專利名稱：用于開關(guān)電功率的電子部件的制作方法
用于開關(guān)電功率的電子部件描述置量呈現(xiàn)了一種用于開關(guān)電功率的電子部件。這樣的電子部件可例如配置為半橋電路，以用作各種應(yīng)用領(lǐng)域中的反相器和變頻器。這包括用于同步機、異步機、磁阻電機、永磁電機或作為馬達(dá)和發(fā)電機的類似物的操作的電子部件(例如見DE-A-40 27 969或DE-A-4230 510)。由此,例如，WO 2004/110123 Al描述的電子部件具有兩個電源條(power supplybars)、總線條、設(shè)置在電源條之間的半導(dǎo)體開關(guān)、以及設(shè)置在電源條上方并橋接電源條的電容。 操作具有變頻器的電機(尤其是交變場電機)是已知的。通常，該變頻器包括半橋裝置，該半橋裝置的數(shù)量與和它相連接的電機的相數(shù)對應(yīng)，且該半橋裝置可從驅(qū)動電子設(shè)備接收控制信號。根據(jù)電機是作為馬達(dá)還是作為發(fā)電機，對電機輸入功率、以達(dá)到所需的速度或所需的轉(zhuǎn)矩，或者從電機獲取功率并將其轉(zhuǎn)換成用于下游負(fù)載的所需量和相位置。尤其在具有高速開關(guān)變頻器或反相器時，輸入功率和輸出功率的開關(guān)邊沿處將出現(xiàn)高的過沖脈沖或負(fù)脈沖電壓峰。由于過電壓脈沖的出現(xiàn)，電子部件中采用的半導(dǎo)體開關(guān)的介電強度遠(yuǎn)大于它們的操作介電強度。這將顯著増加部件的成本。DE 198 26 731示出了用于開關(guān)功率的半橋部件的示例，該部件設(shè)置在包含電絕緣冷卻液體的殼體中。該半橋部件的結(jié)構(gòu)為緊湊設(shè)置，使得所需的冷卻液體的體積較小。US 5，671，134示出了另ー種類型的反相器単元，其每個開關(guān)組件具有自己的電容裝置，且每例電容裝置都沒有設(shè)置在高電壓電勢和低電壓電勢之間。US 5，493，472示出的電子部件中，使用兩個螺栓將電容裝置安裝到電源線上。這兩個螺栓插入到電容裝置的兩個獨立的孔中，從而將電容裝置與電源條連接。電容裝置具有兩個繞組，其通過線纜彼此相互連接，以及通過螺栓與電源條連接。US 6，249，448描述的電源設(shè)備中，將電容分組設(shè)置在電源條之間。所使用的開關(guān)并聯(lián)設(shè)置。DE 199 10 787 Al描述了用于エ業(yè)卡車中三相馬達(dá)的反相器，其中，每種情況下，操作功率晶體管以在正的和負(fù)的DC電壓之間的橋的分支中生成三相AC輸出電壓，以及在每種情況下，在一個電流線處分接相AC電壓。另外，晶體管與冷卻體連接，電容電池與DC電壓電勢連接。DE 298 19 349 Ul描述了半導(dǎo)體電路裝置，尤其是具有低中間電路電壓的大電流轉(zhuǎn)換器。在該情況中，第一布局層(arrangement level)設(shè)有動カ單元,第二布局層位于第一布局層以上，設(shè)有中間電路組件。潛在問是頁與以上所引用的現(xiàn)有技術(shù)相比，此處所呈現(xiàn)的部件是為了改善其操作特性，使其制備更加經(jīng)濟，結(jié)構(gòu)更加緊湊。由此還可用于移動應(yīng)用(例如，汽車領(lǐng)域)。

發(fā)明內(nèi)容
述方案中提供了一種用于開關(guān)電功率的電子部件，該電子部件包括兩個彼此間隔開的導(dǎo)體條、以及設(shè)置在兩個導(dǎo)體條之間的半導(dǎo)體開關(guān)，通過控制輸入驅(qū)動該半導(dǎo)體開關(guān)，從而通過總線條在功率輸出處提供電功率。至少ー個導(dǎo)體跡線，其所具有的電勢不同于導(dǎo)體條的電勢。電容裝置設(shè)置在兩個導(dǎo)體條之間。半導(dǎo)體開關(guān)和導(dǎo)體條和總線條與沉積在襯底上的電導(dǎo)體連接。在每種情況中，襯底在它的至少兩個邊緣區(qū)域中具有電導(dǎo)體，該電導(dǎo)體具有的電勢實質(zhì)上彼此相對應(yīng)。半導(dǎo)體開關(guān)、導(dǎo)體條、負(fù)載/總線條、和/或電容裝置設(shè)置在襯底的ー側(cè)上，該襯底在其另ー側(cè)上具有與導(dǎo)體條電連接的電勢導(dǎo)體(傳導(dǎo)表面)。導(dǎo)體能夠包括線和傳導(dǎo)表面，諸如導(dǎo)體條和負(fù)載/總線條。優(yōu)點、變形和配置該結(jié)構(gòu)使得具有不同電勢的導(dǎo)體能夠與非常低的寄生電感電容性連接。而且，在 該方式中，可獲得尤其緊湊的設(shè)置，使得以前方案中的封裝密度無法與之相比。而且，甚至開關(guān)過程中脈沖持續(xù)時間在10到1000納秒范圍內(nèi)的電壓脈沖峰值、以及在幾十瓦特到幾千瓦特范圍中的開關(guān)電容(switching capacities)顯著減少。從而顯著增加了抗干擾性能。歸因于所描述的裝置，去柱/來自半導(dǎo)體開關(guān)的功率傳輸線和用作備份電容的電容裝置具有非常低的感應(yīng)系數(shù)。另ー個重要的優(yōu)點是部件的模塊化結(jié)構(gòu)，從而可根據(jù)各個需要對電子部件進(jìn)行無憂擴展或調(diào)整。該設(shè)置還可獲得非常低的斷電過電壓。因此，可以更好地使用半導(dǎo)體阻斷電壓。另夕卜，平坦的結(jié)構(gòu)成為可能，既可以采用鍵合(所謂的無封裝)半導(dǎo)體，也可采用封裝的標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體組件(例如TO封裝的組件)進(jìn)行設(shè)計。還可能與芯片薄膜電容簡單適配。使用直接銅鍵合(DCB)襯底具有同樣的一系列優(yōu)點。DCB襯底具有絕緣體,例如陶瓷,諸如Al2O3 (氧化招)或AlN (氮化招),純銅沉積在該絕緣體上，并在高溫熔融和擴散過程中堅固膠合到陶瓷絕緣體上。首先，對于功率電子部件而言，Al2O3 (24ff/mK))或AlN (130到180W/mK)的高熱傳導(dǎo)性、銅涂層的高熱容量和熱延散性(可具有100-900 u m的相對厚的設(shè)計)都具有優(yōu)勢。沉積的例如未封裝的硅芯片的機械應(yīng)カ負(fù)荷較低，因為與基于金屬或塑料的襯底相比，其熱膨脹系數(shù)(Al2O3為7. Ippm/K,A1N為4. lppm/K)與功率半導(dǎo)體開關(guān)的娃(4ppm/K)更為適配。還可采用碳化硅或氮化硅作為襯底。作為替代，還可使用在每種情況中同時在兩面上支撐絕緣層(例如玻璃)的鋁襯底。在每種情況中，一層銅或一層其它的電導(dǎo)體(例如鋁)沉積到絕緣層上。除了以上所述的襯底的變形，還可采用有機塑料。該塑料可包含聚こ烯(PE)、聚氯こ烯(PVC)、對苯ニ甲酸こニ酯(PET)或こニ醇改性的聚對苯ニ甲酸こニ酯(PETG)、聚萘ニ甲酸こニ酯(PEN)、丙烯腈-丁ニ烯-苯こ烯共聚物(ABS)、聚こ烯醇縮丁醛(PVB)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亞胺(PI)、聚こ烯醇(PVA)、聚苯こ烯(PS)、聚こ烯基苯酚(PVP)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)或它們的衍生物中的ー種或多種。使用高純銅作為傳導(dǎo)和接觸金屬可以獲得非常高的電流輸運性能。銅表面采用鎳和鎳/金拋光，還可設(shè)有阻焊。DCB的下側(cè)用于接觸負(fù)極條。本結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了高速開關(guān)，從而使得開關(guān)損失達(dá)到最小。此處通?？色@得每開關(guān)操作為100到200ns。該結(jié)構(gòu)同時適用于MOSFET反相器和IGBT反相器。因為一方面電容裝置在空間上和電學(xué)上放置得非常接近接觸區(qū)域，另ー方面電容裝置在空間上和電學(xué)上放置得非常接近半導(dǎo)體開關(guān)，因此很難出現(xiàn)將導(dǎo)致明顯干擾感應(yīng)分量的線部分。而且，地電勢和電流輸運線和組件之間的空間間隔最小。這允許實現(xiàn)非常短的開關(guān)時間。實際上，因為該配置，感應(yīng)寄生分量本質(zhì)上與襯底的厚度有夫，襯底的ー側(cè)上設(shè)置地電勢，另ー側(cè)上設(shè)置電流輸運線。多個依據(jù)本發(fā)明的部件彼此相鄰設(shè)置可進(jìn)ー步獲得短的開關(guān)時間，電容裝置和部件的低線路電感可以避免相鄰部件的干擾脈沖(串?dāng)_)。電容裝置的每個或一些可設(shè)置在ー個導(dǎo)體條與總線條之間。一個導(dǎo)體條可設(shè)置大致與其它的導(dǎo)體條和/或總線條平行。
電容裝置和導(dǎo)體條和總線條的尺寸可相對彼此設(shè)置，以使得電容裝置不會伸出導(dǎo)體條和總線條之外，其中通過設(shè)置導(dǎo)體條和總線條比電容裝置高出20%到30%來實現(xiàn)電容裝置不會伸出導(dǎo)體條和總線條之外。電勢導(dǎo)體(傳導(dǎo)表面)可接觸冷卻裝置或集成冷卻裝置。半導(dǎo)體開關(guān)以及與該半導(dǎo)體開關(guān)連接的電氣或電子組件可彼此連接在一起，以使得它們可設(shè)置在由電勢導(dǎo)體限定的平面(傳導(dǎo)表面)和由導(dǎo)體條和總線條的ー側(cè)限定的平面之間，后ー個平面遠(yuǎn)離電勢導(dǎo)體(傳導(dǎo)表面)。在優(yōu)選實施例中，由場效應(yīng)晶體管(FET)或由具有絕緣柵極端的雙極晶體管(IGBT)形成半導(dǎo)體開關(guān)。具體而言，可采用具有與晶體管并聯(lián)連接的集成續(xù)流ニ極管或其它外接續(xù)流ニ極管的M0SFET。這些外接續(xù)流ニ極管優(yōu)選地以與半導(dǎo)體開關(guān)相同的方式設(shè)置，并設(shè)置在它們ー個導(dǎo)體條的緊鄰處。半導(dǎo)體可具有大面積接觸點，該接觸點具有貴金屬涂層。因此，它們可通過多個相鄰設(shè)置的接觸線(例如鍵合線)與導(dǎo)體(導(dǎo)體表面)/導(dǎo)體條/總線條電連接。具有用于耦連半橋的中間電路的部件可設(shè)置在ー個或兩個導(dǎo)體條的側(cè)邊上，該導(dǎo)體條遠(yuǎn)離電勢傳導(dǎo)表面，該中間電路具有其它的電容。電容裝置可具有薄膜電容。后者用于形成低感應(yīng)整流電路。電子部件可具有虛擬橫截面，其同時與半導(dǎo)體開關(guān)對的兩個半導(dǎo)體開關(guān)相交。在虛擬橫截面中，第一虛擬橫截面區(qū)域小于第二虛擬橫截面區(qū)域的近似一半，第一虛擬橫截面區(qū)域由電勢不同于電勢傳導(dǎo)表面的電勢的傳導(dǎo)表面來劃界，第二虛擬橫截面區(qū)域由電勢傳導(dǎo)表面以及通過位于襯底上的導(dǎo)體條的側(cè)邊限定的平面來劃界。該措施將導(dǎo)體條(正極條和/或負(fù)極條)和總線條之間的電感減少至可能的最少級另U。從而還可最小化干擾。兩個導(dǎo)體條和總線條可通過電絕緣襯底來彼此堅固機械連接在一起。襯底還可用于接納導(dǎo)體跡線，以用于輸出控制信號至半導(dǎo)體、以用于接納其它有效組件或無源組件、或者以用于將測試或測量點引出部件。該襯底還可用于接納半導(dǎo)體開關(guān)的各個控制輸入與用于連接到驅(qū)動設(shè)備的端ロ之間的連接線。襯底還設(shè)有開孔，設(shè)置開孔的尺寸，以使得直接沉積在導(dǎo)體條或襯底上的半導(dǎo)體(晶體管和ニ極管)至少暴露在它們的接觸點下。從而沒有増加半導(dǎo)體的有效整體高度以及襯底的有效整體高度。相反地，半導(dǎo)體可在相同的層與導(dǎo)體條直接連接，至少在它們的ー些連接點處與之連接。因此襯底同時用于導(dǎo)體條彼此之間的機械連接以及電カ線布線。襯底可在驅(qū)動線路中具有用于半導(dǎo)體開關(guān)的限流電阻，這些(柵)電阻設(shè)置在各個控制輸入和用于連接到驅(qū)動機構(gòu)的端ロ之間。電子部件可具有至少兩個半導(dǎo)體開關(guān)，其串聯(lián)連接以形成半橋。每個半導(dǎo)體開關(guān)具有控制輸入，以用于連接到驅(qū)動設(shè)備。第一半導(dǎo)體開關(guān)通過它的漏極端與高電壓電勢連接。第二半導(dǎo)體開關(guān)通過它的源極端與低電壓電勢連接。為了形成輸出，每個第一半導(dǎo)體開關(guān)的源端分別與各個第二半導(dǎo)體開關(guān)的漏極端連接。至少ー個電容裝置設(shè)置在高電壓電勢與低電壓電勢之間。設(shè)置各個第一半導(dǎo)體開關(guān)的漏極端在與高電壓電勢連接的常規(guī)第一金屬導(dǎo)體上。設(shè)置各個第二半導(dǎo)體開關(guān)的漏極端在形成輸出的常規(guī)第二金屬導(dǎo)體上。在該情況中，設(shè)置第二導(dǎo)體與第一導(dǎo)體相鄰，但彼此間隔開。每個第二半導(dǎo)體開關(guān)通過它的源極端與第三金屬導(dǎo)體連接，該第三金屬導(dǎo)體與低電壓電勢連接，并設(shè)置其與第一和第二導(dǎo)體相鄰但間隔分開。
通過下面的描述并結(jié)合附圖，其它的特點、性質(zhì)、優(yōu)點以及可能的變形對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。


圖I描繪了電子部件的示意電路圖；圖2a描繪了依據(jù)圖I中的示意電路圖的電子部件的實施例沿圖2b中的A_A線的示意截面視圖；圖2b描繪了依據(jù)圖2a的電子部件的示意平面視圖。
具體實施例方式圖I中描繪的電子部件10為半橋電路，其包括三對并聯(lián)連接的N溝道MOSFET12a、12b、12c，以用作半導(dǎo)體開關(guān)。每兩個MOSFET 14，22; 16，24; 18，26串聯(lián)連接，并構(gòu)成一對M0SFET。每對中的第一 MOSFET 14; 16; 18的漏極端D與高電壓電勢Vdd連接，每對中的第二 MOSFET 22; 24; 26的源極端S與低電勢Vss連接。在該情況中，為了形成輸出A，每個第一 MOSFET的源極端S與每個第二 MOSFET的漏極端D彼此連接。ー個控制輸入El ;E2分別輸入至第一 MOSFET組14; 16; 18和第二 MOSFET組22; 24; 26，其中通過柵電阻36; 38; 40和44; 46; 48分別驅(qū)動各個MOFET的柵極端G。將每個半導(dǎo)體開關(guān)配置為具有自由輪ニ極管(free-wheeling diode) Di的M0SFET，該自由輪ニ極管Di設(shè)置在功率端D和S之間，它作為所謂的“體ニ極管”通過在相同的半導(dǎo)體元件上與各個半導(dǎo)體開關(guān)集成而形成。作為該方式的替代，設(shè)置獨立的ニ極管直接與MOSFET相鄰。在高和低電壓電勢Vdd和Vss之間設(shè)置備用電容裝置，通過多個彼此并聯(lián)的備用電容52a，52b, 52c構(gòu)成該電容裝置。以下將進(jìn)ー步詳細(xì)地描述該電容裝置的配置。通過兩個輸入El和E2提供開關(guān)頻率達(dá)到或超過IOOkHz的控制信號(例如脈寬可調(diào)控制信號)來驅(qū)動各個MOSFET組。如圖2a、2b所示，電子部件10在平面視圖中大致具有矩形結(jié)構(gòu)。在長邊的兩個邊沿區(qū)域中，每種情況中襯底58在它的(圖2a中的上部)側(cè)邊上具有電導(dǎo)體58a、58b，兩者具有彼此相互對應(yīng)的電勢。這兩個電導(dǎo)體58a、58b的每個分別與兩個長邊上的具有角度的導(dǎo)體條(conductor bar)60、62接觸，導(dǎo)體條60、62中的姆個覆蓋襯底58,并延伸至冷卻體66以與冷卻體66連接，例如通過螺接、鉚接、釬焊或焊接的方式連接。導(dǎo)體條60、62以及冷卻體66具有對應(yīng)的(低)電勢Vss。設(shè)置在導(dǎo)體條60、62之間的半導(dǎo)體開關(guān)14，22; 16, 24; 18, 26通過控制輸入El，E2驅(qū)動，以通過總線條(bus bas) 64輸出電功率，從而將電功率從電子部件10引出。設(shè)置在兩個導(dǎo)體條60、62之間的還有電容裝置，該電容裝置由備用電容52a, 52b, 52c構(gòu)成。在本實施例中，備用電容52a, 52b, 52c沿導(dǎo)體條62設(shè)置。半導(dǎo)體開關(guān)14，22; 16，24; 18，26以及導(dǎo)體條60、62連同總線條64均與沉積在襯底58上的電導(dǎo)表面連接。電容裝置沒有設(shè)計在導(dǎo)體條60、62和總線條64的上方。相反地，電容裝置由與導(dǎo)體條60、62連接的塊狀薄膜電容52a，52b, 52c形成。薄膜電容52a，52b, 52c的整體高度小于導(dǎo)體條的高度。薄膜電容52a，52b, 52c沿導(dǎo)體條彼此相鄰設(shè)置。
半導(dǎo)體開關(guān)14，22; 16，24; 18，26以及導(dǎo)體條60、62連同總線條64和電容裝置均設(shè)置在襯底58的ー側(cè)(圖2a、2b中的上側(cè))上。另ー側(cè)(圖2a、2b中的下側(cè))上，襯底58具有與導(dǎo)體條60、62電連接的電勢傳導(dǎo)(potential-conducting)表面58f。襯底58的下側(cè)上的電勢傳導(dǎo)表面58f也由多個部分組成，如所描繪的。它與冷卻體66電接觸和化學(xué)接觸，且同樣具有導(dǎo)體條60、62的電勢。第一 MOSFET 14; 16; 18通過它們的漏極端D與共同的第一金屬導(dǎo)體跡線(track)58d電連接，從而與高電壓電勢Vdd連接。導(dǎo)體跡線58d由銅制成，或由類似的具有優(yōu)良導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能的導(dǎo)體制成，而且像所有其它導(dǎo)體跡線一祥，導(dǎo)體跡線58d位于襯底58上。在沒有描繪的示例實施例中，導(dǎo)體條可同樣設(shè)置在導(dǎo)體跡線58d上。其它地或替代地，還可設(shè)有電導(dǎo)定距螺栓。第二 MOSFET 22; 24; 26通過它們的漏極端D以及通過金屬導(dǎo)體跡線58c與金屬總線條64電連接，以形成輸出A，其中總線條64設(shè)置在第一和第二導(dǎo)體條60、62之間并與其彼此間隔開。總線條64在截面上具有近似矩形的外形，并采用與第一和第二導(dǎo)體條60、62相同的材料制成。在每種情況下第二 MOSFET 22; 24; 26通過它們的源極端S以及通過鍵合線82或其它用于傳輸電流的導(dǎo)體與常規(guī)金屬導(dǎo)體條60連接，從而與低電壓電勢Vss連接，其中導(dǎo)體條60與總線條64相鄰設(shè)置并與其彼此間隔開。與第二 MOSFET類似，第一 MOSFET 14; 16; 18在每種情況中通過它們的源極端S以及通過多個鍵合線80或其它用于傳輸電流的連接器與總線條64連接。在每種情況中，導(dǎo)體跡線58g和58h分別從兩個輸入El和E2分別連接到柵電阻36; 38; 40和44; 46; 48 (見圖I和圖2b)，這些柵電阻同樣設(shè)置在襯底上，并在此處配置為SMD組件(表面安裝器件)。在每種情況中，鍵合線72將柵電阻36; 38; 40和44; 46; 48分別連接到MOSFET的控制輸入G。半導(dǎo)體開關(guān)通過襯底58與冷卻裝置熱連接，該冷卻裝置通過設(shè)有冷卻肋的冷卻體66形成。配置冷卻體66與冷卻設(shè)備(例如，液體冷卻(水，油，空氣或類似物))接觸。本示例中的電容裝置一點也沒有超出導(dǎo)體條和/或總線條之外。推薦地，通過設(shè)置導(dǎo)體條和/或總線條的高度超過電容裝置的高度的約20%到30%來實現(xiàn)上述的電容裝置一點也沒有超出導(dǎo)體條和/或總線條之外。這樣確保了部件的整體高度非常低(最小)。這樣做的結(jié)果是干擾輻射非常低。尤其重要的是通過部件的封裝來實現(xiàn)較低的干擾輻射，其中部件的封裝通過具有低電勢(Vss)的導(dǎo)體條60、62以及同樣具有低電勢(Vss)的冷卻裝置或與該冷卻裝置接觸的電勢傳導(dǎo)表面58f確定。除此之外，如果像通過本結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)的那樣，設(shè)置在襯底上且具有的電勢不同于電勢傳導(dǎo)表面的電勢的組件與電勢傳導(dǎo)表面58f(以及導(dǎo)體跡線60，62)包圍ー個虛擬的橫截面區(qū)域，該虛擬的橫截面區(qū)域小于電勢傳導(dǎo)表面與導(dǎo)體條彼此包圍所形成的虛擬橫截面的近似一半的面積，在高速開關(guān)操作中，因感應(yīng)所產(chǎn)生的干擾峰比較低。因為此處的電容裝置沒有按照現(xiàn)有技術(shù)(例如見DE 103 26 321 Al)中的慣例那樣設(shè)置在半橋的上方，而是設(shè)置在半橋的側(cè)邊，因此半橋的容性支持(capacitivesupport)具有較低的感應(yīng)分量。不同于將半橋設(shè)置在電容裝置的橫向外側(cè)，電容裝置還可設(shè)置的半橋裝置的下方(襯底的另ー側(cè)上)，例如設(shè)置在冷卻體中和/或襯底中(還可部分嵌入)。在遠(yuǎn)離電勢傳導(dǎo)表面的ー側(cè)上(即圖2b中的頂部上)，具有用于耦連半橋的中間電 路的部件可設(shè)置在導(dǎo)體條的ー個或兩個上，中間電路具有其它電容。此處并沒有描繪這些細(xì)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種用于開關(guān)電功率的電子部件(10)，其特征在于，包括 兩個彼此間隔開的導(dǎo)體條(60，62)，在所述兩個導(dǎo)體條(60，62)之間設(shè)有半導(dǎo)體開關(guān)(14，16，18，22，24，26)，通過控制輸入(El，E2)驅(qū)動所述半導(dǎo)體開關(guān)(14，16，18，22，24，26)，從而通過總線條(64)在功率輸出(A)處輸出電功率； 至少一個導(dǎo)體跡線(58c, 58d),具有的電勢不同于所述導(dǎo)體條(60，62)的電勢； 電容裝置，設(shè)置在所述兩個導(dǎo)體條(60，62)之間； 所述半導(dǎo)體開關(guān)(14，16，18，22，24，26)和所述導(dǎo)體條(60，62)和所述總線條(64)與沉積在襯底(58)上的電導(dǎo)體(58a，58b, 58c, 58d, 58e)連接； 所述襯底(58)在它的至少兩個邊緣區(qū)域中具有在每種情況下電勢彼此對應(yīng)的電導(dǎo)體(58a, 58b)； 所述半導(dǎo)體開關(guān)(14，16，18，22，24，26)和所述導(dǎo)體條(60，62)、所述總線條(64)和/或所述電容裝置設(shè)置在所述襯底(58)的ー側(cè)上，所述襯底(58)在它的另ー側(cè)上具有與所述導(dǎo)體條(60，62)電連接的電勢導(dǎo)體(58f)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子部件(10)，其特征在于，所述電容裝置設(shè)置在所述導(dǎo)體條(60，62)中的ー個與所述總線條(64)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I到2任一項所述的電子部件(10)，其特征在于，所述導(dǎo)體條中的一個設(shè)置得與所述導(dǎo)體條中的另ー個和/或所述總線條(64)平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求I到3任一項所述的電子部件(10)，其特征在于，所述電容裝置(52a)至少部分在所述導(dǎo)體條(60，62)之上延伸和/或沒有伸出超過，或者在所述導(dǎo)體條(60，62)和所述總線條的上方伸出不超過所述電容裝置(52a)的高度的20%到30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I到4任一項所述的電子部件(10)，其特征在干，所述電勢傳導(dǎo)表面(58f)與冷卻裝置接觸或集成在所述冷卻裝置中形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I到5任一項所述的電子部件(10)，其特征在于，所述半導(dǎo)體開關(guān)(14，16，18，22，24，26)和與所述半導(dǎo)體開關(guān)相連的電氣或電子組件(36，38，40，44，46，48)彼此連接在一起，從而它們設(shè)置在通過所述電勢傳導(dǎo)表面(58f)限定的平面與通過所述導(dǎo)體條(60，62)的側(cè)邊和所述總線條(64)的側(cè)邊限定的且遠(yuǎn)離所述電勢傳導(dǎo)表面(58f)的平面之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求I到6任一項所述的電子部件(10)，其特征在干，由場效應(yīng)晶體管(FET)或由具有絕緣柵極端的雙極晶體管(IGBT)形成所述半導(dǎo)體開關(guān)(14，16，18，22，24，26);其中，采用具有與晶體管并聯(lián)連接的集成自由輪ニ極管或其它外接自由輪ニ極管的MOSFET。
8.根據(jù)權(quán)利要求I到7任一項所述的電子部件(10)，其特征在于，所述半導(dǎo)體開關(guān)(14，16，18，22，24，26)具有帶貴金屬涂層的大面積接觸點。
9.根據(jù)權(quán)利要求I到8任一項所述的電子部件(10)，其特征在于，具有用于耦連半橋的中間電路的部件設(shè)置在遠(yuǎn)離所述電勢傳導(dǎo)表面(58f)的所述導(dǎo)體條(60，62)的一個或兩個的側(cè)邊上，所述中間電路具有其它的電容。
10.根據(jù)權(quán)利要求I到9任一項所述的電子部件(10)，其特征在于，所述電容裝置具有薄膜電容(52a，52b, 52c)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I到10任一項所述的電子部件(10)，其特征在干，設(shè)有虛擬橫截面，與半導(dǎo)體開關(guān)對(14，22; 16, 24; 18, 26)的兩個半導(dǎo)體開關(guān)(14，16，18，22，24，26)同時相交，第一虛擬橫截區(qū)域小于第二虛擬橫截區(qū)域的大約一半； 所述第一虛擬橫截區(qū)域由電勢不同于所述電勢傳導(dǎo)表面(58f)的電勢的所述傳導(dǎo)表面(58c, 58d, 58e, 58g, 58h)以及所述電勢傳導(dǎo)表面(58f)來劃界；以及 所述第二虛擬橫截區(qū)域由所述電勢傳導(dǎo)表面(58f)以及通過位于所述襯底上的所述導(dǎo)體條的側(cè)邊來限定的平面來劃界。
12.根據(jù)權(quán)利要求I到11任一項所述的電子部件(10)，其特征在干， 至少兩個半導(dǎo)體開關(guān)對(14，22; 16, 24; 18, 26)串聯(lián)連接以形成半橋(12a，12c, 12c)； 每個所述半導(dǎo)體開關(guān)對(14，22; 16, 24; 18, 26)具有用于連接到驅(qū)動設(shè)備的控制輸入(G)； 第一半導(dǎo)體開關(guān)(14，16，18)通過它的漏極端(D)與高電壓電勢(Vdd)連接； 第二半導(dǎo)體開關(guān)(22，24，26)通過它的源極端(S)與低電壓電勢(Vss)連接； 為了形成輸出(A)，每個第一半導(dǎo)體開關(guān)(14，16，18)的源極端(S)分別與各個第二半導(dǎo)體開關(guān)(22，24，26)的漏極端(D)連接；以及 至少ー個電容裝置設(shè)置在高電壓電勢與低電壓電勢(VDD，Vss)之間； 設(shè)置各個第一半導(dǎo)體開關(guān)(14，16，18)的漏極端(D)在與所述高電壓電勢(Vdd)連接的共同第一金屬導(dǎo)體上(58d)上； 設(shè)置各個第二半導(dǎo)體開關(guān)(22，24，26)的漏極端(D)在形成所述輸出(A)的共同第二金屬導(dǎo)體(58c)上，設(shè)置所述第二導(dǎo)體(58c)與所述第一導(dǎo)體(58d)相鄰，但彼此間隔開；每個第二半導(dǎo)體開關(guān)(22，24，26)通過它的源極端(S)與共同第三金屬導(dǎo)體(58b)連接，所述第三金屬導(dǎo)體(58b)與所述低電壓電勢(Vss)連接，并設(shè)置其與所述第一和第二導(dǎo)體(58c，58d)相鄰但間隔分開。
13.一種用于多相發(fā)電機的驅(qū)動設(shè)備的功率輸出級，其特征在于，針對所述發(fā)電機的每一相設(shè)有至少ー個依據(jù)以上權(quán)利要求任一項所述的電子部件(10)，至少沿所述發(fā)電機的周界或表面的一部分設(shè)置所述電子部件(10 )。
全文摘要
一種用于開關(guān)電功率的電子部件，具有兩個彼此間隔開的功率供給軌道，在功率供給軌道之間設(shè)有半導(dǎo)體開關(guān)，通過控制輸入驅(qū)動該半導(dǎo)體開關(guān)，從而通過總線條輸出電功率，所述半導(dǎo)體開關(guān)設(shè)置在電源輸出處。設(shè)置在兩個功率供給軌道之間的電容部件在該功率供給軌道的至少一部分長度上延伸。半導(dǎo)體開關(guān)和功率供給軌道和總線與和襯底適配的電導(dǎo)體連接。電容部件沒有明顯伸出超過功率供給軌道或總線。在它的至少兩個邊緣區(qū)域中，襯底在每種情況下具有電導(dǎo)體，該電導(dǎo)體具有彼此相對應(yīng)的電勢。半導(dǎo)體開關(guān)、功率軌道、負(fù)載軌道和/或電容部件設(shè)置在襯底的一側(cè)上，在另一側(cè)上，襯底具有與功率軌道電連接的電勢傳導(dǎo)表面。
文檔編號H02M7/00GK102771040SQ201180008494
公開日2012年11月7日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者伯恩哈德·霍夫曼, 克雷梅爾·亞歷山大, 安德里亞斯·格魯恩德爾 申請人:康派克特動力有限公司