功率电子子模块及其组件制造技术

本实用新型专利技术公开一种功率电子子模块及其组件，包括具有基板和布置在上的印刷导体的开关装置。子模块包含DC电压印刷导体，DC电压端子件以导电方式连接DC导体；AC电压印刷导体，AC电压端子件以导电方式连接AC导体。子模块还包括以框架布置包围开关装置的绝缘模制件。DC电压端子件由第一接触区段接合模制件的第一支撑体，且AC电压端子件由第二接触区段接合模制件的第二支撑体。为此，第一夹持装置构造成以电绝缘方式突出通过第一支撑体中的第一凹部且在DC电压端子件和相关DC电压连接件间形成导电夹持连接，第二夹持装置构造成以电绝缘方式突出通过第二支撑体中的第二凹部并在AC电压端子件和相关AC电压连接件间形成导电夹持连接。

Power Electronic Submodule and Its Components

【技术实现步骤摘要】
功率电子子模块及其组件
本技术描述一种具有开关装置的功率电子子模块。开关装置的基板包含第一和第二DC电压印刷导体，第一和第二DC电压端子元件以导电方式在正确极性的情况下连接到所述第一和第二DC电压印刷导体。基板进一步包含AC电压印刷导体，AC电压端子元件以导电方式在正确极性的情况下连接到所述AC电压印刷导体。开关装置进一步包含壳体，所述壳体也可以被构造成子壳体。DC电压端子元件的功能优选是提供与电容器装置的连接，所述电容器装置被以用于电流转换器模块的中间回路电容器的形式构造。一般而言，AC电压端子元件的功能优选是提供与马达或者与电机的连接。本技术进一步描述一种组件，所述组件具有该类型的子模块或者多个该类型的子模块，并且具有用于子模块的支撑装置，所述支撑装置可以被具体构造成冷却装置。
技术介绍
从现有技术，DE102015114188A1公开一种子模块，该子模块被构造成具有基板、功率半导体元件、连接装置、端子装置和绝缘本体。基板包含相互电绝缘的印刷导体，其中功率半导体元件被布置在一个印刷导体上并且被以导电方式连接到该印刷导体。连接装置被构造成复合箔结构，并且因而构成面向功率半导体元件和基板的第一主表面和与第一主表面相反布置的第二主表面，其中子模块借助于连接装置而在内部连接在电路中。绝缘本体包括被结合到基板的一个边缘的第一子本体，并且进一步包含用于端子元件的第一凹部。绝缘本体还包括被构造成压力部件的第二子本体，并且包含第二凹部，压力元件被以突出方式布置在第二凹部中。第一子本体连接到第二子本体，使得所述第二子本体被布置成在基板的方向上相对于第一子本体移动，使得压力元件压迫复合箔结构的第二主表面的一个区段，其中该区段被布置成在功率半导体元件的垂直方向上在所述功率半导体元件的表面内突出。
技术实现思路
考虑到上述现有技术，本技术的目的在于公开一种具有功率转换模块的功率电子子模块，其中DC电压端子元件和AC电压端子元件被以特别有利的方式布置和构造。具体地是，该布置具有的优点在于它减轻端子元件的拉伸载荷。根据本技术，通过具有本技术的特征的功率电子子模块和通过根据本技术所述的组件来实现该目的。实施例的优选形式被描述在相应的说明中。根据本技术的功率电子子模块包含具有基板和布置在基板上的印刷导体的开关装置。子模块包含：第一和第二DC电压印刷导体，第一和第二DC电压端子元件以导电方式在正确极性的情况下连接到所述第一和第二DC电压印刷导体；和AC电压印刷导体，AC电压端子元件被以导电方式在正确极性的情况下连接到所述AC电压印刷导体。子模块进一步包括绝缘模制件，其以框架型布置包围开关装置。第一DC电压端子元件借助于第一接触区段与绝缘模制件的第一支撑体接合，并且AC电压端子元件借助于第二接触区段与绝缘模制件的第二支撑体接合。为此，第一夹持装置被构造成以电绝缘方式突出通过第一支撑体中的第一凹部并且在第一DC电压端子元件和相关的第一DC电压连接元件之间形成导电夹持连接，并且第二夹持装置被构造成以电绝缘方式突出通过第二支撑体中的第二凹部并且在AC电压端子元件和相关的AC电压连接元件之间形成导电夹持连接。如果第一和第二DC电压端子元件与插入其间的绝缘装置一起至少在一个区段中构成堆叠布置，则是特别有利的。相应的夹持装置可以被构造成具有夹持元件，优选被构造成贯穿螺栓并且优选具有弹簧装置。相应的夹持装置也可以包含绝缘套管，相关的夹持元件被引导(routed)通过绝缘套管。优选地是，壳体由包括耐高温塑料的材料组中的材料构成，特别地是由聚苯硫醚或聚对苯二甲酸丁二醇酯构成。优选的是，DC电压端子元件和AC电压端子元件都由金属箔或片材金属构成，优选具有在300μm和2040μm之间的厚度，其中500μm和1500μm之间的厚度是特别优选的。优选地是，第一支撑体中的第一凹部、开关装置的几何中点和第二支撑体中的第二凹部被布置在单行中。根据本技术的组件包括上述的功率电子子模块和支撑装置，所述支撑装置被特别地构造成冷却装置。为此，相应的夹持装置，特别地是相应的螺栓被固定在支撑装置中，特别地是通过旋拧来固定，并且同时，借助于第一夹持装置，导电夹持连接被形成在第一DC电压端子元件和相关的第一DC电压连接元件之间，并且同样地是，借助于第二夹持装置，在AC电压端子元件和相关的AC电压连接元件之间形成导电夹持连接。相应的夹持装置同时减轻施加到相应的连接的拉伸载荷。特别优选的是，同时地是，借助于第一夹持装置，在第二DC电压端子元件和相关的第二DC电压连接元件之间形成导电夹持连接。进一步优选的是，压力装置被布置在开关装置上方，压力装置将开关装置压在支撑装置上，并且其中压力加载装置被布置在压力装置上方，其借助于夹持装置附接，使得压力因而被传递到压力装置。可能也有利的是，具有共同的总体壳体的多个子模块构成功率模块。自然地是，除非明确排除或本身排除，以单数描述的特征，特别地是开关装置，或者子模块的组件的上下文中描述的特征也可以以复数存在于根据本技术的子模块中或者存在于所述组件中。应理解的是，为了获得改进，本技术的各种构造可以被执行，单独地执行或者以任何期望的组合执行。特别地是，上述特征，以及下文中认定或描述的那些特征，无论它们是否在子模块或者其组件的上下文中被描述，它们都不仅能以所指示的组合采用，而且也可以以其它的组合中或孤立地采用，而不会背离本技术的范围。附图说明从本技术的示例性实施例的以下描述或者从本技术的元件对本技术、有利特征和特性进行进一步阐明，本技术的示例性实施例被示意性呈现在图1至7中。图1至4图示在侧面截面图中呈现的根据本技术的组件的第一构造的各种元件，所述组件具有根据本技术的功率电子子模块的第一构造。图5图示在侧面截面图中呈现的根据本技术的组件的第二构造，所述组件具有根据本技术的功率电子子模块的第二构造。图6示出功率电子子模块的三维表示。图7示出功率电子子模块的顶视图。具体实施方式图1至4图示在侧面截面图中呈现的根据本技术的组件1的第一构造的各种元件，所述组件1具有根据本技术的功率电子子模块2的第一构造。图1和图2并且还有图3和4分别在局部分解视图或者在装状态中呈现相同区段。在每种情形中，功率电子子模块2呈现出具有布置在支撑装置3上的开关装置4，支撑装置3这里被构造成冷却装置，更特别地是，并且不失一般性地是，其被构造成流体冷却装置。为了关于流体冷却装置3的电绝缘和与流体冷却装置3的热联接的目的，开关装置4包含绝缘本体40，其被构造成陶瓷本体40。该陶瓷本体40在其从流体冷却装置3转移的那一侧上包含多个印刷导体42，在开关装置的操作期间，所述多个印刷导体42处在不同电势下。这些印刷导体42中的一个，即多个DC电压印刷导体中的一个，获得DC电压电势。子模块2与开关装置4相组合构成例如功率转换电路。在这些印刷导体42中的与绝缘本体40相组合构成开关装置4的基板的至少一个印刷导体上，功率半导体部件44被以惯常方式布置并且被连接在电路中。在该实施例中，该连接被构造成惯常复合箔结构48，其由交替堆叠的导电箔和电绝缘箔构成。对于外部连接，该功率转换模块2(如在图1和2中呈现的)包含两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率电子子模块(2)，其具有开关装置(4)，所述开关装置(4)具有基板，并且包含：第一和第二DC电压印刷导体(42)，第一和第二DC电压端子元件(50、52)被以导电方式连接到所述第一和第二DC电压印刷导体(42)；和AC电压印刷导体(46)，AC电压端子元件(56)被以导电方式在正确极性的情况下连接到所述AC电压印刷导体(46)，并且所述功率电子子模块(2)具有绝缘模制件(20)，所述绝缘模制件(20)以框架型布置将所述开关装置包围起来，其特征在于：所述第一DC电压端子元件(50)借助于第一接触区段与所述绝缘模制件(20)的第一支撑体(24)接合，其中所述AC电压端子元件(56)借助于第二接触区段与所述绝缘模制件(20)的第二支撑体(26)接合，其中第一夹持装置(7)被构造成以电绝缘方式突出通过所述第一支撑体(24)中的第一凹部(204)，并且在所述第一DC电压端子元件(50)和相关的第一DC电压连接元件(60)之间形成导电夹持连接，并且第二夹持装置(8)被构造成以电绝缘方式突出通过所述第二支撑体(26)中的第二凹部(206)，并且在所述AC电压端子元件(56)和相关的AC电压连接元件(66)之间形成导电夹持连接。...

【技术特征摘要】
2017.07.14 DE 102017115883.91.一种功率电子子模块(2)，其具有开关装置(4)，所述开关装置(4)具有基板，并且包含：第一和第二DC电压印刷导体(42)，第一和第二DC电压端子元件(50、52)被以导电方式连接到所述第一和第二DC电压印刷导体(42)；和AC电压印刷导体(46)，AC电压端子元件(56)被以导电方式在正确极性的情况下连接到所述AC电压印刷导体(46)，并且所述功率电子子模块(2)具有绝缘模制件(20)，所述绝缘模制件(20)以框架型布置将所述开关装置包围起来，其特征在于：所述第一DC电压端子元件(50)借助于第一接触区段与所述绝缘模制件(20)的第一支撑体(24)接合，其中所述AC电压端子元件(56)借助于第二接触区段与所述绝缘模制件(20)的第二支撑体(26)接合，其中第一夹持装置(7)被构造成以电绝缘方式突出通过所述第一支撑体(24)中的第一凹部(204)，并且在所述第一DC电压端子元件(50)和相关的第一DC电压连接元件(60)之间形成导电夹持连接，并且第二夹持装置(8)被构造成以电绝缘方式突出通过所述第二支撑体(26)中的第二凹部(206)，并且在所述AC电压端子元件(56)和相关的AC电压连接元件(66)之间形成导电夹持连接。2.根据权利要求1所述的子模块，其中所述第一和第二DC电压端子元件(50、52)与介于中间的绝缘装置(54)构成堆叠。3.根据权利要求2所述的子模块，其中所述绝缘装置(54)由具有高的绝缘耐受性的塑料材料组中的材料构造。4.根据权利要求3所述的子模块，其中所述绝缘装置(54)由聚酰胺、乙烯-四氟乙烯共聚物或液晶聚合物构造。5.根据权利要求3或4所述的子模块，其中所述绝缘装置(54)具有50μm至500μm的厚度。6.根据权利要求5所述的子模块，其中所述绝缘装置(54)具有75μm至150μm的厚度。7.根据权利要求1至4中的一项所述的子模块，其中相应的夹持装置(7、8)被构造成具有夹持元件。8.根据权利要求7所述的子模块，其中所述夹持元件被构造成贯通螺栓(70、80)并且具有弹簧装置(72、82)。9.根据权利要求7所述的子模块，其中相应的夹持装置(7、8)包含绝缘套管(74、84)，所述夹持元件被引导通过所述绝缘套管。10.根据权利要求1-4中的一项所述的子模块，其中所述绝缘模制件(20)由包括耐高温塑料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈拉尔德·科波拉，亚历山大·魏纳，英戈·博根，于尔根·斯蒂格，彼得·贝克达尔，
申请(专利权)人：赛米控电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：德国,DE