功率转换器装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种功率转换器装置，其具有功率转换器(2)，所述功率转换器(2)具有彼此电连接的功率半导体部件(T1，D1)，所述功率转换器(2)具有第一直流电压电位负载连接(DC‑)和第二直流电压电位负载连接(DC+)，并且所述功率转换器(2)具有半导体部件(3)，半导体部件(3)具有半导体主体(4)、串联电连接的电阻器(R)、第一绝缘层(5)、以及第一和第二连接触点(A1，A2)，第一和第二连接触点(A1，A2)通过串联电连接的电阻器(R)以导电方式彼此连接，其中第一连接触点(A1)以导电方式连接到第一直流电压电位负载连接(DC‑)以及第二连接触点(A2)以导电方式连接到第二直流电压电位负载连接(DC+)。

【技术实现步骤摘要】
功率转换器装置
本专利技术涉及一种具有功率转换器的功率转换器装置，该功率转换器具有彼此电连接的功率半导体部件。
技术介绍
功率半导体部件经常与一个或多个所谓的半桥电路电连接，所述半桥电路例如用于对电压和电流进行整流和逆变。使用常规技术的功率转换器具有第一直流电压电位负载连接和第二直流电压电位负载连接，在功率转换器操作期间在第一直流电压电位负载连接和第二直流电压电位负载连接之间施加电压。在第一直流电压电位负载连接和第二直流电压电位负载连接之间施加过高的直流电压的情况下，例如为了避免损坏功率转换器或者例如为了在使用常规技术的功率转换器装置中以优化的方式控制功率转换器，通常借助于电压确定电路来确定直流电压，并且将其作为输入变量例如馈送到过压保护电路和/或用于控制功率转换器的控制装置。由于在第一直流电压电位负载连接和第二直流电压电位负载连接之间施加的直流电压通常可以呈现相对高的电压值(例如，高于23V)，因此在使用常规技术的功率转换器装置中，直流电压通过分立的电阻器分压，所述分立的电阻器串联电连接并布置在电路板上，并且分压的直流电压作为输入变量馈送到布置在电路板上的评估电路。由于每个电阻器处于不同的电压电位下，因此这些电气部件必须在电路板上彼此充分电绝缘地布置，且与布置在电路板上的其他电气部件充分电绝缘地布置。特别是在这种情况下，例如必须保持电阻器之间以及电阻器和布置在电路板上的其他电气部件之间的必要的电气爬电路径。结果，电阻器的布置需要电路板上的大量空间。作为用于减小电路板上所需空间的解决方案，DE102014112517B3公开了由串联电连接的电阻器形成的串联电路应该以特定电阻电缆的形式构造，特定电阻电缆具有串联电连接的分立的电阻器。如果在第一直流电压电位负载连接和第二直流电压电位负载连接之间电连接电容器，则经常存在安全技术要求，即在特定时间之后例如在电源转换器被关闭或断开之后如果电能不再被馈送到所述电容器，则电容器必须放电到特定电压值以下。为此目的，DE102008010978A1公开了借助于与电容器并联电连接的电阻器对电容器放电。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有功率转换器的功率转换器装置，其中用于实现串联电路的空间要求是低的，该串联电路在功率转换器的第一直流电压电位负载连接和第二直流电压电位负载连接之间电连接并且由电阻器组成。该目的通过功率转换器装置来实现，该功率转换器装置具有功率转换器，该功率转换器具有彼此电连接的功率半导体部件，该功率转换器具有第一直流电压电位负载连接和第二直流电压电位负载连接，在功率转换器操作期间在第一直流电压电位负载连接和第二直流电压电位负载连接之间存在电直流电压，并且该功率转换器装置具有半导体部件，该半导体部件具有半导体主体、串联电连接的电阻器、不导电并且布置在半导体主体和电阻器之间的第一绝缘层、以及第一和第二连接触头，第一和第二连接触头通过串联电连接的电阻器以导电方式彼此连接，其中第一连接触头以导电方式连接到第一直流电压电位负载连接以及第二连接触点以导电方式连接到第二直流电压电位负载连接。如果电阻器由金属、金属合金、硅化物或半导体材料、特别是掺杂的多晶硅、特别是n掺杂的多晶硅构成，则证明是有利的，因为可以相对于彼此的特别低的制造公差来制造电阻器。此外，如果第一绝缘层由氧化硅或氮化硅或酰亚胺构成，则证明是有利的，因为确保了电阻器的可靠电绝缘。此外，如果第一绝缘层的厚度为至少5μm，特别是至少8μm，特别是至少10μm，则证明是有利的，因为确保了电阻器的特别高的电绝缘。此外，如果电阻器的数量为至少10，特别是至少100，特别是至少300，则证明是有利的。此外，如果所有电阻器具有相同的电阻值，则证明是有利的，因为电阻器可以特别容易地制造。电阻器优选地具有相同的设计。电阻器优选地用相同的技术方法并行制造。此外，如果通过串联电连接的电阻器形成的串联电路布置分布在绝缘层的背离半导体主体的主要区域的至少40％，特别是至少50％，特别是至少70％的范围内，则证明是有利的。结果，在操作期间确保电阻器的均匀加热，其结果是当发生半导体部件的加热时在各个电阻器处发生的电压降保持恒定，这允许高度精确地测量中间电路电压。此外，如果通过串联电连接的电阻器形成的串联电路具有曲折的轮廓，则证明是有利的。结果，使得电阻器在绝缘层的背离半导体主体的主面上的有效均匀分布成为可能。此外，如果电容器在第一直流电压电位负载连接和第二直流电压电位负载连接之间电连接，则证明是有利的，其中电阻器的总电阻具有这样的值，即如果直流电压的电压值在第一时间等于为功率转换器装置的操作提供的额定直流电压值并且其高于60V并且电能从第一时间开始不再馈送到电容器时，则所述电容器通过电阻器在第一时间之后放电最多600s，特别是在第一时间之后放电最多360s，使得直流电压的电压值最大为60V。这实现了技术安全要求，即在特定时间之后例如在电源转换器被关闭或断开阻之后如果电能不再馈送到所述电容器，则电容器放电到特定电压值以下。此外，如果半导体部件具有第三连接触点，则证明是有利的，其中第三连接触点以导电方式连接到电阻器的电压抽头触点，电阻器串联电连接，其中电压抽头触点电气地布置在串联电连接的电阻器的第一部分和第二部分之间，因为半导体部件形成用于测量直流电压即功率转换器的中间电路电压的电压传感器。在这种情况下，如果串联电连接的电阻器的第一部分恰好包括单个电阻器，则证明是有利的，其中该电阻器在电压抽头触头和第一或第二直流电压电位负载连接之间电连接。因此，半导体部件的设计特别简单。此外，如果电阻器通过结构化金属层彼此电连接，则证明是有利的，因为半导体部件可以特别容易地制造。在这种情况下，如果连接触点是结构化金属层的集成部件，则证明是有利的，因为半导体部件可以特别容易地制造。此外，如果电阻器嵌入非导电的第二绝缘层中，则证明是有利的。这增加半导体部件的介电强度。在这种情况下，如果第二绝缘层的背离第一绝缘层的主要区域与结构化金属层之间的距离为至少1μm，特别是至少3μm，则证明是有利的，因为第二绝缘层具有良好的机械承载能力。此外，如果半导体部件布置在其上布置有半导体部件的功率转换器装置的基板上，或者其中半导体部件布置在功率转换器装置的电路板上，则证明是有利的。通过基板或电路板有效地冷却半导体部件。附图说明下面参考附图解释本专利技术的示例性实施例。在附图中：图1示出根据本专利技术的功率转换器装置；图2示出根据本专利技术的功率转换器装置的串联电连接的半导体部件的连接触点和电阻器的平面图；以及图3示出根据本专利技术的功率转换器装置的半导体部件的截面图。应指出的是，附图是示意图。具体实施方式图1示出根据本专利技术的功率转换器装置1，其具有功率转换器2，功率转换器2具有彼此电连接的功率半导体部件T1和D1。功率转换器2还具有导电的第一直流电压电位负载连接DC-和导电的第二直流电压电位负载连接DC+，在功率转换器2操作期间，在第一直流电压电位负载连接DC-和第二直流电压电位负载连接DC+之间施加电直流电压U。第一直流电压电位负载连接DC-优选地具有负电极性，并且第二直流电压电位负载连接DC+优选地具有正电极性。功率半导体部件T1和D1优选地在第一和第二直流电压电位负载连接DC-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.功率转换器装置，其具有功率转换器(2)，所述功率转换器(2)具有彼此电连接的功率半导体部件(T1，D1)，所述功率转换器(2)具有第一直流电压电位负载连接(DC‑)和第二直流电压电位负载连接(DC+)，在功率转换器(2)操作期间在第一直流电压电位负载连接(DC‑)和第二直流电压电位负载连接(DC+)之间存在电直流电压(U)，并且所述功率转换器(2)具有半导体部件(3)，半导体部件(3)具有半导体主体(4)、串联电连接的电阻器(R)、不导电并且布置在半导体主体(4)和电阻器(R)之间的第一绝缘层(5)、以及第一连接触点(A1)和第二连接触点(A2)，第一连接触点(A1)和第二连接触点(A2)通过串联电连接的电阻器(R)以导电方式彼此连接，其中第一连接触点(A1)以导电方式连接到第一直流电压电位负载连接(DC‑)以及第二连接触点(A2)以导电方式连接到第二直流电压电位负载连接(DC+)。

【技术特征摘要】
2017.09.05 DE 102017120356.71.功率转换器装置，其具有功率转换器(2)，所述功率转换器(2)具有彼此电连接的功率半导体部件(T1，D1)，所述功率转换器(2)具有第一直流电压电位负载连接(DC-)和第二直流电压电位负载连接(DC+)，在功率转换器(2)操作期间在第一直流电压电位负载连接(DC-)和第二直流电压电位负载连接(DC+)之间存在电直流电压(U)，并且所述功率转换器(2)具有半导体部件(3)，半导体部件(3)具有半导体主体(4)、串联电连接的电阻器(R)、不导电并且布置在半导体主体(4)和电阻器(R)之间的第一绝缘层(5)、以及第一连接触点(A1)和第二连接触点(A2)，第一连接触点(A1)和第二连接触点(A2)通过串联电连接的电阻器(R)以导电方式彼此连接，其中第一连接触点(A1)以导电方式连接到第一直流电压电位负载连接(DC-)以及第二连接触点(A2)以导电方式连接到第二直流电压电位负载连接(DC+)。2.根据权利要求1所述的功率转换器装置，其特征在于所述电阻器(R)由金属、金属合金、硅化物或半导体材料构成。3.根据权利要求1所述的功率转换器装置，其特征在于所述电阻器(R)由掺杂多晶硅构成。4.根据权利要求1所述的功率转换器装置，其特征在于所述电阻器(R)由n掺杂多晶硅构成。5.根据前述权利要求之一所述的功率转换器装置，其特征在于第一绝缘层(5)由氧化硅或氮化硅或酰亚胺构成。6.根据前述权利要求1-4中任一项所述的功率转换器装置，其特征在于所述第一绝缘层(5)的厚度(d1)为至少5μm。7.根据前述权利要求1-4中任一项所述的功率转换器装置，其特征在于所述第一绝缘层(5)的厚度(d1)为至少8μm。8.根据前述权利要求1-4中任一项所述的功率转换器装置，其特征在于所述第一绝缘层(5)的厚度(d1)为至少10μm。9.根据前述权利要求1-4之一所述的功率转换器装置，其特征在电阻器(R)的数量为至少10。10.根据前述权利要求1-4之一所述的功率转换器装置，其特征在电阻器(R)的数量为至少100。11.根据前述权利要求1-4之一所述的功率转换器装置，其特征在电阻器(R)的数量为至少300。12.根据前述权利要求1-4之一所述的功率转换器装置，其特征在于所有电阻器(R)具有相同的电阻值。13.根据前述权利要求1-4之一所述的功率转换器装置，其特征在于通过串联电连接的电阻器(R)形成的串联电路(13)布置分布在绝缘层(5)的背离半导体主体(4)的主要区域(5a)的至少40％。14.根据前述权利要求1-4之一所述的功率转换器装置，其特征在于通过串联电连接的电阻器(R)形成的串联电路(13)布置分布在绝缘层(5)的背离半导体主体(4)的主要区域(5a)的至少50％。15.根据前述权利要求1-4之一所述的功率转换器装置，其特征在于通过串联电连接的电阻器(R)形成的串联电路(13)布置分布在绝缘层(5)的背离半导体主体(4)的主要区域(5a)的至少70％。16.根据前述权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·菏泽，R·比特纳，N·布拉尼，
申请(专利权)人：赛米控电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE