DE102017203194A1

DE102017203194A1 - power module

Info

Publication number: DE102017203194A1
Application number: DE102017203194.8A
Authority: DE
Inventors: Kai Kriegel; Gerhard Mitic; Karl Weidner
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2018-08-30
Also published as: WO2018158202A1

Abstract

Bei dem Leistungsmodul mit mindestens zwei Teilen sind diese miteinander elektrisch und/oder thermisch kontaktierend steck- und/oder klemmbar.In the power module with at least two parts, these are electrically and / or thermally contacting plugged and / or clamped.

Description

Die Erfindung betrifft ein Leistungsmodul.The invention relates to a power module.

In der Leistungselektronik, insbesondere bei Leistungsmodulen, werden regelmäßig elektronische Bauelemente auf Substraten, wie insbesondere Leiterplatten oder DCB-Keramiken oder Anschlussrahmen fixiert und mittels Drahtbondens elektrisch kontaktiert. Die Drahtbonds verbinden dabei Kontaktflächen der Bauelemente mit elektrischen Kontaktflächen des Substrats. Solche Drahtbonds sind typischerweise fragil und begrenzen die Lebensdauer von Leistungselektroniken und Leistungsmodulen. Ferner ist mittels Drahtbondens die räumliche Gestaltung von Leistungselektroniken nur wenig flexibel. Weiterhin erfordert das Drahtbonden eine aufwändige Montage, so dass eine kostengünstige Automatisierung nur schwer möglich ist. Die Montage ist daher regelmäßig vergleichsweise teuer.In power electronics, especially in power modules, electronic components are regularly fixed on substrates, such as in particular printed circuit boards or DCB ceramics or lead frames and electrically contacted by wire bonding. The wire bonds connect contact surfaces of the components with electrical contact surfaces of the substrate. Such wire bonds are typically fragile and limit the life of power electronics and power modules. Furthermore, the spatial design of power electronics is not very flexible by wire bonding. Furthermore, the wire bonding requires a complex assembly, so that a cost-effective automation is difficult. The assembly is therefore regularly relatively expensive.

Auch eine thermische Kontaktierung von Teilen von Leistungsmodulen, etwa von Kühlkörpern, ist regelmäßig aufwendig.A thermal contacting of parts of power modules, such as heat sinks, is regularly consuming.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Leistungsmodul zu schaffen, bei welchem insbesondere die elektrische und/oder thermische Kontaktierung vereinfacht ist. Insbesondere soll eine leichtere Montage sowie eine erhöhte Lebensdauer erreicht werden können.It is therefore an object of the invention to provide an improved power module, in which in particular the electrical and / or thermal contact is simplified. In particular, an easier installation and increased life should be achieved.

Diese Aufgabe der Erfindung wird mit einem Leistungsmodul mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den zugehörigen Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung angegeben.This object of the invention is achieved with a power module having the features specified in claim 1. Preferred embodiments of the invention are set forth in the appended subclaims, the following description and the drawing.

Das erfindungsgemäße Leistungsmodul weist zumindest zwei Teile auf, welche miteinander elektrisch kontaktierend und/oder thermisch kontaktierend klemm- und/oder steckbar sind. Bevorzugt sind bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul die zumindest zwei Teile miteinander, insbesondere zu einem einstückig handhabbaren Modul, elektrisch und/oder thermisch kontaktierend geklemmt und/oder gesteckt.The power module according to the invention has at least two parts, which are electrically contacting and / or thermally contacting clamping and / or pluggable. In the case of the power module according to the invention, the at least two parts are preferably clamped together and / or plugged together, in particular into a module which can be handled in one piece, in an electrically and / or thermally contacting manner.

Bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul lassen sich infolge der klemmbaren Ausbildung der zumindest zwei Teile die zwei Teile miteinander elektrisch und/oder thermisch kontaktieren, indem diese miteinander geklemmt und/oder gesteckt werden. Folglich ist die Montage bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul deutlich vereinfacht. Anders als bei bekannten Leistungsmodulen ist es nicht erforderlich, die zumindest zwei Teile in einem ersten Schritt zueinander zu positionieren und nachfolgend etwa stoffschlüssig miteinander elektrisch und/oder thermisch zu kontaktieren. Vielmehr sind die miteinander zu kontaktierenden Teile einfach zueinander bringbar und infolge der Klemmung elektrisch und/oder thermisch kontaktierbar.In the case of the power module according to the invention, as a result of the clampable design of the at least two parts, the two parts can be electrically and / or thermally contacted with one another by clamping and / or plugging these together. Consequently, the assembly in the power module according to the invention is significantly simplified. Unlike in the case of known power modules, it is not necessary to position the at least two parts in relation to one another in a first step and subsequently to contact them electrically and / or thermally in a materially bonded manner. Rather, the parts to be contacted with each other are easily brought to one another and electrically and / or thermally contacted as a result of the clamping.

Vorzugsweise sind bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul die zumindest zwei Teile elektronische oder elektrische Bauteile; insbesondere sind eines oder mehrere oder sämtliche der Teile des Leistungsmoduls mit einem Bauteil der Gruppe Halbleiterbauteil, insbesondere Transistor und/oder Diode, und/oder Kühler und/oder Kühlkörper und/oder Anschlussrahmen und/oder Steuereinrichtung gebildet. Gerade eines oder mehrere der vorgenannten Bauteile sind bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul einfach zueinander positioniert montierbar und miteinander elektrisch und/oder thermisch kontaktierbar.Preferably, in the power module according to the invention, the at least two parts are electronic or electrical components; In particular, one or more or all of the parts of the power module are formed with a component of the group semiconductor component, in particular transistor and / or diode, and / or cooler and / or heat sink and / or leadframe and / or control device. Just one or more of the aforementioned components are in the power module according to the invention easily positioned to each other mounted and electrically and / or thermally contacted with each other.

Bevorzugt sind bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul eines oder mehrere oder sämtliche der Teile, insbesondere fluiddicht, umhaust. Auf diese Weise können die Teile zu einem größeren Modul geklemmt und/oder gesteckt sein, ohne dass nachfolgend eine Umhausung um dieses Modul herum vorzusehen ist. Vielmehr können aufgrund der Umhausung einzelner Teile zusätzliche Umhausungen entfallen. In dieser Weiterbildung der Erfindung ist daher die Fertigung und insbesondere die Montage des erfindungsgemäßen Leistungsmoduls deutlich vereinfacht.One or more or all of the parts, in particular fluid-tight, are preferably enclosed in the power module according to the invention. In this way, the parts can be clamped and / or plugged into a larger module without subsequently providing a housing around this module. Rather, due to the housing of individual parts additional housing can be omitted. In this embodiment of the invention, therefore, the production and in particular the assembly of the power module according to the invention is significantly simplified.

Zweckmäßig weisen bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul die zumindest zwei Teile miteinander korrespondierende Klemmprofile auf, mittels welchen die Teile, insbesondere als Klemmbausteine, klemmbar und zweckmäßig auch steckbar, sind. Insbesondere sind solche Klemmprofile vom Verbindungsprinzip her gleichartig ausgebildet wie etwa Klemmprofile von Klemmbausteinen im Spielzeugbereich, etwa von Klemmbausteinen, die unter dem Markennamen „LEGO“ bekannt sind. Folglich müssen die Teile lediglich mit ihren Klemmprofilen zueinander bewegt werden, um die Teile miteinander mechanisch zu arretieren und zugleich elektrisch und/oder thermisch zu kontaktieren.Expediently, in the power module according to the invention, the at least two parts have mutually corresponding clamping profiles, by means of which the parts, in particular as clamping modules, are clampable and expediently also pluggable. In particular, such clamping profiles are similar in terms of connection principle as clamping profiles of terminal blocks in the toy sector, such as terminal blocks, which are known under the brand name "LEGO". Consequently, the parts only have to be moved with their clamping profiles to each other to mechanically lock the parts together and at the same time to contact electrically and / or thermally.

Besonders bevorzugt weist bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul jeweils ein erstes Klemmprofil Vorsprünge und ein zweites Klemmprofil Ausnehmungen auf, welche mit den Vorsprüngen korrespondieren. Auf diese Weise können die Vorsprünge des ersten Klemmprofils in die Ausnehmungen geklemmt werden, so dass die Klemmprofile miteinander reibschlüssig verbunden sind. Zweckmäßigerweise weisen bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul die Vorsprünge und/oder Ausnehmungen elektrisch und/oder thermisch leitende Seitenwände auf. Auf diese Weise können Vorsprünge und Ausnehmungen der Klemmprofile leicht elektrisch und/oder thermisch kontaktierend ausgebildet werden. Zweckmäßigerweise sind Vorsprünge und/oder Ausnehmungen mit metallenen Seitenwänden ausgebildet. Es versteht sich, dass Vorsprünge und/oder Ausnehmungen nicht notwendigerweise vollständig elektrisch und/oder thermisch leitende Seitenwände aufweisen müssen, sondern Seitenwände auch aus mehreren Materialien, von welchen lediglich eines oder ein Teil leitend ausgebildet ist/sind, gefertigt werden können.Particularly preferably, in the power module according to the invention, in each case a first clamping profile has projections and a second clamping profile has recesses which correspond with the projections. In this way, the projections of the first clamping profile can be clamped in the recesses, so that the clamping profiles are frictionally connected to each other. Expediently, in the power module according to the invention, the projections and / or recesses have electrically and / or thermally conductive side walls. In this way, projections and recesses of the clamping profiles can be easily be formed electrically and / or thermally contacting. Conveniently, projections and / or recesses are formed with metal side walls. It is understood that projections and / or recesses need not necessarily have completely electrically and / or thermally conductive side walls, but sidewalls can also be made of a plurality of materials, of which only one or a part is conductive.

Vorzugsweise sind bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul die Klemmprofile zumindest bereichsweise elektrisch isoliert. Auf diese Weise ist bei der Montage des erfindungsgemäßen Leistungsmoduls ein weiterer Schritt nach der Arretierung der Teile zur elektrischen Isolierung nicht erforderlich. Vielmehr ist die Isolierung der Teile infolge der Ausbildung der Klemmprofile bereits nach dem Klemmen und/oder Stecken der zumindest zwei Teile miteinander gegeben.Preferably, in the power module according to the invention, the clamping profiles are at least partially electrically insulated. In this way, during assembly of the power module according to the invention, a further step after the locking of the parts for electrical insulation is not required. Rather, the isolation of the parts due to the formation of the clamping profiles already given after the terminals and / or plugging the at least two parts together.

Besonders bevorzugt weist das erfindungsgemäße Leistungsmodul zumindest drei Teile auf, welche zumindest in einer Richtung betrachtet aufeinanderfolgend geklemmt und/oder gesteckt sind. Gerade mittels der einfachen Montage können sehr aufwändige und individuelle Geometrien von Teile des Leistungsmoduls montiert und zugleich elektrisch und/oder thermisch kontaktiert werden.Particularly preferably, the power module according to the invention has at least three parts which, viewed in at least one direction, are clamped and / or inserted successively. Especially by means of the simple assembly can be mounted very complex and individual geometries of parts of the power module and at the same time contacted electrically and / or thermally.

Geeigneterweise ist bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul zusätzlich zumindest ein weiteres Verbindungsmittel vorhanden. So können die Teile des Leistungsmoduls vorzugsweise, nachdem sie miteinander geklemmt sind, zusätzlich miteinander verschraubt, zusammengezwängt, genietet oder geklebt sein. Auf diese Weise lässt sich das erfindungsgemäße Leistungsmodul auch für raue Betriebsbedingungen, wie etwa mechanischen Vibrationen, geeignet ausbilden.Suitably, at least one further connection means is additionally present in the power module according to the invention. Thus, the parts of the power module may preferably, after being clamped together, additionally be screwed, crimped, riveted or glued together. In this way, the power module according to the invention can also form suitable for harsh operating conditions, such as mechanical vibrations.

Besonders bevorzugt sind bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul die zumindest zwei Teile sowohl elektrisch als auch thermisch miteinander kontaktiert. Insbesondere ist somit mittels metallischer Materialien eine zugleich elektrisch leitende und eine wärmeleitende Kontaktierung leicht unaufwändig realisierbar. Vorteilhafterweise können mittels zweckmäßig vorgesehener Klemmprofile flächige Kontaktierungen realisiert werden, welche einen effizienten und insbesondere wärmespreizenden Wärmeabtransport ermöglichen.In the power module according to the invention, the at least two parts are particularly preferably contacted both electrically and thermally with one another. In particular, by means of metallic materials at the same time an electrically conductive and a heat-conducting contact is easily realized without difficulty. Advantageously, by means of suitably provided clamping profiles surface contact can be realized, which allow an efficient and especially heat-spreading heat dissipation.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leistungsmoduls in einer Explosionsdarstellung schematisch in Längsschnitt sowie
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leistungsmoduls in einer Explosionsdarstellung schematisch in Längsschnitt.

The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. Show it:

1 a first embodiment of a power module according to the invention in an exploded view schematically in longitudinal section and
2 a second embodiment of a power module according to the invention in an exploded view schematically in longitudinal section.

Das in 1 dargestellte erfindungsgemäße Leistungsmodul 10 weist in an sich bekannter Weise ein Substrat 20 in Gestalt eines Flachteils, im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Aluminiumnitrid-AMB-Substrat (AMB = engl.: „Active metal braze“), auf. Das Substrat 20 weist an zwei einander abgewandten Flachseiten 30, 40 jeweils Kupfermetallisierungen 50, 60 auf, an welche weitere Bauteile des Leistungsmoduls 10 elektrisch kontaktiert sind.This in 1 represented power module 10 according to the invention comprises a substrate in a conventional manner 20 in the form of a flat part, in the illustrated embodiment, an aluminum nitride AMB substrate (AMB = English: "Active metal braze"), on. The substrate 20 has two opposite flat sides 30 . 40 each copper metallizations 50 , 60 on, to which other components of the power module 10 electrically contacted.

An einer ersten 30 der Flachseiten 30, 40 des Leistungsmoduls 10 sind elektronische Bauteile 70, 80, im dargestellten Ausführungsbeispiel ein IGBT-Transistor (IGBT = engl. „Insulated Gate Bipolar Transistor“) sowie eine Diode, angebunden. Die Bauteile 70, 80 weisen jeweils eine dem Substrat 20 zugewandte Flachseite auf, die jeweils eine Kontaktfläche 84 aufweist, an welcher das jeweilige Bauteil 70, 80 mittels Lötschichten 90 an die Kupfermetallisierungen 50 des Substrats 20 des Leistungsmoduls 10 angebunden und elektrisch kontaktiert ist. Die Bauteile 70, 80 sind mittels eines an das Substrat 20 angespritzten Gehäuses 100, welches entlang der flächigen Erstreckungen der ersten Flachseite 30 mit dem Substrat 20 fluiddicht abschließt, eingehaust.On a first 30 of the flat sides 30 . 40 of the power module 10 are electronic components 70 . 80 , In the illustrated embodiment, an IGBT transistor (IGBT = Insulated Gate Bipolar Transistor) and a diode, connected. The components 70 . 80 each have a the substrate 20 facing flat side, each having a contact surface 84 has, on which the respective component 70 . 80 by means of solder layers 90 to the copper metallizations 50 of the substrate 20 of the power module 10 connected and electrically contacted. The components 70 . 80 are by means of a to the substrate 20 molded housing 100 , which along the planar extensions of the first flat side 30 with the substrate 20 closes fluid-tight, housed.

Mit einer zweiten, der ersten 30 abgewandten, Flachseite 40 ist mittels einer Lötschicht 110 eine Grundplatte 120 thermisch verbunden, die zur thermischen Anbindung des Substrats 20 an ein Kühlmodul ausgebildet ist.With a second, the first 30 facing away, flat side 40 is by means of a solder layer 110 a base plate 120 thermally connected, which is designed for thermal connection of the substrate 20 to a cooling module.

Das Substrat 20 bildet gemeinsam mit den Bauteilen 70, 80 und den Lötschichten 90, 110 sowie dem Gehäuse 100 und der Grundplatte 120 eine Leistungselektronikbaugruppe 130 des Leistungsmoduls 10.The substrate 20 forms together with the components 70 . 80 and the solder layers 90 . 110 as well as the housing 100 and base plate 120, a power electronics module 130 of the power module 10 ,

Das Leistungsmodul 10 umfasst zudem ein Kühlmodul 140 mit einem Kühlkanal 150, im dargestellten Ausführungsbeispiel ausgebildet zur Wasserkühlung.The power module 10 also includes a cooling module 140 with a cooling channel 150 formed in the illustrated embodiment for water cooling.

Ferner ist ein Steuer- und Anschlussmodul 160 vorhanden, welches zum einen eine Steuereinrichtung 170, sowie einen Anschlussrahmen 180 aufweist, wobei der Anschlussrahmen 180 zur elektrischen Kontaktierung an die Diode und die Steuereinrichtung 170 zur elektrischen Kontaktierung an den IGBT-Transistor vorgesehen ist.Furthermore, a control and connection module 160 existing, which on the one hand a control device 170 , as well as a connection frame 180 has, wherein the connection frame 180 for electrical contacting to the diode and the control device 170 is provided for making electrical contact with the IGBT transistor.

Sowohl das Kühlmodul 140 als auch das Steuer- und Anschlussmodul 160 sind jeweils als Flachteil ausgebildet, welche sich im betriebsbereiten Leistungsmodul 10 jeweils mit ihren flächigen Erstreckungen entlang der flächigen Erstreckungsrichtungen der Flachseiten 30, 40 des Substrats 20 des Leistungsmoduls 10 erstrecken und senkrecht dazu eine um mehr als einen Faktor 10 geringere Abmessungen aufweisen. Bei dem Steuer- und Anschlussmodul 160 sind Anschlussrahmen 180 und Steuereinrichtung 170 in Richtung der flächigen Erstreckungsrichtungen der Flachseiten 30, 40 des Substrats 20 des Leistungsmoduls 10 versetzt angeordnet. Both the cooling module 140 as well as the control and connection module 160 are each formed as a flat part, which is in the ready power module 10 each with their planar extensions along the flat directions of extension of the flat sides 30 . 40 of the substrate 20 of the power module 10 extend and perpendicular to it by more than a factor 10 have smaller dimensions. At the control and connection module 160 are lead frames 180 and control device 170 in the direction of the flat extent directions of the flat sides 30 . 40 of the substrate 20 of the power module 10 staggered.

Bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul 10 sind sowohl die Leistungselektronikbaugruppe 130 als auch das Kühlmodul 140 sowie das Steuer- und Anschlussmodul 160 als miteinander klemm- und steckbar und mittels Aneinandersteckens zugleich elektrisch und thermisch kontaktierbar ausgebildet.In the power module according to the invention 10 are both the power electronics module 130 as well as the cooling module 140 as well as the control and connection module 160 as being clamped and plugged together and formed by Aneinandersteckens at the same time electrically and thermally contacted.

Dazu weisen Leistungselektronikbaugruppe 130 und Kühlmodul 140 und Steuer- und Anschlussmodul 160 im gezeigten Ausführungsbeispiel an den im erfindungsgemäßen Leistungsmodul 10 aneinander anliegenden Seiten die Gestalt von Klemmprofilen von Klemmbausteinen auf. So weist das Gehäuse 100 der Leistungselektronikbaugruppe 130 Noppen 200 auf, welche sich senkrecht zu den flächigen Erstreckungen der Flachseiten 30, 40 des Substrats 20 vom Substrat 20 wegstrecken. Die Noppen weisen eine Kegelstumpfartige Form auf, welche mit ihren sich verjüngenden Enden vom Substrat 20 fortweisen.These have power electronics module 130 and cooling module 140 and control and connection module 160 in the embodiment shown in the power module according to the invention 10 abutting sides on the shape of clamping profiles of terminal blocks on. This is the case of the case 100 the power electronics module 130 burl 200 on, which are perpendicular to the flat extensions of the flat sides 30 , 40 of the substrate 20 from the substrate 20 distances. The nubs have a truncated cone-like shape, which with their tapered ends from the substrate 20 point away.

Korrespondierend mit den Noppen 200 weist das Steuer- und Anschlussmodul 160 korrespondierende Klemmkanäle 210 auf, welche sich senkrecht in das Steuer- und Anschlussmodul 160 hineinstrecken und welche die Noppen 200 im zusammengesetzten Zustand des Leistungsmoduls 10 klemmend aufnehmen, d.h. die Noppen 200 sind reibschlüssig in den Klemmkanälen 210 festgelegt, sodass sich die Noppen 200 nur mit deutlichem und im Normalbetrieb des Leistungsmoduls 10 typischerweise nicht auftretenden Kräften aus den Klemmkanälen 210 lösen lassen. Somit sind das Steuer- und Anschlussmodul 160 und die Leistungselektronikbaugruppe 130 in der Art von Klemmbausteinen, wie sie beispielsweise im Spielzeugbereich unter dem Markennamen „Lego“ seit Jahrzehnten bis heute im Wesentlichen unverändert vertrieben werden, miteinander festgelegt und so mechanisch miteinander verbunden. Grundsätzlich können die Noppen 200 in nicht eigens dargestellten Ausführungsbeispielen auch in derselben Weise wie bei solchen Klemmbausteinen geformt sein und die Klemmkanäle können als zwischen geraden Seitenwänden und zylindrischen Hülsen befindliche Zwischenräume gebildet sein.Corresponding to the pimples 200 indicates the control and connection module 160 corresponding clamping channels 210 on which perpendicular to the control and connection module 160 into it and what the nubs 200 in the assembled state of the power module 10 take up clamping, ie the knobs 200 are frictionally engaged in the clamping channels 210 set, so that the pimples 200 only with clear and in normal operation of the power module 10 typically not occurring forces from the clamping channels 210 let solve. Thus, the control and connection module 160 and the power electronics module 130 in the manner of clamping blocks, as for example in the toy sector under the brand name "Lego" for decades essentially unchanged unchanged, fixed together and thus mechanically interconnected. Basically, the nubs 200 be embodied in non-specifically illustrated embodiments in the same manner as in such terminal blocks and the clamping channels can be formed as between straight side walls and cylindrical sleeves located spaces.

Die Grundplatte 120 der Leistungselektronikbaugruppe 130 weist an ihrer dem Substrat 20 abgewandten Seite ebenfalls Klemmkanäle 210 auf, welche sich senkrecht in die Grundplatte 120 hineinstrecken. Korrespondierend mit diesen Klemmkanälen 120 weist das Kühlmodul 140 an seiner der Leistungselektronikbaugruppe 130 zugewandten Seite ebenfalls Noppen 200 auf, welche ausgebildet sind wie oben beschrieben.The base plate 120 the power electronics module 130 indicates at its the substrate 20 opposite side also clamping channels 210 which extend perpendicularly into the base plate 120. Corresponding to these clamping channels 120, the cooling module 140 at its the power electronics module 130 facing side also pimples 200 which are formed as described above.

Die Noppen 200 sind im in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel mit Metall, hier aus Kupfer, gebildet. Die Noppen 200 sind dabei mittels einer aus Kupfer gefertigten Noppengrundplatte 230, von der sie sich fortstrecken, miteinander verbunden. Die Noppengrundplatte 230 erstreckt sich als Flachteil mit ihren flächigen Erstreckungen parallel zu den flächigen Erstreckungen der Flachseiten 30, 40 des Substrats 20. Die Noppengrundplatte 230 ist dabei mittels eines elektrisch isolierenden Kunststoffs, mit welchem die Noppengrundplatte 230 umspritzt ist, elektrisch isoliert (nicht explizit dargestellt). Die Klemmkanäle 210 sind jeweils mit kupfernen Seitenwänden gebildet, welche sich jeweils von einem ebenfalls mit isolierendem Kunststoff umspritzten Stirnende in die Leistungselektronikbaugruppe 130 und/oder das Steuer- und Anschlussmodul 160 hineinstrecken. Auf diese Weise ist mittels der Noppen 200 und der Klemmkanäle 210 eine elektrisch leitende Verbindung gewährleistet. Zugleich ist aufgrund des Kupfermaterials mittels der Noppen 200 und der Klemmkanäle 210 eine gute thermische Anbindung insbesondere der Leistungselektronikbaugruppe 130 und des Kühlmoduls 140 realisiert.The pimples 200 are in the 1 illustrated embodiment with metal, here made of copper. The knobs 200 are made by means of a knob base plate made of copper 230 from which they stretch away, interconnected. The knob base plate 230 extends as a flat part with its planar extensions parallel to the flat extensions of the flat sides 30 . 40 of the substrate 20. The nub base plate 230 is by means of an electrically insulating plastic, with which the nub base plate 230 encapsulated, electrically isolated (not explicitly shown). The clamping channels 210 are each formed with copper side walls, which in each case by a likewise coated with insulating plastic front end in the power electronics module 130 and / or the control and connection module 160 poke out. In this way is by means of nubs 200 and the clamping channels 210 ensures an electrically conductive connection. At the same time due to the copper material by means of the knobs 200 and the clamping channels 210 a good thermal connection, in particular the power electronics module 130 and the cooling module 140 realized.

Damit kann das erfindungsgemäße Leistungsmodul 10 erfindungsgemäß leicht gefertigt werden, indem das Steuer- und Anschlussmodul 160, die Leistungselektronikbaugruppe 130 und das Kühlmodul 140 zusammengesteckt werden. Dazu ist es hinreichend, Steuer- und Anschlussmodul 160 und Leistungselektronikbaugruppe 130 und Kühlmodul zur jeweiligen Verbindung miteinander entlang der in 1 jeweils dargestellten Pfeile 400 aufeinander zu zubewegen und so mechanisch zu arretieren.Thus, the power module according to the invention 10 be easily manufactured according to the invention by the control and connection module 160 , the power electronics module 130 and the cooling module 140 be put together. For this it is sufficient, control and connection module 160 and power electronics module 130 and cooling module for connection with each other along the in 1 respectively illustrated arrows 400 move towards each other and thus mechanically lock.

Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel darin, dass anstelle einer Wasserkühlung in 2 ein Kühlmodul 140', ausgebildet zur Luftkühlung, vorhanden ist.This in 2 illustrated embodiment differs from the in 1 illustrated embodiment in that instead of a water cooling in 2 a cooling module 140 ' , designed for air cooling, is present.

Im Unterschied zum Kühlmodul 140 weist das Kühlmodul 140' Kühlrippen 300 auf, mittels welchen eine Wärmeabgabe an daran vorbeistreichender Luft erfolgen kann.Unlike the cooling module 140 has the cooling module 140 ' cooling fins 300 on, by means of which a heat transfer can be done to it passing air.

Im Übrigen entspricht das in 2 dargestellte Leistungsmodul 10' dem in 1 dargestellten Leistungsmodul 10.Otherwise, this corresponds to 2 illustrated power module 10 ' the in 1 illustrated power module 10 ,

In weiteren, nicht eigens dargestellten, Ausführungsbeispielen, welche im Übrigen dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel entsprechen, sind Kühlmodul 140, Leistungselektronikbaugruppe 130 und Steuer- und Anschlussmodul 160 zusätzlich miteinander verschraubt, zusammengezwängt, genietet oder verklebt, sodass das Leistungsmodul auch Vibrationen standhält.In other, not specifically illustrated, embodiments, which incidentally the in 1 illustrated embodiment, are cooling module 140 , Power electronics module 130 and control and connection module 160 additionally screwed together, crimped, riveted or glued, so that the power module withstands vibration.

Claims

Power module with at least two parts (130, 140, 140 ', 160) which are electrically and / or thermally contacting plugged and / or clamped together.

Power module after Claim 1 in which the at least two parts (130, 140, 140 ', 160) are clamped and / or plugged together, in particular to form an integrally manageable module (10, 10').

Power module according to one of the preceding claims, wherein one or the at least two parts (130, 140, 140 ', 160) of the power module with a semiconductor device, in particular a transistor and / or a diode, and or a cooler and / or a heat sink and / or a connection frame and / or a control device is / are formed.

Power module according to one of the preceding claims, wherein one or more or all of the clamped and / or mated parts (130, 140, 140 ', 160), preferably fluid-tight, are umhaust.

Power module according to one of the preceding claims, in which the at least two parts (130, 140, 140 ', 160) have mutually corresponding clamping profiles, by means of which the parts (130, 140, 140', 160), in particular as clamping blocks, can be clamped.

Power module according to one of the preceding claims, in which one or more clamping profiles (200) have one or more projections and one or more clamping profiles has one or more recesses (210) corresponding to the projection (s).

The power module of any one of the preceding claims, wherein the one or more protrusions (200) and / or the one or more recesses (210) have electrically conductive sidewalls.

Power module according to one of the preceding claims, wherein the clamping profiles are at least partially electrically isolated.

Power module according to one of the preceding claims with at least three parts (130, 140, 140 ', 160), which are clamped consecutively viewed in at least one direction.

Power module according to one of the preceding claims, in which additional connecting means are additionally present.