WO2009127179A1 - Verfahren zur herstellung und aufbau eines leistungsmoduls - Google Patents

Verfahren zur herstellung und aufbau eines leistungsmoduls Download PDF

Info

Publication number
WO2009127179A1
WO2009127179A1 PCT/DE2009/000317 DE2009000317W WO2009127179A1 WO 2009127179 A1 WO2009127179 A1 WO 2009127179A1 DE 2009000317 W DE2009000317 W DE 2009000317W WO 2009127179 A1 WO2009127179 A1 WO 2009127179A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ceramic substrate
dbc ceramic
phase inverter
bridge
frame
Prior art date
Application number
PCT/DE2009/000317
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Graf
Bernd Felber
Christoph Hornstein
Roland Greul
Original Assignee
Conti Temic Microelectonic Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Conti Temic Microelectonic Gmbh filed Critical Conti Temic Microelectonic Gmbh
Priority to DE112009000737.6T priority Critical patent/DE112009000737B4/de
Publication of WO2009127179A1 publication Critical patent/WO2009127179A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/162—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits the devices being mounted on two or more different substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191—Disposition
    • H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19105—Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate

Definitions

  • the invention relates to a method for producing and constructing a power module according to the preamble of claim 1 or 2.
  • DE 10102621 B4 shows a power module, for example a power converter, with a carrier body consisting of an insulating material with high thermal conductivity for accommodating a circuit arrangement with at least one electronic component.
  • a conductor track structure is formed, on the underside of the carrier body a structured cooling element, which consists of the material of the carrier body.
  • the contacting of the power components takes place essentially via wire bonding of bonding wires. The larger the current that is to flow through the power components, the more, or the thicker bonding wires must be used.
  • EP 1470743 B1 describes a power module, for example a power converter for electric motors, which is constructed from at least one carrier body, which accommodates at least one power component, and a discharge circuit, which ensures a high level of operational reliability. Also in the embodiments of the power module presented there contacting takes place via wire bonding of bonding wires.
  • the first figure of EP 1470743 Bl shows the high demand for bonding wires.
  • Electronic assemblies that provide power in the kW range are designed as power modules. Power modules are used in particular in hybrid and electric vehicles. In hybrid vehicles, an electric machine, for example a synchronous or asynchronous machine in combination with an internal combustion engine is used. Electric vehicles are powered exclusively by electricity.
  • a power module in the form of a three-phase inverter allows the control of the rotating field winding of a synchronous or asynchronous machine.
  • the power electronics are typically installed near the combustion engine. The power electronics are exposed to high loads due to temperature and vibration. In addition, the space is very limited.
  • Power modules are typically operated with high DC voltages greater than 60 V (and thus above the low-voltage range).
  • Active components such as semiconductor switches, in particular insulated gate bipolar transistors (IGBTs), operate in switching mode with high current change rates dl / dt of up to 4.5 kA / ⁇ s. To avoid overvoltages, therefore, an induction-poor design of power modules is of paramount importance.
  • the object of the present invention is thus a method for the production and construction of a power module which is constructed to be stable and low-inductance, in which the bond wire requirement is reduced and is saved by the installation space.
  • the object is achieved by a method for producing or a structure having the features of claim 1 or 2.
  • At least one semiconductor element is soldered onto at least one direct-booted copper (DBC) ceramic substrate.
  • DBC direct-booted copper
  • the DBC ceramic substrate is mounted on a base plate, typically soldered.
  • the base plate is designed as a heat sink, via which the heat of the semiconductor element or elements is derived.
  • a frame for the power module is preferably created by injection molding, in which at least one bus bar is attached.
  • the bus bar is disposed over the DBC ceramic substrate.
  • a large current is preferably conducted through the busbar, for example, to a connection to a DC intermediate circuit or a phase current to a phase connection.
  • the frame is preferably made of plastic, most preferably made of glass fiber reinforced plastic.
  • the frame is called a module frame.
  • the frame may also perform the function of the bonding frame when supporting contact surfaces onto which at least one bonding wire is bonded by the DBC ceramic substrate and / or a semiconductor element.
  • At least one bus bar of the power module is produced by ultrasonic welding of at least a metal tab of the busbar with a DBC ceramic substrate mechanically and electrically connected.
  • This method for producing a power module allows using the joining technique of ultrasonic welding a comparison with the prior art particularly low-inductance and space-saving design.
  • the small-area ultrasonic welding of the metal flag saves up to 60 percent on bonding wire connections, which would require a corresponding amount of space on the DBC ceramic substrate.
  • Ultrasonic welding provides optimum material transfer from the bus bar, the metal tab (s) of which are ultrasonically welded, to the copper surface of the DBC ceramic substrate. This contact is low impedance. Contact corrosion is avoided by this manufacturing process over the lifetime of the power module.
  • the bus bar Since at least one bus bar is fastened on the one hand in the frame and on the other hand ultrasonically welded to the metal lug with the DBC ceramic substrate, the bus bar is fixed so stably that, despite the prevailing vibrations, it can be bonded directly to the bus bar by a semiconductor element. As a result, bonding wire connections can be kept very short.
  • the low-inductance design reduces switching losses of the IGBTs.
  • control contact surfaces can be saved on the DBC ceramic substrate, since these can be tapped off directly from the busbar.
  • the use of the third dimension by laying a part of the current guide on at least one bus bar on the DBC ceramic substrate leads to the reduction of the DBC ceramic substrate by the elimination of copper surfaces to conduct electricity, which allows a reduction in the installation space.
  • the two busbars leading to the DC voltage connections are arranged above one another in parallel over the DBC ceramic substrate.
  • the insulation may preferably be formed of the same material as the frame.
  • Parallel routing of the two busbars offers the advantage of low-inductance connection to a DC voltage circuit.
  • the fact that both busbars are superimposed increases the stability of the structure and, for example, one of the two busbars can only be fastened in the frame (and not additionally by ultrasonic welding).
  • the bus bar is mechanically and electrically connected to the DBC ceramic substrate by ultrasonic welding of a plurality of metal lugs, which are arranged symmetrically with respect to the semiconductor element (s) on the DBC ceramic substrate.
  • symmetrical means that a metal lug on each side of a row of parallel-connected semiconductor elements is ultrasonically welded to the DBC ceramic substrate or that a certain number of metal lugs are ultrasonically welded in the immediate vicinity of this semiconductor element per semiconductor element.
  • the advantage lies in the symmetrical current distribution on the semiconductor elements arranged on the DBC ceramic substrate.
  • a current measuring device a busbar be arranged in the frame.
  • the current measuring device can serve for example for measuring a phase current.
  • the further advantageous embodiments describe a three-phase inverter module.
  • Inverters in particular pulse inverters, are used for the speed and torque-dependent control of three-phase electric motors.
  • the power hardware of such pulse inverters is based on a three-phase inverter module, which is also referred to as a converter or inverter module.
  • the structure of a three-phase inverter module comprises a bridge branch per phase.
  • Each bridge branch comprises on the connected to a positive DC voltage bridge half, the so-called high-side, and connected to the negative DC voltage bridge half, the low-side, in each case at least one IGBT or equally suitable semiconductor switch and at least one diode.
  • the semiconductor elements may be scaled according to the required nominal current and comprise a plurality of IGBTs and / or diodes connected in parallel.
  • the described construction of power modules by ultrasonic welding metal tabs allows a construction of the three-phase inverter in which each bridge half is disposed on a single DBC ceramic substrate. At least the two DBC ceramic substrates of a bridge branch are soldered to a common base plate.
  • All six DBC ceramic substrates of the inverter module can also be soldered to a common base plate.
  • the connections of the - bridge branch circuits to a DC voltage circuit, the DC link, are made via busbars. in the DC link, the electrical energy is stored by a DC link capacitor.
  • the main advantage of this construction of a three-phase inverter module is the reduction of the thermal shear stress that is introduced into the solder layer between the bottom of the DBC ceramic substrate and the base plate.
  • the thermal shear stress is caused by the different thermal expansion coefficients of DBC ceramic substrate and base plate.
  • AlSiC aluminum-silicon carbide
  • the shear stress depends on the area of a single DBC ceramic substrate. The smaller the DBC ceramic substrate, the lower the shear stress, and thus increases the life of the solder joint.
  • copper may be used instead of AlSiC as the base plate material.
  • copper is a material with a less well-matched coefficient of thermal expansion than AlSiC, this can be partially compensated for by reducing one large DBC ceramic substrate for a bridge branch to two smaller ones for the bridge duplex halves. For many areas of application, a still sufficiently long service life can be achieved.
  • the advantage of this embodiment is that copper has a higher thermal conductivity than AlSiC and costs only a fraction of AlSiC.
  • the two DBC ceramic substrates of a bridge branch according to another preferred Embodiment identical dimensions have an identical wiring layout and / or be equipped identically with semiconductor elements. This offers the advantage that twice as many identical parts are used compared to a large DBC ceramic substrate. Already this results in a cost savings. The smaller subunits are testable, which reduces the scrap and accordingly the cost.
  • each bridge branch of a three-phase inverter module in each case the anode contact of the low-side diode via at least one bonding wire via an intermediate contact with the emitter contact of the low-side IGBT connected to the busbar of the negative DC voltage connection.
  • This contacting method offers the advantage that the bonding wire connections are short.
  • anode contact of the high-side diode via at least one bonding wire via an intermediate contact with the emitter contact of the high-side IGBTs be connected to the DBC ceramic substrate of the low-side Brückenzweigh half.
  • the two bridge duplex halves of a bridge branch are electrically connected to each other over a short distance.
  • the three-phase inverter is composed of three separate identical modules.
  • Each bridge branch has its own module with frame.
  • the separation of the three-phase inverter to three individual phase modules offers the advantage of a high degree of flexibility with regard to the installation location and the design of the cooling circuit system.
  • the three bridge branches are arranged on a common base plate.
  • one bus bar engages in each case the positive DC voltage connection of all three bridge arms, and a second, electrically insulated, and parallel busbar each feeds the negative DC voltage connection of all three bridge arms.
  • the advantage of this structure is the saving of frame material and surface, whereby space is saved and in a reduction of external connections or cable connections.
  • the frame carries according to a further preferred embodiment, at least one printed circuit board on which an electronics for detecting the DC voltage of the DC link is arranged.
  • the electronics for driving the IGBT gates and for the evaluation of sensors such as temperature and Hall sensors is preferably arranged when sensors are provided for monitoring the power module.
  • the DC voltage of the DC link to be detected is preferably picked up directly from the busbars of the two DC voltage connections, particularly preferably by means of notched contact pins. This advantageously saves contact surfaces on the DBC ceramic substrate, which are otherwise required. This represents a further measure to reduce the space requirement.
  • the frame of the inverter module comprises recesses.
  • the recesses in the frame serve to accommodate the two Transmitter core of the high-side and the low-side gate driver.
  • a circuit board is arranged, on which the electronics for driving the IGBT gates is arranged.
  • the drive voltage must be transformed before it can drive the IGBTs.
  • the necessary transformers use transformer cores.
  • the terminals of the transformer cores can be advantageously protected against vibration loads. This increases the service life.
  • the described embodiments a structure of compact common parts such as frame, base plate (heat sink), busbars, power scalable DBC ceramic substrates is possible.
  • the concept allows adaptation to conceivable standardized dimensions for housings of power electronic systems in the automotive sector, such as travel converters, DC-DC converters, inverters for air conditioning compressors or transmission oil pumps.
  • Fig. 1 shows the circuit diagram of a three-phase inverter.
  • Fig. 2 shows a base plate with six DBC ceramic substrates and the semiconductor elements arranged thereon.
  • Fig. 3 shows a three-phase inverter module with six DBC ceramic substrates.
  • Fig. 4 shows the spatial structure of a three-phase inverter module with busbars and terminals.
  • Fig. 5 shows the heat sink and the phase terminals of a three-phase inverter.
  • the circuit diagram in Fig. 1 shows a prior art circuit arrangement of a three-phase inverter.
  • the DC link for example a DC link capacitor
  • the direction of direct current (ii) is marked by the arrow.
  • the three bridge currents (A, B, C) generate the three phase currents i A , i ⁇ / ic, which are tapped at the phase connections (a, b, c).
  • a bridge branch for one phase (A) has two bridge duplex halves: a bridge half half is connected to the positive DC terminal (+), the high side (A.1), and a bridge half is connected to the negative DC terminal (-); side (A.2).
  • the high-side or low-side bridge half each comprises one or more parallel-connected IGBT chips (S A i or S A2 ) and one or more parallel-connected diode chips (D A i or D A2 ).
  • the diagram illustrates the term six-pack module for a corresponding three-phase inverter module.
  • current measuring devices M A , M 8 , M c ) are additionally provided for measuring the phase currents i A / i B , ic.
  • the circuit can be implemented, for example, by 3 parallel diode chips (D A i, D A2 ) and 3 parallel IGBT chips (S AI , S A2 ) per bridge half half (A.1, A.2) can be realized.
  • D A i, D A2 3 parallel diode chips
  • S AI , S A2 3 parallel IGBT chips
  • Fig. 2 shows six DBC ceramic substrates (4) mounted on a common base plate (8).
  • the DBC ceramic substrates (4) are soldered to the base plate (8).
  • a DBC ceramic substrate (4) serves in each case to receive the semiconductor elements for a bridge half (A.1, A.2, B.l, B.2, Cl, C.2).
  • the circuit shown in Fig. 1 is constructed in a power module.
  • the DBC ceramic substrates (4) can be preferably of the same size and, more preferably, identically equipped with semiconductor elements. You could also have deviating from the representation of an identical trace layout.
  • the semiconductor elements are shown as square IGBT chips (S A i, S A2 ) and as rectangular diode chips (D Ai , D A2 ).
  • S A i, S A2 square IGBT chips
  • D Ai , D A2 rectangular diode chips
  • Bonding wires (3) connect the gate terminals of the IGBT chips (S AI » S A2 ) to contact areas (6) on the respective DBC ceramic substrates (4).
  • the contact areas (6) are isolated areas on the DBC ceramic substrate (4).
  • the anode contacts of the diodes (D A1 ) are connected by bonding wires (3) via an intermediate contact with the emitter contacts of the IGBT chips (S Ai ) with the low-side (A.2 ) DBC ceramic substrate (4), which lies at the phase potential of this bridge branch (A).
  • bonding wire connection (3) is shown in FIG.
  • the length of the bonding wires (3) between the high-side IGBTs (S A1 ) and the low-side (A.2) DBC ceramic substrate (4) determines the effective current negative feedback in the switching process, ie in the current commutation of the high-side (A .1) IGBT emitter contact on the low-side diode (D A2 ) or vice versa.
  • the slot technique allows the high-side auxiliary emitter terminal, ie the emitter control terminal (E A1 ), to be moved in the frame (9) to a mechanically accessible position.
  • the anodes of the low-side diodes (D Ai ) are connected by means of bonding wires (3) via an intermediate contact with the emitter contacts of the low-side IGBT chips (S A2 ) directly to the busbar (1) of the negative DC voltage connection (-).
  • Such a bonding wire connection (3) is shown in Fig. 3 at the right bridge branch (C).
  • C determines primarily the length of the bonding wires (3) between the low-side IGBTs (S A2 ) and the busbar (1) for the negative DC voltage connection (-) the effective current negative feedback in the current commutation of the low-side IGBT (S A2 ) on the high-side diode (D Ai ) or vice versa.
  • FIG. 2 shows a temperature sensor (11) on the high-side (B.1) DBC ceramic substrate (4) of the middle bridge branch (B) at the top left.
  • the temperature sensor (11) detects the temperature of the high-side (B.1) DBC ceramic substrate (4).
  • FIG. 3 shows the structure of a three-phase inverter module based on the structure described with reference to FIG. 2 with DBC ceramic substrates (4) and the contacting of the semiconductor elements described therein.
  • the busbars (1) for the DC voltage connections (+, -), and for the phase connections (a, b, c), the ultrasonically welded metal lugs (7) and the frame (9) are shown.
  • the frame
  • the bus bar (1) for the positive DC voltage connection (+), as the negative is above the positive terminal bar.
  • the two busbars (1) are electrically insulated from each other by an insulation (5) and run inside the module parallel to each other.
  • the metal tags (7), which are welded to the high-side (A.1, Bl, Cl) DBC ceramic substrates (4), are part of the bus bar (1), which leads to the positive DC voltage connection (+).
  • These metal lugs (7) are arranged to the right and left of the parallel-connected diode chip series (D A1 , D BI / D C1 ). This ensures a symmetrical distribution of the direct current to the semiconductor elements.
  • phase connection (a, b, c) is achieved here by the fact that in the illustrated embodiment, a metal lug (7) in each case a diode (D A2), and an IGBT chip (S A2) is ultrasonically welded in the vicinity of these semiconductor elements.
  • the busbars (1) for the phase connections (a, b, c) are short, and the phase currents are conducted from the respective low-side DBC ceramic substrate (4) through the frame (9) to the respective phase connection (a, b, c) ,
  • a plurality of contact and connection pins are arranged in the frame (9) in the frame (9) in the vicinity of the temperature sensor (11) in the frame (9) two contact surfaces (2) are embedded, which are connected in the frame each with a connection pin (12) for the temperature sensor (11).
  • the temperature sensor In the frame (9) a plurality of contact and connection pins are arranged. In the vicinity of the temperature sensor (11) in the frame (9) two contact surfaces (2) are embedded, which are connected in the frame each with a connection pin (12) for the temperature sensor (11).
  • the frame fulfills the function of a bond frame.
  • the remaining contact pins (Ej 2 , Kj 1 or K j2 ) are in the vicinity of the busbars (1) for the negative DC connection (-), the positive DC connection (+) or for the respective phase connection (a, b or c) arranged and connected to the respective busbar (1) in the frame (9).
  • These contact pins (E j2 , KJ X or K j2 ) are preferably designed as contact pins cut out from the respective busbar (1).
  • FIG. 4 shows a three-dimensional view of the three-phase inverter module from FIG. 3.
  • the contact and connection pins (12) can be seen better in this illustration as such.
  • the printed circuit board, not shown, on which the electronics for detecting the DC voltage of the intermediate circuit is arranged, is supported by the frame (9).
  • the printed circuit board is contacted by the contact and connection pins (12).
  • the Hall sensors can be mounted on the circuit board.
  • the current measuring device (M A, M B, M c) for the phase currents (i A, i B / ic) •
  • the current measuring device (M A, M B, M c) to the respective busbar (1) for the Phase connection (a, b, c) arranged in the frame (9).
  • the insulation (5) consists of the material of the frame (9).
  • the insulation (5) of the two busbars (1) for the DC voltage connections (+, -) can be produced in an advantageous manner.
  • the electronics for driving the IGBT gates is located on the circuit board already described, which is arranged on the frame (9).
  • the drive voltage must be transformed before it controls the IGBTs (S A i, S A2 ).
  • the necessary transformers use transformer cores.
  • volume savings of 10 to 15 percent can be achieved for the three-phase inverter module.
  • the connections of the two transformer cores can be advantageously protected against vibration loads by the remaining cavity of the recesses (10) in the frame (9) is filled with an elastic solid.
  • Fig. 5 shows a front view of the three-phase inverter module.
  • the base plate (8) in the form of a heat sink with cooling profile on the bottom, the frame (9) and the phase terminals (a, b, c) are shown.
  • the upper part of the measuring devices (M A , M B , M c ) for the phase currents i A , i B / ic causes the rounded increase of the frame (9) in this area.
  • the small overall height of the power module is achieved by a combination of the features described. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und den Aufbau eines Leistungsmoduls, insbesondere eines Leistungsmoduls zum Einsatz in Hybrid- und/oder Elektrofahrzeugen, bei dem mindestens ein Halbleiterelement auf mindestens ein DBC-Keramiksubstrat (4) gelötet wird. In einem Rahmen (9) wird mindestens eine Stromschiene (1) befestigt, die über dem DBC-Keramiksubstrat (4) angeordnet ist und durch Ultraschallschweißen von mindestens einer Metallfahne (7) der Stromschiene (1) mit dem DBC-Keramiksubstrat (4) mechanisch und elektrisch verbunden ist.

Description

Verfahren zur Herstellung und Aufbau eines Leistungsmoduls
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und den Aufbau eines Leistungsmoduls gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. 2.
DE 10102621 B4 zeigt ein Leistungsmodul, beispielsweise einen Leistungsumrichter, mit einem aus einem isolierenden Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit bestehenden Trägerkörper zur Aufnahme einer Schaltungsanordnung mit mindestens einem elektronischen Bauteil . Auf der Oberseite des Trägerkörpers ist eine Leiterbahnstruktur gebildet, auf der Unterseite des Trägerkörpers ein strukturiertes Kühlelement, das aus dem Material des Trägerkörpers besteht. Die Kontaktierung der Leistungsbauteile erfolgt im Wesentlichen über Drahtbonden von Bonddrähten. Je größer der Strom ist, der durch die Leistungsbauteile fließen soll, desto mehr, bzw. desto dickere Bonddrähte müssen verwendet werden.
EP 1470743 Bl beschreibt ein Leistungsmodul, beispielsweise einen Leistungsumrichter für Elektromotoren, das aus mindestens einem Trägerkörper aufgebaut ist, der mindestens ein Leistungsbauteil aufnimmt, sowie eine Entladeschaltung, die eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet. Auch in den dort vorgestellten Ausführungsformen des Leistungsmoduls erfolgt die Kontaktierung über Drahtbonden von Bonddrähten. Die erste Figur der EP 1470743 Bl zeigt den hohen Bedarf an Bonddrähten. Elektronische Baugruppen, die Leistungen im kW-Bereich bereitstellen, sind als Leistungsmodule ausgebildet . Leistungsmodule werden insbesondere in Hybrid- und Elektrofahrzeugen eingesetzt. In Hybridfahrzeugen kommt eine Elektromaschine, beispielsweise eine Synchron- oder Asynchronmaschine im Verbund mit einer Verbrennungsmaschine zum Einsatz. Elektrofahrzeuge werden ausschließlich elektrisch angetrieben. Ein Leistungsmodul in Form eines Dreiphasen-Wechselrichters erlaubt die Ansteuerung der Drehfeldwicklung einer Synchron- oder Asynchronmaschine. In Hybridfahrzeugen wird die Leistungselektronik typischerweise nahe der Verbrennungsmaschine verbaut . Die Leistungselektronik ist hohen Belastungen durch Temperatur und Vibrationen ausgesetzt. Zudem ist der Bauraum sehr begrenzt .
Leistungsmodule werden typischerweise mit hohen Gleichspannungen größer 60 V (und somit oberhalb des Niedervoltbereichs) betrieben. Aktive Bauelemente wie Halbleiterschalter, insbesondere Insulated Gate Bipolar Transistoren (IGBTs) , arbeiten im Schaltbetrieb mit hohen Stromänderungsgeschwindigkeiten dl/dt von bis zu 4,5 kA/μs. Zur Vermeidung von Überspannungen ist daher ein induktionsarmer Aufbau von Leistungsmodulen von höchster Bedeutung .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung und ein Aufbau eines Leistungsmoduls, das stabil und niederinduktiv aufgebaut ist, bei dem der Bonddrahtbedarf reduziert ist und durch das Bauraum eingespart wird. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung bzw. einen Aufbau mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sind aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind.
Entsprechend dem Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Leistungsmoduls wird mindestens ein Halbleiterelement auf mindestens ein direct-boπded-copper (DBC) -Keramiksubstrat gelötet. Sowohl die Variante mehrere Halbleiterelemente auf einem einzelnen DBC-Keramiksubstrat als auch die Variante mehrere DBC-Keramiksubstrate, auf denen jeweils mindestens ein Halbleiterbauelement angeordnet ist, sind also realisierbar. Das DBC-Keramiksubstrat wird auf einer Grundplatte befestigt, typischerweise gelötet. Bevorzugt ist die Grundplatte als Kühlkörper ausgebildet, über den die Wärme des oder der Halbleiterelemente abgeleitet wird.
Ein Rahmen für das Leistungsmodul wird vorzugsweise durch Spritzgießen erstellt, in dem mindestens eine Stromschiene befestigt wird. Die Stromschiene ist über dem DBC- Keramiksubstrat angeordnet. Durch die Stromschiene wird bevorzugt ein großer Strom geleitet, beispielsweise zu einem Anschluss an einen Gleichstrom-Zwischenkreis oder ein Phasenstrom an einen Phasenanschluss . Der Rahmen besteht vorzugsweise aus Kunststoff, ganz bevorzugt aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Der Rahmen wird als Modulrahmen bezeichnet. Der Rahmen kann auch die Funktion des Bondrahmens erfüllen, wenn er Kontaktflächen trägt, auf die mindestens ein Bonddraht vom DBC-Keramiksubstrat und/oder einem Halbleiterelement gebondet wird.
Erfindungsgemäß wird mindestens eine Stromschiene des Leistungsmoduls durch Ultraschallschweißen von mindestens einer Metallfahne der Stromschiene mit einem DBC- Keramiksubstrat mechanisch und elektrisch verbunden.
Dieses Verfahren zur Herstellung eines Leistungsmoduls ermöglicht durch den Einsatz der Fügetechnik des Ultraschallschweißens einen gegenüber dem Stand der Technik besonders niederinduktiven und platzsparenden Aufbau. Durch das kleinflächige Ultraschallverschweißen der Metallfahne werden bis zu 60 Prozent an Bonddrahtverbindungen eingespart, die entsprechend viel Platz auf dem DBC-Keramiksubstrat benötigen würden. Das Ultraschallschweißen bietet einen optimalen Materialübergang von der Stromschiene, deren Metallfahne (n) ultraschallverschweißt wird bzw. werden, auf die Kupferoberfläche des DBC-Keramiksubstrats . Diese Kontaktierung ist niederohmig. Kontaktkorrosion wird durch dieses Herstellungsverfahren über die Lebenszeit des Leistungsmoduls vermieden.
Da mindestens eine Stromschiene einerseits im Rahmen befestigt und andererseits mit der Metallfahne mit dem DBC- Keramiksubstrat ultraschallverschweißt ist, ist die Stromschiene so stabil befestigt, dass trotz der vorherrschenden Vibrationen von einem Halbleiterelement direkt auf die Stromschiene gebondet werden kann. Dadurch können Bonddrahtverbindungen sehr kurz gehalten werden. Durch den niederinduktiven Aufbau werden Schaltverluste der IGBTs reduziert. Auf dem DBC-Keramiksubstrat können vorteilhaft Steuerkontaktflächen eingespart werden, da diese direkt von der Stromschiene abgegriffen werden können. Die Nutzung der dritten Dimension durch Verlegen eines Teils der Stromführung auf mindestens eine Stromschiene über das DBC-Keramiksubstrat führt zur Verkleinerung des DBC-Keramiksubstrats durch den Wegfall von Kupferflächen zur Stromführung, was eine Reduzierung des Bauraums ermöglicht. In einer vorteilhaften Ausführungsform eines Leistungsmoduls mit mindestens zwei Gleichspannungsanschlüssen sind die beiden Stromschienen, die zu den Gleichspannungsanschlüssen führen, parallel übereinander über dem DBC-Keramiksubstrat angeordnet. Durch eine Isolierung sind die beiden Stromschienen elektrisch voneinander isoliert. Die Isolierung kann vorzugsweise aus demselben Material wie der Rahmen ausgebildet werden. Das Parallelführen der beiden Stromschienen bietet den Vorteil des niederinduktiven Anschließens an einen Gleichspannungskreis. Dadurch, dass beide Stromschienen übereinanderliegen, erhöht sich die Stabilität des Aufbaus und es kann beispielsweise eine der beiden Stromschienen nur im Rahmen befestigt werden (und nicht zusätzlich durch Ultraschallschweißen) .
Entsprechend einem weiteren vorteilhaften Aufbau ist die Stromschiene mechanisch und elektrisch mit dem DBC- Keramiksubstrat verbunden durch Ultraschallschweißen von mehreren Metallfahnen, die bezüglich des oder der Halbleiterelemente auf dem DBC-Keramiksubstrat symmetrisch angeordnet sind. Symmetrisch heißt beispielsweise, dass eine auf beiden Seiten einer Reihe von parallel geschalteten Halbleiterelementen jeweils eine Metallfahne mit dem DBC- Keramiksubstrat ultraschallverschweißt wird oder dass pro Halbleiterelement eine bestimmte Anzahl von Metallfahnen in direkter Nähe zu diesem Halbleiterelement ultraschallverschweißt wird. Der Vorteil liegt in der symmetrischen Stromaufteilung auf die auf dem DBC- Keramiksubstrat angeordneten Halbleiterelemente.
Besonders platzsparend kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform eine Strommessvorrichtung um eine Stromschiene im Rahmen angeordnet sein. Die Strommessvorrichtung kann beispielsweise der Messung eines Phasenstroms dienen.
Die weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiele beschreiben ein Dreiphasen-Wechselrichtermodul. Wechselrichter, insbesondere Pulswechselrichter, kommen zur drehzahl- und momentenabhängigen Steuerung von Dreiphasen-Elektromotoren zum Einsatz. Die Leistungshardware solcher Pulswechselrichter basiert auf einem dreiphasigen Wechselrichtermodul, das auch als Umrichter- oder Invertermodul bezeichnet wird.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Aufbau eines Dreiphasen-Wechselrichtermoduls je Phase einen Brückenzweig. Jeder Brückenzweig umfasst auf der an eine positive Gleichspannung angeschlossenen Brückenzweighälfte, der sogenannten high-side, und auf der an eine negative Gleichspannung angeschlossenen Brückenzweighälfte, der low- side, jeweils mindestens einen IGBT oder einen gleichermaßen geeigneten Halbleiterschalter und mindestens eine Diode. Die Halbleiterelemente können entsprechend der erforderlichen nominalen Stromstärke skaliert werden und mehrere parallel geschaltete IGBTs und/oder Dioden umfassen. Die beschriebene Aufbauweise für Leistungsmodule durch Ultraschallschweißen von Metallfahnen ermöglicht einen Aufbau des Dreiphasen- Wechselrichters, bei dem jede Brückenzweighälfte auf einem einzelnen DBC-Keramiksubstrat angeordnet ist. Mindestens die zwei DBC-Keramiksubstrate eines Brückenzweigs sind auf eine gemeinsame Grundplatte gelötet. Es können auch alle sechs DBC-Keramiksubstrate des Wechselrichtermoduls auf eine gemeinsame Grundplatte gelötet sein. Die Anschlüsse der - Brückenzweigschaltungen an einen Gleichspannungskreis, den Zwischenkreis, erfolgen jeweils über Stromschienen. Im Zwischenkreis wird die elektrische Energie durch einen Zwischenkreiskondensator gespeichert .
Der wesentliche Vorteil dieses Aufbaus eines Dreiphasen- Wechselrichtermoduls besteht in der Reduktion der thermischen Schubspannung, die in die Lötschicht zwischen der Unterseite des DBC-Keramiksubstrats und der Grundplatte eingebracht wird. Die thermische Schubspannung entsteht durch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von DBC-Keramiksubstrat und Grundplatte. Typischerweise wird Aluminium-Siliziumcarbid (AlSiC) als Grundplattenmaterial eingesetzt, da in diesem Fall die thermischen Ausdehnungskoeffizienten ähnlich groß sind. Die Schubspannung hängt von der Fläche eines einzelnen DBC-Keramiksubstrats ab. Je kleiner das DBC-Keramiksubstrat ist, desto geringer ist die Schubspannung und dadurch erhöht sich die Lebensdauer der Lötverbindung .
Alternativ kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform Kupfer anstelle von AlSiC als Grundplattenmaterial verwendet werden. Kupfer stellt zwar ein Material mit einem weniger gut angepassten thermischen Ausdehnungskoeffizienten dar als AlSiC, aber dies kann durch die Verkleinerung eines großen DBC-Keramiksubstrats für einen Brückenzweig auf zwei kleinere für die Brückenzweighälften teilweise kompensiert werden. Für viele Einsatzbereiche kann so eine immer noch ausreichend hohe Lebensdauer erzielt werden. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass Kupfer eine gegenüber AlSiC höhere Wärmeleitfähigkeit besitzt und nur einen Bruchteil von AlSiC kostet.
Zudem können die beiden DBC-Keramiksubstrate eines Brückenzweigs entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform identische Abmessungen, ein identisches Leiterbahnlayout besitzen und/oder identisch mit Halbleiterelementen bestückt sein. Dies bietet den Vorteil, dass so gegenüber einem großen DBC-Keramiksubstrat doppelt so viele Gleichteile Verwendung finden. Bereits dadurch ergibt sich eine Kostenersparnis. Die kleineren Untereinheiten sind prüfbar, was den Ausschuss und entsprechend die Kosten verringert .
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist für jeden Brückenzweig eines Dreiphasen-Wechselrichtermoduls jeweils der Anodenkontakt der low-side Diode über mindestens einen Bonddraht über eine Zwischenkontaktierung mit dem Emitterkontakt des low-side IGBTs verbunden mit der Stromschiene des negativen Gleichspannungsanschlusses. Diese Kontaktierungsweise bietet den Vorteil, dass die Bonddrahtverbindungen kurz sind.
Entsprechend kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Anodenkontakt der high-side Diode über mindestens einen Bonddraht über eine Zwischenkontaktierung mit dem Emitterkontakt des high-side IGBTs verbunden sein mit dem DBC-Keramiksubstrat der low-side Brückenzweighälfte . Auf diese Weise werden die beiden Brückenzweighälften eines Brückenzweigs auf kurzem Wege elektrisch miteinander verbunden .
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass sich der Dreiphasen-Wechselrichter aus drei separaten identischen Modulen zusammensetzt. Für jeden Brückenzweig ist ein eigenes Modul mit Rahmen vorgesehen. Die Vereinzelung des Dreiphasen- Wechselrichters auf drei einzelne Phasenmodule bietet den Vorteil einer hohen Flexibilität bezogen auf den Einbauort und die Konzeption des Kühlkreissystems . Entsprechend eines vorteilhaften Aufbaus des Dreiphasen- Wechselrichters in einem einzigen Modul sind die drei Brückenzweige auf einer gemeinsamen Grundplatte angeordnet . Besonders bevorzugt greift bei diesem Aufbau eine Stromschiene jeweils den positiven Gleichspannungsanschluss aller drei Brückenzweige ab und eine zweite, elektrisch isolierte und parallel angeordnete Stromschiene jeweils den negativen Gleichspannungsanschluss aller drei Brückenzweige. Der Vorteil dieses Aufbaus liegt im Einsparen von Rahmenmaterial und -fläche, wodurch Bauraum eingespart wird und in einer Reduktion von externen Anschlüssen bzw. Kabelverbindungen .
Der Rahmen trägt gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform- mindestens eine Leiterplatte, auf der eine Elektronik zur Erfassung der Gleichspannung des Zwischenkreises angeordnet ist. Auf der Leiterplatte ist bevorzugt auch die Elektronik zur Ansteuerung der IGBT-Gates und zur Auswertung von Sensoren wie beispielsweise Temperatur- und Hall -Sensoren angeordnet, wenn Sensoren zur Überwachung des Leistungsmoduls vorgesehen sind. Die zu erfassende Gleichspannung des Zwischenkreises wird vorzugsweise direkt von den Stromschienen der beiden Gleichspannungsanschlüsse abgegriffen, besonders bevorzugt mittels ausgeklinkter Kontaktpins. Dadurch werden vorteilhaft Kontaktflächen auf dem DBC-Keramiksubstrat eingespart, die sonst erforderlich sind. Dies stellt eine weitere Maßnahme zur Reduzierung des Bauraumbedarfs dar.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Rahmen des Wechselrichtermoduls Aussparungen. Die Aussparungen im Rahmen dienen zur Aufnahme der beiden Übertragerkerne der high-side und der low-side Gate-Treiber. Auf dem Rahmen ist eine Leiterplatte angeordnet, auf der die Elektronik zur Ansteuerung der IGBT-Gates angeordnet ist. Die Ansteuerspannung muss transformiert werden, bevor sie die IGBTs ansteuern kann. Die dazu notwendigen Transformatoren verwenden Übertragerkerne . Durch die Aufnahme der Übertragerkerne in die Aussparungen im Rahmen kann die Gesamthöhe für das Wechselrichtermodul um ca. 10-15% reduziert werden.
Durch Füllen des verbleibenden Hohlraums der Aussparungen im Rahmen nach der Aufnahme der Übertragerkerne mit einem elastischen Feststoff können die Anschlüsse der Übertragerkerne vorteilhaft gegen Vibrationsbelastungen geschützt werden. Dadurch wird die Lebensdauer erhöht.
Durch die beschriebenen Ausführungsvarianten wird ein Aufbau aus kompakten Gleichteilen wie Rahmen, Grundplatte (Kühlkörper) , Stromschienen, leistungsskalierbaren DBC- Keramiksubstraten ermöglicht. Das Konzept erlaubt die Anpassung an denkbare normierte Abmaße für Gehäuse von leistungselektronischen Systemen im automotiven Bereich wie Fahrumrichter, DC-DC-Konverter, Wechselrichter für Klimakompressor oder Getriebeölpumpe.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt das Schaltbild eines Dreiphasen-Wechselrichters. Fig. 2 zeigt eine Grundplatte mit sechs DBC-Keramiksubstraten und den darauf angeordneten Halbleiterelementen. Fig. 3 zeigt ein Dreiphasen-Wechselrichtermodul mit sechs DBC-Keramiksubstraten .
Fig. 4 zeigt den räumlichen Aufbau eines Dreiphasen- Wechselrichtermoduls mit Stromschienen und -anschlüssen. Fig. 5 zeigt den Kühlkörper und die Phasenanschlüsse eines Dreiphasen-Wechselrichters .
Das Schaltbild in Fig. 1 zeigt eine dem Stand der Technik entsprechende Schaltungsanordnung eines Dreiphasen- Wechselrichters. Am positiven Gleichspannungsanschluss (+) und am negativen Gleichspannungsanschluss (-) wird der Zwischenkreis, beispielsweise ein Zwischenkreiskondensator , angeschlossen. Die Richtung des Gleichstroms (ii) ist durch den Pfeil markiert. Über die drei Brückenzweige (A, B, C) werden die drei Phasenströme iA, iß/ ic erzeugt, die an den Phasenanschlüssen (a, b, c) abgegriffen werden. Ein Brückenzweig für eine Phase (A) hat zwei Brückenzweighälften: eine Brückenzweighälfte ist an den positiven Gleichspannungsanschluss (+) angeschlossen, die high-side (A.1), und eine Brückenzweighälfte ist an den negativen Gleichspannungsanschluss (-) angeschlossen, die low-side (A.2) . Die high-side bzw. low-side Brückenzweighälfte umfasst jeweils einen oder mehrere parallel geschaltete IGBT-Chips (SAi bzw. SA2) und einen oder mehrere parallel geschaltete Dioden-Chips (DAi bzw. DA2) . Das Schaltbild veranschaulicht die Bezeichnung Sixpack-Modul für ein entsprechendes Dreiphasen-Wechselrichtermodul. In dem bevorzugten Schaltungsanordnungsbeispiel nach Fig. 1 sind ergänzend Strommessvorrichtungen (MA, M8, Mc) zur Messung der Phasenströme iA/ iB, ic vorgesehen.
Für eine Applikation mit einem vorgegebenen nominalen Phasenstrom kann die Schaltung beispielsweise durch 3 parallele Dioden-Chips (DAi, DA2) und 3 parallele IGBT-Chips (SAI, SA2) je Brückenzweighälfte (A.1, A.2) realisiert werden.
Fig. 2 zeigt sechs DBC-Keramiksubstrate (4), die auf einer gemeinsamen Grundplatte (8) befestigt sind. Vorzugsweise sind die DBC-Keramiksubstrate (4) auf die Grundplatte (8) gelötet. Ein DBC-Keramiksubstrat (4) dient jeweils der Aufnahme der Halbleiterelemente für eine Brückenzweighälfte (A.1, A.2, B.l, B.2, Cl, C.2) . Dadurch wird die in Fig. 1 dargestellte Schaltung in einem Leistungsmodul aufgebaut. Die DBC- Keramiksubstrate (4) können entsprechend der Darstellung in Fig. 2 bevorzugt gleich groß sowie besonders bevorzugt identisch mit Halbleiterelementen bestückt sein. Sie könnten auch abweichend von der Darstellung ein identisches Leiterbahnlayout besitzen.
Die Halbleiterelemente sind als quadratische IGBT-Chips (SAi, SA2) und als rechteckige Dioden-Chips (DAi, DA2) dargestellt. Für den im Folgenden beschriebenen Aufbau des Dreiphasen- Wechselrichtermoduls werden die oberen drei DBC- Keramiksubstrate (4) als high-side Brückenzweighälften (A.1, B.l, Cl) und die drei unteren DBC-Keramiksubstrate (4) als low-side Brückenzweighälften (A.2, B.2, C.2) betrachtet.
Die bevorzugte Kontaktierungungsweise der Halbleiterelemente wird anhand des Brückenzweigs der Phase A beschrieben. Bonddrähte (3) verbinden die Gateanschlüsse der IGBT-Chips (SAI» SA2) mit Kontaktbereichen (6) auf den jeweiligen DBC- Keramiksubstraten (4) . Die Kontaktbereiche (6) sind isolierte Bereiche auf dem DBC-Keramiksubstrat (4) .
Auf der oben dargestellten high-side Brückenzweighälfte (A.1) sind die Anodenkontakte der Dioden (DA1) durch Bonddrähte (3 ) über eine Zwischenkontaktierung mit den Emitterkontakten der IGBT-Chips (SAi) mit dem low-side (A.2) DBC-Keramiksubstrat (4) verbunden, das auf dem Phasenpotenzial dieses Brückenzweigs (A) liegt. Exemplarisch ist eine derartige Bonddrahtverbindung (3) in Fig. 2 dargestellt. Die Länge der Bonddrähte (3) zwischen den high-side IGBTs (SA1) und dem low-side (A.2) DBC-Keramiksubstrat (4) bestimmt die wirksame Stromgegenkopplung im Schaltvorgang, d.h. bei der Stromkommutierung vom high-side (A.1) IGBT-Emitterkontakt auf die low-side Diode (DA2) oder umgekehrt. Mit dem realisierten Schlitz für den Abgriff des high-side (A.1) Hilfsemitters auf dem low-side (A.2) DBC-Keramiksubstrat wird vermieden, dass ein durch den Laststrom hervorgerufener Potentialabfall bis hin zum eigentlichen Hilfsemitterabgriff entsteht. Wäre die durch die Bonddrähtlänge wirksame Stromgegenkopplung für den high-side IGBT (SAi) zu gering, so ist eine Erhöhung der Stromgegenkopplung durch eine Reduzierung der Schlitzlänge möglich. Durch die Schlitztechnik kann der high-side Hilfsemitteranschluss, d.h. der Emittersteueranschluss (EA1) , im Rahmen (9) an eine mechanisch zugängliche Position verschoben werden.
Die Anoden der low-side Dioden (DAi) sind mittels Bonddrähten (3) über eine Zwischenkontaktierung mit den Emitterkontakten der low-side IGBT-Chips (SA2) direkt mit der Stromschiene (1) des negativen Gleichspannungsanschlusses (-) verbunden. Eine derartige Bonddrahtverbindung (3) ist in Fig. 3 beim rechten Brückenzweig (C) gezeigt. Hier bestimmt primär die Länge der Bonddrähte (3) zwischen den low-side IGBTs (SA2) und der Stromschiene (1) für den negativen Gleichspannungsanschluss (-) die wirksame Stromgegenkopplung bei der Stromkommutierung vom low-side IGBT (SA2) auf die high-side Diode (DAi) oder umgekehrt .
Da bei einer Parallelbestückung mehrerer low-side IGBTs (SA2) jeder einzelne separat über Bonddrähte (3) mit der Stromschiene (1) für den negativen Gleichspannungsanschluss (-) verbunden ist, kann eine Symmetrierung des LastStroms auf die parallel geschalteten low-side IGBTs (SA2) während des Schaltvorgangs bewirkt werden. Die beschriebene Minimierung der Bonddrahtlänge trägt somit deutlich zur Niederinduktivität des gesamten Aufbaus bei. So kann sichergestellt werden, dass bei den Schaltvorgängen mit typischen Stromänderungen von dl/dt = 3 ... 4,5 kA/μs keine unzulässig hohen Schaltüberspannungen entstehen.
In Fig. 2 ist auf dem high-side (B.1) DBC-Keramiksubstrat (4) des mittleren Brückenzweigs (B) oben links ein Temperatursensor (11) dargestellt. Der Temperatursensor (11) detektiert die Temperatur des high-side (B.1) DBC- Keramiksubstrats (4) .
Fig. 3 zeigt den Aufbau eines Dreiphasen- Wechselrichtermoduls, dem der anhand von Fig. 2 beschriebene Aufbau mit DBC-Keramiksubstraten (4) und die dort beschriebene Kontaktierung der Halbleiterelemente zugrunde liegt. Zusätzlich zu Fig. 2 sind die Stromschienen (1) für die Gleichspannungsanschlüsse (+, -), und für die Phasenanschlüsse (a, b, c) , die ultraschallverschweißten Metallfahnen (7) und der Rahmen (9) dargestellt. Der Rahmen
(9) ist auf der Grundplatte (8) angeordnet und trennt die DBC-Keramiksubstrate (4) der drei Brückenzweige (A, B, C) voneinander. Im Rahmen (9) sind die Stromschienen (1) befestigt. In der Draufsicht nach Fig. 3 verdeckt die Stromschiene (1) für den negativen Gleichspannungsanschluss
(-) im Bereich des Moduls die Stromschiene (1) für den positiven Gleichspannungsanschluss (+) , da die negative über der positiven Anschlussschiene liegt. Die beiden Stromschienen (1) sind durch eine Isolierung (5) voneinander elektrisch isoliert und verlaufen im Inneren des Moduls parallel zueinander. Die MetalIfahnen (7) , die mit den high- side (A.1, B.l, Cl) DBC-Keramiksubstraten (4) verschweißt sind, sind Teil der Stromschiene (1) , die zum positiven Gleichspannungsanschluss (+) führt. Diese Metallfahnen (7) sind rechts und links von den parallel geschalteten Dioden- Chip-Reihen (DA1, DBI/ DC1) angeordnet. Dadurch ist eine symmetrische Aufteilung des Gleichstroms auf die Halbleiterelemente sichergestellt .
Die Kontaktierung der Stromschienen (1) für die Phasenanschlüsse (a, b, c) mit dem low-side (A.2) DBC- Keratniksubstrat (4) erfolgt ebenfalls durch Ultraschallschweißen von Metallfahnen (7) der Stromschiene
(I) für die Phasenanschlüsse (a, b, c) . Eine symmetrische Stromaufteilung bezüglich der low-side Halbleiterelemente
(SA2/ DÄ2) wird hierbei dadurch erzielt, dass in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Metallfahne (7) jeweils für einen Dioden- (DA2) und einen IGBT-Chip (SA2) in der Nähe zu diesen Halbleiterelementen ultraschallverschweißt wird. Die Stromschienen (1) für die Phasenanschlüsse (a, b, c) sind kurz, die Phasenströme werden von dem jeweiligen low- side DBC-Keramiksubstrat (4) durch den Rahmen (9) zum jeweiligen Phasenanschluss (a, b, c) geleitet.
Im Rahmen (9) sind mehrere Kontakt- und Anschlusspins angeordnet. In der Nähe des Temperatursensors (11) sind in den Rahmen (9) zwei Kontaktflächen (2) eingelassen, die im Rahmen jeweils mit einem Anschlusspin (12) für den Temperatursensor (11) verbunden sind. Der Temperatursensor
(II) wird vom DBC-Keramiksubstrat (4) durch Bonddrähte (3) mit den Kontaktflächen (2) auf dem Rahmen (9) verbunden. Insofern erfüllt der Rahmen die Funktion eines Bondrahmens. Alle Kontaktpins (Gji, Ej1, Gj2) der Brückenzweige J=(A, B, C) und alle Anschlusspins (12), die mit einer Kontaktfläche (2) verbunden sind, sind so im Rahmen (9) angeordnet, dass die entsprechenden Bonddrähte (3) kurz gehalten werden. Die restlichen Kontaktpins (Ej2, Kj1 bzw. Kj2) sind in der Nähe der Stromschienen (1) für den negativen Gleichstromanschluss (-), den positiven Gleichstromanschluss ( +) bzw. für den jeweiligen Phasenanschluss (a, b oder c) angeordnet und mit der jeweiligen Stromschiene (1) im Rahmen (9) verbunden. Vorzugsweise sind diese Kontaktpins (Ej2, KJX bzw. Kj2) als von der jeweiligen Stromschiene (1) ausgeklinkte Kontaktpins ausgebildet .
Fig. 4 zeigt eine räumliche Darstellung des Dreiphasen- Wechselrichtermoduls aus Fig. 3. Die Kontakt- und Anschlusspins (12) sind in dieser Darstellung als solche besser zu erkennen. Die nicht gezeigte Leiterplatte, auf der die Elektronik zur Erfassung der Gleichspannung des Zwischenkreises angeordnet ist, wird vom Rahmen (9) getragen. Die Leiterplatte wird von den Kontakt- und Anschlusspins (12) kontaktiert. Auf der Leiterplatte ist bei dem dargestellten Wechselrichtermodul auch die Elektronik zur Ansteuerung der IGBT-Gates und zur Auswertung der Temperatur- (11) und HaIl- Sensoren angeordnet. Die Hall-Sensoren können auf der Leiterplatte befestigt sein. Sie sind Teil der Messvorrichtung (MA, MB, Mc) für die Phasenströme (iA, iB/ ic) • Die Strommessvorrichtung (MA, MB, Mc) ist um die jeweilige Stromschiene (1) für den Phasenanschluss (a, b, c) im Rahmen (9) angeordnet.
Unter der Stromschiene (1) für den negativen Gleichspannungsanschluss (-) ist in Fig. 4 ein Teil der Isolierung (5) zur Stromschiene (1) für den positiven Gleichspannungsanschluss (+) gezeigt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Isolierung (5) aus dem Material des Rahmens (9) . Bei der Herstellung des Rahmens (9) kann so vorteilhaft auch die Isolierung (5) der beiden Stromschienen (1) für die Gleichspannungsanschlüsse (+, -) erzeugt werden.
Die in dieser Darstellung gut zu erkennenden rechteckigen Aussparungen (10) im Rahmen (9) dienen der Aufnahme der Übertragerkerne der high-side (A.1, B.l, Cl) und der low- side (A.2, B.2, C.2) Gate-Treiber. Die Elektronik zur Ansteuerung der IGBT-Gates befindet sich auf der bereits beschriebenen Leiterplatte, die auf dem Rahmen (9) angeordnet ist. Die Ansteuerspannung muss transformiert werden, bevor durch sie die IGBTs (SAi, SA2) gesteuert werden. Die dazu notwendigen Transformatoren verwenden Übertragerkerne. Durch die Aufnahme der Übertragerkerne in die Aussparungen (10) im Rahmen (9) können Volumeneinsparungen von 10 bis 15 Prozent für das Dreiphasen-Wechselrichtermodul erzielt werden. Die Anschlüsse der beiden Übertragerkerne können vorteilhaft gegen Vibrationsbelastungen geschützt werden, indem der verbleibende Hohlraum der Aussparungen (10) im Rahmen (9) mit einem elastischen Feststoff gefüllt wird.
Fig. 5 zeigt eine Frontansicht des Dreiphasen- Wechselrichtermoduls. Im Vordergrund sind die Grundplatte (8) in Form eines Kühlkörpers mit Kühlprofil auf der Unterseite, der Rahmen (9) und die Phasenanschlüsse (a, b, c) dargestellt. Hinter den Phasenanschlüssen (a, b, c) bewirkt der obere Teil der Messvorrichtungen (MA, MB, Mc) für die Phasenströme iA, iB/ ic die abgerundete Erhöhung des Rahmens (9) in diesem Bereich. Die geringe Gesamthöhe des Leistungsmoduls wird durch eine Kombination der beschriebenen Merkmale erzielt . Bezugszeichenliste
+ Positiver Gleichspannungsanschluss Negativer Gleichspannungsanschluss
1 Stromschiene
2 Kontaktfläche
3 Bonddraht
4 Direct-bonded-copper Keramiksubstrat
5 Isolierung
6 Kontaktbereich
7 Metallfahne
8 Grundplatte
9 Rahmen
10 Aussparung
11 Temperatursensor
12 Anschlusspin Temperatursensor a,b,c Phasenanschluss
A, B, C Brückenzweig iA, iB, ic Phasenstrom
MA, MB, MC Phasenstrommessvorrichtung
.L1 Gleichstrom
A.l high-side Brückenzweighälfte
A.2 low-side Brückenzweighälfte
Dj1 high-side Diode des Brückenzweigs J=(A, B, C)
Dj2 low-side Diode
Sji high-side IGBT Sj2 low-side IGBT
Gji Kontaktpin für den high-side IGBT Gate-Anschluss
Gj2 Kontaktpin für den low-side IGBT Gate-Anschluss
Kj1 Kontaktpin für den high-side IGBT Kollektor- Anschluss
Kj2 Kontaktpin für den low-side IGBT Kollektor- Anschluss
Ej1 Kontaktpin für den high-side IGBT Emitter- Steueranschluss
Ej2 Kontaktpin für den low-side IGBT Emitter- Steueranschluss

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Leistungsmoduls, insbesondere eines Leistungsmoduls zum Einsatz in Hybrid- und/oder Elektrofahrzeugen, bei dem mindestens ein Halbleiterelement auf mindestens ein DBC- Keramiksubstrat (4) gelötet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rahmen (9) erstellt wird, in dem mindestens eine Stromschiene (1) befestigt wird, die über dem DBC-Keramiksubstrat (4) angeordnet ist und durch Ultraschallschweißen von mindestens einer Metallfahne (7) der Stromschiene (1) mit dem DBC- Keramiksubstrat (4) mechanisch und elektrisch verbunden wird.
2. Aufbau eines Leistungsmoduls, insbesondere zum Einsatz in Hybrid- und/oder Elektrofahrzeugen, umfassend mindestens ein Halbleiterelement auf mindestens einem DBC-Keramiksubstrat (4), dadurch gekennzeichnet, dass über dem DBC-Keramiksubstrat (4) mindestens eine Stromschiene (1) angeordnet ist, die in einem Rahmen (9) befestigt ist und durch Ultraschallschweißen von mindestens einer Metallfahne (7) der Stromschiene (1) mit einem DBC-Keramiksubstrat (4) mechanisch und elektrisch verbunden ist.
3. Aufbau nach Anspruch 2 mit mindestens zwei Gleichspannungsanschlüssen (+, -), dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stromschienen (1), die zu den Gleichspannungsanschlüssen (+, -) führen, parallel übereinander über dem DBC-Keramiksubstrat (4) angeordnet sind und durch eine Isolierung (5) elektrisch voneinander isoliert sind.
4. Aufbau nach einem der Ansprüche 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (1) mechanisch und elektrisch mit dem DBC-Keramiksubstrat (4) verbunden ist durch Ultraschallschweißen von mehreren Metallfahnen (7) der Stromschiene (1), wobei die Metallfahnen (7) bezüglich des oder der Halbleiterelemente auf dem DBC- Keramiksubstrat (4) symmetrisch angeordnet sind.
5. Aufbau nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass um mindestens eine Stromschiene (1) eine Strommessvorrichtung im Rahmen (9) angeordnet ist.
6. Aufbau eines Dreiphasen-Wechselrichtermoduls nach einem der Ansprüche 2 bis 5 umfassend je Phase einen Brückenzweig (A, B, C) , bei dem die an einen positiven Gleichspannungsanschluss (+) angeschlossene Brückenzweighälfte (A.1) und die an einen negativen Gleichspannungsanschluss (-) angeschlossene Brückenzweighälfte (A.2) jeweils mindestens einen IGBT
(SAi bzw. SA2) und mindestens eine Diode (DAi bzw. DA2) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass jede Brückenzweighälfte auf einem einzelnen DBC- Keramiksubstrat angeordnet ist, wobei mindestens die zwei DBC-Keramiksubstrate (4) eines Brückenzweigs (A, B, C) auf eine gemeinsame Grundplatte (8) gelötet sind:
7. Aufbau eines Dreiphasen-Wechselrichtermoduls nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte
(8) ein Kühlkörper aus Kupfer ist.
8. Aufbau eines Dreiphasen-Wechselrichtermoduls nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass beide DBC-Keramiksubstrate (4) eines jeden Brückenzweigs (A, B, C) gleich groß und/oder identisch mit Halbleiterelementen bestückt sind.
9. Aufbau eines Dreiphasen-Wechselrichtermoduls nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Brückenzweig (A, B, C) jeweils der Anodenkontakt der low-side (A.2) Diode (DA2) über mindestens einen Bonddraht (3) verbunden ist mit dem Emitterkontakt des low-side (A.2) IGBTs (SA2) und von dort mit der Stromschiene (1) des negativen Gleichspannungsanschlusses (-) .
10. Aufbau eines Dreiphasen-Wechselrichtermoduls nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Brückenzweig (A, B, C) jeweils der Anodenkontakt der high-side (A.1) Diode (DAi) über mindestens einen Bonddraht (3) verbunden ist mit dem Emitterkontakt des high-side (A.1) IGBTs (SA1) und von dort mit dem low-side (A.2) DBC-Keramiksubstrat (4) .
11. Aufbau eines Dreiphasen-Wechselrichtermoduls nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (9) mindestens eine Leiterplatte trägt, auf der eine Elektronik zur Erfassung der Gleichspannung des Zwischenkreises angeordnet ist, wobei der Abgriff der zu erfassenden Gleichspannung direkt von den Stromschienen (1) der beiden Gleichspannungsanschlüsse (+, -) erfolgt.
12. Aufbau eines Dreiphasen-Wechselrichtermoduls nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (9) Aussparungen (10) zur Aufnahme der beiden Übertragerkerne der high-side (A.1) und der low-side (A.2) Gate-Treiber für die IGBTs (SAi, SA2) umfasst .
13. Aufbau eines Dreiphasen-Wechselrichtermoduls nach Anspruch 12, wobei die verbleibenden Hohlräume der Aussparungen (10) im Rahmen (9) mit einem elastischen Feststoff ausgefüllt sind.
14. Aufbau eines Dreiphasen-Wechselrichtermoduls nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden DBC-Keramiksubstrate (4) jedes Brückenzweigs (A, B, C) auf einer Grundplatte (8A, 8B, 8C) angeordnet und von einem begrenzenden und abschließenden Rahmen (9A, 9B, 9C) umgeben sind, wodurch der Dreiphasen-Wechselrichter aus drei separaten identischen Modulen zusammengesetzt ist.
15. Aufbau eines Dreiphasen-Wechselrichtermoduls nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Brückenzweige (A, B und C) auf einer gemeinsamen Grundplatte (8) angeordnet sind, wodurch der Dreiphasen-Wechselrichter aus einem einzelnen Modul besteht .
16. Aufbau eines Dreiphasen-Wechselrichtermoduls nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromschiene (1) jeweils den positiven Gleichspannungsanschluss (+) aller drei Brückenzweige
(A, B, C) abgreift und eine zweite, elektrisch isolierte und parallel angeordnete Stromschiene (1) jeweils den negativen Gleichspannungsanschluss (-) aller drei Brückenzweige (A, B, C) abgreift.
PCT/DE2009/000317 2008-04-15 2009-03-05 Verfahren zur herstellung und aufbau eines leistungsmoduls WO2009127179A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112009000737.6T DE112009000737B4 (de) 2008-04-15 2009-03-05 Aufbau eines Dreiphasen-Wechselrichtermoduls

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008018841A DE102008018841A1 (de) 2008-04-15 2008-04-15 Verfahren zur Herstellung und Aufbau eines Leistungsmoduls
DE102008018841.7 2008-04-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009127179A1 true WO2009127179A1 (de) 2009-10-22

Family

ID=41051105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2009/000317 WO2009127179A1 (de) 2008-04-15 2009-03-05 Verfahren zur herstellung und aufbau eines leistungsmoduls

Country Status (2)

Country Link
DE (2) DE102008018841A1 (de)
WO (1) WO2009127179A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102800638A (zh) * 2011-05-24 2012-11-28 赛米控电子股份有限公司 具有第一和第二子系统的功率电子系统
CN110246808A (zh) * 2018-03-09 2019-09-17 南京银茂微电子制造有限公司 具有降低的结温的功率模块及其制造方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010050315C5 (de) * 2010-11-05 2014-12-04 Danfoss Silicon Power Gmbh Verfahren zur Herstellung von gesinterten, elektrischen Baugruppen und damit hergestellte Leistungshalbleitermodule
DE102011076324B4 (de) * 2011-05-24 2014-04-10 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungselektronisches System mit Verbindungseinrichtung erster und zweiter Subsysteme
DE102013204889A1 (de) 2013-03-20 2014-09-25 Robert Bosch Gmbh Leistungsmodul mit mindestens einem Leistungsbauelement
DE102014219998B4 (de) 2014-10-02 2020-09-24 Vitesco Technologies GmbH Leistungsmodul, Leistungsmodulgruppe, Leistungsendstufe sowie Antriebssystem mit einer Leistungsendstufe

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0578108A1 (de) * 1992-06-30 1994-01-12 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Halbleiter-Leistungsmodul
EP0773587A2 (de) * 1995-11-13 1997-05-14 Asea Brown Boveri Ag Verfahren zum Herstellen eines Leistingshalbleitermoduls
US20020034088A1 (en) * 2000-09-20 2002-03-21 Scott Parkhill Leadframe-based module DC bus design to reduce module inductance
EP1265282A2 (de) * 2001-06-08 2002-12-11 SEMIKRON Elektronik GmbH Schaltungsanordnung
EP1376696A1 (de) * 2001-03-30 2004-01-02 Hitachi, Ltd. Halbleiterbauelement
DE10316355B3 (de) * 2003-04-10 2004-07-01 Semikron Elektronik Gmbh Leistungshalbeitermodul mit flexibler äusserer Anschlussbelegung
EP1711040A1 (de) * 2005-03-30 2006-10-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Schaltungsvorrichtung und Herstellungsverfahren dafür

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5539254A (en) * 1994-03-09 1996-07-23 Delco Electronics Corp. Substrate subassembly for a transistor switch module
DE19645636C1 (de) * 1996-11-06 1998-03-12 Telefunken Microelectron Leistungsmodul zur Ansteuerung von Elektromotoren
JPH11346480A (ja) * 1998-06-02 1999-12-14 Hitachi Ltd インバータ装置
DE10102621B4 (de) 2001-01-20 2006-05-24 Conti Temic Microelectronic Gmbh Leistungsmodul
DE10204200A1 (de) 2002-02-01 2003-08-21 Conti Temic Microelectronic Leistungsmodul

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0578108A1 (de) * 1992-06-30 1994-01-12 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Halbleiter-Leistungsmodul
EP0773587A2 (de) * 1995-11-13 1997-05-14 Asea Brown Boveri Ag Verfahren zum Herstellen eines Leistingshalbleitermoduls
US20020034088A1 (en) * 2000-09-20 2002-03-21 Scott Parkhill Leadframe-based module DC bus design to reduce module inductance
EP1376696A1 (de) * 2001-03-30 2004-01-02 Hitachi, Ltd. Halbleiterbauelement
EP1265282A2 (de) * 2001-06-08 2002-12-11 SEMIKRON Elektronik GmbH Schaltungsanordnung
DE10316355B3 (de) * 2003-04-10 2004-07-01 Semikron Elektronik Gmbh Leistungshalbeitermodul mit flexibler äusserer Anschlussbelegung
EP1711040A1 (de) * 2005-03-30 2006-10-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Schaltungsvorrichtung und Herstellungsverfahren dafür

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102800638A (zh) * 2011-05-24 2012-11-28 赛米控电子股份有限公司 具有第一和第二子系统的功率电子系统
CN110246808A (zh) * 2018-03-09 2019-09-17 南京银茂微电子制造有限公司 具有降低的结温的功率模块及其制造方法
CN110246808B (zh) * 2018-03-09 2021-08-10 南京银茂微电子制造有限公司 具有降低的结温的功率模块及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE112009000737A5 (de) 2011-01-05
DE102008018841A1 (de) 2009-10-22
DE112009000737B4 (de) 2023-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015012915B4 (de) Anordnung von Halbleiterelementen auf einem Halbleitermodul für ein Leistungsmodul oder entsprechendes Verfahren
DE102020205420A1 (de) Halbbrückenmodul für einen Inverter eines elektrischen Antriebs eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs und Inverter für einen elektrischen Antrieb eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs
DE112017007673B4 (de) Halbleitereinrichtung, Leistungsumwandlungsvorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitereinrichtung
DE102020208438A1 (de) Inverter für einen elektrischen Antrieb eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs, Baukastensystem und ein Verfahren zum Herstellen des Inverters
DE112009000737B4 (de) Aufbau eines Dreiphasen-Wechselrichtermoduls
DE102016206233A1 (de) Leistungsmodul mit einem Ga-Halbleiterschalter sowie Verfahren zu dessen Herstellung, Wechselrichter und Fahrzeugantriebsystem
DE102015224422A1 (de) Elektronische Schaltungseinheit
WO2014173801A1 (de) Leistungsmodul, stromrichter und antriebsanordnung mit einem leistungsmodul
EP1755163A1 (de) Leistungshalbleitermodul mit Leitungssegment
DE102021203144A1 (de) Leistungsmodul für einen elektrischen Antrieb eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs, Inverter mit einem solchen Leistungsmodul
DE102020214045A1 (de) Halbbrücke für einen elektrischen Antrieb eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs, Leistungsmodul für einen Inverter und Inverter
DE102020204358A1 (de) Halbbrückenmodul für einen Inverter eines elektrischen Antriebs eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs und Inverter für einen elektrischen Antrieb eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs
EP3949103A1 (de) Elektronische schaltungseinheit
EP2174350B1 (de) Anordnung mit zumindest einem halbleiterbauelement, insbesondere einem leistungshalbleiterbauelement zur leistungssteuerung hoher ströme
DE10054489A1 (de) Leistungs-Umrichtermodul
EP4099555A1 (de) Halbbrücke für einen elektrischen antrieb eines elektrofahrzeugs oder eines hybridfahrzeugs, leistungsmodul für einen inverter und inverter
DE102019212727B4 (de) Halbleitervorrichtung und elektrische Leistungsumwandlungseinrichtung
DE102021203704A1 (de) Halbbrücke, Leistungsmodul und Inverter für einen elektrischen Antrieb eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs
WO2022128999A1 (de) Inverter
WO2016198460A1 (de) Leistungsstromrichter mit parallel geschalteten halbleiterschaltern
EP1352427B1 (de) Schaltungsanordnung mit in chips angeordneten halbleiterbauelementen
DE19732723B4 (de) Induktivitätsarme Schaltungsanordnung
DE102022207922B3 (de) Leistungselektronikmodul, Elektroantrieb und Kraftfahrzeug
DE10114125A1 (de) Aus mehreren Leistungsmodulen bestehende elektronische Leistungsschaltung
DE102021205280A1 (de) Halbbrücke, Leistungsmodul und Inverter für einen elektrischen Antrieb eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09732310

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REF Corresponds to

Ref document number: 112009000737

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20110105

Kind code of ref document: P

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09732310

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1