载板与电路板之间布置有器件的电路板设施、带有该电路板设施的逆变器和机动车驱动系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电路板设施，电路板设施具备预制的载板(1)，该载板具备带有预先装配在其上的电器件(3、4)的器件侧，并且电路板设施具备与载板(2)的器件(3、4)焊接的电路板(1)。本发明专利技术还涉及一种具有这种电路板设施的逆变器和机动车驱动系统。

A circuit board facility with components, an inverter with the circuit board facility and a motor vehicle driving system are arranged between the carrier board and the circuit board.

The invention relates to a circuit board facility, which comprises a prefabricated carrier plate (1), a device side with electrical components (3, 4) pre-assembled thereon, and a circuit board facility having a circuit board (1) welded with components (3, 4) of the carrier plate (2). The invention also relates to an inverter with such circuit board facilities and a motor vehicle driving system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】载板与电路板之间布置有器件的电路板设施、带有该电路板设施的逆变器和机动车驱动系统
本专利技术涉及一种电路板设施。本专利技术还涉及一种带有这种电路板设施的逆变器和一种带有这种逆变器的机动车驱动系统。
技术介绍
在用于机动车的逆变器中，半导体开关，像是例如IGBT，连同二极管一起通常布置在B6桥式电路中，从而将电池的直流电压转换成用于运行电机的(准)交流电压。当电机用作牵引驱动件时，其可以输出大的功率。相应地所消耗的电功率也很大。这也导致了驱动系统的电部件中(也就是至少在逆变器中和利用其运行的电机中)的大的电流。于是，因为借助半导体在逆变器中必须接通大的电功率，所以它们经常构建成专门的模块，并且在构造上与逆变器的其他信号电子件分离开。为了构建这样的功率模块，公知许多种在使用不同的材料进行电绝缘、热接驳和电接触的设施。在大部分情况下，半导体的第一布线侧钎焊或者烧结在DBC(直接敷铜板)上，并且相应的背侧与键合线碰触。这些键合线在此作为第二布线平面。因为键合线就使用寿命来说有弱点，所以涉及在其中通过具有合适造型的铜板制成第二布线平面的设施。用于逆变器的半导体开关和二极管的构建及连接技术主要涉及具有第一布线平面和另一种类型的第二布线平面(例如键合线)的耐高温的陶瓷或金属的载体衬底。这样接触到的半导体开关和二极管被包封以便电绝缘，或者被安装在所谓的外框模块中，并且利用灌封填料被电绝缘且受保护不被环境影响。优选在DBC上实施的第一布线平面的特征在于主要面式分布的电流引导部。其对寄生电感有不利的影响。此外还公知许多功率模块，其中，在比较小的、实施为DBC的陶瓷的载体衬底上烧结有半导体开关和配属的二极管。该衬底形成第二布线平面。这些功率模块可以·具有高的寄生模块电感，·具有很高的空间需求，因为它们通常都具有自身的壳体，·需要昂贵的、耐热的材料，·对布置在其上的半导体开关施加不对称的机械应力，因为第一和第二布线平面通常不是由相同的材料制成，·在效率和结构空间设计方面进行调整很不灵活，·有EMV的问题(EMV＝电磁兼容)，因为它们通常只有在耗费很大的情况下才能被屏蔽。
技术实现思路
本专利技术的任务是改进现有技术。所述任务通过具有独立权利要求所述特征的主题解决。从从属权利要求中可以得出优选的实施方式。据此提出的是：电路板设施、逆变器和机动车驱动系统。提出的电路板设施具备预制的载板，预制的载板具备带有预先装配在其上的电器件、尤其是半导体器件的器件侧。电路板设施也具备与预制的载板的电器件焊接的电路板。因此，电路板设施能简单且快速地装备完成，其方式是：已经装配有电器件的预制的载板以电器件与电路板焊接。因此，电器件与电路板的与载板对置的一侧焊接。这些器件与电路板的焊接尤其是借助焊膏实现。在焊接之前，在焊膏预留位置中将焊膏涂到电路板上。因此，电路板设施的特征在于，其能够以多子层构造方式制成，其中，每一子层都是另一布线平面，这些布线平面能够利用传统的过孔相互连接。于是可以实现具有超过两个布线平面的电路板设施。布线平面此外还可以实施成使得它们能够将寄生电感降低到例如传统设施的寄生电感的十分之一。此外，利用附加的布线平面还可以构建屏蔽子层，利用屏蔽子层能够显著减少EMV干扰发射。电路板可以比DBC或铜板明显更加灵活地生产。于是利用所提出的电路板设施可以快速地对构造空间要求或功率要求的变化做出反应。现代的电路板材料对提出的环境负荷有足够的抵抗力。电路板设施中的连接部位的机械应力几乎是对称的，因为在两个接触侧上起主导作用的是通常用于进行接触的铜的膨胀系数。电路板设施也可以灵活地扩展成无法集成到传统的功率模块中的功能组。其中包括电流传感器(例如各向异性磁阻(AMR))、用于制造级联式中间回路的电容器、用于更好的驱控电路的半导体开关的门极电势、发射极电势和集电级电势上的传感器线路。优选地，在电器件和电路板之间的钎焊区域中没有设置任何阻焊掩膜、像是例如阻焊漆。因此电器件和电路板之间的区域没有阻焊掩膜。由此可以通过钎焊制造出电器件与电路板的大面积的电接触和热接触。电路板相应地是非常低欧姆的并且导热性良好。载板的与器件侧背对的一侧尤其是没有电器件。在此例如可以延伸有电导体迹线。载板优选地是DBC衬底(DBC＝直接敷铜板)或者是IMS衬底(IMS＝绝缘金属衬底)，也就是带有陶瓷板和带有布置在陶瓷板上的导体层的衬底。然而载板替选也可以实施为第二电路板。如果不使用DBC作为载板，而是使用电路板作为载板，那么就实现了布置在其上的电器件的更为对称的机械负荷。借此再一次延长了使用寿命。构成载板和电路板的材料于是尤其是一样的。与DBC衬底不同地，电路板涉及印制电路，也就是PCB(印制电路板)。这种电路板由至少一个绝缘体层和布置其上的导体迹线构成。绝缘体层通常由纤维强化的塑料构成。导体迹线从面式覆盖绝缘体层的金属层、尤其是铜金属层剥出，例如通过蚀刻法。这种电路板也可以实施为多子层的，也就是具有多个且处于不同平面内的导体迹线层(多子层式构造)。优选地，电器件烧结到载板上，也就是借助烧结法固定到载板上面并且与之电接触。优选地，电器件因此以一侧烧结到载板的器件侧上，并且以背对的另一侧尤其是通过焊膏钎焊到电路板上。电器件尤其是面式地与电路板焊接、尤其是以背对载板的各自的接触表面与电路板焊接。这些接触表面尤其是包括各自的器件的整个朝向电路板的表面。优选地，预制的载板预先装配有刚好一个半导体开关和刚好一个二极管作为器件侧上的电器件。半导体开关例如是IGBT(绝缘栅双极型晶体管)或者MOSFET(金氧半场效晶体管)或者HEMT(高电子迁移率晶体管)或者JFET(结型场效应晶体管)。半导体开关可以集成式地具有的二极管。优选地，载板在载板的边沿区域中借助焊膏直接与电路板焊接。于是简单地制造出载板和电路板之间的电连接。当半导体开关作为电器件布置在载板上，那么就可以让其栅极、漏极和源极与电路板电连接或者其基极、发射极、集电极与电路板电连接，因为它们经常布置在半导体开关的不同侧上。于是，载板经常用作一个布线平面并且电路板用作另外的、用于该半导体开关的第二布线平面。半导体开关的一侧因此能够与电路板直接接触，而半导体开关的另外的背对的一侧能够与载板直接接触。载板又经由直接的钎焊连接在其边沿区域中与电路板接触。优选地，载板与电路板在载板的至少两个对置的边沿区域上尤其是通过焊膏直接焊接。这包括，载板能够与电路板在载板的刚好两个对置的边沿区域上尤其是通过焊膏直接焊接。在此，电器件(也就尤其是半导体开关和二极管)布置在这些直接的钎焊连接部之间。这样的布置方式已经被证明是非常有利的。优选地，设置多个预制的载板，它们分别预先装配有刚好一个半导体开关和刚好一个二极管作为电器件。多个预制的载板的半导体开关和二极管与电路板尤其是通过焊膏焊接。因此，为多个预制的载板设置刚好一个电路板。在这个电路板上钎焊有半导体开关和二极管形式的电器件。由此例如可以简单地并且模块式地构建出逆变器。电路板设施因此可以形成所谓的功率模块。这样的功率模块形成自身的构造单元。在这种功率模块中，可以为具有预先装配在其上的电器件的载板设置刚好一个与器件焊接的唯一的电路板。作为替选，功率模块也可以包括其中多个具有预先装配在其上的器件的载板并且包括刚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电路板设施，尤其是用于逆变器的电路板设施，其特征在于，所述电路板设施具备预制的载板(2)，所述预制的载板具备带有预先装配在其上的电器件(3、4)的器件侧，并且所述电路板设施具备电路板(1)，所述电路板与所述载板(2)的器件(3、4)焊接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.28 DE 102016211652.51.电路板设施，尤其是用于逆变器的电路板设施，其特征在于，所述电路板设施具备预制的载板(2)，所述预制的载板具备带有预先装配在其上的电器件(3、4)的器件侧，并且所述电路板设施具备电路板(1)，所述电路板与所述载板(2)的器件(3、4)焊接。2.根据权利要求1所述的电路板设施，其中，所述预制的载板(2)预先装配有刚好一个半导体开关(3)和刚好一个二极管(4)作为电器件。3.根据权利要求1或2所述的电路板设施，其中，所述载板(2)与所述电路板(1)在所述载板(2)的边沿区域中直接焊接。4.根据权利要求3所述的电路板设施，其中，所述载板(2)与所述电路板(1)在所述载板(2)的至少两个对置的边沿区域上直接焊接，并且其中，所述电器件(3、4)布置在这些直接的钎焊连接部(7)之间。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：曼纽尔·施瓦布，亚历山大·比尔克，
申请(专利权)人：ZF腓德烈斯哈芬股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE