DE10008582A1 - Elektronische Schalter-Moduleinheit - Google Patents
Elektronische Schalter-ModuleinheitInfo
- Publication number
- DE10008582A1 DE10008582A1 DE10008582A DE10008582A DE10008582A1 DE 10008582 A1 DE10008582 A1 DE 10008582A1 DE 10008582 A DE10008582 A DE 10008582A DE 10008582 A DE10008582 A DE 10008582A DE 10008582 A1 DE10008582 A1 DE 10008582A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrically conductive
- module unit
- unit according
- housing
- rib
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L24/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
-
- 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
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
- H01L2224/0601—Structure
- H01L2224/0603—Bonding areas having different sizes, e.g. different heights or widths
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48225—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
- H01L2224/48227—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 connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
- H01L2224/49111—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting two common bonding areas, e.g. Litz or braid wires
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
-
- 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
- H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
-
- 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
- H01L2924/013—Alloys
- H01L2924/014—Solder alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
- H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
- H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/301—Electrical effects
- H01L2924/30107—Inductance
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Eine elektrische Schalter-Moduleinheit verwendet einen oder mehrere Feldeffekttransistoren (8), die auf einer leitenden Platte derart angeordnet sind, daß die Moduleinheit bei kompaktem Aufbau und ausgezeichneten Wärmeableiteigenschaften sehr hohe Ströme schalten kann. Eine Anzahl von leitenden Platten (2, 4) ist durch ein Isoliermaterial miteinander verbunden, wobei das Isoliermaterial weiterhin ein Gehäuse (5) bildet. Ein oder mehrere Feldeffekttransistoren sind im Inneren des Gehäuses (6) auf einer der Platten (2, 4) derart angeordnet, daß eine elektrische Verbindung zwischen einem ersten Bereich des Feldeffekttransistors und der Platte (2, 4) hergestellt ist. Ein zweiter Bereich des Feldeffekttransistors ist elektrisch mit einer weiteren leitenden Platte (2, 4) verbunden. Eine Leiterplatte ist in dem Gehäuse angeordnet, wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Bereich des Feldeffekttransistors und der Leiterplatte ausgebildet ist.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Schalter-
Moduleinheit der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art
und insbesondere auf eine kompakte Schalter-Moduleinheit,
die eine gute Wärmeenergie-Ableitcharakteristik aufweist und
in der Lage ist, einen sehr großen Strom zu führen.
Hochleistungsanwendungen erfordern, daß die diese Ströme lie
fernden Schaltungen in der Lage sind, sehr große Stromstärken
zu führen. Bestimmte Anwendungen fordern die Weiterleitung von
Strömen von mehr als 1000 Ampere. Ein Bauteil, das typischerwei
se in derartigen Schaltungen verwendet wird, ist ein Schalter.
Beispielsweise erfordert die elektronische Steuerschaltung für
einen Fahrzeug-Turbolader, einen Superlader oder einen Super-
Turbolader das Schalten dieser extrem großen Ströme. Schalter
für derartige Schaltungen stehen entweder als mechanische
Schalter oder elektronische Schalter zur Verfügung. Mechanische
Schalter verwenden typischerweise eine Anzahl von metallischen
Kontaktspitzen, die dadurch miteinander verbunden oder getrennt
werden, daß entweder manuell oder automatisch ein Leiter
zwischen den Kontaktspitzen mechanisch bewegt wird. Mechanische
Schalter nutzen sich ab und sind Ausfällen unterworfen.
Elektronische Schalter verwenden typischerweise Transistoren,
die in Abhängigkeit von der Art des Transistors durch Anlegen
eines Basisstroms oder einer Gate-Spannung ein- und ausge
schaltet werden können. Leistungs-Metalloxid-Feldeffekttransis
toren (MOSFET) und bipolare Transistoren mit isolierter Gate-
Elektrode (IGBT) (die nachfolgend zur Vereinfachung allgemein
als Feldeffekttransistor oder FET bezeichnet) werden als
Schalttransistoren verwendet, weil sie neben anderen nützlichen
Eigenschaften leicht parallel zu schalten sind und in der Lage
sind, große Ströme zu führen. Aufgrund ihrer Widerstandseigen
schaften neigen Schalter auf der Grundlage von FET-Bauteilen
jedoch zur Erhitzung. Dies wird problematisch, wenn hohe Strom
lasten geschaltet werden. Zusätzlich bedingen Hochstrom-
Schalteranwendungen den Einsatz mehrerer Feldeffekttransistoren,
deren jeweilige Gate-, Drain- und Source-Elektroden parallel
geschaltet sind. Diese Parallelkonfigurationen erfordern große
Moduleinheiten, um die Feldeffekttransistoren unterzubringen.
Die Moduleinheiten erfordern weiterhin große Kühlkörper, um die
Wärme abzuleiten, wodurch die Gesamt-Packungsgröße weiter
vergrößert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalter-Modul
einheit auf der Grundlage von Feldeffekttransistoren zu
schaffen, die in zuverlässiger Weise einen großen Strom schalten
kann, klein ist, gute Wärmeableiteigenschaften aufweist und so
angeordnet ist, daß sie eine geringe Induktivität aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß wird eine Schalter-Moduleinheit, vorzugsweise
eine Einzelschalter-Moduleinheit, auf der Grundlage von Feld
effekttransistoren (FET) geschaffen, wobei die Schalter-Modul
einheit zumindest einen Feldeffekttransistor und vorzugsweise
eine Anzahl von parallelen Feldeffekttransistoren in Form von
Halbleiterplättchen derart enthält, daß die Moduleinheit kom
pakt, robust und in der Lage ist, einen sehr großen Strom zu
schalten, während gute Wärmeenergie-Ableiteigenschaften auf
rechterhalten werden.
Die vorliegende Erfindung ergibt eine elektronische Schalter-
Moduleinheit, bei der eine Basisplatte aus ineinandergreifenden
Teilen vorgesehen ist. Die Basisplatte schließt ein erstes
elektrisch leitendes Element und ein zweites elektrisch lei
tendes Element ein, die so angeordnet sind, daß sie ineinander
greifen, wobei sich jedoch kein mechanischer Kontakt zwischen
dem ersten und zweiten elektrisch leitenden Element ergibt.
Das erste elektrisch leitende Element und das zweite elektrisch
leitende Element sind in einer ebenen Beziehung relativ zueinan
der angeordnet. Ein Gehäuse bildet ein Innenvolumen und besteht
aus einem Isoliermaterial, wobei das Gehäuse so ausgebildet ist,
daß es das erste elektrisch leitende Element und das zweite
elektrisch leitende Element in der ebenen Anordnung festlegt.
Zumindest ein Halbleiterplättchen weist eine erste Seite, die
an einem der ersten und zweiten elektrisch leitenden Elemente
befestigt ist und mit diesem in elektrischen Kontakt steht, und
eine zweite Seite auf, die elektrisch mit dem anderen der ersten
und zweiten elektrisch leitenden Elemente gekoppelt ist.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung schließen die
ersten und zweiten elektrisch leitenden Elemente jeweils rippen
förmige Ansätze auf, die auf zumindest einen Teil eines Umfanges
der ersten und zweiten elektrisch leitenden Elemente angeordnet
sind.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung sind die
rippenförmigen Ansätze in das Isoliermaterial eingeformt und in
diesem verankert.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung erstrecken sich die
rippenförmigen Ansätze nach oben und nach außen von zumindest
einem der ersten und zweiten elektrisch leitenden Elemente.
Vorzugsweise weisen die ersten und zweiten elektrisch leitenden
Elemente jeweils eine erste Seite und eine der ersten Seite
gegenüberliegende zweite Seite auf, wobei zumindest ein Teil
der ersten Seite des ersten elektrisch leitenden Elementes und
zumindest ein Teil der ersten Seite des zweiten elektrisch
leitenden Elementes breiter als die jeweilige zweite Seite ist.
Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung sind die rippen
förmigen Ansätze symmetrisch um eine Ebene, die in der Mitte
zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite jedes der ersten
und zweiten elektrisch leitenden Elemente angeordnet ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Dicke der
rippenförmigen Ansätze kleiner als die Dicke der ersten und
zweiten elektrisch leitenden Elemente.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung bilden die rippen
förmigen Ansätze entlang jeweiliger ineinandergreifender
Abschnitte der ersten und zweiten Elemente ein angenähert
durchgehendes Teil, das sich in Längsrichtung entlang des
zumindest einen Teils des Umfanges der ersten und zweiten
elektrisch leitenden Elemente erstreckt.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die rippen
förmigen Ansätze entlang des Umfanges der ineinandergreifenden
Abschnitte der ersten und zweiten Elemente aneinander angrenzend
angeordnet.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die
Halbleiterbauteile Feldeffekttransistoren.
Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist
eine gedruckte Leiterplatte vorgesehen, die in dem Innenvolumen
des Gehäuses angeordnet ist und in elektrischem Kontakt mit
dem zumindest einen Halbleiterplättchen steht.
Die Moduleinheit kann gemäß einer Ausführungsform der Erfin
dung in einen Verbrennungsmotor eingefügt sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die
Feldeffekttransistoren auf Halbleiterplättchen der Größe 4
ausgebildet, und die Moduleinheit ist so angeordnet, daß sie
einen elektrischen Strom von mehr als 1000 Ampere schaltet.
Hierbei ist es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung möglich, eine Anzahl von Moduleinheiten elektrisch
miteinander zu verbinden, um einen Schalter zu schaffen, der
derartige Verbindungen aufweist, daß ein 3-Phasen-Inverter
für sehr große Ströme geschaffen wird.
Die vorliegende Erfindung ergibt weiterhin eine elektronische
Schalter-Moduleinheit zur Verwendung in einem Verbrennungs
motor, bei der eine Basisplatte aus ineinandergreifenden Teilen
vorgesehen ist, die ein elektrisch leitendes Einsteckelement
und ein elektrisch leitendes Aufnahmeelement umfassen, die so
angeordnet sind, daß sie ineinandergreifen, wobei sich jedoch
kein mechanischer Kontakt zwischen dem elektrisch leitenden
Einsteckelement und dem elektrisch leitenden Aufnahmeelement
ergibt. Das elektrisch leitenden Einsteckelement und das elek
trisch leitende Aufnahmeelement sind in einer ebenen Beziehung
relativ einander angeordnet. Ein Gehäuse bildet ein Innen
volumen und besteht aus Isoliermaterial, wobei das Gehäuse
so abgeformt ist, daß es das elektrisch leitende Einsteckele
ment und das elektrisch leitende Aufnahmeelement in dieser
ebenen Anordnung festlegt. Zumindest ein Halbleiterplättchen
weist eine erste Seite, die an einem der elektrisch leitenden
Einsteck- oder Aufnahmeelemente befestigt ist und mit diesem
in elektrischen Kontakt steht, und eine zweite Seite auf, die
elektrisch mit dem anderen der elektrisch leitenden Einsteck-
und Aufnahmeelemente gekoppelt ist.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung kann das elektrisch leiten
de Einsteckelement in Form eines "T" gebildet sein, während
das elektrisch leitende Aufnahmeelement in Form eines "U"
gebildet ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der zumindest
eine Feldeffekttransistor auf dem elektrisch leitenden Ein
steckelement befestigt.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der zu
mindest eine Feldeffekttransistor an dem elektrisch leitenden
Aufnahmeelement befestigt.
Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung
schließt die Moduleinheit weiterhin eine gedruckte Leiter
platte ein, die:
in dem Innenvolumen des Gehäuses angeordnet ist,
in elektrischem Kontakt mit dem zumindest einem Halbleiter plättchen steht, und
an dem elektrisch leitenden Einsteckelement befestigt ist.
in dem Innenvolumen des Gehäuses angeordnet ist,
in elektrischem Kontakt mit dem zumindest einem Halbleiter plättchen steht, und
an dem elektrisch leitenden Einsteckelement befestigt ist.
Die gedruckte Leiterplatte ist vorzugsweise mittig in dem Ge
häuse angeordnet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der
Zeichnungen, die ohne Beschränkung bevorzugte Ausführungs
formen zeigen.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform
einer Schalter-Moduleinheit gemäß der vorliegen
den Erfindung,
Fig. 2 eine Schnittansicht der ersten Ausführungsform
der Schalter-Moduleinheit nach Fig. 1 entlang
der Schnittlinie 2-2,
Fig. 3 eine Endansicht der Schalter-Moduleinheit der
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 eine Draufsicht auf das Aufnahmeelement der
Schalter-Moduleinheit nach den Fig. 1 bis 3,
Fig. 5 eine Schnittansicht des in Fig. 4 gezeigten
Aufnahmeelementes entlang der Schnittlinie
5-5,
Fig. 6 eine Schnittansicht des in Fig. 4 gezeigten
Aufnahmeelementes entlang der Schnittlinie
6-6,
Fig. 7 eine Seitenansicht des in Fig. 4 gezeigten
Aufnahmeelementes,
Fig. 8 eine Draufsicht auf das Einsteckelement für die
Schalter-Moduleinheit nach den Fig. 1 bis 3,
Fig. 9 eine Schnittansicht des in Fig. 8 gezeigten
Einsteckelementes entlang der Schnittlinie 9-9,
Fig. 10 eine Seitenansicht des in Fig. 8 gezeigten
Einsteckelements,
Fig. 11 eine Draufsicht auf ein Aufnahmeelement der
zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 12 eine Schnittansicht des in Fig. 11 gezeigten
Aufnahmeelements entlang der Schnittlinie
12-12,
Fig. 13 eine Seitenansicht des in Fig. 11 gezeigten
Aufnahmeelements,
Fig. 14 eine Draufsicht auf ein Einsteckelement der
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Er
findung,
Fig. 15 eine Schnittansicht des in Fig. 14 gezeigten
Aufnahmeelements entlang der Schnittlinie
15-15,
Fig. 16 eine Seitenansicht des in Fig. 14 gezeigten
Aufnahmeelements,
Fig. 17 eine Anordnung einer Anzahl von Schalter-
Moduleinheiten, die Einsteckelemente und Auf
nahmeelemente der ersten und zweiten Aus
führungsformen verwenden, um eine Dreiphasen-
Inverterstruktur mit hoher Leistung zu schaffen.
In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugsziffern gleiche
Elemente bezeichnen, zeigen die Fig. 1 und 2 eine Draufsicht
bzw. eine Schnittansicht einer Ausführungsform der Schalter-
Moduleinheit der vorliegenden Erfindung. Die Schalter-Modulein
heit ist kompakt und robust genug, um in Fahrzeuganwendungen
verwendet zu werden, wie zum Beispiel als Schalterbauteil in
der elektronischen Steuerschaltung für einen Verbrennungsmotor-
Turbolader, Super-Lader oder Super-Turbolader. Der untere
Abschnitt der Moduleinheit ist durch eine Basisplatte aus zwei
ineinandergreifenden Teilen gebildet, die ein leitendes "U-för
miges" Aufnahmeelement 2 und ein leitendes "T-förmiges" Ein
steckelement 4 umfassen. Die Elemente sind so gebildet, daß das
Einsteckelement 4 in die eingekerbte Öffnung in dem Aufnahme
element 2 paßt. Das Aufnahmeelement 2 und das Einsteckelement
4 bestehen vorzugsweise aus Metall. Ein einstückig geformtes
Isoliergehäuse 6 wird so abgeformt, daß das Aufnahmeelement 2
und das Einsteckelement 4 zusammen in ihrer ebenen Lage festge
legt werden und sich ein Innenvolumen ergibt, in dem zusätzliche
Modulbauteile angeordnet werden können.
Das Isoliermaterial, das zur Herstellung des Gehäuses 6 verwen
det wird, besteht vorzugsweise aus einem wärmeleitenden, jedoch
elektrisch nicht leitenden Keramikmaterial. Das Gehäuse 6 kann
durch Abformen oder durch maschinelles Bearbeiten des Isolier
materials, oder durch eine Kombination dieser Verfahren herge
stellt werden. Ein (nicht gezeigter) Deckel kann wahlweise an
der Oberseite des Gehäuses 6 befestigt werden. Weiterhin kann
das Innere des Gehäuses mit einem Isoliergel oder einer Verguß
masse gefüllt werden, sobald die Modul-Bauteile zusammengebaut
wurden. Wie dies in der Technik gut bekannt ist, verbessert die
Verwendung von Vergußmaterial die Wärmeableitung und verringert
Moduleinheit-Ausfälle aufgrund von mechanischen Schwingungen.
Auf dem Aufnahmeelement 2 sind auf dem sich innerhalb des
Gehäuses 6 befindlichen Abschnitt mehrere Feldeffekttransistoren
8 angeordnet. Die Feldeffekttransistoren 8 sind typischerweise
rohe MOSFET-Halbleiterplättchen, die mit Hilfe eines Expoxy-
Klebemittels oder durch Löten an dem leitenden Aufnahmeelement
2 befestigt sind. Beispielsweise sind gemäß Fig. 1 insgesamt
zwölf Feldeffekttransistoren 8 um das Aufnahmeelement 2 herum
in Form eines Hufeisens angeordnet. Es sei bemerkt, daß nicht
alle der Feldeffekttransistoren 8 zum Schalten von Strömen er
forderlich sind, und daß ein oder mehrere Feldeffekttransistoren
von der Art sein können, die zur Strommessung verwendet wird.
Die Anordnung der Feldeffekttransistoren 8 in dieser Weise führt
zu einer gleichförmigen Verteilung der Wärme über den gesamten
Basisteil der Moduleinheit. Obwohl das Einsteckelement 4 keine
Halbleiterbauteile aufweist, ist es über das Gehäuse 6 mit dem
Aufnahmeelement 2 wärmeleitend verbunden, so daß sich eine
zusätzliche Oberfläche ergibt, von der Wärmeenergie abgeleitet
werden kann. Zusätzlich können Kühlkörper an der Basisfläche
befestigt werden, wenn dies für eine bestimmte Anwendung
erwünscht ist.
Die Feldeffekttransistoren 8 sind wie folgt angebracht und
verbunden. Die Drain-Elektroden 10 (siehe Fig. 2) auf der
Unterseite der Feldeffekttransistoren sind mit dem Aufnahme
element 2 verbunden, wobei ein elektrischer Kontakt zwischen
diesen Teilen hergestellt wird. Der Source-Bereich 12 jedes
Feldeffekttransistors 8 ist elektrisch über ein oder mehrere
Source-Drahtkontaktierungs-Verbindungen 14 mit dem Einsteck
element 4 verbunden. Selbstverständlich kann auch der Source-
Bereich über Drahtkontaktierungsverbindungen mit dem Aufnahme
element 2 verbunden werden, während die Drain-Elektroden mit dem
Einsteckelement 4 verbunden sind.
Oberhalb des Aufnahmeelementes 2 und des Einsteckelementes 4 in
dem Gehäuse 6 befindet sich eine gedruckte Leiterplatte 16. Auf
der gedruckten Leiterplatte 16 ist ein Muster ausgebildet, das
eine Leiterbahn für die Gate-Kontaktanschlußkissen 18 und die
Source-Meß-Kontaktanschlußkissen 20 mit einem Gate-Kontaktan
schlußstift 22 bzw. einem Source-Meß-Kontaktanschlußstift 24
verbindet. Die Verwendung eines Gate-Kontaktanschlußstiftes 22
und eines Source-Meß-Kontaktanschlußstiftes 24 ergibt eine
zweckmäßige Möglichkeit zur Zuführung der Gate-/Source-Spannung,
die zum Schalten der Feldeffekttransistoren 8 erforderlich ist.
Der Gate-Bereich 26 jedes Feldeffekttransistors 8 ist elektrisch
mit dem jeweiligen Gate-Kontaktanschlußkissen 18 über eine Gate-
Drahkontaktierungsverbindung 28 verbunden. Der Source-Bereich
12 jedes Feldeffekttransistors 8 ist zusätzlich elektrisch mit
seinem jeweiligen Source-Meß-Kontaktanschlußkissen 20 über
Source-Meß-Drahtkontaktierungs-Verbindungen 30 verbunden.
Wie dies weiter unten ausführlich erläutert wird, enthalten
das Aufnahmeelement 2 und das Einsteckelement 4 jeweils eine
Reihe von rippenförmigen Aufnahmeelement-Ansätzen 32 und
Einsteckelement-Ansätzen 34. Die rippenförmigen Ansätze sind
entlang des Umfangs des Aufnahmeelementes 2 und des Einsteck
teils 4 auf den Teilen dieser Bauteile angeordnet, auf denen
das Gehäuse 6 abgeformt wird. Die Anordnung der rippenförmigen
Aufnahmeteil-Ansätze 32 und Einsteckelement-Ansätze 34 ist
derart, daß wenn die Moduleinheit abgeformt wurde, die rippen
förmigen Ansätze eine zusätzliche Stabilität und Festigkeit
für die Moduleinheit dadurch ergeben, daß sich eine zusätz
liche Oberfläche ergibt, um die herum ein Formteil abgeformt
werden kann. Wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, sind die rippen
förmigen Aufnahmeelement-Ansätze 32 und Einsteckteil-Ansätze
34 in einer unterbrochenen Weise derart angeordnet, daß die
rippenförmigen Aufnahmeelement-Ansätze 32 und Einsteckelement-
Ansätze 34, die auf den ineinandergreifenden Oberflächen des
Aufnahmeelementes 2 und des Einsteckelementes 4 liegen, einen
annähernd aneinandergrenzenden Ansatzbereich bilden, ohne daß
es erforderlich ist, daß das Aufnahmeelement 2 und das Ein
steckelement 4 in mechanischem Kontakt miteinander stehen.
Bereiche auf den Außenoberflächen des Aufnahmeelementes 2 und
des Einsteckelementes 4, auf denen das Gehäuse 6 abgeformt
wird, weisen ebenfalls rippenförmige Ansatzbereiche auf.
Wie dies weiter unten erläutert wird, können die rippenförmi
gen Aufnahmeelement-Ansätze 32 und Einsteckelement-Ansätze 34
jeweils als ein annähernd angrenzendes Teil in Längsrichtung
entlang jeder Seite des Aufnahmeelementes 2 und des Einsteck
elementes 4 ausgebildet sein, die in das Gehäuse 6 eingeformt
wird.
Fig. 3 zeigt eine Endansicht der Moduleinheit. Es sei bemerkt,
daß das Gehäuse 6 so geformt ist, daß ein Teil hiervon das Auf
nahme element 2 und das Einsteckelement 4 überlappt, um einen
ebenen Bereich entlang der Unterseite der Schalter-Moduleinheit
zu bilden.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht des Aufnahmeelementes 2 für die
in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Moduleinheit. Es sei jedoch
bemerkt, daß dieses Aufnahmeelement 2, das in dieser Figur
gezeigt ist, eine abgeänderte Ausführungsform der rippenför
migen Aufnahmeelement-Ansätze 32 aufweist. Wie dies in Fig.
4 gezeigt ist, sind die Aufnahmeelement-Ansätze 32 nahezu
angrenzend entlang jeder Seite ausgebildet, die bei der Bildung
des Gehäuses 6 eingeformt wird. Das Aufnahmeelement 2 ist in
Form einer einzigen metallischen Struktur ausgebildet, die
einen Drain-Befestigungsbereich 36 und einen Aufnahmeelement-
Gehäusebereich 38 umfaßt. Der Drain-Befestigungsbereich 36
liegt außerhalb des Gehäuses 6, und der Aufnahmeelement-
Gehäusebereich 38 ist im Inneren des Gehäuses 6 eingeformt
und dies ist außerdem der Teil des Aufnahmeelementes 2, auf
dem die Feldeffekttransistoren 8 befestigt sind. Der Drain-
Befestigungsbereich 36 ist mit einem oder mehreren Befesti
gungsbohrungen 40 des Aufnahmeelementes zur Herstellung exter
ner Drain-Anschlüsse und zur Befestigung der Moduleinheit
in der erforderlichen Weise versehen. Die mit rippenförmigen
Ansätzen versehenen Abschnitte des Aufnahmeelementes 2 sind
mit einer Reihe von Kerben 41 versehen.
Fig. 5 ist eine Schnittansicht des in Fig. 4 gezeigten Auf
nahmeelementes 2 entlang der Schnittlinie 5-5. Wie dies in
Fig. 5 gezeigt ist, ist jeder Fingerabschnitt 42 derart aus
gebildet, daß der Aufnahmeelement-Boden 44 des Fingerbereiches
42 geringfügig breiter als die Oberseite 46 ist. Die rippen
förmigen Aufnahmeelement-Ansätze 32 sind derart ausgebildet,
daß sie sich nach oben und nach außen von den Seiten des
Aufnahmeelementes 2 erstrecken.
Fig. 6 ist eine Schnittansicht des Aufnahmeelementes 2 nach
Fig. 4 entlang der Schnittlinie 6-6. Wie dies in Fig. 6
gezeigt ist, ist das Aufnahmeelement 2 ähnlich wie der Finger
abschnitt 42 derart ausgebildet, daß der Boden 44 des Aufnahme
elementes breiter als die Oberseite 46 des Aufnahmeelementes
ist, und die jeweiligen rippenförmigen Ansätze 32 erstrecken
sich nach oben und nach außen von dem Aufnahmeelement 2. Es ist
jedoch verständlich, daß die Breite des Bodens 44 des Aufnahme
elementes gleich oder kleiner als die Breite der Oberseite
46 des Aufnahmeelementes sein kann. Fig. 7 zeigt eine Seiten
ansicht des Aufnahmeelementes 2.
Fig. 8 ist eine Draufsicht auf das Einsteckelement 4 der in
den Fig. 1 bis 3 gezeigten Moduleinheit. Wie dies in Fig. 8
gezeigt ist, ist das Einsteckelement 4 eine Metallplatte, die
einen Source-Befestigungsbereich 48 und ein Steckbereich 50
umfaßt. Der Source-Befestigungsbereich 48 ist außerhalb des
Gehäuses 6 ausgebildet und weist ein oder mehrere Befestigungs
bohrungen 40 auf, die eine Möglichkeit ergeben, die externen
Source-Anschlüsse herzustellen und die Moduleinheit an einem
anderen Gegenstand zu befestigen. Der Steckbereich 50 ist im
Inneren des Gehäuses 6 ausgebildet und ergibt eine zweckmäßige
Stelle zur Anbringung der Source-Bereiche 12 der Feldeffekt
transistoren 8 über Source-Drahtkontaktierungen 14.
Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht des Steckbereiches 50 des
Einsteckelementes 4 entlang der Schnittlinie 9-9. Der Steck
bereich 50 ist derart ausgebildet, daß der Boden 52 des Ein
steckelementes breiter als die Oberseite 54 des Einsteckele
mentes ist. Die rippenförmigen Einsteckelement-Ansätze 34 sind
entlang der Seiten des Einsteckelementes 4 derart ausgebildet,
daß sie sich von der Unterseite 52 des Einsteckelementes nach
oben und nach außen erstrecken. Die Breite des Bodens 52 des
Einsteckelementes kann gleich oder kleiner als die Breite der
Oberseite 54 des Einsteckelementes sein. Fig. 10 ist eine
Seitenansicht des in Fig. 8 gezeigten Einsteckelementes 4.
Unter Verwendung geeigneter Feldeffekttransistoren 8 kann eine
Schalter-Moduleinheit geschaffen werden, die Ströme von mehr
als 1.000 Ampere schalten kann.
Die Fig. 11 bis 16 zeigen eine zweite Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, wobei die Fig. 11 bis 13 eine Drauf
sicht, eine Schnittansicht entlang der Linie 12-12 nach Fig.
11 bzw. eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform
des Aufnahmeelementes 2 sind, während die Fig. 14 bis 16 eine
Draufsicht, eine Schnittansicht entlang der Linie 15-15 nach
Fig. 14 bzw. eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungs
form des Einsteckelementes 4 zeigen. Aus Gründen der Klarheit
werden lediglich die Teile der zweiten Ausführungsform beschrie
ben, die sich von denen der ersten Ausführungsform unterschei
den. Wie dies in den Fig. 11 bis 16 gezeigt ist, sind die
rippenförmigen Aufnahmeelement-Ansätze 32 und Einsteckelement-
Ansätze 34 der ersten Ausführungsform durch symmetrische rippen
förmige Aufnahmeelement-Ansätze 56 und symmetrische Einsteckele
ment-Ansätze 58 ersetzt. Wie dies ausführlicher in den Fig.
12 und 15 gezeigt ist, erstrecken sich die symmetrischen rippen
förmigen Aufnahmeelement-Ansätze 56 und die symmetrischen
rippenförmigen Einsteckelement-Ansätze 58 von dem Aufnahmeele
ment 2 bzw. von dem Einsteckelement 4 nach außen, derart, daß
die Oberseite der rippenförmigen Ansätze und die Unterseite der
rippenförmigen Ansätze um Ebenen 57 und 59 symmetrisch sind,
die in der Mitte zwischen der Unterseite und der Oberseite des
Aufnahmeelementes 2 und des Einsteckelementes 4 liegen. Die
rippenförmigen Ansätze der zweiten Ausführungsform weisen eine
derartige Form auf, daß die Außenseiten der rippenförmigen
Ansätze parallel zu den Seiten des Aufnahmeelementes 2 und des
Einsteckelementes 4 sind, und daß ihre Höhe (Dicke) kleiner als
die Höhe (Dicke) des Aufnahmeelementes 2 und des Einsteckele
mentes 4 ist. Grate 60 liegen zwischen dem Hauptkörper des
Aufnahmeelementes 2 und des Einsteckelementes 4 und den Außen
teilen der symmetrischen rippenförmigen Aufnahmeelement-Ansätze
56 und den symmetrischen rippenförmigen Einsteckelement-Ansätzen
58, und sie sind in Längsrichtung entlang der Seiten des Auf
nahmeelements 2 und des Einsteckteils 4 angeordnet.
Fig. 17 zeigt die Anordnung einer Anzahl von Schalter-Modul
einheiten der ersten und zweiten Ausführungsformen zur Schaffung
einer Dreiphasen-Inverterstruktur mit hoher Leistung und gerin
gen Abmessungen. Wie dies in Fig. 17 gezeigt ist, sind die
Schalter-Moduleinheiten derart angeordnet, daß die abwechselnden
Einsteckelemente 4 und Aufnahmeelemente 2 elektrisch mit einem
aus Metall bestehenden gemeinsamen Verbinder 62 verbunden sind.
In ähnlicher Weise und in abwechselnder Weise sind die Aufnahme
elemente 2 und Einsteckelemente 4 elektrisch mit positiven
Verbindern 64 bzw. negativen Verbindern 66 derart verbunden, daß
ein Aufnahmeelement 2 elektrisch mit einem positiven Verbinder
64 und ein Einsteckelement 4 elektrisch mit einem negativen
Verbinder 66 verbunden ist. Eine Anzahl von Schalter-Modulein
heiten kann in nicht gezeigter Weise über ein Verbindungsteil in
Reihe geschaltet sein.
Die hier beschriebene Erfindung ergibt eine elektronische
Einzelschalter-Moduleinheit, die die Vorteile hat, daß sie
kompakt und robust ist und in der Lage ist, sehr hohe Strom
lasten zu schalten, während sich gleichzeitig ausgezeichnete
Wärmehaushalt-Eigenschaften ergeben. Unter Verwendung geeigneter
Feldeffekttransistor-Bausteine, zum Beispiel mit der Größe "4",
kann die Moduleinheit Ströme von mehr als 1.000 Ampere schalten.
Diese Eigenschaften sind insbesondere zur Verwendung in Fahr
zeug-Motoranwendungen geeignet, bei denen das Schalten großer
Ströme in vielen Fällen erforderlich ist. Der Erfindung ist
flexibel genug, damit die Schaltstrom-Eigenschaften und die
Kosten auf eine spezielle Anwendung dadurch zugeschnitten werden
können, daß die Anzahl der in der Schalter-Moduleinheit
angeordneten Feldeffekttransistoren entsprechend gewählt wird.
Weiterhin sind bei allen vorstehenden Ausführungsformen die
Anordnung des Source-Anschlußpunktes und des Drain-Anschluß
punktes derart, daß eine Anzahl von Einzelschalter-Modulein
heiten sehr leicht seriell oder parallel verbunden werden
kann, um die Moduleinheit an eine bestimmte Anwendung anzu
passen.
Obwohl die Erfindung anhand spezieller Ausführungsformen be
schrieben wurde, sind vielfältige Abänderungen und Modifi
kationen sowie andere Anwendungen für den Fachmann ohne wei
teres ersichtlich.
Claims (22)
1. Elektronische Schalter-Moduleinheit mit einem Gehäuse
und mit einer Grundplatte, auf der Halbleiter-Schaltelemente
angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte durch ein erstes
elektrisch leitendes Element (2) und ein zweites elektrisch
leitendes Element (4) gebildet ist, die so ausgebildet sind,
daß sie ineinandergreifen, ohne daß sich ein mechanischer
Kontakt zwischen den elektrisch leitenden Elementen (2, 4)
ergibt, wobei das erste elektrisch leitende Element (2) und
das zweite elektrisch leitende Element (4) in einer ebenen
Beziehung zueinander angeordnet sind, daß das Gehäuse (6)
ein Innenvolumen umgrenzt und aus Isoliermaterial besteht,
wobei das Gehäuse so geformt ist, daß die ersten und zweiten
elektrisch leitenden Elemente (2, 4) in der ebenen Anordnung
befestigt werden, daß die Halbleiter-Schaltelemente durch
zumindest ein Halbleiterplättchen (8) gebildet sind, das eine
erste Seite, die an einem der ersten und zweiten elektrisch
leitenden Elemente (2, 4) befestigt ist und mit diesen in
elektrischem Kontakt steht, und eine zweite Seite aufweist,
die elektrisch mit dem anderen der ersten und zweiten elek
trisch leitenden Elemente gekoppelt ist.
2. Modul-Einheit nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten elektrisch
leitenden Elemente (2, 4) jeweils rippenförmige Ansätze (32, 34)
aufweisen, die auf zumindest einem Teil eines Umfanges der
ersten und zweiten elektrisch leitenden Elemente angeordnet
sind, wobei die rippenförmigen Ansätze (32, 34) in das Isolier
material des Gehäuses (6) eingeformt sind.
3. Modul-Einheit nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die rippenförmigen Ansätze entlang
jeweiliger ineinandergreifender Teile ein angenähert angren
zendes Teil in Längsrichtung entlang zumindest eines Teils des
des Umfangs der ersten und zweiten elektrisch leitenden Elemente
(2, 4) bilden.
4. Modul-Einheit nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die rippenförmigen Ansätze im
wesentlichen kontinuierlich entlang des Umfanges der ineinan
dergreifenden Abschnitte sowohl des ersten als auch des zweiten
elektrisch leitenden Elementes angeordnet sind.
5. Modul-Einheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die rippenförmigen Einsätze
(32, 34) von zumindest einem der ersten und zweiten elektrisch
leitenden Elemente aus nach oben und nach außen erstrecken.
6. Modul-Einheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die rippenförmigen Ansätze (56, 58)
symmetrisch zu einer Ebene (57, 59) angeordnet sind, die in der
Mitte zwischen der Oberseite und der Unterseite jedes der ersten
und zweiten elektrisch leitenden Elemente (2, 4) liegt.
7. Modul-Einheit nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der rippenförmigen An
sätze (56, 58) kleiner als die Dicke der ersten und zweiten
elektrisch leitenden Elemente (2, 4) ist.
8. Modul-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten elektrisch
leitenden Elemente (2, 4) jeweils eine erste Seite und eine
der ersten Seite gegenüberliegende Seite aufweisen, wobei
zumindest ein Teil der ersten Seite des ersten elektrisch
leitenden Elementes und zumindest ein Teil der ersten Seite
des zweiten elektrisch leitenden Elementes breiter als die
jeweilige zweite Seite ist.
9. Modul-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiter-Bauteile Feld
effekttransistoren (8) sind.
10. Modul-Einheit nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Feldeffekttransistoren (8) auf
einem Halbleiterplättchen der Größe 4 ausgebildet sind, und
daß die Moduleinheit elektrische Ströme von mehr als
1.000 Ampere schaltet.
11. Modul-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine gedruckte
Leiterplatte aufweist, wobei die gedruckte Leiterplatte im
Innenvolumen des Gehäuses angeordnet ist, und in elektrischem
Kontakt mit dem zumindest einen Halbleiterplättchen steht.
12. Modul-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Moduleinheit in einen Ver
brennungsmotor eingefügt ist.
13. Modul-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl der Moduleinheiten
elektrisch miteinander verbunden ist, um eine Dreiphasen-
Inverterstruktur mit hoher Leistung und geringen Abmessungen
zu bilden.
14. Elektronische Schalter-Moduleinheit zur Verwendung
mit einem Verbrennungsmotor, mit einer Grundplatte und mit
einem Gehäuse, in dem Halbleiter-Schaltelemente angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte aus ineinander
greifenden Teilen (2, 4) besteht, die ein elektrisch leiten
des Einsteckelement (4) und ein elektrisch leitendes Auf
nahmeelement (2) umfassen, die so ausgebildet sind, daß sie
verschachtelt ineinandergreifen, jedoch nicht in mechanischen
Kontakt miteinander gelangen, daß das elektrisch leitende
Einsteckelement (4) und das elektrisch leitende Aufnahmeelement
(2) in einer ebenen Beziehung zueinander angeordnet sind, daß
das Gehäuse (6) ein Innenvolumen umgrenzt und aus Isoliermate
rial besteht, wobei das Gehäuse so geformt ist, daß es das
elektrisch leitende Einsteckelement (4) und das elektrisch
leitende Aufnahmeelement (2) in der ebenen Anordnung fest
legt, daß zumindest ein Halbleiterplättchen vorgesehen ist,
das eine erste Seite, die auf dem elektrisch leitenden
Einsteckelement (4) oder dem elektrisch leitenden Aufnahme
element (2) befestigt ist und mit diesem in elektrischen
Kontakt steht, und eine zweite Seite aufweist, die elektrisch
mit dem elektrisch leitenden Aufnahmeteil (2) oder dem
elektrisch leitenden Einsteckelement (4) gekoppelt ist.
15. Moduleinheit nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Halbleiter
plättchen einen Feldeffekttransistor (8) bildet.
16. Moduleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Einsteck
element (4) die Form eines "T" aufweist, und daß das elek
trisch leitende Aufnahmeelement (2) die Form eines "U" aufweist.
17. Moduleinheit nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Feldeffekt
transistor (8) an dem elektrisch leitenden Einsteckelement
(4) befestigt ist.
18. Moduleinheit nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Feldeffekt
transistor an dem elektrisch leitenden Aufnahmeelement (2)
befestigt ist.
19. Moduleinheit nach einem der Ansprüche 14 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die Moduleinheit weiterhin eine
gedruckte Leiterplatte aufweist, die in dem Innenvolumen
des Gehäuses angeordnet ist, und in elektrischem Kontakt mit
dem zumindest einen Halbleiterplättchen steht, wobei die
Leiterplatte an dem elektrisch leitenden Einsteckelement (4)
befestigt ist.
20. Moduleinheit nach einem der Ansprüche 14 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, die elektrisch leitenden Einsteck-
und Aufnahmeelemente (4, 2) jeweils rippenförmige Ansätze
aufweisen, die auf zumindest einem Teil des Umfanges des
elektrisch leitenden Einsteck- und Aufnahmeelementes (4, 2)
angeordnet sind, und daß die rippenförmigen Ansätze in das
Isoliermaterial des Gehäuses (6) eingeformt sind.
21. Moduleinheit nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die rippenförmigen Ansätze
von zumindest einem der Einsteck- und Aufnahmeelemente (4, 2)
nach außen und nach oben erstrecken.
22. Moduleinheit nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß jedes der elektrisch leitenden
Einsteck- und Aufnahmeelemente eine erste Seite und eine
zweite, der ersten Seite gegenüberliegende, Seite aufweist,
und daß die rippenförmigen Ansätze (56, 58) symmetrisch um
eine Ebene (57, 59) herum angeordnet sind, die in der Mitte
zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite jedes der
elektrisch leitenden Einsteck- und Aufnahmeelemente (4, 2)
liegt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12162299P | 1999-02-25 | 1999-02-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10008582A1 true DE10008582A1 (de) | 2000-08-31 |
Family
ID=22397840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10008582A Withdrawn DE10008582A1 (de) | 1999-02-25 | 2000-02-24 | Elektronische Schalter-Moduleinheit |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6278199B1 (de) |
JP (1) | JP2000252415A (de) |
DE (1) | DE10008582A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002058150A1 (de) * | 2001-01-19 | 2002-07-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung mit in chips angeordneten halbleiterbauelementen |
WO2004005078A1 (en) * | 2002-07-03 | 2004-01-15 | Kunt Elektronik Sanayi Ve Ticaret A.S. | Electronic switching module |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020105009A1 (en) * | 2000-07-13 | 2002-08-08 | Eden Richard C. | Power semiconductor switching devices, power converters, integrated circuit assemblies, integrated circuitry, power current switching methods, methods of forming a power semiconductor switching device, power conversion methods, power semiconductor switching device packaging methods, and methods of forming a power transistor |
JP2005136264A (ja) * | 2003-10-31 | 2005-05-26 | Mitsubishi Electric Corp | 電力用半導体装置及び電力用半導体モジュール |
JP4539487B2 (ja) * | 2005-08-05 | 2010-09-08 | 株式会社Ihi | 電動機付過給機 |
JP4605380B2 (ja) * | 2005-08-08 | 2011-01-05 | 株式会社Ihi | 電動過給機 |
JP4692820B2 (ja) * | 2005-08-11 | 2011-06-01 | 株式会社Ihi | 電動機付過給機 |
JP4591828B2 (ja) * | 2005-08-22 | 2010-12-01 | 株式会社Ihi | 電動機付過給機 |
EP1811150B1 (de) * | 2006-01-24 | 2011-02-23 | IHI Corporation | Motorbetriebene Aufladung |
DE602006008264D1 (de) | 2006-01-26 | 2009-09-17 | Ihi Corp | Turbo-Auflader |
WO2007108234A1 (ja) * | 2006-03-23 | 2007-09-27 | Ihi Corporation | 過給機の高速回転軸 |
JP4753033B2 (ja) * | 2006-06-02 | 2011-08-17 | 株式会社Ihi | 電動過給機 |
JP4671177B2 (ja) * | 2006-06-02 | 2011-04-13 | 株式会社Ihi | 電動過給機 |
US8152489B2 (en) * | 2006-08-18 | 2012-04-10 | Ihi Corporation | Motor-driven supercharger |
JP4941782B2 (ja) | 2006-08-18 | 2012-05-30 | 株式会社Ihi | 電動過給機 |
US20090200864A1 (en) * | 2008-02-12 | 2009-08-13 | Josef Maier | Chip on bus bar |
US8724325B2 (en) * | 2009-05-19 | 2014-05-13 | Hamilton Sundstrand Corporation | Solid state switch arrangement |
US9847194B2 (en) | 2014-03-28 | 2017-12-19 | Black & Decker Inc. | Integrated electronic switch and control module for a power tool |
US10176471B2 (en) * | 2015-06-09 | 2019-01-08 | GeoPRI, LLC | Systems and methods for providing product information via an interactive display device |
US10541588B2 (en) | 2017-05-24 | 2020-01-21 | Black & Decker Inc. | Electronic power module for a power tool having an integrated heat sink |
EP3480846A1 (de) * | 2017-11-03 | 2019-05-08 | Infineon Technologies AG | Halbleiteranordnung mit zuverlässig schaltenden steuerbaren halbleiterelementen |
DE102020119169B4 (de) * | 2020-07-21 | 2022-03-10 | Danfoss Silicon Power Gmbh | Schaltkomponenten |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5297001A (en) * | 1992-10-08 | 1994-03-22 | Sundstrand Corporation | High power semiconductor assembly |
US5563447A (en) * | 1993-09-07 | 1996-10-08 | Delco Electronics Corp. | High power semiconductor switch module |
EP0696818B1 (de) * | 1994-08-12 | 2004-07-07 | Infineon Technologies AG | Halbleiterbauelement mit isolierendem Gehäuse |
US6166464A (en) * | 1998-08-24 | 2000-12-26 | International Rectifier Corp. | Power module |
-
2000
- 2000-02-23 US US09/512,483 patent/US6278199B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-02-24 DE DE10008582A patent/DE10008582A1/de not_active Withdrawn
- 2000-02-25 JP JP2000050111A patent/JP2000252415A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002058150A1 (de) * | 2001-01-19 | 2002-07-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung mit in chips angeordneten halbleiterbauelementen |
US6940136B2 (en) | 2001-01-19 | 2005-09-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Circuit arrangement with semiconductor elements arranged in chips |
WO2004005078A1 (en) * | 2002-07-03 | 2004-01-15 | Kunt Elektronik Sanayi Ve Ticaret A.S. | Electronic switching module |
US7239039B2 (en) | 2002-07-03 | 2007-07-03 | Mehmet Kutlugil | Electronic switching module |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000252415A (ja) | 2000-09-14 |
US6278199B1 (en) | 2001-08-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10008582A1 (de) | Elektronische Schalter-Moduleinheit | |
DE19939933B4 (de) | Elektronische Leistungs-Moduleinheit | |
DE10310809B4 (de) | Leistungshalbleitereinrichtung | |
DE102006025453B4 (de) | Halbleiterschaltungsanordnung | |
DE10004196A1 (de) | Elektronische Halbbrücken-Moduleinheit | |
DE10296619B4 (de) | Leistungsmodul | |
DE102014116382B4 (de) | Halbleitergehäuse mit zwei Halbleitermodulen und sich seitlich erstreckenden Verbindern und Verfahren zu dessen Herstellung | |
EP1083599B1 (de) | Leistungshalbleitermodul | |
DE4031051C2 (de) | Modul mit mindestens einem Halbleiterschaltelement und einer Ansteuerschaltung | |
DE212020000492U1 (de) | Halbleiterbauteil | |
DE102008062514A1 (de) | Halbleitermodul-Montagekonstruktion | |
DE102020214045A1 (de) | Halbbrücke für einen elektrischen Antrieb eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs, Leistungsmodul für einen Inverter und Inverter | |
EP1265282B1 (de) | Schaltungsanordnung | |
DE102019209829A1 (de) | Vorrichtung umfassend einen Kühlkörper und Kraftfahrzeug | |
EP0994557B1 (de) | Umrichter mit niederinduktivem Kondensator im Zwischenkreis | |
DE60306040T2 (de) | Halbleitermodul und Leistungswandlervorrichtung | |
EP0264364A1 (de) | Elektrisches schaltgerät. | |
DE19960013A1 (de) | Gehäuse für Hochstrom-Bauleiterteile | |
DE202020101852U1 (de) | Thermische Schnittstelle für mehrere diskrete elektronische Vorrichtungen | |
DE102022206604B4 (de) | Einzelphasenmodul eines Inverters, Inverter und Leistungselektronik | |
DE102021203704A1 (de) | Halbbrücke, Leistungsmodul und Inverter für einen elektrischen Antrieb eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs | |
DE102021103326A1 (de) | Halbleiter-multischalter-bauelement | |
WO2002097885A1 (de) | Kontaktanordnung | |
DE102021206935B4 (de) | Leistungshalbbrückenmodul, Leistungsinverter, Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbbrückenmoduls | |
DE102021006617A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbbrückenmoduls, Leistungshalbbrückenmodul, Leistungsinverter mit einem Leistungshalbbrückenmodul |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SILICONIX TECHNOLOGY C.V., SINGAPORE, SG |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |