用于产生固体声的功率模块，用于探测AVT分层的设备和用于探测AVT分层的方法技术

一种用于产生固体声的功率模块(100)，具有：控制单元(101)和第一衬底(102)，其中，控制单元(101)布置在第一衬底(102)上；至少一个第一功率半导体(103)和至少一个第二功率半导体(104)，其中，第一衬底(102)布置在至少一个第一功率半导体(103)和至少一个第二功率半导体(104)上；第一金属连接部(105)、第二衬底(107)和第二金属连接部(108)，其中，第一金属连接部(105)将第一衬底(102)与第二衬底(107)电连接，第二金属连接部(108)布置在第二衬底(107)下方；其特征在于，第二衬底(107)具有压电材料，控制单元(101)设置为用于激励第二衬底(107)的压电材料，使得产生固体声信号。使得产生固体声信号。使得产生固体声信号。

【技术实现步骤摘要】
用于产生固体声的功率模块，用于探测AVT分层的设备和用于探测AVT分层的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于产生固体声的功率模块，一种具有这样的功率模块的用于探测AVT分层(AVT
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Delamination)的设备以及一种用于探测AVT分层的方法。

技术介绍

[0002]功率模块会经历在构建与连接技术内的老化过程。
[0003]为了确定老化过程，求取阻挡层温度是已知的。在此，分析处理通过分析处理电路所检测的、对温度敏感的参数。
[0004]在此，缺点是：使用附加的结构元件并且温度测量通过对温度敏感的参数可能易受干扰。
[0005]本专利技术的任务是克服这个缺点。

技术实现思路

[0006]用于产生固体声的功率模块具有控制单元和第一衬底，其中，所述控制单元布置在所述第一衬底上。此外，所述功率模块具有至少一个第一功率半导体和至少一个第二功率半导体，其中，所述第一衬底布置在所述至少一个第一功率半导体和所述至少一个第二功率半导体上。所述功率模块具有第一金属连接部、第二衬底和第二金属连接部。第一金属连接部使第一衬底与第二衬底电连接，并且第二金属连接部布置在第二衬底下方。根据本专利技术，第二衬底具有压电材料，并且控制单元设置为用于激励所述第二衬底的压电材料，使得产生固体声信号。
[0007]在此，优点是：在功率模块内产生固体声。换言之，固体声产生以模块集成的方式进行。
[0008]在一个扩展方案中，第二衬底包括AMB陶瓷。
[0009]在此，有利的是成本低。
[0010]在另一个构型中，控制单元包括ASIC。
[0011]在此，优点是：控制单元构型成应用特定的。
[0012]在一个扩展方案中，第一衬底包括LTCC。
[0013]在此，有利的是：LTCC允许高集成密度并且能够以简单的方式制造智能的功率模块。
[0014]用于探测AVT分层的设备包括根据本专利技术的功率模块和MEMS传感器。根据本专利技术，MEMS传感器与控制单元侧向间隔开地布置在功率模块的第一衬底上，其中，MEMS传感器设置为用于检测所产生的固体声信号，并且控制单元设置为用于将所检测的固体声信号与参考值进行比较，其中，当所检测的固体声信号超过该参考值时，识别出AVT分层。
[0015]在此，优点是：所述探测在模块内部(即无需外部部件地)进行。
[0016]借助用于探测AVT分层的根据本专利技术的设备来探测AVT分层的根据本专利技术的方法
包括借助由控制单元发射的信号来产生固体声信号以及借助MEMS传感器来检测所述固体声信号。所述方法还包括借助所述控制单元将所述固体声信号与参考值进行比较，以及当所检测的固体声信号超过参考值时，识别出AVT分层。
[0017]在一个扩展方案中，该信号具有第二衬底的谐振频率。
[0018]在此，优点是：所述方法不易受干扰。
[0019]另外的优点从以下实施例中得出。
附图说明
[0020]下面参照优选的实施方式和附上的附图来阐释本专利技术。示出：
[0021]图1用于产生固体声的功率模块，
[0022]图2用于探测AVT分层的设备，以及
[0023]图3用于探测AVT分层的方法。
具体实施方式
[0024]图1示出用于产生固体声的功率模块100。功率模块100包括控制单元101、第一衬底102、至少一个第一功率半导体103、至少一个第二功率半导体104、第一金属连接部105、第二衬底107和第二金属连接部108。第二衬底107包括压电材料，例如AlN。替代地，第二衬底107包括AMB陶瓷。第二衬底107布置在第二金属连接部108上，其中，第二金属连接部108作为第二电极起作用。在第二衬底107上布置第一金属连接部105，其中，第一金属连接部105作为第一电极起作用。在第二衬底107上布置第一功率半导体103和第二功率半导体104。在第一功率半导体103上和第二功率半导体104上布置第一衬底102，该第一衬底作为载体衬底起作用。在第一衬底102上布置控制单元101。控制单元101例如包括ASIC，并且设置为用于激励第二衬底107的压电材料，使得产生固体声信号。换言之，通过施加具有足够幅度的信号、尤其是正弦信号或矩形信号，在例如高达100V、AlN的厚度为0.2mm的情况下，第二衬底107作为厚度振荡器起作用并且产生固体声信号。固体声信号在此可以代表传播时间信息、幅度信息、频率信息或相位信息。第一衬底例如是LTCC。第二金属连接部108布置在冷却器结构110上，其中，第二金属连接部108和冷却器结构110借助焊料层109而连接。冷却器结构110可以构型为冷却器板或具有梳状结构的冷却器。冷却液111位于冷却器结构110下方。
[0025]在清洁冷却器结构110的梳状结构的情况下例如应用该功率模块100。替代地，功率模块100用于探测AVT分层。
[0026]该功率模块使用在驱动逆变器中或离散的结构元件中。
[0027]图2示出用于探测AVT分层的设备200。设备200包括来自图1的功率模块。图2中功能相同的元件的附图标记具有与图1中相同的后两位数字。附加地，设备200具有MEMS传感器212，该MEMS传感器与控制单元201侧向间隔开地布置在第一衬底202上。MEMS传感器212和控制单元201例如借助于键合连接来电连接。MEMS传感器212设置为用于检测固体声信号。一方面，控制单元201设置为用于激励第二衬底207的压电材料，使得产生固体声信号，并且另一方面，控制单元201设置为用于分析处理由MEMS传感器所检测的固体声信号。在此，控制单元201设置为用于将所检测的固体声信号与参考值进行比较，所述固体声信号包
括传播时间信息、频率信息、幅度信息或相位信息。如果所检测的固体声信号超过了参考值，则识别出AVT分层。
[0028]图3示出借助来自图2的根据本专利技术的设备来探测AVT分层的方法300。该方法300开始于借助信号、尤其是正弦信号或矩形信号来产生第二衬底的固体声信号，其中，该信号由控制单元发射。在随后的步骤320中，借助MEMS传感器来检测固体声信号。在随后的步骤330中，借助于控制单元将所检测的固体声信号与参考值进行比较。该参考值可以例如通过带端部测量(Bandendemessung)、有限元模拟或实验室测量来形成。如果所检测的固体声信号高于参考值，则在随后的步骤340中识别出AVT分层。如果所检测的固体声信号小于参考值，则结束方法300或重新以步骤310开始。
[0029]在一个实施例中，该信号具有第二衬底的谐振频率。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于产生固体声的功率模块(100)，所述功率模块具有：
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控制单元(101)和第一衬底(102)，其中，所述控制单元(101)布置在所述第一衬底(102)上，
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至少一个第一功率半导体(103)和至少一个第二功率半导体(104)，其中，所述第一衬底(102)布置在所述至少一个第一功率半导体(103)和所述至少一个第二功率半导体(104)上，
·
第一金属连接部(105)、第二衬底(107)和第二金属连接部(108)，其中，所述第一金属连接部(105)将所述第一衬底(102)与所述第二衬底(107)电连接，所述第二金属连接部(108)布置在所述第二衬底(107)下方，其特征在于，所述第二衬底(107)具有压电材料，所述控制单元(101)设置为用于激励所述第二衬底(107)的所述压电材料，使得产生固体声信号。2.根据权利要求1所述的功率模块(100)，其特征在于，所述第二衬底(107)包括AMB陶瓷。3.根据权利要求1或2中任一项所述的功率模块(100)，其特征在于，所述控制单元(101)包括ASIC。4.根据前述权利要求中任一项所述的功率模块(100)...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：