WO2018158202A1 - Leistungsmodul - Google Patents

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WO2018158202A1
WO2018158202A1 PCT/EP2018/054711 EP2018054711W WO2018158202A1 WO 2018158202 A1 WO2018158202 A1 WO 2018158202A1 EP 2018054711 W EP2018054711 W EP 2018054711W WO 2018158202 A1 WO2018158202 A1 WO 2018158202A1
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power module
parts
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module
clamped
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PCT/EP2018/054711
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Kai Kriegel
Gerhard Mitic
Karl Weidner
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
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    • H01L2224/40225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation

Definitions

  • Power module The invention relates to a power module.
  • the power module according to the invention has at least two Tei ⁇ le, which are electrically contacting and / or thermally contacting clamping and / or pluggable. Before- the at least two parts are ⁇ Trains t in the inventive power module with each other, thermal contact is clamped and / or inserted in particular to an integrally handleable module electrically and / or.
  • the two parts can be electrically and / or thermally contacted with one another by clamping and / or plugging these together. Consequently, the assembly in the power ⁇ module according to the invention is significantly simplified. Unlike known Leis ⁇ processing modules, it is not necessary to position the at least two parts in a first step to one another and below about cohesively together electrically and / or thermally contact. Rather, the parts to be contacted with each other are easily brought to one another and electrically and / or thermally contacted as a result of the clamping.
  • the at least two parts are preferably electronic or electrical components ;
  • one or more or all of the parts of the power module with a component of the group semiconductor device, in particular transistor and / or diode, and / or cooler and / or heat sink and / or terminal frame and / or control device are formed.
  • a component of the group semiconductor device in particular transistor and / or diode, and / or cooler and / or heat sink and / or terminal frame and / or control device are formed.
  • a component of the group semiconductor device in particular transistor and / or diode, and / or cooler and / or heat sink and / or terminal frame and / or control device are formed.
  • Just one or more of the aforementioned components are in the power module according to the invention easily positioned to each other mounted and electrically and / or thermally contacted with each other.
  • One or more or all of the parts, in particular fluid-tight, are preferably enclosed in the power module according to the invention.
  • the parts can be clamped and / or plugged into a larger module without subsequently providing a housing around this module. Rather, due to the housing of individual parts additional housing can be omitted. In this embodiment of the invention, therefore, the production and in particular the Installation of the power module according to the invention significantly simplified.
  • the at least two parts mutually corresponding clamping ⁇ profile, by means of which the parts, in particular as clamping blocks, clamp and expedient also pluggable are.
  • clamping profiles are designed to be similar in terms of the connection principle, such as clamping profiles of clamping components in the toy sector, such as terminal blocks, which are known under the brand name "LEGO". Consequently, the parts only have to be moved with their clamping profiles to each other to mechanically lock the parts together and at the same time to contact electrically and / or thermally.
  • the inventive Leis ⁇ processing module respectively a first clamping profile projections and a second clamping profile recesses which correspond to the pre ⁇ jumps.
  • the projections of the first clamping profile can be clamped in the recesses, so that the clamping profiles are frictionally connected to each other.
  • the projections and / or recesses have electrically and / or thermally conductive side walls.
  • projections and recesses of Klemmpro ⁇ file easily electrically and / or thermally contacting from ⁇ are formed.
  • projections and / or recesses are formed with metal side walls.
  • projections and / or recesses must have not necessarily completely electrically and / or thermally lei ⁇ tend side walls, but the side walls also consist of several materials, of which only one or a part formed conductive / are Kgs be manufactured ⁇ nen.
  • the clamping profiles are at least partially electrically insulated.
  • a further step after locking the parts for electrical insulation is not required. Rather, the isolation of the parts due to the formation of the clamping profiles already given after the terminals and / or plugging the at least two parts together.
  • the power module according to the invention has at least three parts which, viewed in at least one direction, are clamped and / or inserted successively.
  • the simple assembly can be mounted very costly ⁇ and individual geometries of parts of the power ⁇ module and at the same time contacted electrically and / or thermally.
  • at least one further connecting means is additionally EXISTING ⁇ in the inventive power module.
  • the parts of the power module may preferably, after being clamped together, additionally be screwed, crimped, riveted or glued together.
  • the varnishmo ⁇ module according to the invention can also form suitable for harsh operating conditions, such as mechanical vibrations.
  • the at least two parts are particularly preferably contacted both electrically and thermally with one another.
  • an electrically conductive and a heat-conducting contacting can thus easily be realized without difficulty.
  • surface contacts can be rea ⁇ l array which allow efficient and more particularly to heat-spreading heat removal by means of expedient provided clamping profiles.
  • the substrate 20 has on two mutually select ⁇ facing flat sides 30, 40 on each of copper metallizations 50, 60, are connected to which other components of the power module 10 electrically contacted.
  • IGBT transistor Insulated Gate Bipolar Transistor
  • the components 70, 80 are by means of an injection-molded onto the sub ⁇ strat 20 housing 100 which strat along the sur fa ⁇ speaking extensions of the first flat side 30 with the sub-20 fluid-tightly closes, enclosed.
  • the first 30 facing away, flat side 40 is a base plate 120 ther ⁇ mically connected by means of a solder layer 110, which is designed for thermal connection of the substrate 20 to a cooling module.
  • the substrate 20 together with the components 70, 80 and the solder layers 90, 110 and the housing 100 and the basic plate 120 is a power electronics module 130 of the processing module Leis ⁇ 10th
  • the power module 10 also includes a cooling module 140 with a cooling channel 150, formed in the illustrated embodiment from ⁇ for water cooling.
  • a control and interface module 160 is present, wel ⁇ ches to a control means 170, and has a connection frame 180, the lead frame 180 to make electrical contact to the diode and the control means 170 are provided for making electrical contact to the IGBT transistor is.
  • Both the cooling module 140 and the control and connection ⁇ module 160 are each formed as a flat part, each with their sur fa ⁇ speaking extents along the flat Warreckungsrich- obligations in the operational power module 10 of the flat sides 30, 40 of the substrate 20 of the power extend module 10 and perpendicular to have a smaller by more than ei ⁇ nen factor 10 dimensions.
  • STEU ⁇ er sensible 170 are in the direction of the flat Warreckungsrich- obligations of the flat sides 30, 40 of the substrate 20 of the power module 10 are arranged offset.
  • both the power electronics module 130 and the cooling module 140 and the control and connection module 160 are clamped and plugged together and electrically and thermally contacted by means of plugging together.
  • power electronics module 130 and cooling module 140 and control and connection module 160 in the exemplary embodiment shown on the sides adjacent to one another in the power module 10 according to the invention have the form of clamping profiles of terminal blocks.
  • the housing 100 of the Leis ⁇ consumer electronics assembly 130 nubs 200 extending perpendicular to the planar extensions of the flat sides 30, 40 of the substrate 20 from the substrate 20 paths.
  • the nubs have a frusto-conical shape, with their tapered ends away from the substrate 20.
  • control and An ⁇ final module 160 correspond clamping channels 210, wel ⁇ che hinein perpendicular into the control and connection module 160 and which receive the nubs 200 in the assembled state of the power module 10 by clamping, ie the
  • Knobs 200 are frictionally engaged in the clamping channels 210 Festge ⁇ sets, so that the knobs 200 can be solved only with significant and normal operation of the power module 10 typically not occurring forces from the clamping channels 210.
  • Knobs 200 may be formed in not specifically illustrated istsbeispie ⁇ len also in the same manner as with such a clamping blocks and the clamping channels as an intermediate which is located between the straight side walls and cylindrical sleeves space be formed.
  • the base plate 120 of the power electronics module 130 also has clamping channels 210 on its side facing away from the substrate 20, which extend perpendicularly into the base plate 120.
  • terminal 120 also comprises the cooling module 140 at its output the electric ⁇ nikbauuite 130 side facing nubs 200, which are formed as described above.
  • the nubs 200 are formed in the embodiment shown in Fig. 1 with metal, here made of copper.
  • the nubs 200 are in this case by means of a copper-made nub base plate 230, from which they continue to each other connected.
  • the nub base plate 230 extends as
  • the nub base plate 230 is electrically insulated by means of an electrically insulating plastic, with which the Noppengrund ⁇ plate 230 is encapsulated 230 (not explicitly shown).
  • the clamping channels 210 are each formed with copper sidewalls, which in each case extend into the power electronics module 130 and / or the control and connection module 160 from a front end which is likewise encapsulated with insulating plastic. In this way, with ⁇ means of the knobs 200 and the clamping channels 210 ensures an electrically conductive connection. At the same time, due to the copper material by means of the knobs 200 and 210 of the clamping channels a good thermal connection in particular the Leis ⁇ consumer electronics assembly 130 and the cooling module reali Siert ⁇ 140th
  • the power module 10 according to the invention can be manufactured according to the invention easily by the control and An ⁇ final module 160, the power electronics module 130 and the cooling module 140 are put together. For this it is out ⁇ sufficient to move the control and connection module 160 and counselelekt ⁇ ronikbauuite 130 and cooling module for respective connection to each other along the respectively shown in FIG. 1, arrows 400 to each other and so as to lock mechanically.
  • the embodiment shown in Fig. 2 differs from the embodiment shown in Fig. 1 in that instead of a water cooling in Fig. 2, a cooling module 140 is formed for air cooling, is present.
  • the cooling module 140 has ⁇ cooling fins 300, by means of which a heat transfer can be made of it passing air.
  • the example shown in Fig. 2 paragraphmo ⁇ dul 10 corresponds to ⁇ the example shown in FIG. 1, power module 10.
  • cooling module 140, power ⁇ electronics assembly 130 and control and connection module 160 are additionally screwed together, compressed, genie ⁇ tet or glued, so The power module withstands vibration.

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Abstract

Bei dem Leistungsmodul mit mindestens zwei Teilen sind diese miteinander elektrisch und/oder thermisch kontaktierend steck- und/oder klemmbar.

Description

Beschreibung
Leistungsmodul Die Erfindung betrifft ein Leistungsmodul.
In der Leistungselektronik, insbesondere bei Leistungsmodu¬ len, werden regelmäßig elektronische Bauelemente auf Substra¬ ten, wie insbesondere Leiterplatten oder DCB-Keramiken oder Anschlussrahmen fixiert und mittels Drahtbondens elektrisch kontaktiert. Die Drahtbonds verbinden dabei Kontaktflächen der Bauelemente mit elektrischen Kontaktflächen des Substrats. Solche Drahtbonds sind typischerweise fragil und be¬ grenzen die Lebensdauer von Leistungselektroniken und Leis- tungsmodulen . Ferner ist mittels Drahtbondens die räumliche
Gestaltung von Leistungselektroniken nur wenig flexibel. Weiterhin erfordert das Drahtbonden eine aufwändige Montage, so dass eine kostengünstige Automatisierung nur schwer möglich ist. Die Montage ist daher regelmäßig vergleichsweise teuer.
Auch eine thermische Kontaktierung von Teilen von Leistungsmodulen, etwa von Kühlkörpern, ist regelmäßig aufwendig.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Leis- tungsmodul zu schaffen, bei welchem insbesondere die elektri¬ sche und/oder thermische Kontaktierung vereinfacht ist. Ins¬ besondere soll eine leichtere Montage sowie eine erhöhte Le¬ bensdauer erreicht werden können. Diese Aufgabe der Erfindung wird mit einem Leistungsmodul mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den zugehörigen Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung angegeben .
Das erfindungsgemäße Leistungsmodul weist zumindest zwei Tei¬ le auf, welche miteinander elektrisch kontaktierend und/oder thermisch kontaktierend klemm- und/oder steckbar sind. Bevor- zugt sind bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul die zumin¬ dest zwei Teile miteinander, insbesondere zu einem einstückig handhabbaren Modul, elektrisch und/oder thermisch kontaktierend geklemmt und/oder gesteckt.
Bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul lassen sich infolge der klemmbaren Ausbildung der zumindest zwei Teile die zwei Teile miteinander elektrisch und/oder thermisch kontaktieren, indem diese miteinander geklemmt und/oder gesteckt werden. Folglich ist die Montage bei dem erfindungsgemäßen Leistungs¬ modul deutlich vereinfacht. Anders als bei bekannten Leis¬ tungsmodulen ist es nicht erforderlich, die zumindest zwei Teile in einem ersten Schritt zueinander zu positionieren und nachfolgend etwa stoffschlüssig miteinander elektrisch und/oder thermisch zu kontaktieren. Vielmehr sind die miteinander zu kontaktierenden Teile einfach zueinander bringbar und infolge der Klemmung elektrisch und/oder thermisch kontaktierbar . Vorzugsweise sind bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul die zumindest zwei Teile elektronische oder elektrische Bau¬ teile; insbesondere sind eines oder mehrere oder sämtliche der Teile des Leistungsmoduls mit einem Bauteil der Gruppe Halbleiterbauteil, insbesondere Transistor und/oder Diode, und/oder Kühler und/oder Kühlkörper und/oder Anschlussrahmen und/oder Steuereinrichtung gebildet. Gerade eines oder mehrere der vorgenannten Bauteile sind bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul einfach zueinander positioniert montierbar und miteinander elektrisch und/oder thermisch kontaktierbar.
Bevorzugt sind bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul eines oder mehrere oder sämtliche der Teile, insbesondere fluid- dicht, umhaust. Auf diese Weise können die Teile zu einem größeren Modul geklemmt und/oder gesteckt sein, ohne dass nachfolgend eine Umhausung um dieses Modul herum vorzusehen ist. Vielmehr können aufgrund der Umhausung einzelner Teile zusätzliche Umhausungen entfallen. In dieser Weiterbildung der Erfindung ist daher die Fertigung und insbesondere die Montage des erfindungsgemäßen Leistungsmoduls deutlich vereinfacht .
Zweckmäßig weisen bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul die zumindest zwei Teile miteinander korrespondierende Klemm¬ profile auf, mittels welchen die Teile, insbesondere als Klemmbausteine, klemmbar und zweckmäßig auch steckbar, sind. Insbesondere sind solche Klemmprofile vom Verbindungsprinzip her gleichartig ausgebildet wie etwa Klemmprofile von Klemm- bausteinen im Spielzeugbereich, etwa von Klemmbausteinen, die unter dem Markennamen "LEGO" bekannt sind. Folglich müssen die Teile lediglich mit ihren Klemmprofilen zueinander bewegt werden, um die Teile miteinander mechanisch zu arretieren und zugleich elektrisch und/oder thermisch zu kontaktieren.
Besonders bevorzugt weist bei dem erfindungsgemäßen Leis¬ tungsmodul jeweils ein erstes Klemmprofil Vorsprünge und ein zweites Klemmprofil Ausnehmungen auf, welche mit den Vor¬ sprüngen korrespondieren. Auf diese Weise können die Vor- sprünge des ersten Klemmprofils in die Ausnehmungen geklemmt werden, so dass die Klemmprofile miteinander reibschlüssig verbunden sind. Zweckmäßigerweise weisen bei dem erfindungs¬ gemäßen Leistungsmodul die Vorsprünge und/oder Ausnehmungen elektrisch und/oder thermisch leitende Seitenwände auf. Auf diese Weise können Vorsprünge und Ausnehmungen der Klemmpro¬ file leicht elektrisch und/oder thermisch kontaktierend aus¬ gebildet werden. Zweckmäßigerweise sind Vorsprünge und/oder Ausnehmungen mit metallenen Seitenwänden ausgebildet. Es versteht sich, dass Vorsprünge und/oder Ausnehmungen nicht not- wendigerweise vollständig elektrisch und/oder thermisch lei¬ tende Seitenwände aufweisen müssen, sondern Seitenwände auch aus mehreren Materialien, von welchen lediglich eines oder ein Teil leitend ausgebildet ist/sind, gefertigt werden kön¬ nen .
Vorzugsweise sind bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul die Klemmprofile zumindest bereichsweise elektrisch isoliert. Auf diese Weise ist bei der Montage des erfindungsgemäßen Leistungsmoduls ein weiterer Schritt nach der Arretierung der Teile zur elektrischen Isolierung nicht erforderlich. Vielmehr ist die Isolierung der Teile infolge der Ausbildung der Klemmprofile bereits nach dem Klemmen und/oder Stecken der zumindest zwei Teile miteinander gegeben.
Besonders bevorzugt weist das erfindungsgemäße Leistungsmodul zumindest drei Teile auf, welche zumindest in einer Richtung betrachtet aufeinanderfolgend geklemmt und/oder gesteckt sind. Gerade mittels der einfachen Montage können sehr auf¬ wändige und individuelle Geometrien von Teile des Leistungs¬ moduls montiert und zugleich elektrisch und/oder thermisch kontaktiert werden. Geeigneterweise ist bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul zusätzlich zumindest ein weiteres Verbindungsmittel vorhan¬ den. So können die Teile des Leistungsmoduls vorzugsweise, nachdem sie miteinander geklemmt sind, zusätzlich miteinander verschraubt, zusammengezwängt, genietet oder geklebt sein. Auf diese Weise lässt sich das erfindungsgemäße Leistungsmo¬ dul auch für raue Betriebsbedingungen, wie etwa mechanischen Vibrationen, geeignet ausbilden.
Besonders bevorzugt sind bei dem erfindungsgemäßen Leistungs- modul die zumindest zwei Teile sowohl elektrisch als auch thermisch miteinander kontaktiert. Insbesondere ist somit mittels metallischer Materialien eine zugleich elektrisch leitende und eine wärmeleitende Kontaktierung leicht unauf- wändig realisierbar. Vorteilhafterweise können mittels zweck- mäßig vorgesehener Klemmprofile flächige Kontaktierungen rea¬ lisiert werden, welche einen effizienten und insbesondere wärmespreizenden Wärmeabtransport ermöglichen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zei¬ gen : Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsge¬ mäßen Leistungsmoduls in einer Explosionsdarstel¬ lung schematisch in Längsschnitt sowie Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsge¬ mäßen Leistungsmoduls in einer Explosionsdarstel¬ lung schematisch in Längsschnitt.
Das in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Leistungsmodul 10 weist in an sich bekannter Weise ein Substrat 20 in Ge¬ stalt eines Flachteils, im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Aluminiumnitrid-AMB-Substrat (AMB = engl.: „Active metal braze") , auf. Das Substrat 20 weist an zwei einander abge¬ wandten Flachseiten 30, 40 jeweils Kupfermetallisierungen 50, 60 auf, an welche weitere Bauteile des Leistungsmoduls 10 elektrisch kontaktiert sind.
An einer ersten 30 der Flachseiten 30, 40 des Leistungsmoduls 10 sind elektronische Bauteile 70, 80, im dargestellten Aus- führungsbeispiel ein IGBT-Transistor (IGBT = engl. „Insulated Gate Bipolar Transistor") sowie eine Diode, angebunden. Die Bauteile 70, 80 weisen jeweils eine dem Substrat 20 zugewand¬ te Flachseite auf, die jeweils eine Kontaktfläche 84 auf¬ weist, an welcher das jeweilige Bauteil 70, 80 mittels Löt- schichten 90 an die Kupfermetallisierungen 50 des Substrats 20 des Leistungsmoduls 10 angebunden und elektrisch kontaktiert ist. Die Bauteile 70, 80 sind mittels eines an das Sub¬ strat 20 angespritzten Gehäuses 100, welches entlang der flä¬ chigen Erstreckungen der ersten Flachseite 30 mit dem Sub- strat 20 fluiddicht abschließt, eingehaust.
Mit einer zweiten, der ersten 30 abgewandten, Flachseite 40 ist mittels einer Lötschicht 110 eine Grundplatte 120 ther¬ misch verbunden, die zur thermischen Anbindung des Substrats 20 an ein Kühlmodul ausgebildet ist.
Das Substrat 20 bildet gemeinsam mit den Bauteilen 70, 80 und den Lötschichten 90, 110 sowie dem Gehäuse 100 und der Grund- platte 120 eine Leistungselektronikbaugruppe 130 des Leis¬ tungsmoduls 10.
Das Leistungsmodul 10 umfasst zudem ein Kühlmodul 140 mit ei- nem Kühlkanal 150, im dargestellten Ausführungsbeispiel aus¬ gebildet zur Wasserkühlung.
Ferner ist ein Steuer- und Anschlussmodul 160 vorhanden, wel¬ ches zum einen eine Steuereinrichtung 170, sowie einen An- schlussrahmen 180 aufweist, wobei der Anschlussrahmen 180 zur elektrischen Kontaktierung an die Diode und die Steuereinrichtung 170 zur elektrischen Kontaktierung an den IGBT- Transistor vorgesehen ist. Sowohl das Kühlmodul 140 als auch das Steuer- und Anschluss¬ modul 160 sind jeweils als Flachteil ausgebildet, welche sich im betriebsbereiten Leistungsmodul 10 jeweils mit ihren flä¬ chigen Erstreckungen entlang der flächigen Erstreckungsrich- tungen der Flachseiten 30, 40 des Substrats 20 des Leistungs- moduls 10 erstrecken und senkrecht dazu eine um mehr als ei¬ nen Faktor 10 geringere Abmessungen aufweisen. Bei dem Steuer- und Anschlussmodul 160 sind Anschlussrahmen 180 und Steu¬ ereinrichtung 170 in Richtung der flächigen Erstreckungsrich- tungen der Flachseiten 30, 40 des Substrats 20 des Leistungs- moduls 10 versetzt angeordnet.
Bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul 10 sind sowohl die Leistungselektronikbaugruppe 130 als auch das Kühlmodul 140 sowie das Steuer- und Anschlussmodul 160 als miteinander klemm- und steckbar und mittels Aneinandersteckens zugleich elektrisch und thermisch kontaktierbar ausgebildet.
Dazu weisen Leistungselektronikbaugruppe 130 und Kühlmodul 140 und Steuer- und Anschlussmodul 160 im gezeigten Ausfüh- rungsbeispiel an den im erfindungsgemäßen Leistungsmodul 10 aneinander anliegenden Seiten die Gestalt von Klemmprofilen von Klemmbausteinen auf. So weist das Gehäuse 100 der Leis¬ tungselektronikbaugruppe 130 Noppen 200 auf, welche sich senkrecht zu den flächigen Erstreckungen der Flachseiten 30, 40 des Substrats 20 vom Substrat 20 Wegstrecken. Die Noppen weisen eine Kegelstumpfartige Form auf, welche mit ihren sich verjüngenden Enden vom Substrat 20 fortweisen.
Korrespondierend mit den Noppen 200 weist das Steuer- und An¬ schlussmodul 160 korrespondierende Klemmkanäle 210 auf, wel¬ che sich senkrecht in das Steuer- und Anschlussmodul 160 hineinstrecken und welche die Noppen 200 im zusammengesetzten Zustand des Leistungsmoduls 10 klemmend aufnehmen, d.h. die
Noppen 200 sind reibschlüssig in den Klemmkanälen 210 festge¬ legt, sodass sich die Noppen 200 nur mit deutlichem und im Normalbetrieb des Leistungsmoduls 10 typischerweise nicht auftretenden Kräften aus den Klemmkanälen 210 lösen lassen. Somit sind das Steuer- und Anschlussmodul 160 und die Leis¬ tungselektronikbaugruppe 130 in der Art von Klemmbausteinen, wie sie beispielsweise im Spielzeugbereich unter dem Markennamen „Lego" seit Jahrzehnten bis heute im Wesentlichen unverändert vertrieben werden, miteinander festgelegt und so mechanisch miteinander verbunden. Grundsätzlich können die
Noppen 200 in nicht eigens dargestellten Ausführungsbeispie¬ len auch in derselben Weise wie bei solchen Klemmbausteinen geformt sein und die Klemmkanäle können als zwischen geraden Seitenwänden und zylindrischen Hülsen befindliche Zwischen- räume gebildet sein.
Die Grundplatte 120 der Leistungselektronikbaugruppe 130 weist an ihrer dem Substrat 20 abgewandten Seite ebenfalls Klemmkanäle 210 auf, welche sich senkrecht in die Grundplatte 120 hineinstrecken. Korrespondierend mit diesen Klemmkanälen 120 weist das Kühlmodul 140 an seiner der Leistungselektro¬ nikbaugruppe 130 zugewandten Seite ebenfalls Noppen 200 auf, welche ausgebildet sind wie oben beschrieben. Die Noppen 200 sind im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel mit Metall, hier aus Kupfer, gebildet. Die Noppen 200 sind dabei mittels einer aus Kupfer gefertigten Noppengrundplatte 230, von der sie sich fortstrecken, miteinander verbunden. Die Noppengrundplatte 230 erstreckt sich als
Flachteil mit ihren flächigen Erstreckungen parallel zu den flächigen Erstreckungen der Flachseiten 30, 40 des Substrats 20. Die Noppengrundplatte 230 ist dabei mittels eines elekt- risch isolierenden Kunststoffs, mit welchem die Noppengrund¬ platte 230 umspritzt ist, elektrisch isoliert (nicht explizit dargestellt) . Die Klemmkanäle 210 sind jeweils mit kupfernen Seitenwänden gebildet, welche sich jeweils von einem ebenfalls mit isolierendem Kunststoff umspritzten Stirnende in die Leistungselektronikbaugruppe 130 und/oder das Steuer- und Anschlussmodul 160 hineinstrecken. Auf diese Weise ist mit¬ tels der Noppen 200 und der Klemmkanäle 210 eine elektrisch leitende Verbindung gewährleistet. Zugleich ist aufgrund des Kupfermaterials mittels der Noppen 200 und der Klemmkanäle 210 eine gute thermische Anbindung insbesondere der Leis¬ tungselektronikbaugruppe 130 und des Kühlmoduls 140 reali¬ siert .
Damit kann das erfindungsgemäße Leistungsmodul 10 erfindungs- gemäß leicht gefertigt werden, indem das Steuer- und An¬ schlussmodul 160, die Leistungselektronikbaugruppe 130 und das Kühlmodul 140 zusammengesteckt werden. Dazu ist es hin¬ reichend, Steuer- und Anschlussmodul 160 und Leistungselekt¬ ronikbaugruppe 130 und Kühlmodul zur jeweiligen Verbindung miteinander entlang der in Fig. 1 jeweils dargestellten Pfeile 400 aufeinander zu zubewegen und so mechanisch zu arretieren .
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel darin, dass anstelle einer Wasserkühlung in Fig. 2 ein Kühlmodul 140 ausgebildet zur Luftkühlung, vorhanden ist.
Im Unterschied zum Kühlmodul 140 weist das Kühlmodul 140 λ Kühlrippen 300 auf, mittels welchen eine Wärmeabgabe an daran vorbeistreichender Luft erfolgen kann. Im Übrigen entspricht das in Fig. 2 dargestellte Leistungsmo¬ dul 10 λ dem in Fig. 1 dargestellten Leistungsmodul 10.
In weiteren, nicht eigens dargestellten, Ausführungsbeispie- len, welche im Übrigen dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel entsprechen, sind Kühlmodul 140, Leistungs¬ elektronikbaugruppe 130 und Steuer- und Anschlussmodul 160 zusätzlich miteinander verschraubt, zusammengezwängt, genie¬ tet oder verklebt, sodass das Leistungsmodul auch Vibrationen standhält.

Claims

Patentansprüche
1. Leistungsmodul mit mindestens zwei Teilen (130, 140, 140 160) welche miteinander elektrisch und/oder thermisch kontak- tierend steck- und/oder klemmbar sind.
2. Leistungsmodul nach Anspruch 1, bei welchem die zumindest zwei Teile (130, 140, 140 160) miteinander, insbesondere zu einem einstückig handhabbaren Modul (10, 10 λ), geklemmt und/oder gesteckt sind.
3. Leistungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem einer der oder die zumindest zwei Teile (130, 140, 140 160) des Leistungsmoduls mit einem Halbleiterbau- teil, insbesondere einem Transistor und/oder einer Diode, und oder einem Kühler und/oder einem Kühlkörper und/oder einem Anschlussrahmen und/oder einer Steuereinrichtung gebildet ist/sind .
4. Leistungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem einer oder mehrere oder sämtliche der miteinander geklemmten und/oder gesteckten Teile (130, 140, 140 160), vorzugsweise fluiddicht, umhaust sind.
5. Leistungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die zumindest zwei Teile (130, 140, 140 160) miteinander korrespondierende Klemmprofile aufweisen, mittels welchem die Teile (130, 140, 140 160), insbesondere als Klemmbausteine, klemmbar sind.
6. Leistungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem ein oder mehrere Klemmprofile (200) einen oder mehrere Vorsprünge aufweisen sowie ein oder mehrere Klemmpro¬ file eine oder mehrere Ausnehmungen (210) aufweist/en, welche mit dem oder den Vorsprüngen korrespondieren.
7. Leistungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der eine oder die mehreren Vorsprünge (200) und/oder die eine oder die mehreren Ausnehmungen (210) elektrisch leitende Seitenwände aufweisen.
8. Leistungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Klemmprofile zumindest bereichsweise elekt¬ risch isoliert sind.
9. Leistungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit zumindest drei Teilen (130, 140, 140 160), welche zumindest in einer Richtung betrachtet aufeinanderfolgend geklemmt sind .
10. Leistungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem zusätzlich weitere Verbindungsmittel vorhanden sind.
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