用于电子装置的封装件、电子模块以及模块化电子系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术题为用于电子装置的封装件、电子模块以及模块化电子系统。提供一种用于电子装置（20）的封装件（10）。封装件包括电介质材料的封装壁（30）、与封装壁（30）的内面（50）邻接的第一传导层（40）、以及与封装壁（30）的外面（70）邻接的第二传导层（60），其中第一和第二传导层（40、60）相互电绝缘并且可电连接到预定电位，使得封装壁（30）中的电场在封装件（10）的工作状态中可以被均匀化。此外，提供电子装置和电子系统，包括这样的封装件和位于其中的电子电路。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术题为用于电子装置的封装件、电子模块以及模块化电子系统。提供一种用于电子装置（20）的封装件（10）。封装件包括电介质材料的封装壁（30）、与封装壁（30）的内面（50）邻接的第一传导层（40）、以及与封装壁（30）的外面（70）邻接的第二传导层（60），其中第一和第二传导层（40、60）相互电绝缘并且可电连接到预定电位，使得封装壁（30）中的电场在封装件（10）的工作状态中可以被均匀化。此外，提供电子装置和电子系统，包括这样的封装件和位于其中的电子电路。【专利说明】用于电子装置的封装件、电子模块以及模块化电子系统
本公开涉及封装件中电气和电子部件的绝缘。具体来说，本技术涉及模块化电气和/或电子系统，其中部件位于封装件中，更具体地，其中模块可适合于和其他模块位于机柜中。
技术介绍
电力电子积木(PEBB)在广泛的应用领域中使用，例如在电压转换中。因此，特别在中电压到高电压的范围内，将复杂的基于半导体的电路集成在经济的空间中并且同时满足关于散热(即冷却)和防备电击的风险和局部放电的问题的安全的要求是过分要求的任务。 已经进行了一些尝试来通过固体材料使这样的PEBB绝缘，例如通过使用电介质外壳。可以在 BerthM.: "New Main Circuits, HV-Design of Submodules", ABB-Report,HIP49/ATP5-3、以及在Steiner M.，Reinold, H.: ^Medium Frequency Topology in RailwayApplicat1ns", European Railway Review (EPE), 2007, Aalborg, Denmark 中找到这样的概念的示例。然而，到目前为止，这些方法都没有导致可销售的PEBB产品中的应用，部分由于持续的局部放电问题。 考虑到以上，需要避免已知解决方案的缺点的电力电子模块。
技术实现思路
通过根据权利要求1的封装件和根据权利要求9的电子装置至少部分地解决了以上提及的问题。 在第一方面，提供用于电子装置的封装件。所述封装件包括:包括固体电介质材料的封装壁、与封装壁的内面邻接的第一传导层、以及与封装壁的外面邻接的第二传导层，其中第一和第二传导层相互电绝缘并且可电连接到预定电位，使得封装壁中的电场在封装件的工作状态中可以被均匀化。 在第二方面，提供电子装置。它包括电子电路和封装件，所述封装件包括电介质材料的壁、与封装壁的内面邻接的第一传导层、以及与封装壁的外面邻接的第二传导层，其中第一和第二层相互电绝缘，并且其中第一传导层被连接到电子电路的第一电位，并且第二传导层被连接到电子电路的第二电位。 本技术的其它方面、优点和特征根据从属权利要求、说明书和附图是显而易见的。 【专利附图】【附图说明】 在说明书的剩余部分中包括参考附图而向本领域普通技术人员更具体地阐述包括其最佳模式的完整的和使能够实现的公开，其中: 图1示意性示出根据实施例的封装件的局部截面视图； 图2示意性示出根据实施例的电子模块的透视正视图； 图3示意性示出根据实施例的电子系统的正视图； 图4示意性示出图3中所示的系统的透视正视图。 图5示意性示出根据实施例的系统的截面侧视图。 图6示意性示出示范性模块化电子系统内部的电场的模拟。 图7示意性示出根据实施例的模块化电子系统内部的电场的模拟。 【具体实施方式】 将详细地参考各种实施例,其中每个附图中示出所述实施例的一个或多个示例。作为解释提供每个示例并且意在作为限制。例如，作为一个实施例的一部分被图示或描述的特征可以用于其他实施例上或结合其他实施例使用以便产生更多的实施例。本公开旨在包括这样的修改和变化。 在附图的以下描述中，相同的参考标号指代相同的部件。通常，仅描述关于不同实施例的差别。当在附图中出现若干个相同的项目或部分时，不是所有的部分都具有参考标号以便简化外观。 本文所述的系统和方法不限于所述的特定实施例，而是系统的部件和/或方法的步骤可独立于或分离于本文所述的其他部件和/或步骤利用。而是，示范性实施例可以连同许多其他应用实现和使用。 虽然本技术的各种实施例的具体特征可在一些附图中示出而不在其他附图中示出，但这仅仅是为了方便。根据本技术的原理，附图的任何特征可以与任何其他附图的任何特征组合地引用和/或要求权利。 一般来讲，本技术的实施例关于分别容纳中电压到高电压电子电路、即电源开关，共同形成例如PEBB的电子模块的封装件。每个封装件包括在内部和外部都具有传导层的电介质材料。若干封装件可以布置成例如mXn矩阵(即m乘η矩阵)的阵列。因此，可布置封装件使得它们可以分别是尺寸合适的经由封装件外面上的安装元件互相安装。在实施例中，封装件可以可拉出地安装在机架中使得通常在它们的后侧提供电接触。以上提及的术语“中电压”理解为大约1000伏特一直到大约36000伏特的额定电压(DC，或在AC情况下电压有效值)。高于此的电压在下文中被认为是“高电压”。必须意识到设备必须能够耐受通常更高(例如大于10kV)的脉冲电压(例如雷电冲击)，即使对于MV设备。参见例如IEC 61800-5-1，Tab.8 以供参考。 封装件的电介质材料满足对地的可靠绝缘的标准，即能够在封装件内建立电绝缘的电介质材料。根据材料的击穿强度和所施加的电压来确定电介质壁厚度的尺寸。因此，涂覆有第一传导层的封装件内壁在各自的电子模块的工作状态中连接到限定的电位，并且涂覆有第二传导层的外壁连接到第二电位。 因此，两个传导层在它们之间的电介质材料中形成几乎均匀的电场。在实施例中，外层通常在地电位上，然而内层通常可被连接到电子模块内的电子电路的电压。因为封装件的外传导层在地电位上，这个配置考虑到封装件内的中电压到高电压电路关于环境的高效绝缘。因此，电路电压和地之间的电位差在封装件的电介质材料内形成几乎均匀的电场。选择封装件的厚度必须考虑到用于使电路工作的电压和所选材料的电介质性质，特别是击穿强度。通常，形成封装件使得在内部和外部的传导层具有光滑的表面并且实质上没有尖缘、小半径等，使得在工作期间内层和外层之间的场不展现可促进局部放电的局部峰值。 封装件可具有多种形状；通常它具有与箱子相应的长方体的形状。然而，封装件还可具有六角形或是不同尺寸或形状的多个长方体的组合。通常，封装件或箱子在其正面和背面分别在两个相对表面上具有充当用于内部的电子电路的冷却空气的排放的开口。因此，封装件形成从正面到背面用于空气冷却的一种通道。在其中封装件具有开口的正面和背面，封装件的内壁和外壁上的传导层被终止，使得满足用于空气间隙和爬电的绝缘标准。在实施例中，取决于个别的设置，还可以在封装件的电介质材料中提供/构造波纹以便延长爬电表面距离。 在可以与本文所述的其他实施例组合的实施例中，根据例如高压绝缘标准的绝缘标准，正面和背面中的开口可分别装备有与格栅相应的网格结构以便保护免于接触。这个格栅结构通常连接到与地电位电连接的外传导层。 取决于所施加的电压，内层和外层还可连接到与前面所述不同的电位，例如内层可连接到低于电子电路的工作电位的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于电子装置（20）的封装件（10），包括：封装壁（30），包括电介质材料，第一传导层（40），与所述封装壁（30）的内面（50）邻接，以及第二传导层（60），与所述封装壁(30)的外面（70）邻接，其中所述第一和第二传导层（40、60）通过封装壁（30）互相电绝缘并且通过连接装置可电连接到预定电位（P1、P2），使得所述封装壁（30）中的电场在所述封装件（10）的工作状态中可以被均匀化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·科特，F·阿戈斯蒂尼，M·西米诺，R·维图伊斯，T·格拉丁格，E·库恩，F·格鲁恩格，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：新型
国别省市：瑞士;CH