DE102022208580A1 - HALF BRIDGE MODULE - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Halbbrückenmodul (20) bereitgestellt. Das Halbbrückenmodul (20) umfasst Folgendes: mindestens einen ersten Halbleiterschalter (40) und mindestens einen zweiten Halbleiterschalter (50); einen Träger (22), der einen elektrisch leitenden ersten Abschnitt (28) und einen elektrisch leitenden zweiten Abschnitt (30) aufweist; einen ersten DC-Anschluss (84), der mit dem ersten Abschnitt (28) elektrisch gekoppelt ist; eine erste Leiterplatte (60), die neben dem ersten Abschnitt (28) auf dem Träger (22) angeordnet ist und einen ersten Steuerübergang und einen ersten Kontaktübergang umfasst; einen AC-Anschluss (82), der mit dem zweiten elektrischen Kontakt (42) des ersten Halbleiterschalters (40) und mit einem ersten elektrischen Kontakt des zweiten Halbleiterschalters (50) elektrisch gekoppelt ist; einen zweiten DC-Anschluss (86), der mit einem zweiten elektrischen Kontakt (52) des zweiten Halbleiterschalters (50) elektrisch gekoppelt ist; und eine zweite Leiterplatte (70), die neben dem zweiten Abschnitt (30) auf dem Träger (22) angeordnet ist und einen zweiten Steuerübergang und einen zweiten Kontaktübergang umfasst.A half-bridge module (20) is provided. The half-bridge module (20) comprises: at least one first semiconductor switch (40) and at least one second semiconductor switch (50); a carrier (22) having an electrically conductive first portion (28) and an electrically conductive second portion (30); a first DC terminal (84) electrically coupled to the first portion (28); a first circuit board (60) disposed adjacent the first portion (28) on the carrier (22) and including a first control junction and a first contact junction; an AC terminal (82) electrically coupled to the second electrical contact (42) of the first semiconductor switch (40) and to a first electrical contact of the second semiconductor switch (50); a second DC terminal (86) electrically coupled to a second electrical contact (52) of the second semiconductor switch (50); and a second printed circuit board (70) disposed on the carrier (22) adjacent the second portion (30) and including a second control junction and a second contact junction.

Description

Die Erfindung betrifft ein Halbbrückenmodul.The invention relates to a half-bridge module.

Ein herkömmliches Halbbrückenmodul kann einen Träger, mindestens zwei auf dem Träger montierte Halbleiterschalter, einen ersten DC-Anschluss, z. B. einen DC+-Anschluss, einen zweiten DC-Anschluss, z. B. einen DC-Anschluss, und einen AC-Anschluss umfassen. Der Träger kann ein DBC-Substrat (DBC - direct bonded copper, direkt gebondetes Kupfer) oder ein IMS (IMS - insulated metal substrate, isoliertes Metallsubstrat) umfassen, auf dem die Halbleiterschalter montiert sind. Die Halbleiterschalter können durch ein oder mehrere elektronische Bauteile, die z. B. auf einer mit dem Träger gekoppelten Treiberplatine montiert sind, gesteuert werden. Die Treiberplatine kann eine Leiterplatte (PCB - printed circuit board) umfassen. Die elektronischen Bauteile können jeweils ein aktives elektronisches Bauteil und/oder ein passives elektronisches Bauteil umfassen. Das passive elektronische Bauteil kann einen Widerstand, einen Kondensator und/oder einen Leiter umfassen. Das aktive elektronische Bauteil kann einen Chip und/oder einen Transistor umfassen. Die Halbleiterschalter können als Hochgeschwindigkeitsschaltvorrichtungen und/oder Hochleistungshalbleiterschalter konfiguriert sein.A conventional half-bridge module can have a carrier, at least two semiconductor switches mounted on the carrier, a first DC connection, e.g. a DC + connection, a second DC connection, e.g. B. include a DC connection, and an AC connection. The carrier may comprise a DBC substrate (DBC - direct bonded copper) or an IMS (IMS - insulated metal substrate) on which the semiconductor switches are mounted. The semiconductor switches can be replaced by one or more electronic components z. B. are mounted on a driver board coupled to the carrier can be controlled. The driver board may include a printed circuit board (PCB). The electronic components can each comprise an active electronic component and/or a passive electronic component. The passive electronic component may include a resistor, a capacitor, and/or a conductor. The active electronic component can comprise a chip and/or a transistor. The semiconductor switches may be configured as high speed switching devices and/or high power semiconductor switches.

Um den durch mehrere bekannte Anwendungen erforderlichen Hochleistungsstrom zu erreichen, müssen möglicherweise zwei oder mehr Halbleiterchips elektrisch parallel gekoppelt sein. Dies kann insbesondere für Halbleiterchips gelten, die auf SiC, GaN, GaO basieren und/oder diese umfassen und die verglichen mit z. B. Silicium-IGBTs ein schnelles Schalten und geringere Leistungsverluste bereitstellen und insbesondere für Anwendungen verwendet werden können, in denen geringes Gewicht und ein hoher Wirkungsgrad kritisch sind, wie zum Beispiel in Leistungswandlern und/oder Wechselrichtern, z. B. für E-Mobilitätsanwendungen.In order to achieve the high power current required by several known applications, two or more semiconductor chips may need to be electrically coupled in parallel. This can apply in particular to semiconductor chips based on and/or comprising SiC, GaN, GaO and which compared to e.g. B. silicon IGBTs provide fast switching and lower power losses and can be used in particular for applications where low weight and high efficiency are critical, such as in power converters and/or inverters, e.g. B. for e-mobility applications.

Beim Parallelschalten von zwei oder mehr Halbleiterschaltern kann unter Hochgeschwindigkeitsbedingungen jedoch ein inhomogenes Schalten entstehen, was zu verstärkten Oszillationen und parasitären Effekten führt, wie zum Beispiel parasitäres Einschalten eines oder mehrerer der Halbleiterschalter. Solche unerwünschten Effekte können zu hohen Leistungsverlusten und/oder Überhitzung führen, was letztendlich zu einem Derating oder Begrenzen einer Schaltgeschwindigkeit des Halbbrückenmoduls führt. Ein anderes Problem besteht in einem Unsymmetriestrom aufgrund einer parasitären Induktivität für jeden der Halbleiterschalter.However, when two or more semiconductor switches are connected in parallel, inhomogeneous switching can occur under high-speed conditions, leading to increased oscillations and parasitic effects, such as parasitic turn-on of one or more of the semiconductor switches. Such undesired effects can lead to high power losses and/or overheating, which ultimately leads to derating or limiting of a switching speed of the half-bridge module. Another problem is an unbalance current due to a parasitic inductance for each of the semiconductor switches.

Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Halbbrückenmoduls, das mindestens zwei Halbleiterschalter auf einem Träger umfasst, wobei das Halbbrückenmodul sehr kompakt sein kann, und/oder wobei das Halbbrückenmodul kleine parasitäre Induktivitäten und geringe Oszillationen nur während seines Betriebs erzeugen kann, so dass das Halbbrückenmodul eine hohe Leistung der Halbleiterschalter ermöglicht.It is therefore an object of the present invention to provide a half-bridge module that comprises at least two semiconductor switches on a carrier, wherein the half-bridge module can be very compact, and/or wherein the half-bridge module can generate small parasitic inductances and small oscillations only during its operation, so that the half-bridge module enables high performance of the semiconductor switches.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen angeführt.The object is solved by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments are set out in the dependent claims.

Ein Aspekt betrifft ein Halbbrückenmodul. Das Halbbrückenmodul umfasst Folgendes: mindestens einen ersten Halbleiterschalter und mindestens einen zweiten Halbleiterschalter; einen Träger, der einen elektrisch leitenden ersten Abschnitt und einen elektrisch leitenden zweiten Abschnitt aufweist, wobei der zweite Abschnitt neben dem ersten Abschnitt angeordnet ist, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt gegeneinander elektrisch isoliert sind, wobei der erste Halbleiterschalter auf dem ersten Abschnitt angeordnet ist und elektrisch damit gekoppelt ist, und wobei der zweite Halbleiterschalter auf dem zweiten Abschnitt angeordnet ist und elektrisch damit gekoppelt ist; einen ersten DC-Anschluss, der mit dem ersten Abschnitt und über den ersten Abschnitt mit einem ersten elektrischen Kontakt des ersten Halbleiterschalters elektrisch gekoppelt ist; eine erste Leiterplatte, die neben dem ersten Abschnitt auf dem Träger angeordnet ist und einen ersten Steuerübergang und einen ersten Kontaktübergang umfasst, wobei ein zweiter elektrischer Kontakt des ersten Halbleiterschalters mit dem ersten Kontaktübergang elektrisch gekoppelt ist, wobei ein dritter elektrischer Kontakt des ersten Halbleiterschalters mit dem ersten Steuerübergang elektrisch gekoppelt ist, und wobei der erste Steuerübergang und der erste Kontaktübergang über mindestens ein erstes elektronisches Bauteil elektrisch miteinander gekoppelt sind; einen AC-Anschluss, der mit dem zweiten elektrischen Kontakt des ersten Halbleiterschalters und mit einem ersten elektrischen Kontakt des zweiten Halbleiterschalters elektrisch gekoppelt ist; einen zweiten DC-Anschluss, der mit einem zweiten elektrischen Kontakt des zweiten Halbleiterschalters elektrisch gekoppelt ist; und eine zweite Leiterplatte, die neben dem zweiten Abschnitt auf dem Träger angeordnet ist und einen zweiten Steuerübergang und einen zweiten Kontaktübergang umfasst, wobei der zweite elektrische Kontakt des zweiten Halbleiterschalters mit dem zweiten Kontaktübergang elektrisch gekoppelt ist, wobei ein dritter elektrischer Kontakt des zweiten Halbleiterschalters mit dem zweiten Steuerübergang elektrisch gekoppelt ist, und wobei der zweite Steuerübergang und der zweite Kontaktübergang über mindestens ein zweites elektronisches Bauteil elektrisch miteinander gekoppelt sind.One aspect relates to a half-bridge module. The half-bridge module includes: at least one first semiconductor switch and at least one second semiconductor switch; a carrier having an electrically conductive first section and an electrically conductive second section, the second section being arranged adjacent to the first section, the first section and the second section being electrically isolated from one another, the first semiconductor switch being arranged on the first section and is electrically coupled thereto, and wherein the second semiconductor switch is disposed on the second section and is electrically coupled thereto; a first DC terminal electrically coupled to the first section and via the first section to a first electrical contact of the first semiconductor switch; a first circuit board disposed adjacent the first portion on the carrier and including a first control junction and a first contact junction, a second electrical contact of the first semiconductor switch being electrically coupled to the first contact junction, a third electrical contact of the first semiconductor switch being electrically coupled to the the first control junction is electrically coupled, and wherein the first control junction and the first contact junction are electrically coupled to each other via at least a first electronic component; an AC terminal electrically coupled to the second electrical contact of the first semiconductor switch and to a first electrical contact of the second semiconductor switch; a second DC terminal electrically coupled to a second electrical contact of the second semiconductor switch; and a second circuit board disposed on the carrier adjacent the second portion and including a second control junction and a second contact junction, the second electrical contact of the second semiconductor switch being electrically coupled to the second contact junction, a third electrical contact of the second semiconductor switch having is electrically coupled to the second control junction, and wherein the second control junction and the second contact junction are electrically coupled to each other via at least one second electronic component.

Die Leiterplatten, die neben den Abschnitten angeordnet sind, auf denen die Halbleiterschalter angeordnet sind, und die Halbleiterschalter, die mit den entsprechenden Steuerübergängen und Kontaktübergängen gekoppelt sind, die über das entsprechende elektronische Bauteil miteinander gekoppelt sind, tragen dazu bei, dass nur sehr geringe parasitäre Induktivitäten und nur sehr geringe Oszillationen während des Betriebs des Halbleitermoduls erzeugt werden. Dies kann eine hohe Leistung der Halbleiterschalter ermöglichen. Darüber hinaus können die Leiterplatten eine sehr kompakte Ausführung des Halbbrückenmoduls ermöglichen, weil zwei oder mehr elektrisch leitende Schichten untereinander angeordnet sein können.The printed circuit boards, which are arranged next to the sections on which the semiconductor switches are arranged, and the semiconductor switches, which are coupled to the corresponding control junctions and contact junctions, which are coupled to each other via the corresponding electronic component, contribute to the very low parasitic Inductances and only very small oscillations are generated during operation of the semiconductor module. This can enable high performance of the semiconductor switches. In addition, the circuit boards can enable a very compact design of the half-bridge module because two or more electrically conductive layers can be arranged one below the other.

Der Träger kann ein DBC-Substrat oder ein IMS sein. Somit kann der Träger ein oder mehrere elektrisch leitende Schichten und mindestens eine Isolierschicht umfassen. Der Träger kann eine elektrisch leitende erste Trägerschicht, eine elektrisch isolierende zweite Trägerschicht auf der ersten Trägerschicht und/oder eine elektrisch leitende dritte Trägerschicht auf der zweiten Trägerschicht umfassen. Die erste Trägerschicht kann den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt des Trägers umfassen oder bilden. Die Leiterplatten können stattdessen auf entsprechenden weiteren Abschnitten der ersten Trägerschicht angeordnet sein. Die Leiterplatten können auf der zweiten Trägerschicht angeordnet sein. Die Leiterplatten können in „Spalten“ der ersten Trägerschicht angeordnet sein. Die Leiterplatten können auf der gleichen Höhe wie die erste Trägerschicht, insbesondere wie der erste und zweite Abschnitt der ersten Trägerschicht, angeordnet sein. Die Leiterplatten können durch ein Haftmittel, z. B. durch Verkleben, an dem Träger, insbesondere an der zweiten Trägerschicht, fixiert sein. Der Träger kann zum Tragen und Kühlen der Halbleiterschalter vorgesehen sein. In diesem Zusammenhang kann der Träger als Kühlkörper bezeichnet werden.The support can be a DBC substrate or an IMS. Thus, the carrier can comprise one or more electrically conductive layers and at least one insulating layer. The carrier can comprise an electrically conductive first carrier layer, an electrically insulating second carrier layer on the first carrier layer and/or an electrically conductive third carrier layer on the second carrier layer. The first backing layer may comprise or form the first portion and the second portion of the backing. Instead, the printed circuit boards can be arranged on corresponding further sections of the first carrier layer. The printed circuit boards can be arranged on the second carrier layer. The printed circuit boards can be arranged in "columns" of the first carrier layer. The printed circuit boards can be arranged at the same level as the first carrier layer, in particular as the first and second sections of the first carrier layer. The printed circuit boards can be bonded by an adhesive, e.g. B. by gluing, fixed to the carrier, in particular to the second carrier layer. The carrier can be provided for carrying and cooling the semiconductor switches. In this context, the carrier can be referred to as a heat sink.

Das Halbbrückenmodul kann mehr als einen, z. B. sechs, erste Halbleiterschalter umfassen, der bzw. die mit dem ersten Abschnitt elektrisch gekoppelt sein kann/können und der/die mit der ersten Leiterplatte elektrisch gekoppelt sein kann/können. Das Halbbrückenmodul kann mehr als einen, z. B. sechs, zweite Halbleiterschalter umfassen, der/die auf dem zweiten Abschnitt angeordnet und damit elektrisch gekoppelt sein kann/können und der/die mit der zweiten Leiterplatte elektrisch gekoppelt sein kann/können.The half-bridge module can have more than one, e.g. e.g., six, first semiconductor switches which may be electrically coupled to the first portion and which may be electrically coupled to the first printed circuit board. The half-bridge module can have more than one, e.g. e.g. six, second semiconductor switches which may be arranged on and electrically coupled to the second section and which may be electrically coupled to the second printed circuit board.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die erste Leiterplatte eine obere Fläche, die dem Träger abgekehrt ist und auf der das erste elektronische Bauteil angeordnet ist, und mindestens eine elektrisch leitende Schicht unter der oberen Fläche der ersten Leiterplatte, und die elektrisch leitende Schicht der ersten Leiterplatte ist mit dem ersten elektronischen Bauteil und mit dem ersten Steuerübergang oder mit dem ersten Kontaktübergang elektrisch gekoppelt. Das Bereitstellen des ersten elektronischen Bauteils oben auf der ersten Leiterplatte und der elektrisch leitenden Schicht, die mit dem ersten Steuer- oder Kontaktübergang gekoppelt ist, unterhalb der oberen Fläche, d. h. der Oberseite, kann zu einer geringen parasitären Induktivität beitragen, weil sich die entsprechenden Strompfade überlappen können. Ferner kann das Bereitstellen der elektrisch leitenden Schicht unterhalb der oberen Fläche der ersten Leiterplatte in Horizontalrichtung, d. h. der parallel zu der oberen Fläche der ersten Leiterplatte oder zu einer oberen Fläche des Trägers verlaufenden Richtung, Platz sparen und/oder kann eine sehr breite Ausführung der elektrisch leitenden Schicht ermöglichen. Dies kann auch zu einer geringen parasitären Induktivität beitragen. Des Weiteren können die ersten Halbleiterschalter sehr nahe an der ersten Leiterplatte angeordnet sein, so dass Oszillationen während des Betriebs des Halbbrückenmoduls sehr gering sein können.According to one embodiment, the first printed circuit board comprises an upper surface, which faces away from the carrier and on which the first electronic component is arranged, and at least one electrically conductive layer under the upper surface of the first printed circuit board, and the electrically conductive layer of the first printed circuit board is with electrically coupled to the first electronic component and to the first control junction or to the first contact junction. Providing the first electronic component on top of the first circuit board and the electrically conductive layer coupled to the first control or contact junction below the top surface, d. H. the top, can contribute to a low parasitic inductance because the corresponding current paths can overlap. Furthermore, providing the electrically conductive layer below the top surface of the first circuit board in the horizontal direction, i. H. the direction parallel to the upper surface of the first printed circuit board or to an upper surface of the carrier, save space and/or can allow a very wide embodiment of the electrically conductive layer. This can also contribute to low parasitic inductance. Furthermore, the first semiconductor switches can be arranged very close to the first printed circuit board, so that oscillations during operation of the half-bridge module can be very small.

Gemäß einer Ausführungsform ist die elektrisch leitende Schicht der ersten Leiterplatte eine erste elektrisch leitende Schicht der ersten Leiterplatte, und die erste Leiterplatte umfasst eine zweite elektrisch leitende Schicht zwischen der ersten elektrisch leitenden Schicht der ersten Leiterplatte und der oberen Fläche der ersten Leiterplatte; die erste elektrisch leitende Schicht der ersten Leiterplatte ist mit dem ersten Kontaktübergang elektrisch gekoppelt, und die zweite elektrisch leitende Schicht der ersten Leiterplatte ist mit dem ersten Steuerübergang und mit dem ersten elektronischen Bauteil elektrisch gekoppelt. Das Bereitstellen der ersten elektrisch leitenden Schicht der ersten Leiterplatte unterhalb der zweiten elektrisch leitenden Schicht der ersten Leiterplatte kann zu einer geringen parasitären Induktivität beitragen, weil sich die entsprechenden Strompfade überlappen können. Ferner kann das Bereitstellen der ersten elektrisch leitenden Schicht der ersten Leiterplatte unterhalb der zweiten elektrisch leitenden Schicht der ersten Leiterplatte in der Horizontalrichtung Platz sparen und/oder kann eine sehr breite Ausführung der ersten und/oder zweiten elektrisch leitenden Schicht der ersten Leiterplatte ermöglichen. Dies kann auch zu einer geringen parasitären Induktivität beitragen.According to one embodiment, the electrically conductive layer of the first circuit board is a first electrically conductive layer of the first circuit board, and the first circuit board includes a second electrically conductive layer between the first electrically conductive layer of the first circuit board and the top surface of the first circuit board; the first electrically conductive layer of the first circuit board is electrically coupled to the first contact junction, and the second electrically conductive layer of the first circuit board is electrically coupled to the first control junction and to the first electronic component. Providing the first electrically conductive layer of the first printed circuit board below the second electrically conductive layer of the first printed circuit board can contribute to a low parasitic inductance because the corresponding current paths can overlap. Furthermore, providing the first electrically conductive layer of the first printed circuit board below the second electrically conductive layer of the first printed circuit board can save space in the horizontal direction and/or can allow the first and/or second electrically conductive layer of the first printed circuit board to be very wide. This can also contribute to low parasitic inductance.

Gemäß einer Ausführungsform ist der erste Kontaktübergang über das erste elektronische Bauteil mit dem ersten Steuerübergang elektrisch gekoppelt. Dies kann zu sehr geringen Oszillationen während des Betriebs des Halbbrückenmoduls beitragen. Wahlweise kann der erste Kontaktübergang über mehr als ein erstes elektronisches Bauteil mit dem ersten Steuerübergang gekoppelt sein.According to one embodiment, the first contact transition is electrically coupled to the first control transition via the first electronic component. This can contribute to very small oscillations during operation of the half-bridge module. Optionally, the first contact junction may be coupled to the first control junction via more than one first electronic component.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die erste Leiterplatte einen ersten Kontaktstift, der den ersten Kontaktübergang umfasst. Alternativ oder zusätzlich umfasst die erste Leiterplatte einen ersten Steuerstift, der den ersten Steuerübergang umfasst. Die ersten Kontakt- und Steuerstifte können es ermöglichen, eine Treiberplatine zum Ansteuern der Halbleiterschalter leicht mit der ersten Leiterplatte zu koppeln.According to one embodiment, the first printed circuit board includes a first contact pin, which includes the first contact transition. Alternatively or additionally, the first circuit board includes a first control pin that includes the first control transition. The first contact and control pins can allow a driver board for driving the semiconductor switches to be easily coupled to the first circuit board.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die erste Leiterplatte eine erste Kontaktaussparung, in der mindestens ein Teil des ersten Kontaktstifts angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich umfasst die erste Leiterplatte eine erste Steueraussparung, in der mindestens ein Teil des ersten Steuerstifts angeordnet ist. Die ersten Kontakt- und Steueraussparungen tragen zu einer ordnungsgemäßen Fixierung des ersten Kontakts bzw. der Steuerstifte an der ersten Leiterplatte bei.According to one embodiment, the first printed circuit board includes a first contact recess in which at least part of the first contact pin is arranged. Alternatively or additionally, the first printed circuit board comprises a first control recess in which at least part of the first control pin is arranged. The first contact and control recesses contribute to a proper fixation of the first contact or the control pins on the first printed circuit board.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das erste elektronische Bauteil eine erste Zenerdiode, einen ersten Kondensator und/oder einen ersten Widerstand. Dies kann zu sehr geringen Oszillationen während des Betriebs des Halbbrückenmoduls beitragen.According to one embodiment, the first electronic component includes a first zener diode, a first capacitor and/or a first resistor. This can contribute to very small oscillations during operation of the half-bridge module.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die zweite Leiterplatte eine obere Fläche, die dem Träger abgekehrt ist und auf der das zweite elektronische Bauteil angeordnet ist, und mindestens eine elektrisch leitende Schicht unter der oberen Fläche der zweiten Leiterplatte, und die elektrisch leitende Schicht der zweiten Leiterplatte ist mit dem zweiten elektronischen Bauteil und mit dem zweiten Steuerübergang oder mit dem zweiten Kontaktübergang elektrisch gekoppelt. Das Bereitstellen der zweiten elektronischen Bauteile oben auf der zweiten Leiterplatte und der mit dem zweiten Steuer- oder Kontaktübergang gekoppelten elektrisch leitenden Schicht unterhalb der oberen Fläche, d. h. der Oberseite, der zweiten Leiterplatte kann zu einer geringen parasitären Induktivität beitragen, weil sich die entsprechenden Strompfade überlappen. Ferner kann das Bereitstellen der elektrisch leitenden Schicht der zweiten Leiterplatte unterhalb der oberen Fläche der zweiten Leiterplatte in der Horizontalrichtung, das heißt der parallel zur oberen Fläche der zweiten Leiterplatte oder zu einer oberen Fläche des Trägers verlaufenden Richtung, Platz sparen und/oder kann eine sehr breite Ausführung der elektrisch leitenden Schicht der zweiten Leiterplatte ermöglichen. Dies kann auch zu einer geringen parasitären Induktivität beitragen. Des Weiteren können die zweiten Halbleiterschalter sehr nahe an der zweiten Leiterplatte angeordnet sein, so dass Oszillationen während des Betriebs des Halbbrückenmoduls sehr gering sein können.According to one embodiment, the second printed circuit board comprises an upper surface, which faces away from the carrier and on which the second electronic component is arranged, and at least one electrically conductive layer under the upper surface of the second printed circuit board, and the electrically conductive layer of the second printed circuit board is with electrically coupled to the second electronic component and to the second control junction or to the second contact junction. Providing the second electronic components on top of the second printed circuit board and the electrically conductive layer coupled to the second control or contact junction below the top surface, d. H. the top, the second circuit board can contribute to a low parasitic inductance because the corresponding current paths overlap. Furthermore, providing the electrically conductive layer of the second printed circuit board below the top surface of the second printed circuit board in the horizontal direction, i.e. the direction parallel to the top surface of the second printed circuit board or to a top surface of the carrier, can save space and/or can be a very allow wide execution of the electrically conductive layer of the second circuit board. This can also contribute to low parasitic inductance. Furthermore, the second semiconductor switches can be arranged very close to the second printed circuit board, so that oscillations during operation of the half-bridge module can be very small.

Gemäß einer Ausführungsform ist die elektrisch leitende Schicht der zweiten Leiterplatte eine erste elektrisch leitende Schicht der zweiten Leiterplatte, und die zweite Leiterplatte umfasst eine zweite elektrisch leitende Schicht zwischen der ersten elektrisch leitenden Schicht der zweiten Leiterplatte und der oberen Fläche der zweiten Leiterplatte; die erste elektrisch leitende Schicht der zweiten Leiterplatte ist dem zweiten Kontaktübergang elektrisch gekoppelt, und die zweite elektrisch leitende Schicht der zweiten Leiterplatte ist mit dem zweiten Steuerübergang und mit dem zweiten elektronischen Bauteil elektrisch gekoppelt. Das Bereitstellen der ersten elektrisch leitenden Schicht der zweiten Leiterplatte unterhalb der zweiten elektrisch leitenden Schicht der zweiten Leiterplatte kann zu einer geringen parasitären Induktivität beitragen, weil sich die entsprechenden Strompfade überlappen können. Ferner kann das Bereitstellen der ersten elektrisch leitenden Schicht der zweiten Leiterplatte unterhalb der zweiten elektrisch leitenden Schicht der zweiten Leiterplatte in der Horizontalrichtung Platz sparen und/oder kann eine sehr breite Ausführung der ersten und/oder zweiten elektrisch leitenden Schicht der zweiten Leiterplatte ermöglichen. Dies kann auch zu einer geringen parasitären Induktivität beitragen.According to one embodiment, the electrically conductive layer of the second circuit board is a first electrically conductive layer of the second circuit board, and the second circuit board comprises a second electrically conductive layer between the first electrically conductive layer of the second circuit board and the top surface of the second circuit board; the first electrically conductive layer of the second circuit board is electrically coupled to the second contact junction, and the second electrically conductive layer of the second circuit board is electrically coupled to the second control junction and to the second electronic component. Providing the first electrically conductive layer of the second printed circuit board below the second electrically conductive layer of the second printed circuit board can contribute to a low parasitic inductance because the corresponding current paths can overlap. Furthermore, providing the first electrically conductive layer of the second printed circuit board below the second electrically conductive layer of the second printed circuit board can save space in the horizontal direction and/or can enable a very wide design of the first and/or second electrically conductive layer of the second printed circuit board. This can also contribute to low parasitic inductance.

Gemäß einer Ausführungsform ist der zweite Kontaktübergang über das zweite elektronische Bauteil mit dem zweiten Steuerübergang elektrisch gekoppelt. Dies kann zu sehr geringen Oszillationen während des Betriebs des Halbbrückenmoduls beitragen. Wahlweise kann der zweite Kontaktübergang über mehr als ein zweites elektronisches Bauteil mit dem zweiten Steuerübergang gekoppelt sein.According to one embodiment, the second contact transition is electrically coupled to the second control transition via the second electronic component. This can contribute to very small oscillations during operation of the half-bridge module. Optionally, the second contact junction may be coupled to the second control junction via more than one second electronic component.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die zweite Leiterplatte einen zweiten Kontaktstift, der den zweiten Kontaktübergang umfasst. Alternativ oder zusätzlich umfasst die zweite Leiterplatte einen zweiten Steuerstift, der den zweiten Steuerübergang umfasst. Die zweiten Kontakt- und Steuerstifte können es ermöglichen, eine Treiberplatine zum Ansteuern der Halbleiterschalter leicht mit der zweiten Leiterplatte zu koppeln.According to one embodiment, the second printed circuit board includes a second contact pin, which includes the second contact transition. Alternatively or additionally, the second circuit board includes a second control pin that includes the second control transition. The second contact and control pins can allow a driver board for driving the semiconductor switches to be easily coupled to the second circuit board.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die zweite Leiterplatte eine zweite Kontaktaussparung, in der mindestens ein Teil des zweiten Kontaktstifts angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich umfasst die zweite Leiterplatte eine zweite Steueraussparung, in der der zweite Steuerstift angeordnet ist. Die zweiten Kontakt- und Steueraussparungen tragen zu einer ordnungsgemäßen Fixierung des zweiten Kontakts bzw. der Steuerstifte an der ersten Leiterplatte bei.According to one embodiment, the second printed circuit board includes a second contact recess in which at least part of the second contact pin is arranged. Alternatively or additionally, the second circuit board includes a second control recess in which the second control pin is arranged. The second contact and control recesses contribute to a proper fixation of the second contact or the control pins on the first printed circuit board.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das zweite elektronische Bauteil eine zweite Zenerdiode, einen zweiten Kondensator und/oder einen zweiten Widerstand. Dies kann zu sehr geringen Oszillationen während des Betriebs des Halbbrückenmoduls beitragen.According to one embodiment, the second electronic component comprises a second zener diode, a second capacitor and/or a second Resistance. This can contribute to very small oscillations during operation of the half-bridge module.

Gemäß einer Ausführungsform ist mindestens einer von dem ersten und zweiten Halbleiterschalter ein Hochleistungshalbleiterschalter. Der Hochleistungshalbleiterchip kann zur Verarbeitung von hohen Spannungen, zum Beispiel von mehr als 100 V, und/oder hohen Strömen, zum Beispiel von mehr als 10 A, konfiguriert sein. Die Halbleiterschalter können SiC, GaN oder GaO umfassen.According to one embodiment, at least one of the first and second semiconductor switches is a high power semiconductor switch. The high power semiconductor chip may be configured to handle high voltages, for example greater than 100V, and/or high currents, for example greater than 10A. The semiconductor switches can include SiC, GaN or GaO.

Diese und weitere Aspekte der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen ersichtlich und erläutert. Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die angehängten Figuren detaillierter beschrieben.

  • 1 zeigt eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines Halbbrückenmoduls.
  • 2 zeigt ein Ersatzschaltbild des Halbbrückenmoduls von 1.
  • 3 zeigt eine Querschnittsseitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Leiterplatte des Halbbrückenmoduls von 1.
These and other aspects of the invention will be appreciated and explained with reference to the embodiments described below. In the following, embodiments of the present invention are described in more detail with reference to the attached figures.
  • 1 12 shows a plan view of an embodiment of a half-bridge module.
  • 2 shows an equivalent circuit diagram of the half-bridge module from 1 .
  • 3 FIG. 12 shows a cross-sectional side view of an exemplary embodiment of a printed circuit board of the half-bridge module of FIG 1 .

Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und ihre Bedeutungen sind in zusammenfassender Form in der nachfolgenden Bezugszeichenliste aufgeführt. Grundsätzlich sind in den Figuren identische Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.The reference symbols used in the drawings and their meanings are summarized in the following list of reference symbols. In principle, identical parts are provided with the same reference symbols in the figures.

1 zeigt eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines Halbbrückenmoduls 20, und 2 zeigt ein Ersatzschaltbild des Halbbrückenmoduls von 1. Das Halbbrückenmodul 20 kann in einem Wechselrichter und/oder einem Gleichrichter verwendet werden. 1 shows a plan view of an embodiment of a half-bridge module 20, and 2 shows an equivalent circuit diagram of the half-bridge module from 1 . The half-bridge module 20 can be used in an inverter and/or a rectifier.

Das Halbbrückenmodul 20 umfasst einen Träger 22. Der Träger 22 kann eine elektrisch leitende erste Trägerschicht 24, eine elektrisch isolierende zweite Trägerschicht 26 unter der ersten Trägerschicht 24 und wahlweise eine elektrisch leitende dritte Trägerschicht (nicht gezeigt) unter der zweiten Trägerschicht 26 umfassen. Die erste, zweite und/oder dritte Trägerschicht 24, 26 können parallel zueinander sein. Die dritte und die zweite Trägerschicht 26 können sich vollständig überlappen, wobei äußere Ränder der zweiten Trägerschicht 26 mit äußeren Rändern der dritten Trägerschicht bündig sein können. Die erste und/oder die dritte Trägerschicht 24 können Kupfer und/oder Aluminium umfassen oder daraus hergestellt sein. Die zweite Trägerschicht 26 kann ein dielektrisches Material umfassen. Der Träger 22 kann ein DBC-Substrat (DBC - direct bonded copper, direkt gebondetes Kupfer) oder ein IMS (IMS - insulated metal substrate, isoliertes Metallsubstrat) sein. Der Träger 22 kann zum Tragen und Kühlen der Halbleiterschalter 40, 60 bereitgestellt sein. In diesem Zusammenhang kann der Träger 22 als Kühlkörper bezeichnet werden.The half-bridge module 20 includes a substrate 22. The substrate 22 may include an electrically conductive first substrate 24, an electrically insulating second substrate 26 beneath the first substrate 24, and optionally an electrically conductive third substrate (not shown) beneath the second substrate 26. The first, second and/or third support layer 24, 26 can be parallel to one another. The third and second backing layers 26 can completely overlap, wherein outer edges of the second backing layer 26 can be flush with outer edges of the third backing layer. The first and/or the third carrier layer 24 can comprise or be made of copper and/or aluminum. The second support layer 26 may comprise a dielectric material. The carrier 22 can be a DBC substrate (DBC - direct bonded copper) or an IMS (IMS - insulated metal substrate). The carrier 22 can be provided for supporting and cooling the semiconductor switches 40,60. In this context, the carrier 22 can be referred to as a heat sink.

Die erste Trägerschicht 24 kann einen ersten Abschnitt 28 , einen zweiten Abschnitt 30, einen dritten Abschnitt 32 und/oder einen vierten Abschnitt 34 umfassen, die räumlich und elektrisch voneinander getrennt und/oder elektrisch voneinander isoliert sind. Ein oder mehrere, zum Beispiel sechs, erste Halbleiterschalter 24 können auf dem ersten Abschnitt 28 angeordnet sein. Ein oder mehrere, zum Beispiel sechs, zweite Halbleiterschalter 26 können auf dem zweiten Abschnitt 30 angeordnet sein. Die ersten Halbleiterschalter 40 sind mit dem ersten Abschnitt 28 elektrisch gekoppelt, und die zweiten Halbleiterschalter 50 sind mit dem zweiten Abschnitt 30 elektrisch gekoppelt.The first support layer 24 may include a first portion 28, a second portion 30, a third portion 32, and/or a fourth portion 34 that are spatially and electrically separated from one another and/or electrically isolated from one another. One or more, for example six, first semiconductor switches 24 can be arranged on the first section 28 . One or more, for example six, second semiconductor switches 26 can be arranged on the second section 30 . The first semiconductor switches 40 are electrically coupled to the first section 28 and the second semiconductor switches 50 are electrically coupled to the second section 30 .

Die ersten Halbleiterschalter 40 können jeweils einen ersten elektrischen Kontakt (nicht gezeigt) umfassen, der dem ersten Abschnitt 28 zugekehrt ist. Die ersten elektrischen Kontakte der ersten Halbleiterschalter 40 können durch Löten mit dem ersten Abschnitt 28 gekoppelt sein. Die ersten Halbleiterschalter 40 umfassen jeweils einen zweiten elektrischen Kontakt 42, der dem ersten Abschnitt 28 abgekehrt ist. Die zweiten elektrischen Kontakte 42 der ersten Halbleiterschalter 40 können, z. B. durch einen oder mehrere Drahtbonds 80, mit dem dritten Abschnitt 32 elektrisch gekoppelt sein. Die ersten Halbleiterschalter 40 können jeweils einen dritten elektrischen Kontakt 44, der dem ersten Abschnitt 28 abgekehrt ist, umfassen. Die dritten elektrischen Kontakte 44 der ersten Halbleiterschalter 40 können jeweils, z. B. durch einen oder mehrere entsprechende Drahtbonds 80, mit einer ersten Leiterplatte 60 auf dem Träger 22 gekoppelt sein. Die ersten elektrischen Kontakte der ersten Halbleiterschalter 40 können gegen den zweiten elektrischen Kontakt 42 des gleichen ersten Halbleiterschalters 40 elektrisch isoliert sein. Die dritten elektrischen Kontakte 44 der ersten Halbleiterschalter 40 können gegen den ersten und zweiten elektrischen Kontakt 42 des gleichen ersten Halbleiterschalters 40 elektrisch isoliert sein.The first semiconductor switches 40 may each include a first electrical contact (not shown) facing the first portion 28 . The first electrical contacts of the first semiconductor switches 40 may be coupled to the first portion 28 by soldering. The first semiconductor switches 40 each include a second electrical contact 42 which faces away from the first section 28 . The second electrical contacts 42 of the first semiconductor switch 40 can, for. B. by one or more wire bonds 80, to the third portion 32 may be electrically coupled. The first semiconductor switches 40 can each include a third electrical contact 44 which faces away from the first section 28 . The third electrical contacts 44 of the first semiconductor switch 40 can each, for. B. by one or more corresponding wire bonds 80, to a first circuit board 60 on the carrier 22 may be coupled. The first electrical contacts of the first semiconductor switches 40 can be electrically isolated from the second electrical contact 42 of the same first semiconductor switch 40 . The third electrical contacts 44 of the first semiconductor switches 40 can be electrically isolated from the first and second electrical contacts 42 of the same first semiconductor switch 40 .

Die ersten elektrischen Kontakte der ersten Halbleiterschalter 40 können jeweils ein Drain des entsprechenden ersten Halbleiterschalters 40 sein, die zweiten elektrischen Kontakte 42 der ersten Halbleiterschalter 40 können jeweils eine Source des entsprechenden ersten Halbleiterschalters 40 sein, und die dritten elektrischen Kontakte 44 der ersten Halbleiterschalter 40 können jeweils ein Gate des entsprechenden ersten Halbleiterschalters 40 sein. Die Gates der ersten Halbleiterschalter 40 können jeweils, z. B. durch einen oder mehrere entsprechende Drahtbonds 80, mit der ersten Leiterplatte 60 gekoppelt sein.The first electrical contacts of the first semiconductor switches 40 can each be a drain of the corresponding first semiconductor switch 40, the second electrical contacts 42 of the first semiconductor switches 40 can each be a source of the corresponding first semiconductor switch 40, and the third electrical contacts 44 of the first semiconductor switches 40 can each be a gate of the corresponding first semiconductor switch 40 . The gates of the first semiconductor switches 40 can each, e.g. B. by one or more corresponding wire bonds 80, to the first circuit board 60 may be coupled.

Die erste Leiterplatte 60 kann neben dem ersten Abschnitt 28, z. B. zwischen dem ersten Abschnitt 28 und dem dritten Abschnitt 32, auf dem Träger 22 angeordnet sein. Die erste Leiterplatte 60 kann statt eines entsprechenden weiteren Abschnitts der ersten Trägerschicht 24 auf der zweiten Trägerschicht 26 angeordnet sein. Die erste Leiterplatte 60 kann direkt auf der zweiten Trägerschicht 26 angeordnet sein, was in diesem Zusammenhang bedeutet, dass kein weiteres Material oder nur eine dünne Schicht eines Haftmittels zwischen der ersten Leiterplatte 60 und der zweiten Trägerschicht 26 angeordnet sein kann. Somit kann die erste Leiterplatte 60 in einem „Spalt“ der ersten Trägerschicht 24 angeordnet sein. Mit anderen Worten kann die erste Leiterplatte 60 auf der gleichen Höhe wie die erste Trägerschicht 24, insbesondere wie der erste und zweite Abschnitt 28, 30 der ersten Trägerschicht 24, angeordnet sein. Die erste Leiterplatte 60 kann durch ein Haftmittel, z. B. durch Verkleben, an dem Träger 22, insbesondere an der zweiten Trägerschicht 26, fixiert sein.The first printed circuit board 60 can be adjacent to the first portion 28, z. B. between the first portion 28 and the third portion 32 on the carrier 22 may be arranged. The first printed circuit board 60 can be arranged on the second carrier layer 26 instead of a corresponding further section of the first carrier layer 24 . The first circuit board 60 can be arranged directly on the second carrier layer 26 , which in this context means that no further material or only a thin layer of adhesive can be arranged between the first circuit board 60 and the second carrier layer 26 . Thus, the first printed circuit board 60 can be arranged in a “gap” of the first carrier layer 24 . In other words, the first printed circuit board 60 can be arranged at the same height as the first carrier layer 24, in particular as the first and second section 28, 30 of the first carrier layer 24. The first printed circuit board 60 can be bonded by an adhesive, e.g. B. by gluing, on the carrier 22, in particular on the second carrier layer 26, be fixed.

Die erste Leiterplatte 60 kann einen ersten Steuerübergang, einen ersten Kontaktübergang und mindestens ein, vorzugsweise zwei oder mehr, erste elektronische Bauteile 68 umfassen. Die ersten elektronischen Bauteile 68 können auf der ersten Leiterplatte 60, insbesondere auf einer oberen Fläche 90 (siehe 3) der ersten Leiterplatte 60, angeordnet sein. Die obere Fläche 90 der ersten Leiterplatte 60 ist dem Träger 22 abgekehrt. Der erste Kontaktübergang kann über ein oder mehrere der ersten elektronischen Bauteile 68 mit dem ersten Steuerübergang elektrisch gekoppelt sein. Die erste Leiterplatte 60 kann einen ersten Kontaktstift 64 umfassen, der den ersten Kontaktübergang umfasst, insbesondere bereitstellt. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Leiterplatte 60 einen ersten Steuerstift 62 umfassen, der den ersten Steuerübergang umfasst, insbesondere bereitstellt. Die erste Leiterplatte 60 kann eine erste Kontaktaussparung umfassen, in der mindestens ein Teil des ersten Kontaktstifts 64 angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Leiterplatte 60 eine erste Steueraussparung umfassen, in der mindestens ein Teil des ersten Steuerstifts 62 angeordnet ist. Das erste elektronische Bauteil 68 kann eine oder mehrere erste Zenerdioden, einen oder mehrere erste Kondensatoren und/oder einen oder mehrere erste Widerstände umfassen.The first circuit board 60 may include a first control junction, a first contact junction, and at least one, preferably two or more, first electronic components 68 . The first electronic components 68 can be mounted on the first printed circuit board 60, in particular on an upper surface 90 (see FIG 3 ) of the first printed circuit board 60 can be arranged. The upper surface 90 of the first printed circuit board 60 faces away from the carrier 22 . The first contact junction may be electrically coupled to the first control junction via one or more of the first electronic components 68 . The first printed circuit board 60 can include a first contact pin 64 which includes, in particular provides, the first contact transition. Alternatively or additionally, the first printed circuit board 60 can include a first control pin 62 which includes, in particular provides, the first control transition. The first circuit board 60 may include a first contact cavity in which at least a portion of the first contact pin 64 is disposed. Alternatively or additionally, the first circuit board 60 may include a first control recess in which at least a portion of the first control pin 62 is disposed. The first electronic component 68 may include one or more first zener diodes, one or more first capacitors, and/or one or more first resistors.

Der zweite elektrische Kontakt 42 des ersten Halbleiterschalters 40 kann mit dem ersten Kontaktübergang, z. B. mit dem ersten Kontaktstift 64, elektrisch gekoppelt sein. Der dritte elektrische Kontakt 44 des ersten Halbleiterschalters 40 kann mit dem ersten Steuerübergang, z. B. dem ersten Steuerstift 62, elektrisch gekoppelt sein. Zum Beispiel umfasst die erste Leiterplatte 60 ein oder mehrere erste Steuer-Pads 66 auf ihrer oberen Fläche 90, insbesondere ein erstes Steuer-Pad 66 pro ersten Halbleiterschalter 40, wobei die ersten Steuer-Pads 66 über ein oder mehrere elektrisch leitende Vias der ersten Leiterplatte 60 mit dem ersten Steuerstift 62 elektrisch gekoppelt sind. Die dritten elektrischen Kontakte 44 der ersten Halbleiterschalter 40 können über entsprechende Drahtbonds 80 mit den entsprechenden ersten Steuer-Pads 66 elektrisch gekoppelt sein.The second electrical contact 42 of the first semiconductor switch 40 can be connected to the first contact junction, e.g. B. with the first contact pin 64, be electrically coupled. The third electrical contact 44 of the first semiconductor switch 40 can be connected to the first control transition, e.g. B. the first control pin 62, be electrically coupled. For example, the first circuit board 60 includes one or more first control pads 66 on its top surface 90, specifically one first control pad 66 per first semiconductor switch 40, the first control pads 66 being connected via one or more electrically conductive vias of the first circuit board 60 are electrically coupled to the first control pin 62 . The third electrical contacts 44 of the first semiconductor switches 40 may be electrically coupled to the corresponding first control pads 66 via corresponding wire bonds 80 .

Die zweiten Halbleiterschalter 50 können jeweils einen ersten elektrischen Kontakt (nicht gezeigt) des entsprechenden zweiten Halbleiterschalters 50 umfassen, wobei diese ersten elektrischen Kontakte dem zweiten Abschnitt 30 zugekehrt sind. Die ersten elektrischen Kontakte der zweiten Halbleiterschalter 50 können durch Löten mit dem zweiten Abschnitt 30 gekoppelt sein. Die ersten elektrischen Kontakte der zweiten Halbleiterschalter 50 können z. B. über den zweiten Abschnitt 30 mit den zweiten elektrischen Kontakten 42 der ersten Halbleiterschalter 40 elektrisch gekoppelt sein. Zum Beispiel sind die zweiten elektrischen Kontakte 42 der ersten Halbleiterschalter 40 über ein oder mehrere entsprechende Drahtbonds 80 mit dem zweiten Abschnitt 30 elektrisch gekoppelt, und die ersten elektrischen Kontakte der zweiten Halbleiterschalter 50 sind mit dem zweiten Abschnitt 30 elektrisch gekoppelt. Die zweiten Halbleiterschalter 50 umfassen jeweils einen zweiten elektrischen Kontakt 52 des entsprechenden zweiten Halbleiterschalters 50, wobei die zweiten elektrischen Kontakte 52 der zweiten Halbleiterschalter 50 dem zweiten Abschnitt 30 abgekehrt sind. Die zweiten elektrischen Kontakte 52 der zweiten Halbleiterschalter 50 können mit dem vierten Abschnitt 34 elektrisch gekoppelt sein. Die zweiten Halbleiterschalter 50 können jeweils einen dritten elektrischen Kontakt 54, der dem Träger 22 abgekehrt ist, umfassen. Die dritten elektrischen Kontakte 54 der zweiten Halbleiterschalter 50 können mit einer zweiten Leiterplatte 70 auf dem Träger 22 gekoppelt sein. Die ersten elektrischen Kontakte der zweiten Halbleiterschalter 50 können jeweils gegen den zweiten elektrischen Kontakt 52 des gleichen zweiten Halbleiterschalters 50 elektrisch isoliert sein. Die dritten elektrischen Kontakte 54 der zweiten Halbleiterschalter 50 können gegen den ersten und zweiten elektrischen Kontakt 52 des gleichen zweiten Halbleiterschalters 50 elektrisch isoliert sein.The second semiconductor switches 50 may each include a first electrical contact (not shown) of the corresponding second semiconductor switch 50 , which first electrical contacts face the second portion 30 . The first electrical contacts of the second semiconductor switches 50 may be coupled to the second portion 30 by soldering. The first electrical contacts of the second semiconductor switch 50 can, for. B. via the second portion 30 with the second electrical contacts 42 of the first semiconductor switch 40 electrically coupled. For example, the second electrical contacts 42 of the first semiconductor switches 40 are electrically coupled to the second portion 30 via one or more corresponding wire bonds 80 and the first electrical contacts of the second semiconductor switches 50 are electrically coupled to the second portion 30 . The second semiconductor switches 50 each include a second electrical contact 52 of the corresponding second semiconductor switch 50 , the second electrical contacts 52 of the second semiconductor switches 50 facing away from the second section 30 . The second electrical contacts 52 of the second semiconductor switches 50 can be electrically coupled to the fourth section 34 . The second semiconductor switches 50 can each include a third electrical contact 54 which faces away from the carrier 22 . The third electrical contacts 54 of the second semiconductor switches 50 can be coupled to a second printed circuit board 70 on the carrier 22 . The first electrical contacts of the second semiconductor switches 50 can each be electrically insulated from the second electrical contact 52 of the same second semiconductor switch 50 . The third electrical contacts 54 of the second semiconductor switches 50 can be electrically isolated from the first and second electrical contacts 52 of the same second semiconductor switch 50 .

Die ersten elektrischen Kontakte der zweiten Halbleiterschalter 50 können jeweils ein Drain des entsprechenden zweiten Halbleiterschalters 50 sein. Die zweiten elektrischen Kontakte 52 der zweiten Halbleiterschalter 50 können jeweils eine Source des entsprechenden zweiten Halbleiterschalters 50 sein. Die dritten elektrischen Kontakte 54 der zweiten Halbleiterschalter 50 können jeweils ein Gate des entsprechenden zweiten Halbleiterschalters 50 sein. Die Gates der zweiten Halbleiterschalter 26 können, z. B. durch einen oder mehrere entsprechende Drahtbonds 80, mit der zweiten Leiterplatte 70 gekoppelt sein.The first electrical contacts of the second semiconductor switches 50 can each be a drain of the corresponding second semiconductor switch 50 . The second electrical contacts 52 of the second semiconductor switches 50 can each be a source of the corresponding second semiconductor switch 50 be. The third electrical contacts 54 of the second semiconductor switches 50 can each be a gate of the corresponding second semiconductor switch 50 . The gates of the second semiconductor switches 26 can, e.g. B. by one or more corresponding wire bonds 80, to the second circuit board 70 may be coupled.

Die zweite Leiterplatte 70 kann neben dem zweiten Abschnitt 30, z. B. zwischen dem zweiten Abschnitt 30 und dem vierten Abschnitt 34, auf dem Träger 22 angeordnet sein. Die zweite Leiterplatte 70 kann auf der zweiten Trägerschicht 26 statt eines entsprechenden weiteren Abschnitts der ersten Trägerschicht 24 angeordnet sein. Die zweite Leiterplatte 70 kann direkt auf der zweiten Trägerschicht 26 angeordnet sein, was in diesem Zusammenhang bedeutet, dass kein weiteres Material oder nur eine dünne Schicht eines Haftmittels zwischen der zweiten Leiterplatte 70 und der zweiten Trägerschicht 26 angeordnet sein kann. Somit kann die zweite Leiterplatte 70 in einem „Spalt“ der ersten Trägerschicht 24 angeordnet sein. Mit anderen Worten kann die zweite Leiterplatte 70 auf der gleichen Höhe wie die erste Trägerschicht 24, insbesondere wie der erste und zweite Abschnitt 28, 30 der ersten Trägerschicht 24, angeordnet sein. Die zweite Leiterplatte 70 kann durch ein Haftmittel, z. B. durch Verkleben, an dem Träger 22, insbesondere an der zweiten Trägerschicht 26, fixiert sein.The second circuit board 70 can be adjacent to the second portion 30, z. B. between the second portion 30 and the fourth portion 34 on the carrier 22 may be arranged. The second printed circuit board 70 can be arranged on the second carrier layer 26 instead of a corresponding further section of the first carrier layer 24 . The second circuit board 70 can be arranged directly on the second carrier layer 26 , which in this context means that no further material or only a thin layer of an adhesive can be arranged between the second circuit board 70 and the second carrier layer 26 . The second printed circuit board 70 can thus be arranged in a “gap” in the first carrier layer 24 . In other words, the second printed circuit board 70 can be arranged at the same height as the first carrier layer 24, in particular as the first and second sections 28, 30 of the first carrier layer 24. The second printed circuit board 70 can be bonded by an adhesive, e.g. B. by gluing, on the carrier 22, in particular on the second carrier layer 26, be fixed.

Die zweite Leiterplatte 70 kann einen zweiten Steuerübergang, einen zweiten Kontaktübergang und mindestens ein, vorzugsweise zwei oder mehr, erste elektronische Bauteile 78 umfassen. Die zweiten elektronischen Bauteile 78 können auf der zweiten Leiterplatte 70, insbesondere auf einer oberen Fläche der zweiten Leiterplatte 70, angeordnet sein, wobei die obere Fläche der zweiten Leiterplatte 70 dem Träger 22 abgekehrt ist. Der zweite Kontaktübergang kann über ein oder mehrere der zweiten elektronischen Bauteile 78 mit dem zweiten Steuerübergang gekoppelt sein. Die zweite Leiterplatte 70 kann einen zweiten Kontaktstift 74 umfassen, der den zweiten Kontaktübergang umfasst. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Leiterplatte 70 einen zweiten Steuerstift 72 umfassen, der den zweiten Steuerübergang umfasst. Die zweite Leiterplatte 70 kann eine zweite Kontaktaussparung umfassen, in der mindestens ein Teil des zweiten Kontaktstifts 74 angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Leiterplatte 70 eine zweite Steueraussparung umfassen, in der mindestens ein Teil des zweiten Steuerstifts 72 angeordnet ist. Die zweiten elektronischen Bauteile 78 können eine oder mehrere zweite Zenerdioden, einen oder mehrere zweite Kondensatoren und/oder einen oder mehrere zweite Widerstände umfassen.The second printed circuit board 70 can include a second control transition, a second contact transition and at least one, preferably two or more, first electronic components 78 . The second electronic components 78 can be arranged on the second printed circuit board 70, in particular on an upper surface of the second printed circuit board 70, the upper surface of the second printed circuit board 70 facing away from the carrier 22. The second contact junction may be coupled to the second control junction via one or more of the second electronic components 78 . The second circuit board 70 may include a second contact pin 74 that includes the second contact transition. Alternatively or additionally, the second circuit board 70 may include a second control pin 72 that includes the second control transition. The second circuit board 70 may include a second contact cavity in which at least a portion of the second contact pin 74 is disposed. Alternatively or additionally, the second printed circuit board 70 can include a second control recess in which at least part of the second control pin 72 is arranged. The second electronic components 78 may include one or more second zener diodes, one or more second capacitors, and/or one or more second resistors.

Die zweiten elektrischen Kontakte 52 der zweiten Halbleiterschalter 50 können mit dem ersten Kontaktübergang, z. B. mit dem ersten Kontaktstift 64, elektrisch gekoppelt sein. Die dritten elektrischen Kontakte 54 der zweiten Halbleiterschalter 50 können mit dem zweiten Steuerübergang, z. B. dem zweiten Steuerstift 62, elektrisch gekoppelt sein. Zum Beispiel kann die zweite Leiterplatte 70 ein oder mehrere zweite Steuer-Pads 76 auf ihrer oberen Fläche, insbesondere ein zweites Steuer-Pad 76 pro zweiten Halbleiterschalter 50, umfassen, wobei die zweiten Steuer-Pads 76 über ein oder mehrere elektrisch leitende Vias der zweiten Leiterplatte 70 mit dem zweiten Steuerstift 72 elektrisch gekoppelt sein können. Die dritten elektrischen Kontakte 54 der zweiten Halbleiterschalter 50 können über entsprechende Drahtbonds 80 mit den entsprechenden zweiten Steuer-Pads 76 elektrisch gekoppelt sein.The second electrical contacts 52 of the second semiconductor switch 50 can be connected to the first contact junction, e.g. B. with the first contact pin 64, be electrically coupled. The third electrical contacts 54 of the second semiconductor switches 50 can be connected to the second control transition, e.g. B. the second control pin 62, be electrically coupled. For example, the second printed circuit board 70 may include one or more second control pads 76 on its top surface, particularly one second control pad 76 per second semiconductor switch 50, the second control pads 76 being connected via one or more electrically conductive vias of the second Printed circuit board 70 can be electrically coupled to the second control pin 72 . The third electrical contacts 54 of the second semiconductor switches 50 may be electrically coupled to the corresponding second control pads 76 via corresponding wire bonds 80 .

Ein AC-Anschluss 82 kann auf dem dritten Abschnitt 32 angeordnet und/oder elektrisch damit gekoppelt sein und kann dazu konfiguriert sein, einen AC-Strom für eine externe Vorrichtung bereitzustellen bzw. davon zu empfangen. Insbesondere kann der AC-Anschluss 82 dazu konfiguriert sein, für die externe Vorrichtung, z. B. einen Elektromotor, den AC-Strom bereitzustellen und/oder den AC-Strom von der externen Vorrichtung, z. B. einen Generator, zu empfangen, wobei die externe Vorrichtung eine elektrische Maschine sein kann, die in einem ersten Betriebsmodus den Elektromotor und in einem zweiten Betriebsmodus den Generator bildet.An AC connector 82 may be disposed on and/or electrically coupled to the third portion 32 and may be configured to provide and receive AC power to and from an external device. In particular, the AC connector 82 may be configured to provide external device, e.g. B. an electric motor to provide the AC power and / or the AC power from the external device, z. B. a generator to receive, wherein the external device can be an electric machine, which forms the electric motor in a first operating mode and the generator in a second operating mode.

Ein erster DC-Anschluss 84, z. B. ein DC--Anschluss, kann auf dem vierten Abschnitt 34 angeordnet und/oder elektrisch damit gekoppelt sein, und ein zweiter DC-Anschluss 86, z. B. ein DC+-Anschluss, kann mit dem ersten Abschnitt 28 elektrisch gekoppelt sein. Der erste und zweite DC-Anschluss 84, 86 sind zum elektrischen Koppeln des Halbbrückenmoduls 20 mit einem Kondensator (nicht gezeigt) konfiguriert. Der Kondensator kann als DC-Kondensator bezeichnet werden. Das Halbbrückenmodul 20 kann den Kondensator umfassen. Der erste und zweite DC-Anschluss 84, 86 können nebeneinander angeordnet sein. Zum Beispiel kann das Halbbrückenmodul 20 einen Stecker oder eine Buchse umfassen, der bzw. die den ersten und zweiten DC-Anschluss 84, 86 umfasst. Der erste und zweite DC-Anschluss 84, 86 können gegeneinander und gegen den AC-Anschluss 82 elektrisch isoliert sein.A first DC connection 84, e.g. a DC - terminal, may be disposed on and/or electrically coupled to the fourth section 34, and a second DC terminal 86, e.g. a DC + terminal, may be electrically coupled to the first portion 28 . The first and second DC terminals 84, 86 are configured to electrically couple the half-bridge module 20 to a capacitor (not shown). The capacitor can be called a DC capacitor. The half-bridge module 20 may include the capacitor. The first and second DC connection 84, 86 can be arranged side by side. For example, the half-bridge module 20 may include a plug or jack that includes the first and second DC terminals 84,86. The first and second DC connections 84 , 86 can be electrically isolated from one another and from the AC connection 82 .

Die ersten Halbleiterschalter 40 und die erste Leiterplatte 60 können eine High-Side des Halbbrückenmoduls 20 bilden, und die zweiten Halbleiterschalter 50 und die zweite Leiterplatte 70 können eine Low-Side des Halbbrückenmoduls 20 bilden. Mindestens einer der Halbleiterschalter 40, 50 kann ein Hochleistungshalbleiterchip sein. Der Hochleistungshalbleiterchip kann zur Verarbeitung von hohen Spannungen, zum Beispiel von mehr als 100 V, und/oder hohen Strömen, zum Beispiel von mehr als 10 A, konfiguriert sein. Die Halbleiterschalter 40, 50 können jeweils SiC, GaN oder GaO umfassen.The first semiconductor switches 40 and the first circuit board 60 can form a high side of the half-bridge module 20 and the second semiconductor switches 50 and the second circuit board 70 can form a low-side of the half-bridge module 20 . At least one of the semiconductor switches 40, 50 can be a high-performance semiconductor chip. The high power semiconductor chip may be configured to handle high voltages, for example greater than 100V, and/or high currents, for example greater than 10A. The semiconductor switches 40, 50 can each comprise SiC, GaN or GaO.

Während eines Betriebs des Halbbrückenmoduls 20 können ein oder mehrere parasitäre Induktivitäten 88 erzeugt werden. Aufgrund der Leiterplatten 60, 70 sind diese parasitären Induktivitäten 88 verglichen mit den in der Technik bekannten Halbbrückenmodulen jedoch relativ klein. Zum Beispiel können die parasitären Induktivitäten 88 zwischen den dritten elektrischen Kontakten 44 der ersten Halbleiterschalter 40 und den entsprechenden ersten Steuer-Pads 66 der ersten Leiterplatte 60, zwischen den zweiten elektrischen Kontakten 42 der ersten Halbleiterschalter 40 und den entsprechenden Steuer-Pads 102 (siehe 3) der ersten Leiterplatte 60, zwischen den dritten elektrischen Kontakten 54 der zweiten Halbleiterschalter 50 und den entsprechenden Steuer-Pads 76 der zweiten Leiterplatte 70 und/oder zwischen den zweiten elektrischen Kontakten 52 der zweiten Halbleiterschalter 50 und den entsprechenden Steuer-Pads 102 (siehe 3) der zweiten Leiterplatte 70 erzeugt werden.One or more parasitic inductances 88 may be generated during operation of the half-bridge module 20 . However, because of the circuit boards 60, 70, these parasitic inductances 88 are relatively small compared to the half-bridge modules known in the art. For example, the parasitic inductances 88 between the third electrical contacts 44 of the first semiconductor switches 40 and the corresponding first control pads 66 of the first circuit board 60, between the second electrical contacts 42 of the first semiconductor switches 40 and the corresponding control pads 102 (see 3 ) of the first circuit board 60, between the third electrical contacts 54 of the second semiconductor switches 50 and the corresponding control pads 76 of the second circuit board 70 and/or between the second electrical contacts 52 of the second semiconductor switches 50 and the corresponding control pads 102 (see 3 ) of the second circuit board 70 are generated.

Wahlweise kann das Halbbrückenmodul 20 eine Treiberplatine (nicht gezeigt) umfassen. Die Treiberplatine kann dazu konfiguriert sein, die Halbleiterschalter 40, 50 zu steuern. Die Treiberplatine kann mit den Steuerstiften 62, 72 und/oder mit den Kontaktstiften 64, 74 gekoppelt sein. Optionally, the half-bridge module 20 may include a driver board (not shown). The driver board can be configured to control the solid state switches 40,50. The driver board may be coupled to control pins 62,72 and/or to contact pins 64,74.

3 zeigt eine Querschnittsseitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Leiterplatte des Halbbrückenmoduls von 1, z. B. der ersten Leiterplatte 60 oder der zweiten Leiterplatte 70. Eine Struktur der zweiten Leiterplatte 70 kann der Struktur der ersten Leiterplatte 60 entsprechen. Daher wird nachfolgend nur die Struktur der ersten Leiterplatte 60 erläutert, um jegliche unnötigen Wiederholungen zu vermeiden. 3 FIG. 12 shows a cross-sectional side view of an exemplary embodiment of a printed circuit board of the half-bridge module of FIG 1, e.g . B. the first printed circuit board 60 or the second printed circuit board 70. A structure of the second printed circuit board 70 may correspond to the structure of the first printed circuit board 60. Therefore, only the structure of the first circuit board 60 will be explained below to avoid any unnecessary repetition.

Die erste Leiterplatte 60 umfasst die obere Fläche 90, die dem Träger 22 abgekehrt ist und auf der die ersten elektronischen Bauteile 68 angeordnet sein können. Die erste Leiterplatte 60 kann mindestens eine elektrisch leitende Schicht unter der oberen Fläche 90 der ersten Leiterplatte 50 umfassen, wobei die elektrisch leitende Schicht der ersten Leiterplatte 60 mit den ersten elektronischen Bauteilen 68 und mit dem ersten Steuerübergang oder mit dem ersten Kontaktübergang elektrisch gekoppelt sein kann. Zum Beispiel kann die elektrisch leitende Schicht der ersten Leiterplatte 60 eine erste elektrisch leitende Schicht 92 der ersten Leiterplatte 60 sein, und die erste Leiterplatte 60 kann eine zweite elektrisch leitende Schicht 94 zwischen der ersten elektrisch leitenden Schicht 92 der ersten Leiterplatte 60 und der oberen Fläche 90 der ersten Leiterplatte 60 umfassen.The first circuit board 60 includes the top surface 90 which faces away from the carrier 22 and on which the first electronic components 68 can be arranged. The first circuit board 60 may include at least one electrically conductive layer beneath the top surface 90 of the first circuit board 50, wherein the electrically conductive layer of the first circuit board 60 may be electrically coupled to the first electronic components 68 and to the first control junction or to the first contact junction . For example, the electrically conductive layer of the first circuit board 60 can be a first electrically conductive layer 92 of the first circuit board 60, and the first circuit board 60 can have a second electrically conductive layer 94 between the first electrically conductive layer 92 of the first circuit board 60 and the top surface 90 of the first circuit board 60 include.

Die erste elektrisch leitende Schicht 92 der ersten Leiterplatte 60 kann mit dem ersten Kontaktübergang, z. B. mit dem ersten Kontaktstift 62, der in der ersten Kontaktaussparung der ersten Leiterplatte 60 angeordnet sein kann, elektrisch gekoppelt sein. Die zweite elektrisch leitende Schicht 94 der ersten Leiterplatte 60 kann mit dem ersten Steuerübergang, z. B. mit dem ersten Steuerstift 64, der in der ersten Steueraussparung angeordnet sein kann, und mit dem ersten elektronischen Bauteil 68, z. B. über ein oder mehrere entsprechende erste Durchgangsvias 96, elektrisch gekoppelt sein. Ferner kann die erste elektrisch leitende Schicht 92 der ersten Leiterplatte 60 mit den Kontaktpads 102 auf der oberen Fläche 90 der ersten Leiterplatte 60, z. B. über einen oder mehrere entsprechende zweite Durchgangsvias 98, elektrisch gekoppelt sein, wobei die Kontaktpads 102 mit den zweiten elektrischen Kontakten 42 der ersten Halbleiterschalter 40, oder im Fall der zweiten Leiterplatte 70, mit den zweiten elektrischen Kontakten 52 der zweiten Halbleiterschalter 50 elektrisch gekoppelt sein können. Die zweiten elektrischen Kontakte 42, 52 können durch entsprechende Drahtbonds 80 mit den entsprechenden Kontaktpads 102 elektrisch gekoppelt sein. Die zweiten Durchgangsvias 98 können sich durch entsprechende Aussparungen in der zweiten elektrisch leitenden Schicht 94 erstrecken, wobei die zweiten Durchgangsvias 98 gegen die zweite elektrisch leitende Schicht 94 elektrisch isoliert sind. Zum Beispiel können die zweiten Durchgangsvias 98 von der zweiten elektrisch leitenden Schicht 94 beabstandet sein.The first electrically conductive layer 92 of the first printed circuit board 60 can be connected to the first contact transition, e.g. B. with the first contact pin 62, which may be arranged in the first contact recess of the first circuit board 60, be electrically coupled. The second electrically conductive layer 94 of the first printed circuit board 60 can be connected to the first control junction, e.g. B. with the first control pin 64, which can be arranged in the first control recess, and with the first electronic component 68, z. B. via one or more corresponding first through vias 96, electrically coupled. Furthermore, the first electrically conductive layer 92 of the first printed circuit board 60 can be connected to the contact pads 102 on the upper surface 90 of the first printed circuit board 60, e.g. via one or more corresponding second through-vias 98, the contact pads 102 being electrically coupled to the second electrical contacts 42 of the first semiconductor switches 40, or in the case of the second printed circuit board 70, to the second electrical contacts 52 of the second semiconductor switches 50 could be. The second electrical contacts 42, 52 may be electrically coupled to the respective contact pads 102 by respective wire bonds 80. FIG. The second through vias 98 can extend through corresponding recesses in the second electrically conductive layer 94 , the second through vias 98 being electrically insulated from the second electrically conductive layer 94 . For example, the second through vias 98 may be spaced apart from the second electrically conductive layer 94 .

Die Struktur der ersten Leiterplatte 60 kann auf die zweite Leiterplatte 70 übertragen werden, so dass die zweite Leiterplatte 70 eine obere Fläche der zweiten Leiterplatte 70, die dem Träger 22 abgekehrt ist und auf der die zweiten elektronischen Bauteile 78 angeordnet sind, und mindestens eine elektrisch leitende Schicht unter der oberen Fläche der zweiten Leiterplatte 70 umfasst. Die elektrisch leitende Schicht der zweiten Leiterplatte 70 kann mit den zweiten elektronischen Bauteilen 78 und mit dem zweiten Steuerübergang oder mit dem zweiten Kontaktübergang elektrisch gekoppelt sein. Zum Beispiel kann die elektrisch leitende Schicht der zweiten Leiterplatte 70 eine erste elektrisch leitende Schicht der zweiten Leiterplatte 70 sein, und die zweite Leiterplatte 70 kann eine zweite elektrisch leitende Schicht zwischen der ersten elektrisch leitenden Schicht der zweiten Leiterplatte 70 und der oberen Fläche der zweiten Leiterplatte 70 umfassen, wobei die erste elektrisch leitende Schicht der zweiten Leiterplatte 70 mit dem zweiten Kontaktübergang elektrisch gekoppelt sein kann, und die zweite elektrisch leitende Schicht der zweiten Leiterplatte 70 kann mit dem zweiten Steuerübergang und mit den zweiten elektronischen Bauteilen 78 elektrisch gekoppelt sein.The structure of the first printed circuit board 60 can be transferred to the second printed circuit board 70, so that the second printed circuit board 70 has an upper surface of the second printed circuit board 70, which faces away from the carrier 22 and on which the second electronic components 78 are arranged, and at least one electrically conductive layer under the top surface of the second circuit board 70 includes. The electrically conductive layer of the second printed circuit board 70 can be electrically coupled to the second electronic components 78 and to the second control junction or to the second contact junction. For example, the electrically conductive layer of the second circuit board 70 can be a first electrically conductive layer of the second circuit board 70, and the second circuit board 70 can have a second electrically conductive layer between the first electrically conductive layer of the second circuit board 70 and the top surface of the second circuit board 70 include, wherein the first electrically conductive layer of the second printed circuit board 70 can be electrically coupled to the second contact transition, and the second electrically lei The next layer of the second circuit board 70 may be electrically coupled to the second control junction and to the second electronic components 78 .

Obgleich die Erfindung in den Zeichnungen und in der vorhergehenden Beschreibung ausführlich dargestellt und beschrieben worden ist, sind solch eine Darstellung und Beschreibung als veranschaulichend oder beispielhaft und nicht als einschränkend zu betrachten. Die Erfindung wird durch die obigen Ausführungsformen nicht eingeschränkt. Zum Beispiel kann es mehr oder weniger Halbleiterschalter 40, 50, elektronische Bauteile 68, 78 und/oder entsprechende Drahtbonds 28 geben. Andere Variationen der offenbarten Ausführungsformen können durch den Fachmann durch die Ausübung der beanspruchten Erfindung, genaue Betrachtung der Zeichnungen, der Offenbarung und der angehängten Ansprüche verstanden und ausgeführt werden. In den Ansprüchen schließt das Wort „umfassen/umfassend“ keine anderen Elemente aus, und der unbestimmte Artikel „ein/eine/einer“ schließt keinen Plural aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in verschiedenen voneinander abhängigen Ansprüchen aufgeführt sind, bedeutet nicht, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht zum Vorteil genutzt werden kann. Jegliche Bezugszeichen in den Ansprüchen sollten nicht als den Schutzumfang einschränkend ausgelegt werden.While the invention has been shown and described in detail in the drawings and in the foregoing description, such representation and description are to be regarded as illustrative or exemplary and not in a restrictive manner. The invention is not limited by the above embodiments. For example, there may be more or fewer semiconductor switches 40, 50, electronic components 68, 78, and/or corresponding wire bonds 28. Other variations of the disclosed embodiments may be understood and implemented by those skilled in the art through practice of the claimed invention, study of the drawings, the disclosure, and the appended claims. In the claims, the word "comprising" does not exclude other elements, and the indefinite article "a/an" does not exclude a plural. The mere fact that certain measures are recited in different dependent claims does not mean that a combination of these measures cannot be used to advantage. Any reference signs in the claims should not be construed as limiting the scope.

BezugszeichenlisteReference List

2020
Halbbrückenmodulhalf bridge module
2222
Trägercarrier
2424
erste Trägerschichtfirst support layer
2626
zweite Trägerschichtsecond backing layer
2828
erster Abschnittfirst section
3030
zweiter Abschnittsecond part
3232
dritter Abschnittthird section
3434
vierter Abschnittfourth section
4040
erster Halbleiterschalterfirst semiconductor switch
4242
zweiter elektrischer Kontakt des ersten Halbleiterschalterssecond electrical contact of the first semiconductor switch
4444
dritter elektrischer Kontakt des ersten Halbleiterschaltersthird electrical contact of the first semiconductor switch
5050
zweiter Halbleiterschaltersecond semiconductor switch
5252
zweiter elektrischer Kontakt des zweiten Halbleiterschalterssecond electrical contact of the second semiconductor switch
5454
dritter elektrischer Kontakt des zweiten Halbleiterschaltersthird electrical contact of the second semiconductor switch
6060
erste Leiterplattefirst circuit board
6262
erster Steuerstiftfirst control pin
6464
erster Kontaktstiftfirst contact pin
6666
erstes Steuer-Padfirst control pad
6868
erstes elektronisches Bauteilfirst electronic component
7070
zweite Leiterplattesecond circuit board
7272
zweiter Steuerstiftsecond control pin
7474
zweiter Kontaktstiftsecond contact pin
7676
zweites Steuer-Padsecond control pad
7878
zweites elektronisches Bauteilsecond electronic component
8080
Drahtbondwire bond
8282
AC-AnschlussAC connection
8484
erster DC-Anschlussfirst DC connection
8686
zweiter DC-Anschlusssecond DC connection
8888
parasitäre Induktivitätparasitic inductance
9090
obere Flächeupper surface
9292
erste elektrisch leitende Schichtfirst electrically conductive layer
9494
zweite elektrisch leitende Schichtsecond electrically conductive layer
9696
erstes Durchgangsviafirst through via
9898
zweites Durchgangsviasecond transit via
100100
elektrische Verbindungelectrical connection
102102
Kontaktpadcontact pad

Claims (14)

Halbbrückenmodul (20), umfassend: mindestens einen ersten Halbleiterschalter (40) und mindestens einen zweiten Halbleiterschalter (50); einen Träger (22), der einen elektrisch leitenden ersten Abschnitt (28) und einen elektrisch leitenden zweiten Abschnitt (30) aufweist, wobei der zweite Abschnitt (30) neben dem ersten Abschnitt (28) angeordnet ist, wobei der erste Abschnitt (28) und der zweite Abschnitt (30) gegeneinander elektrisch isoliert sind, wobei der erste Halbleiterschalter (40) auf dem ersten Abschnitt (28) angeordnet ist und elektrisch damit gekoppelt ist, und wobei der zweite Halbleiterschalter (50) auf dem zweiten Abschnitt (30) angeordnet ist und elektrisch damit gekoppelt ist; einen ersten DC-Anschluss (84), der mit dem ersten Abschnitt (28) und über den ersten Abschnitt (28) mit einem ersten elektrischen Kontakt des ersten Halbleiterschalters (40) elektrisch gekoppelt ist; eine erste Leiterplatte (60), die neben dem ersten Abschnitt (28) auf dem Träger (22) angeordnet ist und einen ersten Steuerübergang und einen ersten Kontaktübergang umfasst, wobei ein zweiter elektrischer Kontakt (42) des ersten Halbleiterschalters (40) mit dem ersten Kontaktübergang elektrisch gekoppelt ist, wobei ein dritter elektrischer Kontakt (44) des ersten Halbleiterschalters (40) mit dem ersten Steuerübergang elektrisch gekoppelt ist, und wobei der erste Steuerübergang und der erste Kontaktübergang über mindestens ein erstes elektronisches Bauteil (68) elektrisch miteinander gekoppelt sind; einen AC-Anschluss (82), der mit dem zweiten elektrischen Kontakt (42) des ersten Halbleiterschalters (40) und mit einem ersten elektrischen Kontakt des zweiten Halbleiterschalters (50) elektrisch gekoppelt ist; einen zweiten DC-Anschluss (86), der mit einem zweiten elektrischen Kontakt (52) des zweiten Halbleiterschalters (50) elektrisch gekoppelt ist; und eine zweite Leiterplatte (70), die neben dem zweiten Abschnitt (30) auf dem Träger (22) angeordnet ist und einen zweiten Steuerübergang und einen zweiten Kontaktübergang umfasst, wobei der zweite elektrische Kontakt (52) des zweiten Halbleiterschalters (50) mit dem zweiten Kontaktübergang elektrisch gekoppelt ist, wobei ein dritter elektrischer Kontakt (54) des zweiten Halbleiterschalters (50) mit dem zweiten Steuerübergang elektrisch gekoppelt ist, und wobei der zweite Steuerübergang und der zweite Kontaktübergang über mindestens ein zweites elektronisches Bauteil (78) elektrisch miteinander gekoppelt sind.Half-bridge module (20), comprising: at least one first semiconductor switch (40) and at least one second semiconductor switch (50); a carrier (22) having an electrically conductive first portion (28) and an electrically conductive second portion (30), said second portion (30) being disposed adjacent said first portion (28), said first portion (28) and the second section (30) are electrically isolated from each other, the first semiconductor switch (40) being disposed on and electrically coupled to the first section (28), and the second semiconductor switch (50) being disposed on the second section (30). and is electrically coupled thereto; a first DC terminal (84) electrically coupled to the first section (28) and via the first section (28) to a first electrical contact of the first semiconductor switch (40); a first printed circuit board (60) arranged on the carrier (22) adjacent to the first section (28) and comprising a first control junction and a first contact junction, a second electrical contact (42) of the first semiconductor switch (40) being connected to the first Contact junction is electrically coupled, wherein a third electrical contact (44) of the first semiconductor switch (40) is electrically coupled to the first control junction, and wherein the first control junction and the first contact junction are electrically coupled to each other via at least a first electronic component (68); an AC terminal (82) electrically coupled to the second electrical contact (42) of the first semiconductor switch (40) and to a first electrical contact of the second semiconductor switch (50); a second DC terminal (86) electrically coupled to a second electrical contact (52) of the second semiconductor switch (50); and a second printed circuit board (70) arranged on the carrier (22) adjacent to the second section (30) and comprising a second control junction and a second contact junction, the second electrical contact (52) of the second semiconductor switch (50) being connected to the second contact junction is electrically coupled, wherein a third electrical contact (54) of the second semiconductor switch (50) is electrically coupled to the second control junction, and wherein the second control junction and the second contact junction are electrically coupled to one another via at least one second electronic component (78). . Halbbrückenmodul (20) nach Anspruch 1, wobei die erste Leiterplatte (60) eine obere Fläche (90), die dem Träger (22) abgekehrt ist und auf der das erste elektronische Bauteil (68) angeordnet ist, und mindestens eine elektrisch leitende Schicht unter der oberen Fläche (90) der ersten Leiterplatte (60) umfasst, und die elektrisch leitende Schicht der ersten Leiterplatte (60) mit dem ersten elektronischen Bauteil (68) und mit dem ersten Steuerübergang oder mit dem ersten Kontaktübergang elektrisch gekoppelt ist.Half-bridge module (20) after claim 1 , wherein the first circuit board (60) has a top surface (90) facing away from the carrier (22) and on which the first electronic component (68) is arranged, and at least one electrically conductive layer under the top surface (90) of first printed circuit board (60), and the electrically conductive layer of the first printed circuit board (60) is electrically coupled to the first electronic component (68) and to the first control junction or to the first contact junction. Halbbrückenmodul (20) nach Anspruch 2, wobei die elektrisch leitende Schicht der ersten Leiterplatte (60) eine erste elektrisch leitende Schicht (92) der ersten Leiterplatte (60) ist und die erste Leiterplatte (60) eine zweite elektrisch leitende Schicht (94) zwischen der ersten elektrisch leitenden Schicht (92) der ersten Leiterplatte (60) und der oberen Fläche (90) der ersten Leiterplatte (60) umfasst; die erste elektrisch leitende Schicht (92) der ersten Leiterplatte (60) dem ersten Kontaktübergang elektrisch gekoppelt ist, und die zweite elektrisch leitende Schicht (94) der ersten Leiterplatte (60) mit dem ersten Steuerübergang und mit dem ersten elektronischen Bauteil (68) elektrisch gekoppelt ist.Half-bridge module (20) after claim 2 , wherein the electrically conductive layer of the first circuit board (60) is a first electrically conductive layer (92) of the first circuit board (60) and the first circuit board (60) has a second electrically conductive layer (94) between the first electrically conductive layer (92 ) the first circuit board (60) and the top surface (90) of the first circuit board (60); the first electrically conductive layer (92) of the first circuit board (60) is electrically coupled to the first contact junction, and the second electrically conductive layer (94) of the first circuit board (60) is electrically coupled to the first control junction and to the first electronic component (68). is coupled. Halbbrückenmodul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Kontaktübergang über das erste elektronische Bauteil (68) mit dem ersten Steuerübergang elektrisch gekoppelt ist.A half-bridge module (20) according to any one of the preceding claims, wherein the first contact junction is electrically coupled to the first control junction via the first electronic component (68). Halbbrückenmodul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Leiterplatte (60) einen ersten Kontaktstift (64) umfasst, der den ersten Kontaktübergang umfasst; und/oder die erste Leiterplatte (60) einen ersten Steuerstift (62) umfasst, der den ersten Steuerübergang umfasst.Half-bridge module (20) according to any one of the preceding claims, wherein the first printed circuit board (60) comprises a first contact pin (64) which comprises the first contact transition; and or the first circuit board (60) includes a first control pin (62) including the first control transition. Halbbrückenmodul (20) nach Anspruch 5, wobei die erste Leiterplatte (60) eine erste Kontaktaussparung umfasst, in der mindestens ein Teil des ersten Kontaktstifts (64) angeordnet ist; und/oder die erste Leiterplatte (60) eine erste Steueraussparung umfasst, in der mindestens ein Teil des ersten Steuerstifts (62) angeordnet ist.Half-bridge module (20) after claim 5 wherein the first circuit board (60) includes a first contact cavity in which at least a portion of the first contact pin (64) is disposed; and/or the first printed circuit board (60) comprises a first control recess in which at least part of the first control pin (62) is arranged. Halbbrückenmodul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste elektronische Bauteil (68) eine erste Zenerdiode, einen ersten Kondensator und/oder einen ersten Widerstand umfasst.Half-bridge module (20) according to one of the preceding claims, wherein the first electronic component (68) comprises a first zener diode, a first capacitor and/or a first resistor. Halbbrückenmodul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Leiterplatte (70) eine obere Fläche, die dem Träger (22) abgekehrt ist und auf der das zweite elektronische Bauteil (78) angeordnet ist, und mindestens eine elektrisch leitende Schicht unter der oberen Fläche der zweiten Leiterplatte (70) umfasst, und die elektrisch leitende Schicht der zweiten Leiterplatte (70) mit dem zweiten elektronischen Bauteil (78) und mit dem zweiten Steuerübergang oder mit dem zweiten Kontaktübergang elektrisch gekoppelt ist.Half-bridge module (20) according to any one of the preceding claims, wherein the second printed circuit board (70) comprises a top surface remote from the carrier (22) and on which the second electronic component (78) is arranged, and at least one electrically conductive layer under the top surface of the second printed circuit board (70), and the electrically conductive layer of the second printed circuit board (70) is electrically coupled to the second electronic component (78) and to the second control junction or to the second contact junction. Halbbrückenmodul (20) nach Anspruch 8, wobei die elektrisch leitende Schicht der zweiten Leiterplatte (70) eine erste elektrisch leitende Schicht der zweiten Leiterplatte (70) ist und die zweite Leiterplatte (70) eine zweite elektrisch leitende Schicht zwischen der ersten elektrisch leitenden Schicht der zweiten Leiterplatte (70) und der oberen Fläche der zweiten Leiterplatte (70) umfasst; die erste elektrisch leitende Schicht der zweiten Leiterplatte (70) mit dem zweiten Kontaktübergang elektrisch gekoppelt ist, und die zweite elektrisch leitende Schicht der zweiten Leiterplatte (70) mit dem zweiten Steuerübergang und mit dem zweiten elektronischen Bauteil (78) elektrisch gekoppelt ist.Half-bridge module (20) after claim 8 , wherein the electrically conductive layer of the second printed circuit board (70) is a first electrically conductive layer of the second printed circuit board (70) and the second printed circuit board (70) comprises a second electrically conductive layer between the first electrically conductive layer of the second printed circuit board (70) and the upper surface of the second circuit board (70); the first electrically conductive layer of the second circuit board (70) is electrically coupled to the second contact junction, and the second electrically conductive layer of the second circuit board (70) is electrically coupled to the second control junction and to the second electronic component (78). Halbbrückenmodul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Kontaktübergang über das zweite elektronische Bauteil (78) mit dem zweiten Steuerübergang elektrisch gekoppelt ist.Half-bridge module (20) according to one of the preceding claims, wherein the second contact transition via the second electronic component (78) is electrically coupled to the second control junction. Halbbrückenmodul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Leiterplatte (70) einen zweiten Kontaktstift, (74) umfasst der den zweiten Kontaktübergang umfasst; und/oder die zweite Leiterplatte (70) einen zweiten Steuerstift (72) umfasst, der den zweiten Steuerübergang umfasst.Half-bridge module (20) according to any one of the preceding claims, wherein the second printed circuit board (70) comprises a second contact pin (74) which comprises the second contact transition; and or the second circuit board (70) includes a second control pin (72) that includes the second control transition. Halbbrückenmodul (20) Anspruch 11, wobei die zweite Leiterplatte (70) eine zweite Kontaktaussparung umfasst, in der mindestens ein Teil des zweiten Kontaktstifts (74) angeordnet ist; und/oder die zweite Leiterplatte (70) eine zweite Steueraussparung umfasst, in der der zweite Steuerstift (72) angeordnet ist.Half Bridge Module (20) claim 11 wherein the second printed circuit board (70) comprises a second contact recess in which at least a part of the second contact pin (74) is arranged; and/or the second printed circuit board (70) comprises a second control recess in which the second control pin (72) is arranged. Halbbrückenmodul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite elektronische Bauteil (78) eine zweite Zenerdiode, einen zweiten Kondensator und/oder einen zweiten Widerstand umfasst.Half-bridge module (20) according to one of the preceding claims, wherein the second electronic component (78) comprises a second zener diode, a second capacitor and/or a second resistor. Halbbrückenmodul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens einer von dem ersten und zweiten Halbleiterschalter (40, 50) ein Hochleistungshalbleiterschalter ist.Half-bridge module (20) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the first and second semiconductor switches (40, 50) is a high-power semiconductor switch.
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