이스를 포함하는 제3 장치가 개시되며, 제1 디바이스는 결국 제1 디바이스를 포함하며, 제1 디바이스는, 제1 케이스; 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 제1 금속 구조; 제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제1 트랜지스터 ― 제1 트랜지스터가 활성화될 때 제1 단자와 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 제1 트랜지스터는 제1 트랜지스터를 제어하는 제1 제어 단자를 포함하고, 제1 단자는 제1 표면에 대해 소결됨 ―; 제2 표면을 노출시키는, 제1 케이스를 관통하는 제1 개구; 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 제2 금속 구조; 제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제2 트랜지스터 ― 제2 트랜지스터가 활성화될 때 제1 단자와 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 제2 트랜지스터는 제2 트랜지스터를 제어하기 위한 제2 제어 단자를 포함하고, 제2 트랜지스터의 제1 단자는 제2 금속 컴포넌트의 제1 표면에 대해 소결됨 ―; 제2 금속 구조의 제2 표면을 노출시키도록 제1 케이스를 관통하는 제2 개구; 제1 트랜지스터를 제어하기 위한 제1 회로; 및 제2 트랜지스터를 제어하기 위한 제2 회로를 포함한다.[00214] A third apparatus is disclosed that includes a first device, which in turn includes a first device, the first device comprising: a first case; a first metal structure comprising a first surface and a second surface; A first transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein when the first transistor is activated, a current is transmitted between the first terminal and the second terminal, the first transistor having a first control terminal that controls the first transistor. wherein the first terminal is sintered to the first surface; a first opening through the first case exposing a second surface; a second metal structure comprising a first surface and a second surface; a second transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein a current is transmitted between the first terminal and the second terminal when the second transistor is activated, and the second transistor is a second control terminal for controlling the second transistor wherein the first terminal of the second transistor is sintered to the first surface of the second metal component; a second opening penetrating the first case to expose a second surface of the second metal structure; a first circuit for controlling the first transistor; and a second circuit for controlling the second transistor.

[00215] 제1 디바이스를 포함하는 제4 장치가 개시되며, 제1 디바이스는 결국 제1 디바이스를 포함하며, 제1 디바이스는, 제1 케이스; 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 제1 금속 구조; 제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제1 트랜지스터 ― 제1 트랜지스터가 활성화될 때 제1 단자와 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 제1 트랜지스터는 제1 트랜지스터를 제어하는 제1 제어 단자를 포함하고, 제1 단자는 제1 표면에 대해 소결됨 ―; 제2 표면을 노출시키는, 제1 케이스를 관통하는 제1 개구; 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 제1 금속 엘리먼트 ― 제2 단자는 제1 금속 엘리먼트의 제1 표면에 대해 소결됨 ―; 및 제1 금속 엘리먼트의 제2 표면을 노출시키도록 제1 케이스를 관통하는 제2 개구를 포함한다.[00215] A fourth apparatus is disclosed that includes a first device, which in turn includes a first device, the first device comprising: a first case; a first metal structure comprising a first surface and a second surface; A first transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein when the first transistor is activated, a current is transmitted between the first terminal and the second terminal, the first transistor having a first control terminal that controls the first transistor. wherein the first terminal is sintered to the first surface; a first opening through the first case exposing a second surface; a first metal element comprising a first surface and a second surface, the second terminal being sintered to the first surface of the first metal element; and a second opening penetrating the first case to expose a second surface of the first metal element.

[00216] 제1 디바이스를 포함하는 제5 장치가 개시되며, 제1 디바이스는 결국 제1 디바이스를 포함하며, 제1 디바이스는, 제1 케이스; 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 제1 금속 구조; 제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제1 트랜지스터 ― 제1 트랜지스터가 활성화될 때 제1 단자와 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 제1 트랜지스터는 제1 트랜지스터를 제어하는 제1 제어 단자를 포함하고, 제1 단자는 제1 표면에 대해 소결됨 ―; 제2 표면을 노출시키는, 제1 케이스를 관통하는 제1 개구를 포함하며; 제5 장치는, 제1 금속 구조의 제2 표면에 열적으로 그리고 전기적으로 연결된 제1 버스 바를 더 포함하며, 제1 버스 바는 유체가 유동할 수 있게 하는 채널을 포함한다. 제5 장치는, 제1 버스 바로부터 유체를 전기적으로 절연시키는 유전체 층을 더 포함할 수 있다.[00216] A fifth apparatus is disclosed that includes a first device, which in turn includes a first device, the first device comprising: a first case; a first metal structure comprising a first surface and a second surface; A first transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein when the first transistor is activated, a current is transmitted between the first terminal and the second terminal, the first transistor having a first control terminal that controls the first transistor. wherein the first terminal is sintered to the first surface; a first opening through the first case exposing a second surface; The fifth device further includes a first bus bar thermally and electrically connected to the second surface of the first metal structure, the first bus bar including a channel through which a fluid can flow. The fifth device may further include a dielectric layer electrically insulating the fluid from the first bus bar.

[00217] 제1 디바이스를 포함하는 제6 장치가 개시되며, 제1 디바이스는 결국 제1 디바이스를 포함하며, 제1 디바이스는, 제1 케이스; 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 제1 금속 구조; 제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제1 트랜지스터 ― 제1 트랜지스터가 활성화될 때 제1 단자와 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 제1 트랜지스터는 제1 트랜지스터를 제어하는 제1 제어 단자를 포함하고, 제1 단자는 제1 표면에 대해 소결됨 ―; 제2 표면을 노출시키는, 제1 케이스를 관통하는 제1 개구; 및 제1 트랜지스터를 제어하기 위한 제1 회로를 포함한다.[00217] A sixth apparatus is disclosed that includes a first device, which in turn includes a first device, the first device comprising: a first case; a first metal structure comprising a first surface and a second surface; A first transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein when the first transistor is activated, a current is transmitted between the first terminal and the second terminal, the first transistor having a first control terminal that controls the first transistor. wherein the first terminal is sintered to the first surface; a first opening through the first case exposing a second surface; and a first circuit for controlling the first transistor.

[00218] 본 발명이 몇몇 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 본원에서 제시되는 특정 형태들로 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 그에 반해서, 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 범위 내에 합리적으로 포함될 수 있는 그러한 대안들, 수정들 및 등가물들을 커버하는 것으로 의도된다.[00218] Although the invention has been described in connection with several embodiments, it is not intended that the invention be limited to the specific forms presented herein. On the contrary, it is intended to cover such alternatives, modifications and equivalents as may reasonably be included within the scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (20)

전력 인버터로서,
버스 바(bus bar) ― 상기 버스 바는 DC 전압 공급부의 포지티브(positive) 단자로의 연결을 위한 단자를 포함함 ―;
제1 열 싱크;
제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제1 트랜지스터 ― 상기 제1 트랜지스터가 활성화될 때 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 트랜지스터를 제어하는 제1 게이트 단자를 포함하고, 상기 제1 트랜지스터의 제1 단자는 상기 버스 바에 열적으로 그리고 전기적으로 연결됨 ―;
제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제2 트랜지스터 ― 상기 제2 트랜지스터가 활성화될 때 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 상기 제2 트랜지스터는 상기 제2 트랜지스터를 제어하는 제2 게이트 단자를 포함하고, 상기 제2 트랜지스터의 제1 단자는 상기 제1 열 싱크에 열적으로 그리고 전기적으로 연결됨 ―
를 포함하며,
상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터는 상기 버스 바와 상기 제1 열 싱크 사이에 포지셔닝되고;
상기 제1 트랜지스터는 상기 제2 트랜지스터와 상기 버스 바 사이에 포지셔닝되고; 그리고
상기 제2 트랜지스터는 상기 제1 트랜지스터와 상기 제1 열 싱크 사이에 포지셔닝되는,
전력 인버터.
As a power inverter,
a bus bar, the bus bar comprising terminals for connection to the positive terminal of the DC voltage supply;
a first heat sink;
a first transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein a current is transmitted between the first terminal and the second terminal when the first transistor is activated, the first transistor controlling the first transistor a first gate terminal, wherein a first terminal of the first transistor is thermally and electrically connected to the bus bar;
a second transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein a current is transmitted between the first terminal and the second terminal when the second transistor is activated, the second transistor controlling the second transistor a second gate terminal, wherein the first terminal of the second transistor is thermally and electrically connected to the first heat sink;
Including,
the first transistor and the second transistor are positioned between the bus bar and the first heat sink;
the first transistor is positioned between the second transistor and the bus bar; and
the second transistor is positioned between the first transistor and the first heat sink;
power inverter.
제1 항에 있어서,
제2 열 싱크;
제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제3 트랜지스터 ― 상기 제3 트랜지스터가 활성화될 때 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 상기 제3 트랜지스터는 상기 제3 트랜지스터를 제어하는 제3 게이트 단자를 포함하고, 상기 제3 트랜지스터의 제1 단자는 상기 버스 바에 열적으로 그리고 전기적으로 연결됨 ―;
제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제4 트랜지스터 ― 상기 제4 트랜지스터가 활성화될 때 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 상기 제4 트랜지스터는 상기 제4 트랜지스터를 제어하는 제4 게이트 단자를 포함하고, 상기 제4 트랜지스터의 제1 단자는 상기 제2 열 싱크에 열적으로 그리고 전기적으로 연결됨 ―
를 더 포함하며,
상기 제3 트랜지스터 및 상기 제4 트랜지스터는 상기 버스 바와 상기 제2 열 싱크 사이에 포지셔닝되고;
상기 제3 트랜지스터는 상기 제4 트랜지스터와 상기 버스 바 사이에 포지셔닝되고; 그리고
상기 제4 트랜지스터는 상기 제3 트랜지스터와 상기 제2 열 싱크 사이에 포지셔닝되는,
전력 인버터.
According to claim 1,
a second heat sink;
a third transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein a current is transmitted between the first terminal and the second terminal when the third transistor is activated, the third transistor controlling the third transistor a third gate terminal, wherein a first terminal of the third transistor is thermally and electrically connected to the bus bar;
a fourth transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein a current is transmitted between the first terminal and the second terminal when the fourth transistor is activated, the fourth transistor controlling the fourth transistor a fourth gate terminal, wherein a first terminal of the fourth transistor is thermally and electrically coupled to the second heat sink;
Including more,
the third transistor and the fourth transistor are positioned between the bus bar and the second heat sink;
the third transistor is positioned between the fourth transistor and the bus bar; and
the fourth transistor is positioned between the third transistor and the second heat sink;
power inverter.
제2 항에 있어서,
상기 제1 트랜지스터의 제1 단자는 상기 버스 바와 상기 제1 트랜지스터의 제2 단자 사이에 포지셔닝되고;
상기 제2 트랜지스터의 제1 단자는 상기 제1 열 싱크와 상기 제2 트랜지스터의 제2 단자 사이에 포지셔닝되고;
상기 제1 트랜지스터의 제2 단자는 상기 제2 트랜지스터의 제2 단자와 상기 제1 트랜지스터의 제1 단자 사이에 포지셔닝되고;
상기 제2 트랜지스터의 제2 단자는 상기 제1 트랜지스터의 제2 단자와 상기 제2 트랜지스터의 제1 단자 사이에 포지셔닝되고;
상기 제3 트랜지스터의 제1 단자는 상기 버스 바와 상기 제3 트랜지스터의 제2 단자 사이에 포지셔닝되고;
상기 제4 트랜지스터의 제1 단자는 상기 제2 열 싱크와 상기 제4 트랜지스터의 제2 단자 사이에 포지셔닝되고;
상기 제3 트랜지스터의 제2 단자는 상기 제4 트랜지스터의 제2 단자와 상기 제3 트랜지스터의 제1 단자 사이에 포지셔닝되고;
상기 제4 트랜지스터의 제2 단자는 상기 제3 트랜지스터의 제2 단자와 상기 제4 트랜지스터의 제1 단자 사이에 포지셔닝되는,
전력 인버터.
According to claim 2,
the first terminal of the first transistor is positioned between the bus bar and the second terminal of the first transistor;
the first terminal of the second transistor is positioned between the first heat sink and the second terminal of the second transistor;
the second terminal of the first transistor is positioned between the second terminal of the second transistor and the first terminal of the first transistor;
the second terminal of the second transistor is positioned between the second terminal of the first transistor and the first terminal of the second transistor;
the first terminal of the third transistor is positioned between the bus bar and the second terminal of the third transistor;
the first terminal of the fourth transistor is positioned between the second heat sink and the second terminal of the fourth transistor;
the second terminal of the third transistor is positioned between the second terminal of the fourth transistor and the first terminal of the third transistor;
The second terminal of the fourth transistor is positioned between the second terminal of the third transistor and the first terminal of the fourth transistor.
power inverter.
제1 항에 있어서,
상기 제1 트랜지스터의 제2 단자 및 상기 제2 트랜지스터의 제1 단자에 연결된 제2 버스 바;
DC 공급 전압의 네거티브(negative) 단자로의 연결을 위한 단자를 포함하는 제3 버스 바
를 더 포함하며,
상기 제3 버스 바는 상기 제2 트랜지스터의 제2 단자에 연결되는,
전력 인버터.
According to claim 1,
a second bus bar connected to the second terminal of the first transistor and the first terminal of the second transistor;
A third bus bar comprising a terminal for connection to the negative terminal of the DC supply voltage
Including more,
The third bus bar is connected to the second terminal of the second transistor,
power inverter.
전력 인버터로서,
버스 바 ― 상기 버스 바는 유체가 유동할 수 있게 하는 원통형 채널을 포함함 ―;
상기 버스 바로부터의 상기 유체를 전기적으로 절연시키는 유전체;
제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제1 트랜지스터 ― 상기 제1 트랜지스터가 활성화될 때 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 트랜지스터를 제어하는 제1 게이트 단자를 포함함 ―
를 포함하며,
상기 제1 단자는 상기 버스 바에 열적으로 그리고 전기적으로 연결되는,
전력 인버터.
As a power inverter,
a bus bar, the bus bar comprising a cylindrical channel through which fluid may flow;
a dielectric that electrically insulates the fluid from the bus bar;
a first transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein a current is transmitted between the first terminal and the second terminal when the first transistor is activated, the first transistor controlling the first transistor including a first gate terminal -
Including,
wherein the first terminal is thermally and electrically connected to the bus bar;
power inverter.
제5 항에 있어서,
상기 원통형 채널에 포지셔닝되고 상기 원통형 채널의 단부들 사이에서 상기 유체를 전달하도록 구성된 도관을 더 포함하며,
상기 유전체는 상기 도관의 외부 표면과 상기 버스 바 사이에 포지셔닝되는,
전력 인버터.
According to claim 5,
a conduit positioned in the cylindrical channel and configured to convey the fluid between ends of the cylindrical channel;
wherein the dielectric is positioned between the outer surface of the conduit and the bus bar;
power inverter.
제6 항에 있어서,
상기 원통형 채널은 벽을 포함하고, 상기 유전체는 상기 벽과 접촉하는,
전력 인버터.
According to claim 6,
wherein the cylindrical channel comprises a wall and the dielectric is in contact with the wall;
power inverter.
제5 항에 있어서,
상기 유체가 유동할 수 있게 하는 제1 채널을 포함하는 제1 열 싱크;
제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제2 트랜지스터 - 상기 제2 트랜지스터가 활성화될 때 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 상기 제2 트랜지스터는 상기 제2 트랜지스터를 제어하는 제2 게이트 단자를 포함함 ―
를 더 포함하며,
상기 제2 트랜지스터의 제1 단자는 상기 제1 열 싱크에 열적으로 그리고 전기적으로 연결되는,
전력 인버터.
According to claim 5,
a first heat sink including a first channel through which the fluid can flow;
A second transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein a current is transmitted between the first terminal and the second terminal when the second transistor is activated, the second transistor controlling the second transistor with a second gate terminal -
Including more,
a first terminal of the second transistor is thermally and electrically connected to the first heat sink;
power inverter.
제8 항에 있어서,
상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터는 상기 버스 바와 상기 제1 열 싱크 사이에 포지셔닝되는,
전력 인버터.
According to claim 8,
The first transistor and the second transistor are positioned between the bus bar and the first heat sink.
power inverter.
제9 항에 있어서,
상기 제1 트랜지스터는 상기 제2 트랜지스터와 상기 버스 바 사이에 포지셔닝되고, 상기 제2 트랜지스터는 상기 제1 트랜지스터와 상기 제1 열 싱크 사이에 포지셔닝되는,
전력 인버터.
According to claim 9,
wherein the first transistor is positioned between the second transistor and the bus bar, and the second transistor is positioned between the first transistor and the first heat sink.
power inverter.
제9 항에 있어서,
제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제3 트랜지스터 ― 상기 제3 트랜지스터가 활성화될 때 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 상기 제3 트랜지스터는 상기 제3 트랜지스터를 제어하는 제3 게이트 단자를 포함함 ―;
제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제4 트랜지스터 ― 상기 제4 트랜지스터가 활성화될 때 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 상기 제4 트랜지스터는 상기 제4 트랜지스터를 제어하는 제4 게이트 단자를 포함함 ―;
상기 유체가 유동할 수 있게 하는 제2 채널을 포함하는 제2 열 싱크
를 더 포함하며,
상기 제3 트랜지스터의 제1 단자는 상기 버스 바에 열적으로 그리고 전기적으로 연결되고;
상기 제4 트랜지스터의 제1 단자는 상기 제2 열 싱크에 열적으로 그리고 전기적으로 연결되는,
전력 인버터.
According to claim 9,
a third transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein a current is transmitted between the first terminal and the second terminal when the third transistor is activated, the third transistor controlling the third transistor including a third gate terminal;
a fourth transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein a current is transmitted between the first terminal and the second terminal when the fourth transistor is activated, the fourth transistor controlling the fourth transistor including a fourth gate terminal;
A second heat sink comprising a second channel through which the fluid can flow
Including more,
a first terminal of the third transistor is thermally and electrically coupled to the bus bar;
a first terminal of the fourth transistor is thermally and electrically connected to the second heat sink;
power inverter.
제11 항에 있어서,
상기 제1 트랜지스터, 상기 제2 트랜지스터, 상기 제3 트랜지스터, 상기 제4 트랜지스터 및 상기 버스 바는 상기 제1 열 싱크와 상기 제2 열 싱크 사이에 포지셔닝되는,
전력 인버터.
According to claim 11,
wherein the first transistor, the second transistor, the third transistor, the fourth transistor and the bus bar are positioned between the first heat sink and the second heat sink.
power inverter.
제9 항에 있어서,
상기 제1 트랜지스터는 상기 제2 트랜지스터와 상기 버스 바 사이에 포지셔닝되고, 상기 제2 트랜지스터는 상기 제1 트랜지스터와 상기 제1 열 싱크 사이에 포지셔닝되며,
상기 제3 트랜지스터는 상기 제4 트랜지스터와 상기 버스 바 사이에 포지셔닝되고, 상기 제4 트랜지스터는 상기 제3 트랜지스터와 상기 제2 열 싱크 사이에 포지셔닝되는,
전력 인버터.
According to claim 9,
the first transistor is positioned between the second transistor and the bus bar, and the second transistor is positioned between the first transistor and the first heat sink;
wherein the third transistor is positioned between the fourth transistor and the bus bar, and the fourth transistor is positioned between the third transistor and the second heat sink.
power inverter.
전력 인버터로서,
버스 바 ― 상기 버스 바는 채널을 포함함 ―;
제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제1 트랜지스터 ― 상기 제1 트랜지스터가 활성화될 때 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 트랜지스터를 제어하는 제1 게이트 단자를 포함하고, 상기 제1 단자는 상기 버스 바에 열적으로 그리고 전기적으로 연결됨 ―;
상기 채널에 포지셔닝되고 상기 채널의 단부들 사이에서 유체를 전달하도록 구성된 도관
을 포함하는,
전력 인버터.
As a power inverter,
a bus bar, wherein the bus bar includes a channel;
a first transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein a current is transmitted between the first terminal and the second terminal when the first transistor is activated, the first transistor controlling the first transistor a first gate terminal, the first terminal being thermally and electrically connected to the bus bar;
A conduit positioned in the channel and configured to convey fluid between ends of the channel.
including,
power inverter.
제14 항에 있어서,
상기 유체가 유동할 수 있게 하는 제1 채널을 포함하는 제1 열 싱크;
제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제2 트랜지스터 ― 상기 제2 트랜지스터가 활성화될 때 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 상기 제2 트랜지스터는 상기 제2 트랜지스터를 제어하는 제2 게이트 단자를 포함하고, 상기 제2 트랜지스터의 제1 단자는 상기 제1 열 싱크에 열적으로 그리고 전기적으로 연결됨 ―
를 더 포함하는,
전력 인버터.
According to claim 14,
a first heat sink including a first channel through which the fluid can flow;
a second transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein a current is transmitted between the first terminal and the second terminal when the second transistor is activated, the second transistor controlling the second transistor a second gate terminal, wherein the first terminal of the second transistor is thermally and electrically connected to the first heat sink;
Including more,
power inverter.
제15 항에 있어서,
상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터는 상기 버스 바와 상기 제1 열 싱크 사이에 포지셔닝되고;
상기 제1 트랜지스터는 상기 제2 트랜지스터와 상기 버스 바 사이에 포지셔닝되고; 그리고
상기 제2 트랜지스터는 상기 제1 트랜지스터와 상기 제1 열 싱크 사이에 포지셔닝되는,
전력 인버터.
According to claim 15,
the first transistor and the second transistor are positioned between the bus bar and the first heat sink;
the first transistor is positioned between the second transistor and the bus bar; and
the second transistor is positioned between the first transistor and the first heat sink;
power inverter.
제15 항에 있어서,
제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제3 트랜지스터 ― 상기 제3 트랜지스터가 활성화될 때 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 상기 제3 트랜지스터는 상기 제3 트랜지스터를 제어하는 제3 게이트 단자를 포함함 ―;
제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 제4 트랜지스터 ― 상기 제4 트랜지스터가 활성화될 때 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 전류가 송신되고, 상기 제4 트랜지스터는 상기 제4 트랜지스터를 제어하는 제4 게이트 단자를 포함함 ―;
상기 유체가 유동할 수 있게 하는 제2 채널을 포함하는 제2 열 싱크
를 더 포함하며,
상기 제3 트랜지스터의 제1 단자는 상기 버스 바에 열적으로 그리고 전기적으로 연결되고;
상기 제4 트랜지스터의 제1 단자는 상기 제2 열 싱크에 열적으로 그리고 전기적으로 연결되는,
전력 인버터.
According to claim 15,
a third transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein a current is transmitted between the first terminal and the second terminal when the third transistor is activated, the third transistor controlling the third transistor including a third gate terminal;
a fourth transistor comprising a first terminal and a second terminal, wherein a current is transmitted between the first terminal and the second terminal when the fourth transistor is activated, the fourth transistor controlling the fourth transistor including a fourth gate terminal;
A second heat sink comprising a second channel through which the fluid can flow
Including more,
a first terminal of the third transistor is thermally and electrically coupled to the bus bar;
a first terminal of the fourth transistor is thermally and electrically connected to the second heat sink;
power inverter.
제17 항에 있어서,
상기 제1 트랜지스터, 상기 제2 트랜지스터, 상기 제3 트랜지스터, 상기 제4 트랜지스터 및 상기 버스 바는 상기 제1 열 싱크와 상기 제2 열 싱크 사이에 포지셔닝되는,
전력 인버터.
According to claim 17,
wherein the first transistor, the second transistor, the third transistor, the fourth transistor and the bus bar are positioned between the first heat sink and the second heat sink.
power inverter.
제18 항에 있어서,
상기 제1 트랜지스터는 상기 제2 트랜지스터와 상기 버스 바 사이에 포지셔닝되고, 상기 제2 트랜지스터는 상기 제1 트랜지스터와 상기 제1 열 싱크 사이에 포지셔닝되며,
상기 제3 트랜지스터는 상기 제4 트랜지스터와 상기 버스 바 사이에 포지셔닝되고, 상기 제4 트랜지스터는 상기 제3 트랜지스터와 상기 제2 열 싱크 사이에 포지셔닝되는,
전력 인버터.
According to claim 18,
the first transistor is positioned between the second transistor and the bus bar, and the second transistor is positioned between the first transistor and the first heat sink;
wherein the third transistor is positioned between the fourth transistor and the bus bar, and the fourth transistor is positioned between the third transistor and the second heat sink.
power inverter.
제16 항에 있어서,
상기 제1 트랜지스터의 제2 단자에 연결된 제2 버스 바;
상기 제2 트랜지스터의 제2 단자에 연결된 제3 버스 바
를 더 포함하는,
전력 인버터.
According to claim 16,
a second bus bar connected to the second terminal of the first transistor;
A third bus bar connected to the second terminal of the second transistor
Including more,
power inverter.
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