DE202021001687U1

DE202021001687U1 - Power electronics module

Info

Publication number: DE202021001687U1
Application number: DE202021001687.2U
Authority: DE
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2021-05-07
Filing date: 2021-05-07
Publication date: 2021-09-29
Anticipated expiration: 2031-05-08

Abstract

Leistungselektronikmodul, umfassend:einen Spritzguss-Körper 102 mit einer Oberseite 104 und mehreren Rändern 106 um die Oberseite 104 herum;ein metallisches Pad 108 auf der Oberseite 104;mehrere Hochspannungsanschlüsse 140, die sich von einem ersten Rand 106 nach außen erstrecken, wobei der erste Rand einer der mehreren Ränder ist, wobei die Hochspannungsanschlüsse 140 an ihrem Eintrittspunkt 142 in den Spritzguss-Körper 102 um mindestens eine Kriechstrecke c von dem metallischen Pad 108 beabstandet sind;mindestens einen Niederspannungsanschluss 130, der lateral von den mehreren Hochspannungsanschlüssen beabstandet ist;wobei der erste Rand 106 einen Absatz 152 in dem Spritzguss-Körper 102 zwischen den Hochspannungsanschlüssen 140 und dem mindestens einen Niederspannungsanschluss 130 definiert, derart, dass der laterale Abstand zwischen dem mindestens einen Niederspannungsanschluss 130 und dem metallischen Pad 108 weniger als die Kriechstrecke c beträgt, und derart, dass die entlang der festen Oberfläche des Spritzguss-Körpers 102 zwischen den Eintrittspunkten 142, 132 der Hochspannungsanschlüsse 140 und des mindestens einen Niederspannungsanschlusses 130 gemessene Entfernung mindestens die Kriechstrecke c ist.A power electronics module comprising: an injection molded body 102 having a top 104 and a plurality of edges 106 around the top 104; a metallic pad 108 on the top 104; a plurality of high voltage terminals 140 extending outwardly from a first edge 106, the first Edge is one of the plurality of edges, the high-voltage connections 140 at their entry point 142 into the injection-molded body 102 being spaced from the metallic pad 108 by at least one creepage distance c; at least one low-voltage connection 130, which is laterally spaced from the plurality of high-voltage connections; wherein the First edge 106 defines a shoulder 152 in the injection molded body 102 between the high-voltage connections 140 and the at least one low-voltage connection 130, such that the lateral distance between the at least one low-voltage connection 130 and the metallic pad 108 is less than the creepage distance c, and such that the along the solid surface of the injection-molded body 102 between the entry points 142, 132 of the high-voltage connections 140 and the at least one low-voltage connection 130, the measured distance is at least the creepage distance c.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein ein Leistungselektronikmodul, insbesondere ein Spritzguss-Leistungselektronikmodul.The present disclosure relates generally to a power electronics module, in particular an injection molded power electronics module.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Es können für verschiedenste Zwecke in einem bestimmten Gerät verschiedene elektronische Module verwendet werden. Zum Beispiel können elektronische Module in Kraftfahrzeuganwendungen eine elektrische Sicherung, eine Entladungsschaltung, einen Hochspannungs-/Niederspannungs-DC-DC-Wandler, ein eingebautes Ladegerät usw. bereitstellen. Insbesondere können einige Anschlüsse solcher Module dazu konzipiert sein, hohe Spannungen, zum Beispiel 600 V, 800 V, 1200 V oder in einigen Fällen sogar noch höher, zu steuern.Different electronic modules can be used in a given device for a wide variety of purposes. For example, electronic modules in automotive applications can provide an electrical fuse, discharge circuit, high voltage / low voltage DC-DC converter, built-in charger, and so on. In particular, some connections of such modules can be designed to control high voltages, for example 600 V, 800 V, 1200 V, or in some cases even higher.

Wenn sich Anschlüsse auf verschiedenen Spannungen befinden, werden minimale Kriechstrecken definiert. Die Kriechstrecke ist die Entfernung zwischen leitenden Teilen, die sich von oder an dem Modul erstrecken, wie beispielsweise Leistungsanschlüsse, Steueranschlüsse oder leitende Metall-Pads zum Montieren eines Kühlkörpers. Bei einer Betriebsspannung von bis zu 850 V und einem bestimmten definierten Verunreinigungsgrad kann zum Beispiel eine Kriechstrecke von 8,5 mm erforderlich sein. Besondere Anwendungen und Spannungen können größere Kriechstrecken erfordern. Es ist jedoch im Allgemeinen nicht wünschenswert, die Abmessungen des Moduls zu vergrößern. Daher besteht ein Bedarf an Designs, die verbesserte Kriechstrecken liefern, ohne zwangsweise die Gesamtabmessungen des Packages zu vergrößern.If connections are at different voltages, minimum creepage distances are defined. The creepage distance is the distance between conductive parts that extend from or on the module, such as power connections, control connections or conductive metal pads for mounting a heat sink. With an operating voltage of up to 850 V and a certain defined degree of contamination, a creepage distance of 8.5 mm may be required, for example. Special applications and voltages may require larger creepage distances. However, it is generally not desirable to increase the size of the module. Therefore, there is a need for designs that provide improved creepage distances without necessarily increasing the overall dimensions of the package.

KURZDARSTELLUNGSHORT REPRESENTATION

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Leistungselektronikmodul bereitgestellt, das Folgendes umfasst: einen Spritzguss-Körper mit einer Oberseite und mehreren Rändern um die Oberseite herum; ein metallisches Pad auf der Oberseite; mehrere Hochspannungsanschlüsse, die sich von einem ersten Rand nach außen erstrecken, wobei der erste Rand einer mehrerer Ränder ist, wobei die Hochspannungsanschlüsse an ihrem Eintrittspunkt in den Spritzguss-Körper um mindestens eine Kriechstrecke von dem metallischen Pad beabstandet sind; mindestens einen Niederspannungsanschluss, der lateral von den mehreren Niederspannungsanschlüssen beabstandet ist; wobei der erste Rand einen Absatz in dem Spritzguss-Körper zwischen den Hochspannungsanschlüssen und dem mindestens einen Niederspannungsanschluss definiert, derart, dass der laterale Abstand zwischen dem mindestens einen Niederspannungsanschluss und dem metallischen Pad weniger als die Kriechstrecke beträgt, und derart, dass die entlang der festen Oberfläche des Spritzguss-Körpers zwischen den Eintrittspunkten der Hochspannungsanschlüsse und des mindestens einen Niederspannungsanschlusses gemessene Entfernung mindestens die Kriechstrecke ist.According to one aspect of the invention, there is provided a power electronics module comprising: an injection molded body having a top and a plurality of edges around the top; a metallic pad on top; a plurality of high voltage terminals extending outwardly from a first edge, the first edge being one of a plurality of edges, the high voltage terminals being spaced from the metallic pad by at least a creepage distance at their point of entry into the injection molded body; at least one low voltage terminal laterally spaced from the plurality of low voltage terminals; wherein the first edge defines a shoulder in the injection molded body between the high-voltage connections and the at least one low-voltage connection, such that the lateral distance between the at least one low-voltage connection and the metallic pad is less than the creepage distance, and such that the distance along the solid Surface of the injection-molded body between the entry points of the high-voltage connections and the at least one low-voltage connection, the measured distance is at least the creepage distance.

Durch Bereitstellen eines Absatzes zwischen Hoch- und Niederspannungsanschlüssen kann der laterale Abstand zwischen Hoch- und Niederspannungsanschlüssen reduziert werden.By providing a shoulder between high-voltage and low-voltage connections, the lateral distance between high-voltage and low-voltage connections can be reduced.

FigurenlisteFigure list

Es wird nunmehr eine Ausführungsform der Erfindung rein beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die Ausführungsform veranschaulicht ein Beispiel, und die Zeichnung dient zusammen mit der Beschreibung dazu, Grundzüge der Offenbarung zu erläutern. Weitere Beispiele und Vorteile werden für den Fachmann ersichtlich. Die Zeichnung ist nicht zwangsweise maßstäblich. Es werden Bezugszahlen verwendet, wobei eine Bezugszahl dazu verwendet wird, gleiche, ähnliche oder einander entsprechende Teile zu bezeichnen.

1 zeigt eine Draufsicht eines Beispiels für ein Leistungselektronikmodul gemäß einem Beispiel.

An embodiment of the invention will now be described, purely by way of example, with reference to the accompanying drawings. The embodiment illustrates an example, and the drawings, together with the description, serve to explain principles of the disclosure. Other examples and advantages will be apparent to those skilled in the art. The drawing is not necessarily to scale. Reference numbers are used, with a reference number being used to designate the same, similar or corresponding parts.

1 FIG. 11 shows a top view of an example of a power electronics module according to an example.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

In der vorliegenden Beschreibung wird Terminologie wie beispielsweise „oben“, „unten“, „links“, „rechts“, „obere(r)“, „untere(r)“ usw. mit Bezug auf die Ausrichtung der beschriebenen Figur verwendet. Der Fachmann wird erkennen, dass Komponenten in vielen Richtungen ausgerichtet werden können und eine solche Terminologie rein beispielhaft ist.In the present description, terminology such as “top”, “bottom”, “left”, “right”, “upper”, “lower” etc. is used with reference to the orientation of the figure being described. Those skilled in the art will recognize that components can be oriented in many directions and such terminology is exemplary only.

Sofern die Begriffe „enthalten“, „aufweisen“, „mit“ oder andere Variationen davon, entweder in der ausführlichen Beschreibung oder in den Ansprüchen, verwendet werden, sollen diese Begriffe des Weiteren in ähnlicher Weise wie der Begriff „umfassen“ eine einschließliche Bedeutung haben. Es können die Begriffe „gekoppelt“ und „verbunden“ nebst Ableitungen davon verwendet werden. Es sollte auf der Hand liegen, dass diese Begriffe dazu verwendet werden können, anzuzeigen, dass zwei Elemente zusammenwirken oder miteinander interagieren, wobei es unerheblich ist, ob sie in direktem physischem oder elektrischem Kontakt miteinander stehen oder nicht in direktem Kontakt miteinander stehen; es können Zwischenelemente oder -lagen zwischen den „gebondeten“, „befestigten“ oder „verbundenen“ Elementen vorgesehen sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die „gebondeten“, „befestigten“ oder „verbundenen“ Elemente in direktem Kontakt miteinander stehen. Des Weiteren soll der Begriff „beispielhaft“ ein Beispiel und nicht das Beste oder Optimale bedeuten.Furthermore, if the terms “contain”, “have”, “with” or other variations thereof are used in either the detailed description or in the claims, these terms are intended to have an inclusive meaning in a manner similar to the term “comprise” . The terms “coupled” and “connected” along with their derivatives can be used. It should be understood that these terms can be used to indicate that two elements are working or interacting with one another, regardless of whether or not they are in direct physical or electrical contact with one another; there may be intermediate elements or layers between the "bonded", "attached" or "connected" elements. However, it is also possible that the "bonded", "attached" or " connected "elements are in direct contact with each other. Furthermore, the term "exemplary" is intended to mean an example rather than the best or optimal.

Die nachfolgend beschriebenen Beispiele für ein Leistungselektronikmodul können verschiedene Arten von Halbleiterchips oder -schaltungen, die in den Halbleiterchips eingebaut sind, verwenden, darunter AC-DC- oder DC-DC-Wandlerschaltungen, Leistungs-MOSFET-Transistoren, Leistungs-Schottky-Dioden, JFETs (Junction Gate Field Effect Transistors), bipolare Leistungstransistoren, integrierte Logikschaltungen, integrierte analoge Schaltungen, integrierte Mischsignalschaltungen, Sensorschaltungen, MEMS (Micro-Electro-Mechanical-Systems), integrierte Leistungsschaltungen, Chips mit integrierten passiven Bauelementen usw. Die Beispiele können auch Halbleiterchips verwenden, die MOS-Transistorstrukturen oder Vertikaltransistorstrukturen wie beispielsweise IGBT-Strukturen (IGBT - Insulated Gate Bipolar Transistor) umfassen.The power electronics module examples described below can use various types of semiconductor chips or circuits built into the semiconductor chips, including AC-DC or DC-DC converter circuits, power MOSFET transistors, power Schottky diodes, JFETs (Junction Gate Field Effect Transistors), bipolar power transistors, integrated logic circuits, integrated analog circuits, integrated mixed-signal circuits, sensor circuits, MEMS (Micro-Electro-Mechanical-Systems), integrated power circuits, chips with integrated passive components, etc. The examples can also use semiconductor chips , which include MOS transistor structures or vertical transistor structures such as IGBT structures (IGBT - Insulated Gate Bipolar Transistor).

Ein effizientes Leistungselektronikmodul kann beispielsweise Materialverbrauch, Ohm'sche Verluste, chemische Abfälle usw. reduzieren und kann somit Energie- und/oder Ressourceneinsparungen ermöglichen. Verbesserte Leistungselektronikmodule und verbesserte Verfahren zum Herstellen von Leistungselektronikmodulen, wie in dieser Beschreibung angeführt, können somit zumindest indirekt zu grünen Technologielösungen, d. h. klimafreundlichen Lösungen, die eine Minderung von Energie- und/oder Ressourcenverbrauch gewährleisten, beitragen.An efficient power electronics module can, for example, reduce material consumption, ohmic losses, chemical waste, etc. and can thus enable energy and / or resource savings. Improved power electronics modules and improved methods for manufacturing power electronics modules, as stated in this description, can thus at least indirectly lead to green technology solutions, i.e. H. climate-friendly solutions that guarantee a reduction in energy and / or resource consumption.

1 zeigt ein Leistungselektronikmodul 100 gemäß einer Ausführungsform, das einen Spritzguss-Körper 102 umfasst, der eine von mehreren Rändern 106 umgebene Oberseite 104, eine Unterseite (nicht gezeigt) auf der der Oberseite 104 gegenüberliegenden Seite, und mehrere sich von den Rändern 106 zu dem Spritzguss-Körper 100 erstreckende Anschlüsse 120 aufweist. Der Spritzguss-Körper 100 enthält auch ein mittleres metallisches Gebiet 108 auf der Oberseite 104 zum Montieren des Spritzguss-Körpers 100 an einem Kühlkörper. 1 shows a power electronics module 100 according to one embodiment, an injection molded body 102 includes one of several edges 106 surrounded top 104 , a bottom (not shown) on top 104 opposite side, and several extending from the edges 106 to the injection molded body 100 extending connections 120 having. The injection molded body 100 also contains a middle metallic area 108 on the top 104 for assembling the injection molded body 100 on a heat sink.

Das Modul 100 kann ein einseitig gekühlter Spritzguss-Körper wie beispielsweise ein oberseitig gekühltes Modul oder ein doppelseitig gekühltes Modul sein.The module 100 can be an injection-molded body that is cooled on one side, such as a module that is cooled on the top or a module that is cooled on both sides.

Die innere Struktur des Moduls kann Keramiksubstrate, Keramiksubstrate mit daran gebondetem Metall wie beispielsweise DCB-Substrate (DCB - Direct Copper Bonded) oder andere Montagesubstrate mit einem oder mehreren daran montierten Halbleiter-Dies beinhalten.The internal structure of the module can include ceramic substrates, ceramic substrates with metal bonded thereto such as DCB substrates (DCB - Direct Copper Bonded) or other mounting substrates with one or more semiconductor dies mounted thereon.

Wenn das Modul 100 Substrate aufweist, können sie eine beliebige geeignete Art von Substrat sein, und sie können von gleicher oder unterschiedlicher Substratart sein. Das erste und/oder zweite Substrat 110, 120 kann/können zum Beispiel von der Art DAB (Direct Aluminium Bond), DCB (Direct Copper Bond) oder AMB (Active Metal Brazing) oder IMS (Insulated Metal Substrate) oder PCB (Printed Circuit Board) sein.If the module 100 Having substrates, they can be any suitable type of substrate, and they can be the same or different types of substrates. The first and / or second substrate 110 , 120 can be of the type DAB (Direct Aluminum Bond), DCB (Direct Copper Bond) or AMB (Active Metal Brazing) or IMS (Insulated Metal Substrate) or PCB (Printed Circuit Board).

Es ist nicht erforderlich, dass das Modul irgendwelche solche Substrate beinhaltet. Zum Beispiel kann das Modul auch ein Leiterrahmenmodul mit einem metallischen Leiterrahmen mit einem oder mehreren auf dem Modul montierten Halbleiterchips ohne jegliche keramische Substrate sein.It is not necessary that the module include any such substrates. For example, the module can also be a leadframe module with a metallic leadframe with one or more semiconductor chips mounted on the module without any ceramic substrates.

Falls das Elektronikmodul 100 mehrere Halbleiter-Dies umfasst, können diese alle identische Dies sein, oder sie können verschiedene Die-Typen sein.If the electronics module 100 comprises several semiconductor dies, these can all be identical dies or they can be different die types.

Die Anschlüsse 130, 140 können so vorgesehen sein, dass sie sich von den Rändern 106 des Spritzguss-Körpers 102 von jeweiligen Eintrittspunkten 132, 142 nach außen erstrecken. Jedes Paar benachbarter Anschlüsse ist durch eine laterale Entfernung im Wesentlichen senkrecht zu der nach außen verlaufenden Richtung voneinander beabstandet. Es sei darauf hingewiesen, dass die laterale Richtung in 1 die x-Richtung ist und sich die Anschlüsse entlang der y-Richtung nach außen erstrecken.The connections 130 , 140 can be provided so that they stand out from the edges 106 of the injection molded body 102 from respective entry points 132 , 142 extend outward. Each pair of adjacent terminals are spaced from one another by a lateral distance substantially perpendicular to the outward direction. It should be noted that the lateral direction in 1 is the x-direction and the terminals extend outwardly along the y-direction.

Es ist nicht erforderlich, dass sich alle Anschlüsse 130, 140 des Moduls 100 von dem gleichen ersten Rand 106 nach außen erstrecken. In dem veranschaulichten Beispiel sind die Anschlüsse 130, 140 an zwei Rändern vorgesehen. Bei alternativen Ausführungsformen können die Anschlüsse an allen vier Rändern eines im Wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Spritzguss-Körpers 102 vorgesehen sein. Des Weiteren müssen die Anschlüsse nicht gerade sein, sondern können eine Krümmung aufweisen. 1 veranschaulicht, dass einige der Hochspannungsanschlüsse 140 gebogene Anschlüsse 146 sind, wobei sich das distale Ende 144 des gebogenen Anschlusses 146 in einer anderen Richtung, zum Beispiel im Wesentlichen senkrecht, in dem Beispiel in der z-Richtung, zu dem Ende des gebogenen Anschlusses 146 neben dem Rand 106 des Spritzguss-Körpers erstreckt.It is not necessary to have all of the connections 130 , 140 of the module 100 from the same first edge 106 extend outward. In the example illustrated, the connections are 130 , 140 provided on two edges. In alternative embodiments, the connections can be on all four edges of a substantially square or rectangular injection-molded body 102 be provided. Furthermore, the connections do not have to be straight, but can instead have a curvature. 1 illustrates some of the high voltage connections 140 curved connections 146 are, with the distal end 144 of the bent connection 146 in another direction, for example substantially perpendicular, in the example in the z-direction, to the end of the bent connection 146 next to the edge 106 of the injection molded body extends.

Rein beispielhaft veranschaulicht 1 ein Design mit einem Paar Niederspannungsanschlüssen 130 und einer Anzahl von Hochspannungsanschlüssen 140. Bei einem einzigen FET-Transistor können die Hochspannungsanschlüsse die Source, den Drain und das Gate beinhalten, und weitere Anschlüsse wie beispielsweise Sense-Anschlüsse, die nicht von solchen Anschlüssen isoliert sind, und Niederspannungsanschlüsse können zum Beispiel Anschlüsse beinhalten, die mit einem Temperatursensor verbunden sind. Im Falle von IGBTs oder bipolaren Transistoren gilt das Gleiche, wobei Source, Gate und Drain, wie angemessen, durch Emitter, Basis bzw. Kollektor ersetzt sind.Illustrated purely by way of example 1 a design with a pair of low voltage connectors 130 and a number of high voltage terminals 140 . For a single FET transistor, the high voltage terminals can include the source, drain and gate, and other terminals such as sense terminals that are not isolated from such terminals and low voltage terminals can, for example Include connectors that are connected to a temperature sensor. In the case of IGBTs or bipolar transistors, the same applies, with the source, gate and drain replaced with emitter, base and collector, respectively, as appropriate.

Die folgende Besprechung konzentriert sich auf die Niederspannungsanschlüsse 130 und die Hochspannungsanschlüsse 140, die an einem ersten Rand 106 vorgesehen sind.The following discussion will focus on the low voltage connections 130 and the high voltage connections 140 that on a first edge 106 are provided.

Die Kriechstrecke wird entlang dem festen Spritzguss-Körper 102 gemessen, d. h., die Kriechstrecke ist die Länge des kürzesten Wegs zwischen den Eintrittspunkten 132, 142 der Anschlüsse in den Spritzguss-Körper entlang der Oberfläche des Spritzguss-Körpers. Eine Kriechstrecke von nur beispielsweise 8,5 mm ist zwischen den Hochspannungsanschlüssen 140 und dem metallischen Gebiet 108, das sich auf Masse befinden kann und/oder das direkt mit einem geerdeten Kühlkörper verbunden sein kann, vorgesehen.The creepage distance is along the solid injection molded body 102 measured, that is, the creepage distance is the length of the shortest path between the entry points 132 , 142 the connections in the injection molded body along the surface of the injection molded body. A creepage distance of only 8.5 mm, for example, is between the high-voltage connections 140 and the metallic area 108 , which can be at ground and / or which can be connected directly to a grounded heat sink, is provided.

Zwischen Paaren benachbarter Hochspannungsanschlüsse kann eine andere Kriechstrecke c1, in dem Beispiel 4,25 mm, erforderlich sein. Der Fachmann wird erkennen, dass in Abhängigkeit von der Nennspannung des Moduls 100, der Verunreinigungsklasse und anderer Faktoren viele alternative Kriechwerte erforderlich sein können.A different creepage distance c1, in the example 4.25 mm, may be required between pairs of adjacent high-voltage connections. Those skilled in the art will recognize that depending on the voltage rating of the module 100 , contamination class, and other factors, many alternative creep values may be required.

Um adäquate Kriechstrecken zu gewährleisten, weist der erste Rand 106 des Moduls Einkerbungen 110, 112 auf. Die Einkerbungen 110, 112 haben bei der Ausführungsform eine halbkreisförmige Form. Die Einkerbung 112 ist zwischen den Niederspannungsanschlüssen 130 und den Hochspannungsanschlüssen 140 vorgesehen. Die Einkerbungen 110 sind auch zwischen benachbarten Paaren Hochspannungsanschlüssen vorgesehen. Auf diese Weise kann die laterale Entfernung d1 zwischen benachbarten Stiften geringer sein, beispielsweise 6 mm betragen, während immer noch eine erforderliche Kriechstrecke von zum Beispiel 8,5 mm aufrechterhalten wird. Einkerbungen müssen nicht zwischen allen benachbarten Paaren Anschlüssen vorgesehen sein. Einige Anschlüsse können im Gebrauch auf der gleichen oder einer ähnlichen Spannung liegen, was bedeutet, dass keine Einkerbung erforderlich ist. Des Weiteren können einige Anschlüsse weit genug auseinanderliegen, so dass die erforderliche Kriechstrecke erhalten werden kann, ohne dass eine Einkerbung nötig ist.To ensure adequate creepage distances, the first edge has 106 of the module notches 110 , 112 on. The notches 110 , 112 have a semicircular shape in the embodiment. The notch 112 is between the low voltage connections 130 and the high voltage connections 140 intended. The notches 110 high voltage connections are also provided between adjacent pairs. In this way the lateral distance d1 between adjacent pins can be smaller, for example 6 mm, while still maintaining a required creepage distance of for example 8.5 mm. Notches need not be provided between all adjacent pairs of connections. Some terminals may be at the same or similar voltage in use, which means no notch is required. Furthermore, some connections can be spaced far enough apart that the required creepage distance can be obtained without the need for a notch.

Es sei insbesondere darauf hingewiesen, dass der erste Rand 106 des Moduls 100 an einer Ecke 150 eine Einkerbung oder einen Absatz 152 aufweist, so dass der erste Rand 106 im Bereich von mindestens einem der Niederspannungsanschlüsse 130 näher an dem mittleren metallischen Gebiet 108 liegt. Insbesondere ist der Absatz 152 zwischen den Niederspannungsanschlüssen 130 und den Hochspannungsanschlüssen 140 vorgesehen. Auf diese Weise kann die erforderliche Kriechstrecke zwischen den Niederspannungsanschlüssen 130 und den Hochspannungsanschlüssen 140 mit einer geringeren in der x-Richtung zwischen den Niederspannungsanschlüssen 130 und den Hochspannungsanschlüssen 140 gemessenen lateralen Entfernung d vorgesehen sein, als ansonsten erforderlich wäre.It should be noted in particular that the first edge 106 of the module 100 on a corner 150 a notch or a paragraph 152 has so that the first edge 106 in the area of at least one of the low-voltage connections 130 closer to the central metallic area 108 lies. In particular, the paragraph 152 between the low voltage connections 130 and the high voltage connections 140 intended. In this way, the required creepage distance between the low-voltage connections 130 and the high voltage connections 140 with a smaller one in the x-direction between the low-voltage connections 130 and the high voltage connections 140 measured lateral distance d be provided than would otherwise be required.

Ohne sowohl die Einkerbung 110 als auch den Absatz 152 müsste die laterale Entfernung d zum Beispiel gleich der Mindestkriechstrecke, in dem Beispiel 8,5 mm, sein. Die Verwendung der Einkerbung kann die laterale Entfernung d auf zum Beispiel 6 mm reduzieren. Indem zusätzlich einen Absatz 152 verwendet wird, kann die laterale Entfernung d in dem Beispiel auf nur 4 mm reduziert werden, während die entlang dem Außenrand 106 des Moduls 100, d. h. entlang der halbkreisförmigen Einkerbung 112 und dem Absatz 152, gemessene Kriechstrecke 8,5 mm zwischen den Niederspannungsanschlüssen 130 und den Hochspannungsanschlüssen 140 aufrechterhalten wird.Without both the notch 110 as well as the paragraph 152 the lateral distance d would, for example, have to be equal to the minimum creepage distance, in the example 8.5 mm. The use of the notch can reduce the lateral distance d to 6 mm, for example. By adding a paragraph 152 is used, the lateral distance d in the example can be reduced to only 4 mm, while that along the outer edge 106 of the module 100 , ie along the semicircular notch 112 and the paragraph 152 , measured creepage distance 8.5 mm between the low-voltage connections 130 and the high voltage connections 140 is maintained.

Somit kann durch Verwendung der Erfindung die in der parallel zu der Richtung des ersten Rands 106 verlaufenden Richtung an den Hochspannungsanschlüssen zwischen den Niederspannungsanschlüssen 130 und den Hochspannungsanschlüssen gemessene laterale Entfernung d reduziert werden.Thus, by using the invention, the one in the parallel to the direction of the first edge 106 running direction at the high-voltage connections between the low-voltage connections 130 and the lateral distance d measured at the high-voltage connections can be reduced.

Auf diese Weise sind an dem Modul 110 für eine gegebene Modulgröße mehr Stifte möglich, ohne auf irgendeine Weise die Grundfläche des Moduls zu vergrößern.In this way are attached to the module 110 more pins are possible for a given module size without in any way increasing the footprint of the module.

Alternativ oder zusätzlich kann die reduzierte Entfernung d gestatten, dass die Stifte 130 weiter voneinander beabstandet sind und/oder die Stifte 140 weiter voneinander beabstandet sind, was eine verbesserte Toleranz gegenüber hohen Spannungen wieder ohne Vergrößern der Grundfläche des Moduls gestatten kann.Alternatively or additionally, the reduced distance d may allow the pins 130 are further spaced apart and / or the pins 140 are further spaced from each other, which can allow an improved tolerance to high voltages again without increasing the base area of the module.

Obgleich sich die Besprechung in den vorhergehenden Absätzen auf das Bereitstellen eines Absatzes entlang einem einzigen ersten Rand konzentriert, wird der Fachmann realisieren, dass ähnliche Schritte entlang mehreren Rändern des Spritzguss-Körpers 102 bereitgestellt werden können.Although the discussion in the preceding paragraphs has focused on providing a paragraph along a single first edge, those skilled in the art will realize that similar steps can be performed along multiple edges of the molded body 102 can be provided.

BEISPIELEEXAMPLES

Im Folgenden werden Leistungselektronikmodule sowie ein Verfahren zur Herstellung von Leistungselektronikmodulen unter Verwendung von speziellen Beispielen weiter beschrieben.In the following, power electronics modules and a method for producing power electronics modules are further described using specific examples.

Beispiel 1 ist ein Leistungselektronikmodul, das Folgendes umfasst:

einen Spritzguss-Körper 102 mit einer Oberseite 104 und mehreren Rändern 106 um die Oberseite 104 herum;
ein metallisches Pad 108 auf der Oberseite 104;
mehrere Hochspannungsanschlüsse 140, die sich von einem ersten Rand 106 nach außen erstrecken, wobei der erste Rand einer mehrerer Ränder ist, wobei die Hochspannungsanschlüsse 140 an ihrem Eintrittspunkt 142 in den Spritzguss-Körper 102 um mindestens eine Kriechstrecke c von dem metallischen Pad 108 beabstandet sind;
mindestens einen Niederspannungsanschluss 130, der lateral von den mehreren Niederspannungsanschlüssen beabstandet ist;
wobei der erste Rand 106 einen Absatz 152 in dem Spritzguss-Körper 102 zwischen den Hochspannungsanschlüssen 140 und dem mindestens einen Niederspannungsanschluss 130 definiert, derart, dass der laterale Abstand d zwischen dem mindestens einen Niederspannungsanschluss 130 und dem metallischen Pad 108 weniger als die Kriechstrecke beträgt, und derart, dass die entlang der festen Oberfläche des Spritzguss-Körpers 102 zwischen den Eintrittspunkten 142, 132 der Hochspannungsanschlüsse 140 und des mindestens einen Niederspannungsanschlusses 130 gemessene Entfernung mindestens die Kriechstrecke c ist.

Example 1 is a power electronics module that includes:

an injection molded body 102 with a top 104 and multiple margins 106 around the top 104 hereabouts;
a metallic pad 108 on the top 104 ;
several high voltage connections 140 that stand out from a first edge 106 extending outward, the first edge being one of a plurality of edges, the high voltage terminals 140 at their entry point 142 in the injection molded body 102 by at least one creepage distance c from the metallic pad 108 are spaced;
at least one low-voltage connection 130 laterally spaced from the plurality of low voltage terminals;
being the first edge 106 a paragraph 152 in the injection molded body 102 between the high voltage connections 140 and the at least one low-voltage connection 130 defined in such a way that the lateral distance d between the at least one low-voltage connection 130 and the metallic pad 108 is less than the creepage distance, and such that the along the solid surface of the injection molded body 102 between the entry points 142 , 132 the high voltage connections 140 and the at least one low-voltage connection 130 the measured distance is at least the creepage distance c.

Beispiel 2 ist das Leistungselektronikmodul von Beispiel 1, ferner umfassend: mindestens eine Einkerbung 112 in dem ersten Rand 106 zwischen den Hochspannungsanschlüssen 140 und dem mindestens einen Niederspannungsanschluss 130.Example 2 is the power electronics module of Example 1, further comprising: at least one notch 112 in the first margin 106 between the high voltage connections 140 and the at least one low-voltage connection 130 .

Beispiel 3 ist das Leistungselektronikmodul von Beispiel 1 oder 2, ferner umfassend mindestens eine Einkerbung 110 im ersten Rand 106 zwischen mindestens einem Paar benachbarter Hochspannungsanschlüsse 140.Example 3 is the power electronics module of Example 1 or 2, further comprising at least one notch 110 in the first margin 106 between at least one pair of adjacent high voltage connections 140 .

Beispiel 4 ist das Leistungselektronikmodul von Beispiel 1, 2 oder 3, wobei das Leistungselektronikmodul 102 ein doppelseitig gekühltes Spritzguss-Modul ist.Example 4 is the power electronics module of Example 1, 2 or 3, wherein the power electronics module 102 is a double-sided cooled injection molding module.

Beispiel 5 ist das Leistungselektronikmodul von Beispiel 1, 2, 3 oder 4, wobei das metallische Pad 108 mit einem Kühlkörper verbunden ist.Example 5 is the power electronics module of Example 1, 2, 3 or 4, with the metallic pad 108 is connected to a heat sink.

Beispiel 6 ist ein Leistungselektronikmodul von Beispiel 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei der mindestens eine Niederspannungsanschluss an einer Ecke des Spritzguss-Körpers angeordnet ist.Example 6 is a power electronics module from Example 1, 2, 3, 4 or 5, the at least one low-voltage connection being arranged at a corner of the injection-molded body.

Obgleich die Offenbarung unter Bezugnahme auf eine oder mehrere Implementierungen veranschaulicht und beschrieben worden ist, können an den dargestellten Beispielen Änderungen und/oder Modifikationen vorgenommen werden, ohne von dem Wesen und Schutzumfang der angehängten Ansprüche abzuweichen. Insbesondere hinsichtlich der verschiedenen durch die oben beschriebenen Komponenten oder Strukturen (Anordnungen, Bauelemente, Schaltungen, Systeme usw.) ausgeführten Funktionen sollen die Begriffe (einschließlich eines Verweises auf ein „Mittel“), die zur Beschreibung solcher Komponenten verwendet werden, wenn nicht anders angegeben, jeglicher Komponente oder Struktur entsprechen, die die spezielle Funktion der beschriebenen Komponente durchführt (die zum Beispiel funktionell äquivalent ist), obgleich sie strukturell nicht mit der offenbarten Struktur äquivalent ist, die in den hierin dargestellten beispielhaften Implementierungen der Offenbarung die Funktion durchführt.Although the disclosure has been illustrated and described with reference to one or more implementations, changes and / or modifications can be made in the illustrated examples without departing from the spirit and scope of the appended claims. In particular, with regard to the various functions performed by the components or structures described above (arrangements, devices, circuits, systems, etc.), the terms (including a reference to a "means") used to describe such components are intended to be used to describe such components, unless otherwise stated , correspond to any component or structure that performs the particular function of the component described (e.g., which is functionally equivalent), although it is not structurally equivalent to the disclosed structure that performs the function in the exemplary implementations of the disclosure presented herein.

Claims

Leistungselektronikmodul, umfassend: einen Spritzguss-Körper 102 mit einer Oberseite 104 und mehreren Rändern 106 um die Oberseite 104 herum; ein metallisches Pad 108 auf der Oberseite 104; mehrere Hochspannungsanschlüsse 140, die sich von einem ersten Rand 106 nach außen erstrecken, wobei der erste Rand einer der mehreren Ränder ist, wobei die Hochspannungsanschlüsse 140 an ihrem Eintrittspunkt 142 in den Spritzguss-Körper 102 um mindestens eine Kriechstrecke c von dem metallischen Pad 108 beabstandet sind; mindestens einen Niederspannungsanschluss 130, der lateral von den mehreren Hochspannungsanschlüssen beabstandet ist; wobei der erste Rand 106 einen Absatz 152 in dem Spritzguss-Körper 102 zwischen den Hochspannungsanschlüssen 140 und dem mindestens einen Niederspannungsanschluss 130 definiert, derart, dass der laterale Abstand zwischen dem mindestens einen Niederspannungsanschluss 130 und dem metallischen Pad 108 weniger als die Kriechstrecke c beträgt, und derart, dass die entlang der festen Oberfläche des Spritzguss-Körpers 102 zwischen den Eintrittspunkten 142, 132 der Hochspannungsanschlüsse 140 und des mindestens einen Niederspannungsanschlusses 130 gemessene Entfernung mindestens die Kriechstrecke c ist.Power electronics module, comprising: an injection molded body 102 having a top 104 and a plurality of rims 106 around the top 104; a metallic pad 108 on top 104; a plurality of high-voltage connections 140, which extend outwardly from a first edge 106, wherein the first edge is one of the plurality of edges, the high-voltage connections 140 at their entry point 142 in the injection-molded body 102 spaced apart from the metallic pad 108 by at least one creepage distance c are; at least one low voltage terminal 130 laterally spaced from the plurality of high voltage terminals; wherein the first edge 106 defines a shoulder 152 in the injection molded body 102 between the high-voltage connections 140 and the at least one low-voltage connection 130, such that the lateral distance between the at least one low-voltage connection 130 and the metallic pad 108 is less than the creepage distance c, and such that the distance measured along the solid surface of the injection-molded body 102 between the entry points 142, 132 of the high-voltage connections 140 and the at least one low-voltage connection 130 is at least the creepage distance c.

Leistungselektronikmodul nach Anspruch 1, ferner umfassend mindestens eine Einkerbung 112 in dem ersten Rand 106 zwischen den Hochspannungsanschlüssen 140 und dem mindestens einen Niederspannungsanschluss 130.Power electronics module according to Claim 1 , further comprising at least one notch 112 in the first edge 106 between the high-voltage connections 140 and the at least one low-voltage connection 130.

Leistungselektronikmodul nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend mindestens eine Einkerbung 110 im ersten Rand 106 zwischen mindestens einem Paar benachbarter Hochspannungsanschlüsse 140.Power electronics module according to Claim 1 or 2 , further comprising at least one notch 110 in the first edge 106 between at least one pair of adjacent high voltage connections 140.

Leistungselektronikmodul nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das Leistungselektronikmodul 102 ein doppelseitig gekühltes Spritzguss-Modul ist.Power electronics module according to any preceding claim, wherein the power electronics module 102 is a double-sided cooled injection molding module.

Leistungselektronikmodul nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das metallische Pad 108 mit einem Kühlkörper verbunden ist.Power electronics module according to any preceding claim, wherein the metallic pad 108 is connected to a heat sink.

Leistungselektronikmodul nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei der mindestens eine Niederspannungsanschluss an einer Ecke des Spritzguss-Körpers angeordnet ist.Power electronics module according to any preceding claim, wherein the at least one low-voltage connection is arranged at a corner of the injection-molded body.