DE3937045A1 - Leistungshalbleitermodul - Google Patents

Leistungshalbleitermodul

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Reinhold Dipl Ing Dr Bayerer
Thomas Dipl Ing Schneider
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ABB IXYS Semiconductor GmbH
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Leistungshalbleiter­ modul mit mindestens einer Halbbrücke nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1. Leistungshalbleitermodule mit Halbbrücken werden beispielsweise zum Aufbau von Dreh­ strom-Umrichtern für elektrische Antriebe verwendet. Um­ richter enthalten einen Gleichrichterteil, einen Gleich­ stromzwischenkreis mit einem Kondensator und einem Wech­ selrichterteil. Der Leistungsteil des Wechselrichters kann mit Halbbrückenmodulen aufgebaut werden, welche Gegenstand der Erfindung sind. Solche Leistungshalblei­ termodule enthalten entweder nur eine Halbbrücke, so daß für einen Drehstromwechselrichter drei Module benötigt werden, oder sie enthalten z. B. bereits drei miteinander verschaltete Halbbrücken.
Für solche Umrichteranwendungen wird die Verwendung schnell und verlustarm schaltender Halbleiterschalter bevorzugt. Geeignet sind daher besonders Halbbrückenmo­ dule, welche schnell schaltende Insulated-Gate-Bipolar- Transistoren (IGBT) als Halbleiterschalter und ultra­ schnelle Freilaufdioden enthalten. Derartige Halb­ brückenmodule und ihre Anwendung sind in etz Bd. 110 (1989), Heft 10, Seiten 472 bis 477 (Druckschrift 1) be­ schrieben. Dort wird auch dargelegt (vgl. Bild 3 bis 5 und zugehörigen Text), daß Halbbrückenmodule und ein da­ mit aufgebauter Leistungsteil eines Umrichters nieder­ induktiv ausgelegt werden müssen, um die Entstehung von Spannungsspitzen zu vermeiden. Das bedeutet, daß Streu­ induktivitäten zwischen dem Kondensator im Gleichstrom­ zwischenkreis und den Anschlußklemmen des Halbbrückenmo­ duls sowie zwischen diesen Klemmen und den Halbleiter­ schaltern im Modul klein sein müssen. Streuinduktivitä­ ten ab etwa 100 nH führen bereits zu Spannungsspitzen, welche die Halbleiterschalter wesentlich belasten oder sogar deren Grenzdaten überschreiten.
In der Druckschrift 1 und auch in etz Bd. 108, Heft 19, Seiten 922 bis 924 (Druckschrift 2) ist aufgezeigt, daß besonders hohe Spannungsspitzen beim Abschalten eines im Lastkreis aufgetretenen Kurzschlusses entstehen und daß eine bekannte Anordnung von Stützkondensatoren nicht ausreicht, um bei schnellem Schalten unzulässige Span­ nungsspitzen zu vermeiden.
Ein weiteres Problem besteht bei Halbbrückenmodulen dar­ in, daß die Rückkopplungen vom Hauptstromkreis auf den Steueranschluß (Gate) eines Halbleiterschalters das Schaltverhalten beeinflussen. In der Druckschrift 2 ist auf Seite 924, linke Spalte dargelegt, daß auch diese Rückkopplungen mit kleinerer Streuinduktivität abnehmen. Rückkopplungen entstehen hauptsächlich durch parasitäre Induktivitäten und Transformatoren in den Halbleiter­ schalter-Anordnungen. Schon geringe Asymmetrien in den parasitären Induktivitäten und Transformatoren führen zu einer ungleichen Stromaufteilung in den Chips und zu un­ terschiedlichen Belastungen.
Die hier angesprochenen Induktivitäten und Transformato­ ren sind in einem in Fig. 1 dargestellten Ersatzschalt­ bild für eine Halbbrücke mit konventinellem Aufbau ange­ geben. Die Halbbrückenschaltung besteht aus zwei Halb­ leiterschaltern 1, welche jeweils mindestens einen Lei­ stungstransistor 2, hier einen IGBT, enthalten und eine parallelgeschaltete Freilaufdiode 3. In der Fig. 1 ist nur das Ersatzschaltbild für einen der beiden identisch aufgebauten Halbleiterschalter 1 gezeigt. Die Bauelemen­ te-Anschlüsse bilden in Verbindung mit Leitungen, die zu Hauptanschlüssen 4 und Steueranschlüssen 5 führen, eine Reihe von Kapazitäten und Induktivitäten bzw. Transfor­ matoren, welche Rückwirkungen des Laststromes auf den Steuerkreis verursachen. Solche Kapazitäten sind die dargestellte Kollektor-Gate-Kapazität Ccg, die Kollek­ tor-Emitter-Kapazität Cce und die Emitter-Gate-Kapazität Ceg. Wirksame Induktivitäten sind eine Kollektor-Induk­ tivität Lc, Emitter-Induktivität Le und Gate-Induktivi­ tät Lcg. Die Gate-Anschlußleitung bildet zusammen mit der Kollektor-Anschlußleitung einen Transformator Tcg und zusammen mit der Emitteranschlußleitung einen Transfor­ mator Teg.
In Proceedings 4th international Macroelectronic confe­ rence, 1988, München, Seiten 134 bis 144 (Druckschrift 3) ist ein Halbbrücken-Leistungshalbleitermodul be­ schrieben, dessen Halbleiterschalter aus parallelge­ schalteten IGBTs bestehen. Auf Seite 136 ist dort darge­ legt, daß die Anzahl parallel schaltbarer Leistungstran­ sistoren wegen des Einflusses der parasitären Induktivi­ täten begrenzt ist. Ein symmetrischer und niederindukti­ ver Modulaufbau wird als Vorgabe für den Modulentwurf genannt, um Rückkopplungsprobleme zu verringern. Als Lö­ sung wird ein quasi koaxialer Aufbau mit einer sternför­ migen Anordnung der Leistungstransistoren vorgeschlagen. Außerdem wird eine Trennung von Hauptemitter und Hilfs­ emitter und ein Anschluß des Hauptemitters mittels einer Vielzahl von Drahtverbindungen empfohlen. Die Fig. 3, 7 und 8 in der Druckschrift 3 zeigen entsprechend ausge­ führte Modul-Konstruktionen.
Die vorgeschlagene koaxiale Geometrie führt zwar wegen der symmetrischen Anordnung der Steueranschlüsse zu ei­ ner Reduzierung von Rückkopplungen, die Streuinduktivi­ tät ist jedoch nahezu so hoch wie bei sonstigen Stand­ ardmodulen. Die koaxiale Geometrie läßt sich nämlich nicht durchgehend von den Halbleiterschaltern bis zu den Modul-Hauptanschlüssen realisieren. Außerdem kann die koaxiale Geometrie bei einer größeren Anzahl von paral­ lel zu schaltenden Leistungstransistoren nicht einmal für die Parallelschaltung selbst exakt eingehalten wer­ den.
Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrun­ de, ein Halbbrückenmodul anzugeben, das geringe Streuin­ duktivitäten aufweist und für die Parallelschaltung ei­ ner größeren Zahl von Leistungstransistoren geeignet ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Leistungshalbleitermodul gelöst, mit mindestens einer Halbbrücke, wobei eine Halbbrücke zwei in Reihe geschaltete Halbleiterschalter enthält, welche jeweils aus mehreren parallelgeschalte­ ten Leistungstransistoren, insbesondere Insulated-Gate- Bipolar-Transistoren (IGBT) bestehen, mit drei Hauptan­ schlußleitungen zur Stromführung zwischen drei Modul- Hauptanschlüssen und den Halbleiterschaltern und mit einem keramischen Substrat als Modulboden, auf welchem Verbindungsleiterbahnen zur Verbindung der parallelen Leistungstransistoren vorhanden sind, wobei zur Verrin­ gerung modulinterner Induktivitäten die drei Hauptan­ schlußleitungen aus breiten Bändern bestehen, welche aufgrund ihrer geometrischen Anordnung eine Anschluß­ bandleitung bilden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Lösung hat unter anderem den Vor­ teil, daß ein standardisiertes Gehäuse verwendet werden kann und innerhalb des Gehäuses ein quasi magnetfeld­ freier Raum entsteht, in welchem Elektronikbauteile zur Ansteuerung von Leistungstransistoren untergebracht wer­ den können und störungsfrei arbeiten. Die erfindungs­ gemäße Ausführung der Hauptanschlußleitungen als Band- oder Streifenleitung erlaubt eine Parallelschaltung von mindestens zwanzig Leistungstransistoren. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, auch Verbin­ dungsleiterbahnen in der Substratebene sowie auch Lei­ tungen im Ansteuerpfad als Bandleitung auszuführen. In einer solchen Anordnung können bei Bedarf einhundert und mehr Leistungstransistoren parallelgeschaltet werden. Die damit verbundene Möglichkeit, die Last auf viele Transistoren gleichmäßig aufzuteilen, ist sehr vorteil­ haft hinsichtlich der Verteilung und Abfuhr der Verlust­ wärme.
Auch in Halbbrücken- oder Wechselrichterschaltungen üb­ liche Freilaufdioden können in gleicher Weise wie die Transistoren an die Verbindungsleiterbahnen angeschlos­ sen werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann je Halbbrückenschaltung ein Stützkondensator in Form eines Chip-Kondensators in eine Verbindungsbandleitung auf dem Substrat am optimalen Ort eingesetzt werden. Der Stütz­ kondensator kann damit vollständig in die Bandleitungs­ geometrie integriert werden. Für einen Anwender eines Moduls mit integriertem Stützkondensator bedeutet es eine wesentliche Vereinfachung, daß er sich um die Di­ mensionierung und richtige Anordnung von Stützkondensa­ toren nicht zu kümmern braucht.
Die Ausführung von Last- oder Steuerleitungen in einem Leistungshalbleitermodul in der Form von Bandleitungen wurde an sich bereits in der DE 35 38 933 vorgeschlagen. Dort handelte es sich allerdings um ein völlig anderes Modul, nämlich um ein Modul mit einzelnen Schaltfunktio­ nen. Würde man gemäß dem dortigen Vorschlag jeweils die zwei Hauptanschlüsse eines Halbleiterschalters mit einer Bandleitung zu Modulanschlüssen führen und außen ver­ drahten, so ergäben sich noch nicht die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung. Es wurde erkannt, daß mit der erfindungsgemäßen Anordnung der drei Hauptanschluß­ leitungen Plus-Leitung, Minus-Leitung und Mittelanzap­ fung als Bandleitung, in welcher jeweils zwischen zwei Leitungen ein Strom fließt, eine streuinduktivitätsarme Gesamtanordnung auch dann möglich ist, wenn man nur ein sogenanntes Single-Layer-Substrat verwendet. Die An­ schlußbandleitung muß lediglich breit und mit geringem Bandabstand ausgeführt werden, angepaßt an die Anordnung der parallelgeschalteten Leistungstransistoren. Die Bandleitungsgeometrie-Anforderungen lassen sich dann auch über entsprechend plazierte Bonddrähte bis hin zu den Chips einhalten.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus in der Zeichnung dargestellten und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
Fig. 1 Ersatzschaltbild einer Halbbrückenschaltung mit Transistoren,
Fig. 2 eine erste Ausführungsvariante eines Halbbrüc­ kenmoduls,
Fig. 3 eine zweite Ausführung eines Halbbrückenmo­ duls,
Fig. 4 einen Bandleitungsanschluß an einem Modul und
Fig. 5 ein Modul mit integriertem Stützkondensator.
Fig. 2 zeigt eine erste Modulvariante, welche von einem Single-Layer-Substrat ausgeht. In Fig. 2 ist ein be­ stücktes Substrat ohne Kunststoffhaube dargestellt.
Auf einem Keramiksubstrat 10, welches die Bodenplatte des Moduls bildet, ist eine Metallschicht 11 mit Hilfe eines Direktverbindungsverfahrens aufgebracht und an­ schließend durch Ätzen strukturiert zu mehreren Metall­ flächen, nämlich zu einer Pluspolfläche 12, einer Mit­ telabgriffsfläche 13 und zu mehreren, z. B. drei Minus­ polflächen 15 und zu ersten und zweiten Hilfsemitter­ streifen 16, 17 sowie ersten und zweiten Gate-Streifen 18, 19. Die isolierten inselförmigen Minuspolflächen 15, von denen in der Fig. 2 nur eine der Flächen und nur teilweise zu sehen ist, sind durch Ätzen von Ausnehmun­ gen 14 in die Mittelabgriffsfläche 13 hergestellt.
Auf den Mittelabgriffsflächen 13 und Pluspolflächen 12 sind Leistungstransistor-Chips 20, z. B. IGBT-Chips oder MOS-FETs, und Diodenchips 21 aufgelötet.
Auf den Pluspol-, Minuspol- und Mittelabgriffsflächen 12, 15, 13 sind außerdem breite Hauptanschlußleitungen 22, 23, 24 aufgelötet, welche einen solchen Abstand zu­ einander haben, daß sie eine erste Anschlußbandleitung 9 bilden. Die Dimensionierung der Bandleitung kann nach bekannten Gleichungen erfolgen. Die Induktivität L einer solchen Bandleitung ist proportional zum Abstand d der dünnen Metallbänder und deren Länge l, dividiert durch die Breite a der Bänder. Für eine Bandleitung mit d=1 mm, a=30 mm und l=50 mm ergibt sich beispiels­ weise eine Induktivität L von nur 2 nH. Die Abstände zwischen den großflächigen Anschlußleitungen 22, 23, 24 können beispielsweise durch Abstandsstücke aus einem Isolierstoff, z. B. Kunststoff, gesichert werden. Die Abstandsstücke sind in Fig. 2 nicht dargestellt.
Elektrische Verbindungen zwischen den Chips 20, 21 und den metallischen Flächen 12, 13, 15 bis 19 sind durch Drähte 27 nach einem Draht-Bondverfahren hergestellt. Um kurze Drahtverbindungen zwischen den Chips 20, 21 und der Mittelabgriffsfläche 13 herstellen zu können, ent­ hält die Pluspolanschlußleitung 22 im Bereich ihrer An­ schlußstelle an die Pluspolfläche 12 Ausschnitte 28. Obwohl durch Anschlüsse im Bereich der Ausschnitte 28 oder auch durch Anschlüsse an die inselförmigen Minus­ polflächen 15 eine ideale Bandleitungsgeometrie nicht eingehalten werden kann, werden durch diese Störstellen nur geringe Streuinduktivitäten verursacht.
In Fig. 2 ist weiterhin mit gestrichelten Linien ein Ansteuerbaustein 26 angedeutet, welcher in dem quasi magnetfeldfreien Raum des Moduls angeordnet werden kann. Ein zweiter solcher Baustein 26 (in Fig. 2 nicht ge­ zeichnet) kann auf der rechten Seite der Fig. 2 über den ersten Gatestreifen 16 und Emitterstreifen 18 angeordnet werden. Den Ansteuerbausteinen 26 werden Steuersignale über Steueranschlüsse 29 zugeführt. Alle Abstände der Anschlußleitungen von den Ansteuerbausteinen 26 über die Gatestreifen 18, 19, Hilfsemitterstreifen 16, 17 und die Bonddrähte 27 zu den Transistor- oder Dioden-Chips 20, 21 sind unter dem Gesichtspunkt gewählt, eine Bandlei­ tungsgeometrie wenigstens annähernd zu erreichen. Damit werden Rückwirkungen vom Lastkreis auf den Steuerkreis minimiert.
Schließlich ist in Fig. 2 noch eine Bodenmetallisierung 25 auf der Unterseite des Keramiksubstrats 1 darge­ stellt, welche ebenso wie die Metallschicht 11 auf der Oberseite des Substrats 1 aus einer Kupferfolie besteht, welche mit einem Direktverbindungsverfahren aufgebracht ist. Die Bodenmetallisierung 25 wirkt einer möglichen Wölbung des Substrats aufgrund von Ausdehnungsunter­ schieden und der Bruchgefahr entgegen.
In Fig. 3 sind zur leichteren Orientierung alle Teile, welche mit denjenigen der Fig. 2 übereinstimmen mit gleichen Bezugszeichen versehen. Auch bei Fig. 3 ist das Modulgehäuse weggelassen, um den inneren Aufbau sichtbar zu machen. Alle Metallschichten auf dem Substrat beste­ hen aus einer Kupferfolie, welche nach einem Direktver­ bindungsverfahren mit als Isolierschicht zwischengefüg­ ten Keramikplättchen verbunden sind.
Als Bodenplatte wird ein Keramiksubstrat 10 mit einer Bodenmetallisierung 25 verwendet. Auf der Oberseite des Substrats 10 ist eine erste Metallschicht 30 aufge­ bracht, welche in eine erste Hilfsemitterfläche 31 und eine Pluspolfläche 32 unterteilt ist.
Über der ersten Hilfsemitterfläche 31 ist eine erste keramische Isolierschicht 33 und darüber eine erste Ga­ tefläche 34 angeordnet. Die erste Gatefläche 34 und die erste Isolierschicht 33 sind kleiner als die erste Hilfsemitterschicht 31 ausgeführt, so daß Anschlußflä­ chen für Bonddrähte 27 zur Verfügung stehen.
Über der Pluspolfläche 32 ist eine zweite Isolierschicht 35 und darüber eine Mittelanzapfungsfläche 36 angeord­ net. Die Mittelanzapfungsfläche 36 mit Isolierschicht 35 ist kleiner als die Pluspolfläche 32, so daß auf der freien Pluspolfläche 32 Transistorchips 20 und Dioden­ chips (nicht dargestellt) aufgelötet werden können.
Auf der Mittelanzapfungsfläche 36 ist ebenfalls eine Reihe von Transistorchips 20 aufgelötet und daneben eine dritte Isolierschicht 37 mit einer darauf angeordneten Minuspolschicht 38.
Auf der Minuspolschicht 38 ist eine vierte Isolier­ schicht 39, eine zweite Hilfsemitterfläche 40, eine fünfte Isolierschicht 41 und eine zweite Gatefläche 42 angeordnet, wobei diese Flächen in ihrer Größen abge­ stuft sind, so daß Anschlußflächen für Bonddrähte 27 zur Verfügung stehen. Mit Hilfe der Bonddrähte 27 und der metallisierten Flächen 31, 32, 34, 36, 38 und 40 sind sowohl die elektrischen Verbindungen für den Lastkreis der Halbbrückenschaltung als auch für die Ansteuerung hergestellt.
Über den Gate- und Hilfsemitterflächen 34, 31 bzw. 42, 40 sind jeweils mit einem geeigneten Abstand Ansteuer­ bausteine 26 angeordnet und elektrisch mit diesen Flä­ chen verbunden. Die Ansteuerbausteine 26 sind mit nach außen führenden Steueranschlüssen 29 versehen.
Die Pluspol-, Mittelanzapfungs- und Minuspolflächen 32, 36, 38, welche eine Verbindungsbandleitung 43 auf dem Substrat bilden, sind über eine zweite Anschlußbandlei­ tung 44 zu flächigen Hauptanschlüssen 45 geführt. Die zweite Anschlußbandleitung 44 ist aus drei breiten me­ tallischen Bändern 50 aufgebaut, welche im erforderli­ chen Abstand zueinander mit Hilfe nicht gezeigter Iso­ lierstücke angeordnet sind.
Die flächigen Hauptanschlüsse 45 ermöglichen eine Fort­ setzung der idealen Bandleitungsgeometrie auch an der Anschlußstelle und in Verbindungsschienen für eine elek­ trische Verbindung von Halbbrückenmodulen.
Als Bandleitung ausgeführte modulexterne Verbindungs­ schienen lassen sich vorteilhaft auch zur Verbindung von Modulen nach der ersten Ausführung gemäß Fig. 2 verwen­ den. Obwohl das Modul gemäß Fig. 2 etwa punktförmige Hauptanschlüsse aufweist und damit die Anschlußstelle eine Störstelle in der Bandleitungsanordnung darstellt, läßt sich damit ein wesentlicher Effekt hinsichtlich Induktivitätsreduzierung und Magnetfeldeinschluß erzie­ len.
In Fig. 4 ist ein solcher Anschluß an ein Modul gemäß der ersten oder zweiten Ausführung skizziert. Fig. 4 zeigt ein Oberteil 46 eines Moduls mit einer dritten Anschlußbandleitung 47 und Schraubanschlüsse 48 sowie einen Schnitt durch eine mehrschichtige als Bandleitung ausgeführte Verbindungsschiene 49. Die Schraubanschlüsse 48 sind in einem an die Bandleitungsgeometrie angepaßten Abstand x angeordnet.
Fig. 5 zeigt nochmals in einer anderen Darstellung ein Modul gemäß der in Fig. 3 gezeigten zweiten Ausführungs­ form. Fig. 5 zeigt im Vergleich zu Fig. 3 zusätzlich die Anordnung mindestens eines Stützkondensators 51, welcher als Keramikkondensator in Chipform ausgeführt ist und unter Einhaltung der Bandleitungsgeometrie in die Ver­ bindungsbandleitung 43 integriert ist.
Aus den Fig. 3 und 5 ist ersichtlich, daß der Wärme­ transportweg von den Transistorchips 20 zu einem unter­ halb der Bodenmetallisierung 25 anzuordnenden Kühlkörper unterschiedlich ist, je nachdem ob der Chip auf der Pluspolfläche 32 oder der Mittelanzapfungsfläche 36 an­ geordnet ist. Soweit sich daraus Probleme ergeben, kön­ nen diese durch Wahl unterschiedlicher Dicke der Kupfer­ folien für die Pluspol- und Mittelanzapfungsflächen oder durch eine Lastaufteilung auf eine unterschiedliche Zahl von Transistorchips gelöst werden.
Bezugszeichenliste
 1 Halbleiterschalter
 2 Leistungstransistor
 3 Freilaufdiode
 4 Hauptanschlüsse
 5 Steueranschlüsse
 9 erste Anschlußbandleitung
10 Keramiksubstrat
11 Metallschicht
12 Pluspolfläche
13 Mittelabgriffsfläche
14 Ausnehmung
15 Minuspolfläche
16 erster Hilfsemitterstreifen
17 zweiter Hilfsemitterstreifen
18 erster Gatestreifen
19 zweiter Gatestreifen
20 Leistungstransistorchip
21 Diodenchip
22 Pluspol-Hauptanschlußleitung
23 Mittelabgriff-Hauptanschlußleitung
24 Minuspol-Hauptanschlußleitung
25 Bodenmetallisierung
26 Ansteuerbaustein
27 Bonddrähte
28 Ausschnitt
29 Steueranschluß
30 erste Metallschicht
31 erste Hilfsemitterfläche
32 Pluspolfläche
33 erste keramische Isolierschicht
34 erste Gatefläche
35 zweite Isolierschicht
36 Mittelanzapfungsfläche
37 dritte Isolierschicht
38 Minuspolfläche
39 vierte Isolierschicht
40 zweite Hilfsemitterfläche
41 fünfte Isolierschicht
42 zweite Gatefläche
43 Verbindungsbandleitung
44 zweite Anschlußbandleitung
45 flächige Hauptanschlüsse
46 Oberteil
47 dirtte Anschlußbandleitung
48 Schraubanschlüsse
49 Verbindungsschiene
50 metallische Bänder
51 Stützkondensator

Claims (11)

1. Leistungshalbleitermodul mit
  • - mindestens einer Halbbrücke, wobei eine Halbbrücke zwei in Reihe geschaltete Halbleiterschalter ent­ hält, welche jeweils aus mehreren parallelgeschal­ teten Leistungstransistoren, insbesondere Insula­ ted-Gate-Bipolar-Transistoren (IGBT) bestehen,
  • - drei Hauptanschlußleitungen zur Stromführung zwi­ schen drei Modul-Hauptanschlüssen und den Halblei­ terschaltern und mit
  • - einem keramischen Substrat als Modulboden, auf wel­ chem Verbindungsleiterbahnen zur Verbindung der parallelen Leistungstransistoren vorhanden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung modulinter­ ner Induktivitäten die drei Hauptanschlußleitungen (22, 23, 24 bzw. 50) aus breiten Bändern mit geringem Ab­ stand zueinander bestehen, welche aufgrund ihrer geome­ trischen Anordnung eine Anschlußbandleitung (9 bzw. 44) bilden.
2. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bandleitungsgeometrie der Anschlußbandleitung (44) sich in der Substratebene fort­ setzt in einer als Verbindungsbandleitung (43) ausge­ führten Anordnung von großflächigen Verbindungsleiter­ bahnen (32, 36, 38), wobei in die Verbindungsbandleitung (43) die Leistungstransistoren (20) integriert sind.
3. Leistungshalbleitermodul nach einem der vorste­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Modul Ansteuerschaltungen (26) für die Leistungstransistoren (20) angeordnet sind.
4. Leistungshalbleitermodul nach einem der vorste­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ansteuer­ leitungen (16 bis 19 bzw. 31, 34, 40, 42) zur Verbindung von Steueranschlüssen der Leistungstransistoren (20) untereinander und mit einem Ansteuerbaustein (26) als Bandleitung ausgeführt sind.
5. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprü­ che 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Verbindungsbandleitung (43) als Schichtenfolge von Kup­ ferfolien und Keramikplättchen aufgebaut und nach einem Direktverbindungsverfahren hergestellt ist.
6. Leistungshalbleitermodul nach einem der vorste­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Modul in ein hauben- oder rahmenförmiges Kunststoffgehäuse ein­ gesetzt ist.
7. Leistungshalbleitermodul nach einem der vorste­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außer Transistoren (20) auch Freilaufdioden (21) im Modul ent­ halten sind.
8. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprü­ che 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Modul- Hauptanschlüsse (45) an die Bandleitungsgeometrie der Anschlußbandleitung (44) angepaßt sind und für den An­ schluß bandleitungsförmiger externer Stromschienen zur Verbindung von Leistungshalbleitermodulen ausgeführt sind.
9. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprü­ che 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß eine Verbindungsbandleitung (43) vorhanden ist, in diese mindestens ein Stützkondensator (51) unter Einhal­ tung der Bandleitungsgeometrie integriert ist und elek­ trisch mit einer Minuspolfläche (38) und einer Pluspol­ fläche (32) der Verbindungsbandleitung (43) verbunden ist.
10. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprü­ che 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein einheitli­ cher Wärmewiderstand zwischen den Leistungstransistoren (20) der beiden Halbleiterschalter und einem Kühlkörper durch eine unterschiedliche Dicke der Metallschichten (32, 36) oder durch Aufteilung der Last auf eine unter­ schiedliche Anzahl von Transistorchips (20) hergestellt ist.
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Cited By (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0652630A2 (de) * 1993-11-05 1995-05-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Halbleiterstapel
EP0688053A1 (de) 1994-06-17 1995-12-20 ABB Management AG Niederinduktives Leistungshalbleitermodul
EP0738008A2 (de) * 1995-04-14 1996-10-16 ABB Management AG Leistungshalbleitermodul
DE19612516A1 (de) * 1995-11-13 1997-05-15 Asea Brown Boveri Leistungshalbleitermodul
DE19612514A1 (de) * 1995-11-24 1997-05-28 Asea Brown Boveri Leistungshalbleitermodul mit einer Mehrzahl von Submodulen
DE19612839A1 (de) * 1996-02-06 1997-08-07 Asea Brown Boveri Leistungshalbleitermodul
DE10037533C1 (de) * 2000-08-01 2002-01-31 Semikron Elektronik Gmbh Induktivitätsarme Schaltungsanordnung
US6597585B2 (en) 1999-03-17 2003-07-22 Eupec Europaeische Gesellschaft Fuer Leistungshalbleiter Gmbh & Co. Kg Power semiconductor module
EP1389820A2 (de) 2002-08-16 2004-02-18 Semikron Elektronik GmbH Induktivitätsarme Schaltungsanordnung für Leistungshalbleitermodule
DE19732723B4 (de) * 1997-07-30 2005-07-07 Semikron Elektronik Gmbh Induktivitätsarme Schaltungsanordnung
DE102004059313B3 (de) * 2004-12-09 2006-05-04 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit verringerten parasitären Induktivitäten
EP1713124A2 (de) 2005-04-12 2006-10-18 Semikron Elektronik GmbH & Co. KG Patentabteilung Leistungshalbleitermodul mit Verbindungsbahnen und mit Anschlusselementen, deren Verbindung zu den Verbindungsbahnen stoffbündig ausgebildet ist.
EP1753025A2 (de) 2005-08-09 2007-02-14 Semikron Elektronik GmbH & Co. KG Patentabteilung Leistungshalbleitermodul mit wannenförmigem Grundkörper
US7190070B2 (en) 2003-04-10 2007-03-13 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Modular power semiconductor module
DE102007036048A1 (de) * 2007-08-01 2009-02-05 Siemens Ag Anordnung mit zumindest einem Halbleiterbauelement, insbesondere einem Leistungshalbleiterbauelement zur Leistungssteuerung hoher Ströme
DE102005030247B4 (de) * 2005-06-29 2009-06-04 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit Verbindungselementen hoher Stromtragfähigkeit
DE102004057421B4 (de) * 2004-11-27 2009-07-09 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Druckkontaktiertes Leistungshalbleitermodul für hohe Umgebungstemperaturen und Verfahren zu seiner Herstellung
DE10221891C5 (de) * 2001-06-19 2011-08-11 Mitsubishi Denki K.K. Leistungshalbleitervorrichtung
US8018047B2 (en) 2007-08-06 2011-09-13 Infineon Technologies Ag Power semiconductor module including a multilayer substrate
US8154114B2 (en) 2007-08-06 2012-04-10 Infineon Technologies Ag Power semiconductor module
DE102013104522B3 (de) * 2013-05-03 2014-06-26 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit Subeinheiten und Anordnung hiermit
DE102014102018B3 (de) * 2014-02-18 2015-02-19 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit niederinduktiv ausgestalteten modulinternen Last- und Hilfsverbindungseinrichtungen
DE10226387B4 (de) * 2001-06-15 2015-07-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Schaltschaltung
DE102008038421B4 (de) * 2007-08-25 2015-07-30 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Geräts
DE102014111931A1 (de) * 2014-08-20 2016-02-25 Infineon Technologies Ag Niederinduktive Schaltungsanordnung mit Laststromsammelleiterbahn
DE102020212748A1 (de) 2020-10-08 2022-04-14 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsmodul zum Betreiben eines Elektrofahrzeugantriebs mit einem Zwischenkreiskondensator
DE102012218670B4 (de) 2011-10-13 2023-02-02 Infineon Technologies Ag Elektronikmodul und leistungstransistorsystem
DE102021213724A1 (de) 2021-12-02 2023-06-07 Zf Friedrichshafen Ag Chipanordnung, leistungsmodul, verfahren zur herstellung einer chipanordnung und verfahren zum montieren eines leistungsmoduls
DE102022205513A1 (de) 2022-05-31 2023-11-30 Vitesco Technologies GmbH Halbbrückenmodul mit isolierten Anschlussflächen zwischen zwei Transistor-Streifenabschnitten
DE102022205514A1 (de) 2022-05-31 2023-11-30 Vitesco Technologies GmbH Halbbrückenmodul mit parallel geführten Versorgungs-Zuleitungen verbunden mit isolierten Anschlussflächen zwischen zwei Streifenabschnitten sowie mit einem der Streifenabschnitte einer Leiterbahnschicht

Families Citing this family (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5579217A (en) * 1991-07-10 1996-11-26 Kenetech Windpower, Inc. Laminated bus assembly and coupling apparatus for a high power electrical switching converter
US5172310A (en) * 1991-07-10 1992-12-15 U.S. Windpower, Inc. Low impedance bus for power electronics
DE4130160A1 (de) * 1991-09-11 1993-03-25 Export Contor Aussenhandel Elektronische schaltung
EP0838855B1 (de) * 1991-09-20 2004-11-24 Hitachi, Ltd. Halbleitermodul
JP2882143B2 (ja) * 1991-12-10 1999-04-12 富士電機株式会社 半導体装置の内部配線構造
US5170337A (en) * 1992-01-29 1992-12-08 General Electric Company Low-inductance package for multiple paralleled devices operating at high frequency
JP2725952B2 (ja) * 1992-06-30 1998-03-11 三菱電機株式会社 半導体パワーモジュール
DE4222973A1 (de) * 1992-07-13 1994-01-20 Asea Brown Boveri Bidirektionaler Halbleiterschalter
JP2725954B2 (ja) * 1992-07-21 1998-03-11 三菱電機株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP3053298B2 (ja) * 1992-08-19 2000-06-19 株式会社東芝 半導体装置
JP2973799B2 (ja) * 1993-04-23 1999-11-08 富士電機株式会社 パワートランジスタモジュール
US5519253A (en) * 1993-09-07 1996-05-21 Delco Electronics Corp. Coaxial switch module
US5444295A (en) * 1993-09-07 1995-08-22 Delco Electronics Corp. Linear dual switch module
US5563447A (en) * 1993-09-07 1996-10-08 Delco Electronics Corp. High power semiconductor switch module
AT406434B (de) * 1993-12-23 2000-05-25 Ixys Semiconductor Gmbh Vorrichtung zur umformung eines dreiphasigen spannungssystems in eine vorgebbare, einen verbraucher speisende gleichspannung
US5539254A (en) * 1994-03-09 1996-07-23 Delco Electronics Corp. Substrate subassembly for a transistor switch module
DE4412407C2 (de) * 1994-04-11 1996-03-07 Jungheinrich Ag Schaltungsanordnung für den Betrieb mindestens eines batteriebetriebenen Elektromotors in einem Flurförderzeug
US5517059A (en) * 1994-04-26 1996-05-14 Delco Electronics Corp. Electron and laser beam welding apparatus
JP3357220B2 (ja) * 1995-07-07 2002-12-16 三菱電機株式会社 半導体装置
JP3396566B2 (ja) * 1995-10-25 2003-04-14 三菱電機株式会社 半導体装置
JP3480771B2 (ja) * 1995-12-20 2003-12-22 三菱電機株式会社 半導体装置
DE19628131C2 (de) * 1996-07-12 2003-07-17 Semikron Elektronik Gmbh Gatespannungsbegrenzung für eine Schaltungsanordnung
US6954368B1 (en) 1996-07-22 2005-10-11 HYDRO-QUéBEC Low stray interconnection inductance power converting molecule for converting a DC voltage into an AC voltage, and a method therefor
EP0828341B1 (de) * 1996-09-06 2003-12-03 Hitachi, Ltd. Leistungshalbleiteranordnung in modularer Bauart
US5895974A (en) * 1998-04-06 1999-04-20 Delco Electronics Corp. Durable substrate subassembly for transistor switch module
US6127727A (en) * 1998-04-06 2000-10-03 Delco Electronics Corp. Semiconductor substrate subassembly with alignment and stress relief features
US6054765A (en) * 1998-04-27 2000-04-25 Delco Electronics Corporation Parallel dual switch module
JP3692906B2 (ja) * 2000-05-25 2005-09-07 日産自動車株式会社 電力配線構造及び半導体装置
US20020034088A1 (en) * 2000-09-20 2002-03-21 Scott Parkhill Leadframe-based module DC bus design to reduce module inductance
US7012810B2 (en) 2000-09-20 2006-03-14 Ballard Power Systems Corporation Leadframe-based module DC bus design to reduce module inductance
US6845017B2 (en) 2000-09-20 2005-01-18 Ballard Power Systems Corporation Substrate-level DC bus design to reduce module inductance
JP2002141463A (ja) * 2000-10-31 2002-05-17 Mitsubishi Electric Corp 半導体モジュール
EP1376696B1 (de) * 2001-03-30 2012-01-25 Hitachi, Ltd. Halbleiterbauelement
ATE311017T1 (de) 2001-09-28 2005-12-15 Siemens Ag Anordnung mit leistungshalbleiterbauelementen zur leistungssteuerung hoher ströme und anwendung der anordnung
DE10159851B4 (de) 2001-12-06 2006-05-24 Infineon Technologies Ag Halbleiterbauelementanordnung mit verminderter Oszillationsneigung
US7158395B2 (en) 2003-05-02 2007-01-02 Ballard Power Systems Corporation Method and apparatus for tracking maximum power point for inverters, for example, in photovoltaic applications
US7269036B2 (en) 2003-05-12 2007-09-11 Siemens Vdo Automotive Corporation Method and apparatus for adjusting wakeup time in electrical power converter systems and transformer isolation
US7443692B2 (en) 2003-05-16 2008-10-28 Continental Automotive Systems Us, Inc. Power converter architecture employing at least one capacitor across a DC bus
US7295448B2 (en) 2004-06-04 2007-11-13 Siemens Vdo Automotive Corporation Interleaved power converter
US7289329B2 (en) 2004-06-04 2007-10-30 Siemens Vdo Automotive Corporation Integration of planar transformer and/or planar inductor with power switches in power converter
US7180763B2 (en) 2004-09-21 2007-02-20 Ballard Power Systems Corporation Power converter
EP1897214A2 (de) 2005-06-30 2008-03-12 Siemens VDO Automotive Corporation Für einen elektrischen antrieb geeignete(s) steuerverfahren, -vorrichtung und -steuerartikel
DE102006004031B3 (de) * 2006-01-27 2007-03-08 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul mit Halbbrückenkonfiguration
EP2028692A4 (de) * 2006-06-09 2009-12-23 Honda Motor Co Ltd Halbleiterbauelement
JP4829690B2 (ja) * 2006-06-09 2011-12-07 本田技研工業株式会社 半導体装置
DE102006027481C5 (de) * 2006-06-14 2012-11-08 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit gegeneinander elektrisch isolierten Anschlusselementen
JP4820233B2 (ja) * 2006-08-09 2011-11-24 本田技研工業株式会社 半導体装置
EP1968188B1 (de) 2007-03-09 2012-08-08 HÜTTINGER Elektronik GmbH + Co. KG Klasse-D Verstärkeranordnung
DE102007050405B4 (de) 2007-10-22 2010-09-09 Continental Automotive Gmbh Elektrische Leistungskomponente, insbesondere Leistungshalbleiter-Modul, mit einer Kühlvorrichtung und Verfahren zum flächigen und wärmeleitenden Anbinden einer Kühlvorrichtung an eine elektrische Leistungskomponente
EP2071626A1 (de) * 2007-12-11 2009-06-17 ABB Research Ltd. Halbleitermodul und Anschlußeinheit
WO2009093982A1 (en) 2008-01-25 2009-07-30 Iskralab D.O.O. Power switching module
JP5476028B2 (ja) * 2009-04-17 2014-04-23 株式会社日立製作所 パワー半導体スイッチング素子のゲート駆動回路及びインバータ回路
DE102009029515A1 (de) * 2009-09-16 2011-03-24 Robert Bosch Gmbh Leistungshalbleitermodul und Leistungshalbleiterschaltungsanordnung
EP2998992B1 (de) * 2011-06-27 2019-05-01 Rohm Co., Ltd. Halbleitermodul
US9209176B2 (en) 2011-12-07 2015-12-08 Transphorm Inc. Semiconductor modules and methods of forming the same
DE102013212263A1 (de) * 2013-06-26 2014-12-31 Robert Bosch Gmbh Elektrische Schaltungsanordnung
WO2015176985A1 (en) 2014-05-20 2015-11-26 Abb Technology Ag Semiconductor power module with low stray inductance
EP3113223A1 (de) * 2015-07-02 2017-01-04 ABB Technology AG Leistungshalbleitermodul
DE102015216083A1 (de) * 2015-08-24 2017-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Modulanordnung zum induktivitätsarmen Betrieb eines Leistungshalbleitermoduls an einem Gleichspannungskreis
DE102015115271B4 (de) 2015-09-10 2021-07-15 Infineon Technologies Ag Elektronikbaugruppe mit entstörkondensatoren und verfahren zum betrieb der elektronikbaugruppe
WO2017054855A1 (en) * 2015-09-30 2017-04-06 Agile Power Switch 3D - Integration Apsi3D A semiconductor power device comprising additional tracks and method of manufacturing the semiconductor power device
CN105789160B (zh) * 2016-05-03 2017-05-24 扬州国扬电子有限公司 一种组合式电极及其三电平大功率模块
JP7210446B2 (ja) * 2016-11-25 2023-01-23 ヒタチ・エナジー・スウィツァーランド・アクチェンゲゼルシャフト パワー半導体モジュール
US10008411B2 (en) 2016-12-15 2018-06-26 Infineon Technologies Ag Parallel plate waveguide for power circuits
US10410952B2 (en) 2016-12-15 2019-09-10 Infineon Technologies Ag Power semiconductor packages having a substrate with two or more metal layers and one or more polymer-based insulating layers for separating the metal layers
CN210379040U (zh) * 2019-06-22 2020-04-21 深圳市奕通功率电子有限公司 一种功率模块
EP4002454A1 (de) * 2020-11-23 2022-05-25 Hitachi Energy Switzerland AG Elektrische kontaktanordnung, leistungshalbleitermodul, verfahren zur herstellung einer elektrischen kontaktanordnung und verfahren zur herstellung eines leistungshalbleitermoduls
EP4064340A1 (de) * 2021-03-24 2022-09-28 Hitachi Energy Switzerland AG Leistungshalbleitermodul und herstellungsverfahren

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3734067A1 (de) * 1986-10-08 1988-05-05 Fuji Electric Co Ltd Halbleitervorrichtung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3420535C2 (de) * 1984-06-01 1986-04-30 Anton Piller GmbH & Co KG, 3360 Osterode Halbleiter-Modul für eine schnelle Schaltanordnung
US4907068A (en) * 1987-01-21 1990-03-06 Siemens Aktiengesellschaft Semiconductor arrangement having at least one semiconductor body

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3734067A1 (de) * 1986-10-08 1988-05-05 Fuji Electric Co Ltd Halbleitervorrichtung

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 58-23469 A. In: Patents Abstr. of Japan, Sect. E. Vol. 7, (1983), Nr. 103, (E-173) *
JP 60-200560 A. In: Patents Abstr. of Japan, Sect. E. Vol. 10, (1986), Nr. 46 (E-383) *

Cited By (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1039073C (zh) * 1993-11-05 1998-07-08 株式会社东芝 半导体开关堆
EP0652630A3 (de) * 1993-11-05 1997-01-22 Toshiba Kk Halbleiterstapel.
EP0652630A2 (de) * 1993-11-05 1995-05-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Halbleiterstapel
EP0688053A1 (de) 1994-06-17 1995-12-20 ABB Management AG Niederinduktives Leistungshalbleitermodul
US5574312A (en) * 1994-06-17 1996-11-12 Abb Management Ag Low-inductance power semiconductor module
EP0738008A2 (de) * 1995-04-14 1996-10-16 ABB Management AG Leistungshalbleitermodul
DE19529785A1 (de) * 1995-04-14 1996-10-17 Abb Management Ag Leistungshalbleitermodul
EP0738008A3 (de) * 1995-04-14 1998-12-09 Asea Brown Boveri Ag Leistungshalbleitermodul
DE19612516A1 (de) * 1995-11-13 1997-05-15 Asea Brown Boveri Leistungshalbleitermodul
EP0776042A3 (de) * 1995-11-24 1998-11-11 Asea Brown Boveri Ag Leistungshalbleitermodul mit einer Mehrzahl von Submodulen
DE19612514A1 (de) * 1995-11-24 1997-05-28 Asea Brown Boveri Leistungshalbleitermodul mit einer Mehrzahl von Submodulen
US5777849A (en) * 1996-02-06 1998-07-07 Asea Brown Boveri Ag Power semiconductor module having elongate plug contacts
DE19612839A1 (de) * 1996-02-06 1997-08-07 Asea Brown Boveri Leistungshalbleitermodul
DE19732723B4 (de) * 1997-07-30 2005-07-07 Semikron Elektronik Gmbh Induktivitätsarme Schaltungsanordnung
US6597585B2 (en) 1999-03-17 2003-07-22 Eupec Europaeische Gesellschaft Fuer Leistungshalbleiter Gmbh & Co. Kg Power semiconductor module
DE10037533C1 (de) * 2000-08-01 2002-01-31 Semikron Elektronik Gmbh Induktivitätsarme Schaltungsanordnung
DE10226387B4 (de) * 2001-06-15 2015-07-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Schaltschaltung
DE10221891C5 (de) * 2001-06-19 2011-08-11 Mitsubishi Denki K.K. Leistungshalbleitervorrichtung
EP1389820A3 (de) * 2002-08-16 2005-03-30 Semikron Elektronik GmbH Induktivitätsarme Schaltungsanordnung für Leistungshalbleitermodule
EP1389820A2 (de) 2002-08-16 2004-02-18 Semikron Elektronik GmbH Induktivitätsarme Schaltungsanordnung für Leistungshalbleitermodule
US7190070B2 (en) 2003-04-10 2007-03-13 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Modular power semiconductor module
DE102004057421B4 (de) * 2004-11-27 2009-07-09 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Druckkontaktiertes Leistungshalbleitermodul für hohe Umgebungstemperaturen und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102004059313B3 (de) * 2004-12-09 2006-05-04 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit verringerten parasitären Induktivitäten
EP1670131A2 (de) 2004-12-09 2006-06-14 Semikron Elektronik GmbH & Co. KG Patentabteilung Leistungshalbleitermodul mit verringerten parasitären Induktivitäten
US7751207B2 (en) 2004-12-09 2010-07-06 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Power semiconductor module with reduced parasitic inductance
EP1713124A2 (de) 2005-04-12 2006-10-18 Semikron Elektronik GmbH & Co. KG Patentabteilung Leistungshalbleitermodul mit Verbindungsbahnen und mit Anschlusselementen, deren Verbindung zu den Verbindungsbahnen stoffbündig ausgebildet ist.
US7948007B2 (en) 2005-04-12 2011-05-24 Semikron Elecktronik Gmbh & Co. Kg Power semiconductor module with flush terminal elements
DE102005016650B4 (de) * 2005-04-12 2009-11-19 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit stumpf gelöteten Anschluss- und Verbindungselementen
DE102005030247B4 (de) * 2005-06-29 2009-06-04 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit Verbindungselementen hoher Stromtragfähigkeit
DE102005037522A1 (de) * 2005-08-09 2007-02-15 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit wannenförmigem Grundkörper
EP1753025A2 (de) 2005-08-09 2007-02-14 Semikron Elektronik GmbH & Co. KG Patentabteilung Leistungshalbleitermodul mit wannenförmigem Grundkörper
DE102007036048A1 (de) * 2007-08-01 2009-02-05 Siemens Ag Anordnung mit zumindest einem Halbleiterbauelement, insbesondere einem Leistungshalbleiterbauelement zur Leistungssteuerung hoher Ströme
US8018047B2 (en) 2007-08-06 2011-09-13 Infineon Technologies Ag Power semiconductor module including a multilayer substrate
US8154114B2 (en) 2007-08-06 2012-04-10 Infineon Technologies Ag Power semiconductor module
DE102008038421B4 (de) * 2007-08-25 2015-07-30 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Geräts
DE102012218670B4 (de) 2011-10-13 2023-02-02 Infineon Technologies Ag Elektronikmodul und leistungstransistorsystem
DE102013104522B3 (de) * 2013-05-03 2014-06-26 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit Subeinheiten und Anordnung hiermit
DE102014102018B3 (de) * 2014-02-18 2015-02-19 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit niederinduktiv ausgestalteten modulinternen Last- und Hilfsverbindungseinrichtungen
US9591755B2 (en) 2014-02-18 2017-03-07 Semikron Elektronik Gmbh & Co., Kg Power semiconductor module comprising module-internal load and auxiliary connection devices of low-inductance configuration
US9659912B2 (en) 2014-08-20 2017-05-23 Infineon Technologies Ag Low-inductance circuit arrangement comprising load current collecting conductor track
DE102014111931B4 (de) 2014-08-20 2021-07-08 Infineon Technologies Ag Niederinduktive Schaltungsanordnung mit Laststromsammelleiterbahn
DE102014111931A1 (de) * 2014-08-20 2016-02-25 Infineon Technologies Ag Niederinduktive Schaltungsanordnung mit Laststromsammelleiterbahn
DE102020212748A1 (de) 2020-10-08 2022-04-14 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsmodul zum Betreiben eines Elektrofahrzeugantriebs mit einem Zwischenkreiskondensator
US11679680B2 (en) 2020-10-08 2023-06-20 Zf Friedrichshafen Ag Power module for operating an electric vehicle drive with an intermediate circuit capacitor
DE102021213724A1 (de) 2021-12-02 2023-06-07 Zf Friedrichshafen Ag Chipanordnung, leistungsmodul, verfahren zur herstellung einer chipanordnung und verfahren zum montieren eines leistungsmoduls
DE102022205513A1 (de) 2022-05-31 2023-11-30 Vitesco Technologies GmbH Halbbrückenmodul mit isolierten Anschlussflächen zwischen zwei Transistor-Streifenabschnitten
DE102022205514A1 (de) 2022-05-31 2023-11-30 Vitesco Technologies GmbH Halbbrückenmodul mit parallel geführten Versorgungs-Zuleitungen verbunden mit isolierten Anschlussflächen zwischen zwei Streifenabschnitten sowie mit einem der Streifenabschnitte einer Leiterbahnschicht

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Publication number Publication date
EP0427143A3 (en) 1991-10-09
EP0427143A2 (de) 1991-05-15
DE59008471D1 (de) 1995-03-23
EP0427143B1 (de) 1995-02-15

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