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DE102012204296A1 - Electronic component, has power module and logic module electrically and mechanically connected with one another, and power module protruding power terminal and contact region from molding component - Google Patents

Electronic component, has power module and logic module electrically and mechanically connected with one another, and power module protruding power terminal and contact region from molding component Download PDF

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DE102012204296A1
DE102012204296A1 DE201210204296 DE102012204296A DE102012204296A1 DE 102012204296 A1 DE102012204296 A1 DE 102012204296A1 DE 201210204296 DE201210204296 DE 201210204296 DE 102012204296 A DE102012204296 A DE 102012204296A DE 102012204296 A1 DE102012204296 A1 DE 102012204296A1
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DE
Germany
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power
power module
molding compound
logic
Prior art date
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DE201210204296
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German (de)
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Inventor
Daniel Wolde-Giorgis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Abstract

The component has a power module (20) and a logic module (30) that are electrically and mechanically connected with one another. Each mold module comprises electronic and/or electrical component partially surrounded by molding components (24, 34). The logic module protrudes a contact region (40) from one of the molding components, and the power module protrudes a power terminal (22) from another mold component and protrudes another contact region (26) from the latter molding component. The logic module outputs electrical control signals to the power module.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer elektronischen Baugruppe nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.The invention relates to an electronic assembly according to the preamble of independent claim 1.

Üblicherweise werden Logikmodule und Leistungsmodule einer Baugruppe im niedrigen schaltbaren elektrischen Leistungsbereich in einem Gehäuse angeordnet, das beispielsweise durch Umspritzen der Baugruppe mit einer Moldmasse hergestellt wird. Das Umspritzen kann in mehreren Stufen erfolgen, so kann beispielsweise zuerst ein erstes Modul und anschließend ein zweites Modul umspritzt werden, wobei zwischen dem ersten Spritzvorgang und dem zweiten Spritzvorgang mehrere Fertigungsschritte, wie beispielsweise Kontaktieren, Ausrichten usw. liegen können. Dadurch werden ein wärmeerzeugendes Modul, wie beispielsweise das Leistungsmodul, und ein wärmeempfindliches Modul, wie beispielsweise das Logikmodul, in einem Gehäuse angeordnet. Usually, logic modules and power modules of a module in the low switchable electrical power range are arranged in a housing which is produced, for example, by molding the module with a molding compound. The encapsulation can take place in several stages, for example, first a first module and then a second module can be encapsulated, wherein between the first injection and the second injection multiple manufacturing steps, such as contacting, aligning, etc. may lie. Thereby, a heat-generating module, such as the power module, and a heat-sensitive module, such as the logic module, are arranged in a housing.

Logikmodule und Leistungsmodule einer Baugruppe im mittleren bis hohen schaltbaren elektrischen Leistungsbereich werden üblicherweise nicht in einem gemeinsamen umspritzten Gehäuse angeordnet. Weit verbreitet ist das sogenannte Rahmenmodul, bei welchem das Leistungsmodul mit Einpresspins an eine Leiterplatte kontaktiert wird, welche das Logikmodul umfasst. In diesem Fall findet kein Molden, d.h. kein Umspritzen mit einem Duroplast statt.Logic modules and power modules of a module in the medium to high switchable electrical power range are usually not arranged in a common molded housing. Widely used is the so-called frame module, in which the power module is contacted with Einpresspins to a circuit board, which includes the logic module. In this case, no mellow, i. no encapsulation with a thermoset instead.

Des Weiteren sind Sensorbaugruppen mit Stapelaufbau bekannt. Hierbei wird ein Modul auf einem anderen Modul angeordnet, wobei die Module elektrisch und mechanisch miteinander verbunden werden. Bei den Modulen handelt sich beispielsweise um ein Sensormodul mit mindestens einem Sensorelement und um ein Steuermodul zur Ansteuerung und Auswertung des mindestens einen Sensorelements.Furthermore, sensor assemblies with stack construction are known. In this case, a module is arranged on another module, wherein the modules are electrically and mechanically connected to each other. The modules are, for example, a sensor module with at least one sensor element and a control module for controlling and evaluating the at least one sensor element.

In der Offenlegungsschrift DE 10 2010 001 545 wird beispielsweise eine elektrische Kontaktierung von Leistungsmodulen beschrieben. Das Leistungsmodul umfasst einen als Stanzgitter ausgeführten Schaltungsträger und mindestens ein elektronisches Bauteil. Diese sind ganz oder teilweise von einem Moldkörper umgeben. Der Schaltungsträger weist für eine elektrische Kontaktierung aus dem Moldkörper herausgeführte, freiliegende Schneidklemmverbindungen auf. Über die Schneidklemmverbindungen können passive Bauelemente, wie beispielsweise Kondensatoren, Drosseln oder Spulen kontaktiert werden.In the published patent application DE 10 2010 001 545 For example, an electrical contacting of power modules will be described. The power module comprises a printed circuit board designed as a circuit carrier and at least one electronic component. These are completely or partially surrounded by a mold body. The circuit carrier has for an electrical contact from the Mold body led out, exposed insulation displacement connections. About the insulation displacement connections passive components, such as capacitors, chokes or coils can be contacted.

In der Offenlegungsschrift DE 10 2008 018 199 A1 wird beispielsweise eine elektrische Baugruppe beschrieben, welche zwei Module umfasst. Die beschriebene Baugruppe umfasst ein Trägermodul, welches ein Stanzgitter als elektrische Leiterstruktur, mindestens ein elektrisches Bauelement und eine Füllmasse aus nichtleitendem Material umfasst. Auf dem Stanzgitter ist das mindestens eine elektrische Bauelement angeordnet, welches von einer ersten Füllmasse bzw. Moldmasse umhüllt ist. Die erste Moldmasse weist zumindest eine Aussparung auf, in welche mindestens ein Sensormodul mit mindestens einem zweiten Bauelement eingesetzt ist, welches in einem Gehäuse angeordnet ist. Am Trägermodul sind Rasthaken zur Befestigung und/oder Positioniermittel zu exakten Ausrichtung des Sensormoduls vorgesehen. Nach dem Einsetzen des Sensormoduls wird die Baugruppe von einer zweiten Moldmasse umhüllt.In the published patent application DE 10 2008 018 199 A1 For example, an electrical module is described which comprises two modules. The assembly described comprises a carrier module, which comprises a stamped grid as an electrical conductor structure, at least one electrical component and a filling compound of non-conductive material. On the stamped grid, the at least one electrical component is arranged, which is enveloped by a first filling material or molding compound. The first molding compound has at least one recess, into which at least one sensor module with at least one second component is inserted, which is arranged in a housing. On the carrier module latching hooks for attachment and / or positioning means are provided for exact alignment of the sensor module. After insertion of the sensor module, the assembly is wrapped by a second molding compound.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße elektronische Baugruppe mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass bei einer Stapelanordnung mit mindestens zwei Moldmodulen mindestens ein Moldmodul als Logikmodul ausgeführt ist, und mindestens ein weiteres Moldmodul als Leistungsmodul ausgeführt ist. Durch das erfindungsgemäße Konzept können Ansteuerungselektronik und Leistungselektronik in getrennten Gehäusen verpackt werden. Diese getrennten Gehäuse bleiben als solche eigenständig, zumindest in sofern, als das kein anschleißendes gesamtheitliches Umspritzen beispielsweise in Form eines Moldgehäuses vorgesehen ist. Dadurch, dass die Gehäuse des Logikmoduls und des Leistungsmoduls stofflich voneinander getrennt sind, können erst nachfolgende erfindungsgemäße Vorteil erreicht werden. In vorteilhafter Weise können Änderungen an einer ersten Schaltung bzw. an einem ersten Gehäuses durchgeführt werden könne, ohne dass dies Veränderungen an einer zweiten Schaltung bzw. einem zweiten Gehäuse nach sich ziehen. Dadurch kann ein Logikmodul der elektronischen Baugruppe in vorteilhafter Weise anwendungsspezifisch optimiert und angepasst werden, ohne dass das korrespondierende Leistungsmodul verändert werden muss, das beispielsweise unverändert für mehrere Anwendungen eingesetzt werden kann. So ist es beispielsweise möglich, eine Ausführungsform des Leistungsmoduls mit verschiedenen Ausführungsformen des Logikmoduls zu kombinieren. Weiter kann ein Logikmodul mehrere verschiedene Leistungsmodule ansteuern. So können die Stückzahlen für Leistungsmodule bzw. für Logikmodule, welche für mehrere verschiedene Anwendungen eingesetzt werden können vergrößert werden und mit einem speziell für eine Anwendung optimierten Logikmodul bzw. Leistungsmodul kombiniert werden, so dass eine größere Anzahl von Gleichteilen und damit eine Kostenreduzierung realisiert werden können. Dadurch, dass die mindestens zwei Moldmodule getrennt voneinander, d.h. einzeln an die Gegebenheiten angepasst werden können, kann die Zuverlässigkeit dieser Baugruppen in vorteilhafter Weise erhöht werden. Des Weiteren kann mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise die Flexibilität gegenüber elektronischen Baugruppen erhöht werden, in welchen das Leistungsmodul mit dem Logikmodul in einem Gehäuse angeordnet ist. Des Weiteren kann durch die Trennung der Funktionalitäten in vorteilhafter Weise die Integrationsdichte des Logikmoduls erhöht werden, ohne dass die Leistungsdichte des Leistungsmoduls verringert wird. Zudem kann durch die thermische Entkopplung der beiden Moldmodule verhindert werden, dass das Logikmodul durch die direkte Abwärme des Leistungsmoduls erwärmt wird. Des Weiteren kann das erfindungsgemäße Konzept für alle Leistungsklassen von niedrig bis hoch angewendet werden. Erfindungsgemäß ist somit die Möglichkeit erreicht, standardisierte Gleichteile innerhalb einer Gesamtanordnung variiert einzusetzen und eine an eine definierte Anwendung angepasste Variante der Gesamtanordnung zu erhalten.The electronic assembly according to the invention with the features of independent claim 1 has the advantage that in a stack arrangement with at least two mold modules at least one mold module is designed as a logic module, and at least one further mold module is designed as a power module. The inventive concept drive electronics and power electronics can be packed in separate housings. These separate housing remain as such independently, at least in so far as no anschleißendes total encapsulation, for example in the form of a mold housing is provided. Due to the fact that the housings of the logic module and the power module are materially separated from each other, only the following advantage according to the invention can be achieved. In an advantageous manner, changes to a first circuit or to a first housing can be carried out without this entailing changes to a second circuit or a second housing. As a result, a logic module of the electronic module can advantageously be optimized and adjusted in an application-specific manner, without the corresponding power module having to be changed, which, for example, can be used unchanged for a plurality of applications. For example, it is possible to combine an embodiment of the power module with various embodiments of the logic module. Furthermore, a logic module can control several different power modules. Thus, the numbers for power modules or logic modules, which can be used for several different applications can be increased and combined with a specially optimized for an application logic module or power module, so that a larger number of identical parts and thus a cost reduction can be realized. The fact that the at least two mold modules can be adjusted separately from each other, ie individually to the circumstances, the reliability of these modules can be increased in an advantageous manner. Furthermore, with embodiments of the present invention, the flexibility with respect to electronic assemblies in which the power module with the logic module is arranged in a housing can advantageously be increased. Furthermore, by separating the functionalities advantageously, the integration density of the logic module can be increased without reducing the power density of the power module. In addition, can be prevented by the thermal decoupling of the two mold modules that the logic module is heated by the direct heat of the power module. Furthermore, the concept according to the invention can be used for all power classes from low to high. According to the invention, the possibility is thus achieved of using standardized identical parts within an overall arrangement in a varied manner and of obtaining a variant of the overall arrangement adapted to a defined application.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine elektronische Baugruppe mit mindestens zwei Moldmodulen zur Verfügung, welche elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind. Jedes Moldmodul umfasst mindestens ein elektronisches und/oder elektrisches Bauteil, welches zumindest teilweise von einer Moldmasse umgeben ist. Erfindungsgemäß ist mindestens ein Moldmodul als Logikmodul mit mindestens einem aus der Moldmasse herausragenden ersten Kontaktbereich ausgeführt, und mindestens ein weiteres Moldmodul ist als Leistungsmodul ausgeführt, welches mindestens einen aus der Moldmasse herausragenden Leistungsanschluss und mindestens einen aus der Moldmasse herausragenden zweiten Kontaktbereich aufweist. Unter einem Logikmodul wird im Folgenden eine durch Transfermolden verpackte Ansteuerschaltung für einen oder mehrere Leistungsschaltelemente verstanden. Die Logikschaltung kann als Steuergerät mit AISIC und Kommunikationsschnittstelle ausgeführt werden, welche beispielsweise ein CAN-, SPI-Protokoll oder jedes andere serielle oder zumindest digitale Kommunikationsprotokoll verwendet. In einer alternativen Ausführungsform wird unter der Logikschaltung eine zumindest einfache Funktionen beinhaltende Ansteuerschaltung mit einer digitalen Kommunikationsschnittstelle verstanden, welche das Zusammenspiel zwischen einer übergeordneten Ansteuereinheit und dem Leistungsmodul vereinfacht und beispielweise als Gatetreiber ausgeführt ist. Unter einem Leistungsmodul wird im Folgenden ein eingemoldetes Leistungsschaltelement verstanden, welches beispielsweise in Treiberendstufen für bürstenlose Elektromotoren oder Motor-Start-Stopp-Systemen eingesetzt wird. Ein solches Leistungsschaltelement ist mit entsprechenden Lastund Batterieanschlüssen verbunden.Embodiments of the present invention provide an electronic assembly having at least two mold modules that are electrically and mechanically interconnected. Each mold module comprises at least one electronic and / or electrical component, which is at least partially surrounded by a molding compound. According to the invention, at least one mold module is embodied as a logic module having at least one first contact area projecting from the molding compound, and at least one further mold module is designed as a power module which has at least one power terminal protruding from the molding compound and at least one second contact area projecting from the molding compound. In the text which follows, a logic module is understood to be a drive circuit packaged by transfer mounts for one or more power switching elements. The logic circuit can be implemented as a control unit with AISIC and communication interface, which uses, for example, a CAN, SPI protocol or any other serial or at least digital communication protocol. In an alternative embodiment, the logic circuit is understood to mean a drive circuit including at least simple functions with a digital communication interface, which simplifies the interaction between a higher-level drive unit and the power module and is embodied, for example, as a gate driver. In the following, a power module is understood to mean a molded-in power switching element which is used, for example, in drive output stages for brushless electric motors or engine start-stop systems. Such a power switching element is connected to corresponding load and battery terminals.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen elektronischen Baugruppe.The measures and refinements recited in the dependent claims are advantageous improvements of the independent claim 1 electronic assembly.

Besonders vorteilhaft ist, dass mindestens ein erster Kontaktbereich des Logikmoduls als Steuerausgang ausgeführt ist und mit mindestens einem als Steuereingang ausgeführten zweiten Kontaktbereich des Leistungsmoduls mechanisch und elektrisch verbunden werden kann. Diese Verbindung zwischen den beiden Moldmodulen kann bevorzugt über eine Schneid-Klemmverbindung, eine Lötverbindung, eine Einpressverbindung und/oder eine Schweißverbindung erfolgen. Durch die herausragenden Kontaktbereiche ist eine solche Verbindung leicht und kostengünstig umsetzbar. Des Weiteren sind diese Verbindungstechniken insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Baugruppe ohne weiteres schützendes Gehäuse betrieben werden soll. So kann die kombinierte Baugruppe zum Beispiel direkt an einem Elektromotor montiert werden. Die Robustheit des Moldgehäuses bezüglich mechanischer Anpressung kann genutzt werden, um die Schneid-Klemmverbindungstechnik oder die Einpresstechnik zum Einsatz zu bringen. Dabei werden die Kontakte der beiden Module durch die Reibung beim Einpressen miteinander verschweißt. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn das Fügen in baulich eingeschränkter Umgebung stattfinden muss bzw. blind gefügt werden muss.It is particularly advantageous that at least one first contact region of the logic module is designed as a control output and can be mechanically and electrically connected to at least one second contact region of the power module designed as a control input. This connection between the two mold modules can preferably take place via an insulation displacement connection, a solder connection, a press-in connection and / or a welded connection. Due to the outstanding contact areas such a connection is easy and inexpensive to implement. Furthermore, these connection techniques are particularly advantageous when the assembly is to be operated without further protective housing. For example, the combined assembly can be mounted directly on an electric motor. The robustness of the mold housing with respect to mechanical contact pressure can be used to apply the insulation displacement technology or the press-fit technique. The contacts of the two modules are welded together by the friction during pressing. This can be particularly advantageous if the joining must take place in a structurally restricted environment or must be joined blind.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Baugruppe kann das Logikmodul elektrische Steuersignale an das Leistungsmodul ausgeben. Hierbei kann das Logikmodul zusätzliche Sensoren zur Erfassung einer physikalischen Größe umfassen. Die erfassten Sensorwerte können zur Verbesserung der Ansteuerung des Leistungsmoduls verwendet und/oder über die Kommunikationsschnittstelle an weitere verbundene Steuergeräte und/oder Logikmodule übermittelt werden. Da das Logikmodul direkt mit dem Leistungsmodul verbunden ist, werden in vorteilhafter Weise die Steuersignale zuverlässig übertagen. Des Weiteren kann eine Unterbrechung des Kontakts aufgrund der kurzen Distanz zwischen dem Logikmodul und dem Leistungsmodul nahezu ausgeschlossen werden. In a further advantageous embodiment of the module according to the invention, the logic module can output electrical control signals to the power module. Here, the logic module may include additional sensors for detecting a physical quantity. The detected sensor values can be used to improve the control of the power module and / or transmitted via the communication interface to other connected control devices and / or logic modules. Since the logic module is connected directly to the power module, the control signals are advantageously transmitted reliably. Furthermore, interruption of the contact due to the short distance between the logic module and the power module can be almost eliminated.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Baugruppe kann das Leistungsmodul direkt auf einen Kühlkörper aufgebracht werden. Dadurch kann die entstehende Wärme des Leistungsmoduls in vorteilhafter Weise direkt aufgenommen und abtransportiert werden, so dass sich die Baugruppe nicht weiter erwärmt und eine Zerstörung von wärmeempfindlichen Bauteilen vermieden werden kann.In a further advantageous embodiment of the assembly according to the invention, the power module can be applied directly to a heat sink. As a result, the resulting heat of the power module can be advantageously directly absorbed and transported away, so that the Assembly is not further heated and destruction of heat-sensitive components can be avoided.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Baugruppe kann zwischen dem Leistungsmodul und dem Logikmodul eine Wärmesenke und/oder mindestens eine Isolationsschicht mit einer vorgegebenen Schichtdicke angeordnet werden. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine Übertragung der Wärme vom Leistungsmodul auf das Logikmodul verhindert werden. Des Weiteren kann die Wärmesenke mit dem Kühlkörperverbunden werden, so dass die Wärme effektiv abgeführt werden kann. Die Isolationsschicht mit der vorgegebenen Schichtdicke kann durch die Moldmasse des Leistungsmoduls und/oder durch die Moldmasse des Logikmoduls gebildet werden. Auf diese Weise werden in vorteilhafter Weise keine weiteren Materialien benötigt.In a further advantageous embodiment of the assembly according to the invention, a heat sink and / or at least one insulation layer with a predetermined layer thickness can be arranged between the power module and the logic module. As a result, a transfer of heat from the power module to the logic module can be prevented in an advantageous manner. Furthermore, the heat sink can be connected to the heat sink, so that the heat can be dissipated effectively. The insulating layer with the predetermined layer thickness can be formed by the molding compound of the power module and / or by the molding compound of the logic module. In this way, no further materials are needed in an advantageous manner.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Baugruppe kann ein Abstand zwischen Leistungsbauteilen des Leistungsmoduls zu einer Ansteuerschaltung des Logikmoduls im Wesentlichen über die Schichtdicke der mindestens einen Isolationsschicht des korrespondierenden Moldmoduls vorgegeben werden. In vorteilhafter Weise können auf diese Weise sehr flache Stapel aus Leistungselektronik und Logik hergestellt werden, welche durch ihr jeweiliges Moldgehäuse gegen Umwelteinflüsse verkapselt sind. Hierbei bietet sich insbesondere die Möglichkeit der Einsparung von Bauraum im Produkt.In a further advantageous embodiment of the assembly according to the invention, a distance between power components of the power module can be specified to a drive circuit of the logic module substantially over the layer thickness of the at least one insulating layer of the corresponding mold module. Advantageously, very flat stack of power electronics and logic can be produced in this way, which are encapsulated by their respective mold housing against environmental influences. This offers in particular the possibility of saving space in the product.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Baugruppe ist eine erste Schichtdicke der Moldmasse zwischen den Leistungsbauteilen des Leistungsmoduls und der dem Kühlkörper zugewandten Oberfläche des Leistungsmoduls geringer, als eine zweite Schichtdicke der Moldmasse zwischen den Leistungsbauteilen des Leistungsmoduls und der dem Logikmodul zugewandten Oberfläche des Leistungsmoduls. Das bedeutet, dass die Leistungselektronik nicht mittig in einem ersten Gehäuse angeordnet ist und auf diese Weise weiterer Platz eingespart werden kann, da die Wärme des Leistungsmodul durch den näheren Kühlkörper schneller abgeleitet wird. Durch die dickere Isolierschicht wird die Wärme schlechter vom Leistungsmodul auf das Logikmodul übertragen.In a further advantageous embodiment of the assembly according to the invention, a first layer thickness of the molding compound between the power components of the power module and the heat sink facing surface of the power module is lower than a second layer thickness of the molding compound between the power components of the power module and the logic module facing surface of the power module. This means that the power electronics are not arranged centrally in a first housing and in this way further space can be saved, since the heat of the power module is dissipated more quickly by the closer heat sink. Due to the thicker insulating layer, the heat is transferred less well from the power module to the logic module.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Baugruppe ist eine dritte Schichtdicke der Moldmasse zwischen der Ansteuerschaltung des Logikmoduls und der dem Leistungsmodul abgewandten Oberfläche des Logikmoduls geringer, als eine vierte Schichtdicke der Moldmasse zwischen der Ansteuerschaltung des Logikmoduls und der dem Leistungsmodul zugewandten Oberfläche des Logikmoduls. Das bedeutet, dass die Ansteuerschaltung nicht mittig im zweiten Gehäuse angeordnet ist. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Isolierschicht, welche der vierten Schichtdicke entspricht, maximiert werden und weiterer Bauraum eingespart werden. Des Weiteren kann die Ansteuerschaltung vor äußeren Einflüssen durch die dritte Schicht geschützt werden während sie vor der Abwärme durch die vierte Schicht geschützt werden kann.In a further advantageous embodiment of the assembly according to the invention, a third layer thickness of the molding compound between the drive circuit of the logic module and the power module facing away from the surface of the logic module is less than a fourth layer thickness of the molding compound between the drive circuit of the logic module and the power module facing surface of the logic module. This means that the drive circuit is not arranged centrally in the second housing. As a result, the insulating layer, which corresponds to the fourth layer thickness, can be maximized and additional space can be saved in an advantageous manner. Furthermore, the driving circuit can be protected from external influences by the third layer while being protected from the waste heat by the fourth layer.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail in the following description. In the drawing, like reference numerals designate components that perform the same or analog functions.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die einzige Figur zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektronischen Baugruppe.The single FIGURE shows a schematic sectional view of an embodiment of an electronic assembly according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Wie aus der Figur ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektronischen Baugruppe 1 mindestens zwei Moldmodule 20, 30, welche elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind, wobei jedes Moldmodul 20, 30 mindestens ein elektronisches und/oder elektrisches Bauteil umfasst, welches zumindest teilweise von einer Moldmasse 24, 34 umgeben ist.As can be seen from the figure, the illustrated embodiment comprises an electronic assembly according to the invention 1 at least two mold modules 20 . 30 which are electrically and mechanically interconnected, each mold module 20 . 30 comprises at least one electronic and / or electrical component, which at least partially of a molding compound 24 . 34 is surrounded.

Erfindungsgemäß ist mindestens ein Moldmodul als Logikmodul 30 mit mindestens einem aus der Moldmasse 34 herausragenden ersten Kontaktbereich 40 ausgeführt, und mindestens ein weiteres Moldmodul ist als Leistungsmodul 20 ausgeführt, welches mindestens einen aus der Moldmasse 24 herausragenden Leistungsanschluss 22 und mindestens einen aus der Moldmasse 24 herausragenden zweiten Kontaktbereich 26 aufweist. Dadurch können Ansteuerungselektronik und Leistungselektronik in getrennten Gehäusen verpackt und getrennt voneinander an die jeweiligen Anwendungsbedingungen angepasst werden.According to the invention, at least one mold module is a logic module 30 with at least one of the molding compound 34 outstanding first contact area 40 executed, and at least one further mold module is as a power module 20 executed, which at least one of the molding compound 24 outstanding power connection 22 and at least one of the molding compound 24 outstanding second contact area 26 having. As a result, control electronics and power electronics can be packed in separate housings and adapted separately from one another to the respective application conditions.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektronischen Baugruppe 1 ist das Leistungsmodul 20 in Rahmenmodulbauweise hergestellt und umfasst drei als Steueranschlüsse ausgeführte zweite Kontaktbereiche 26 für mindestens ein nicht dargestelltes Leistungsschaltelement. Des Weiteren weist das Leistungsmodul 20 zwei herausgeführte Leistungsanschlüsse 22 auf, welche beispielsweise elektrisch mit einer Last und/oder einer Batterie verbunden sind. Durch die Moldmasse 24 wird ein erstes Gehäuse 23 ausgebildet, in welchem unter anderem die zweiten Kontaktbereiche 26 für das Leistungsschaltelement angeordnet sind.In the illustrated embodiment of the electronic module according to the invention 1 is the power module 20 manufactured in frame module construction and comprises three designed as control terminals second contact areas 26 for at least one not shown power switching element. Furthermore, the power module indicates 20 two lead out power connections 22 which, for example, are electrically connected to a load and / or a battery. Through the molding compound 24 becomes a first housing 23 trained in which including the second contact areas 26 are arranged for the power switching element.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektronischen Baugruppe 1 ist das Logikmodul 30 über dem Leistungsmodul 20 angeordnet, wobei das Logikmodul 30 eine Ansteuerschaltung 32 aufweist. Diese Ansteuerschaltung 32 weist mindestens eine Leiterplatte auf, auf welcher elektrische und/oder elektronische Bauelemente, wie beispielsweise Sensoren und/oder eine Recheneinheit und/oder eine Auswerteeinheit und/oder eine Sende/Empfangseinheit und/oder eine Schnittstelleinheit angeordnet sind. In the illustrated embodiment of the electronic module according to the invention 1 is the logic module 30 above the power module 20 arranged, wherein the logic module 30 a drive circuit 32 having. This drive circuit 32 has at least one printed circuit board on which electrical and / or electronic components, such as sensors and / or a computing unit and / or an evaluation unit and / or a transmitting / receiving unit and / or an interface unit are arranged.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind das Logikmodul 30 und das Leistungsmodul 20 in Form und Abmessungen nahezu identisch. Möglich sind aber auch Ausführungen bei denen das Logikmodul 30 kleiner und/oder schmaler und/oder dünner als das Leistungsmodul ausgeführt ist. Des Weiteren können die beiden Moldmodule 20, 30 unterschiedliche Formen aufweisen, solange diese in mindestens einem Bereich mechanisch und elektrisch miteinander verbunden werden können.In the illustrated embodiment, the logic module 30 and the power module 20 almost identical in shape and dimensions. But also possible versions in which the logic module 30 smaller and / or narrower and / or thinner than the power module is executed. Furthermore, the two mold modules 20 . 30 have different shapes, as long as they can be mechanically and electrically connected in at least one area.

Wie aus der Figur weiter ersichtlich ist, ragt mindestens ein Kontaktbereich 26, 40 aus dem jeweiligen Gehäuse 23, 33 der Moldmodule 20, 30 heraus. Hierbei ist mindestens ein erster Kontaktbereich 40 des Logikmoduls 30 mit mindestens einem zweiten Kontaktbereich 26 des Leistungsmoduls 20 mechanisch und elektrisch verbunden. Die einzelnen Verbindungen zwischen den Moldmodulen 20, 30 können beispielsweise als Lötverbindung und/oder Schneid-Klemmverbindung und/oder Schweißverbindung ausgeführt werden. Über diese Verbindungen sind das Leistungsmodul 20 und das Logikmodul 30 mechanisch und elektrisch miteinander verbunden, da diese Verbindungen 40 elektrisch leitend sind. Zudem können über diese Verbindungen Steuerbefehle vom Logikmodul 30 an das Leistungsmodul 20 ausgegeben werden. Die Steuerbefehle können beispielsweise ein Öffnen oder Schließen des Leistungsschaltelements bewirken.As can also be seen from the figure, at least one contact area protrudes 26 . 40 from the respective housing 23 . 33 the mold modules 20 . 30 out. Here is at least a first contact area 40 of the logic module 30 with at least one second contact area 26 of the power module 20 mechanically and electrically connected. The individual connections between the mold modules 20 . 30 For example, can be performed as a solder joint and / or insulation displacement connection and / or welded joint. About these connections are the power module 20 and the logic module 30 mechanically and electrically interconnected, as these connections 40 are electrically conductive. In addition, control commands can be sent from the logic module via these connections 30 to the power module 20 be issued. The control commands can, for example, cause an opening or closing of the power switching element.

Wie aus der Figur weiter ersichtlich ist, ist das Leistungsmodul 20 auf einem Kühlkörper 50 aufgebracht. Des Weiteren ist zwischen dem Leistungsmodul 20 und dem Logikmodul 30 eine Wärmesenke 52 und/oder mindestens eine Isolationsschicht mit einer vorgegebenen Schichtdicke 54.2, 54.4 angeordnet. Hierbei bilden die Moldmasse 24 des Leistungsmoduls 20 und die Moldmasse 34 des Logikmoduls 30 die mindestens eine Isolationsschicht aus. Zudem umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel die Wärmesenke 52 eine wärmeleitende Verbindung zum Kühlblock 50. Diese Verbindung kann beispielweise eine Aluminiumfolie sein, welche zwischen den Modulen 20, 30 angeordnet und mit dem Kühlkörper 50 verbunden ist. Es sind auch andere wärmeleitende Stoffe denkbar. Ein Abstand 54 zwischen Leistungsbauteilen des Leistungsmoduls 20 und der Ansteuerschaltung 32 des Logikmoduls 30 kann im Wesentlichen über die Schichtdicke 54.2, 54.4 der mindestens einen Isolationsschicht des korrespondierenden Moldmoduls 20, 30 vorgegeben werden. Eine vorhandene Wärmesenke 52 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel so dünn ausgeführt, dass diese den Abstand 54 nicht wesentlich beeinflusst. Da die Isolationsschicht den einander zugewandten Schichtdicken 54.2, 54.4 der Moldmodule 20, 30 entspricht, kann diese variabel vorgegeben werden. So kann beispielsweise das Leistungsmodul 20 dicker als das Logikmodul 30 ausgeführt werden, während das Logikmodul 30 schmaler und kompakter als das Leistungsmodul 20 ausgeführt werden kann.As can be further seen from the figure, the power module is 20 on a heat sink 50 applied. Furthermore, between the power module 20 and the logic module 30 a heat sink 52 and / or at least one insulating layer with a predetermined layer thickness 54.2 . 54.4 arranged. Hereby form the molding material 24 of the power module 20 and the mold mass 34 of the logic module 30 the at least one insulation layer. In addition, in the illustrated embodiment includes the heat sink 52 a heat conducting connection to the cooling block 50 , This compound may be, for example, an aluminum foil, which is between the modules 20 . 30 arranged and with the heat sink 50 connected is. There are also other thermally conductive materials conceivable. A distance 54 between power components of the power module 20 and the drive circuit 32 of the logic module 30 can essentially be about the layer thickness 54.2 . 54.4 the at least one insulating layer of the corresponding mold module 20 . 30 be specified. An existing heat sink 52 is made so thin in the illustrated embodiment that this is the distance 54 not significantly affected. Since the insulation layer to the facing layer thicknesses 54.2 . 54.4 the mold modules 20 . 30 corresponds, this can be specified variably. For example, the power module 20 thicker than the logic module 30 be executed while the logic module 30 narrower and more compact than the power module 20 can be executed.

Wie aus der Figur weiter ersichtlich ist, ist eine erste Schichtdicke 54.1 der Moldmasse zwischen den Leistungsbauteilen des Leistungsmoduls 20 und der dem Kühlkörper 50 zugewandten Oberfläche des Leistungsmoduls 20 geringer, als eine zweite Schichtdicke 54.2 des Leistungsmoduls 20 zwischen den Leistungsbauteilen 26 des Leistungsmoduls 20 und der dem Logikmodul 30 zugewandten Oberfläche des Leistungsmoduls 20. Des Weiteren ist eine dritte Schichtdicke 54.3 zwischen der Ansteuerschaltung 32 des Logikmoduls 30 und der dem Leistungsmodul 30 abgewandten Oberfläche des Logikmoduls 30 geringer, als eine vierte Schichtdicke 54.4 der zwischen der Ansteuerschaltung 32 des Logikmoduls 30 und der dem Leistungsmodul 20 zugewandten Oberfläche des Logikmoduls 30. Somit kann die Ansteuerschaltung 32 mit der Leiterplatte und den Bauelementen in Abhängigkeit von den äußeren Bedingungen und von der vom Leistungsmodul 20 erzeugten Abwärme, an unterschiedlichen Positionen im zweiten Gehäuse 33 angeordnet werden.As is further apparent from the figure, a first layer thickness 54.1 the molding compound between the power components of the power module 20 and the heatsink 50 facing surface of the power module 20 less than a second layer thickness 54.2 of the power module 20 between the power components 26 of the power module 20 and the logic module 30 facing surface of the power module 20 , Furthermore, a third layer thickness 54.3 between the drive circuit 32 of the logic module 30 and the power module 30 remote surface of the logic module 30 less than a fourth layer thickness 54.4 the between the drive circuit 32 of the logic module 30 and the power module 20 facing surface of the logic module 30 , Thus, the drive circuit 32 with the circuit board and the components depending on the external conditions and of the power module 20 generated waste heat, at different positions in the second housing 33 to be ordered.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Baugruppe mit mindestens zwei Moldmodulen zur Verfügung, welche elektrisch und/oder mechanisch miteinander verbunden sind: Hierbei ist mindestens ein Moldmodul als Logikmodul 30 und mindestens ein weiteres Moldmodul ist als Leistungsmodul ausgeführt. Durch die gehäusemäßige Trennung der beiden Moldmodule können das Logikmodul und das Leistungsmodul getrennt voneinander an die jeweilige Anwendung angepasst werden, ohne dass das andere Modul verändert wird.Embodiments of the present invention provide an assembly with at least two mold modules, which are electrically and / or mechanically interconnected: Here, at least one mold module as a logic module 30 and at least one further mold module is designed as a power module. Due to the housing-like separation of the two mold modules, the logic module and the power module can be adapted separately from each other to the respective application, without the other module is changed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (10)

Elektronische Baugruppe mit mindestens zwei Moldmodulen (20, 30), welche elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind, wobei jedes Moldmodul (20, 30) zumindest ein elektronisches und/oder elektrisches Bauteil umfasst, welches zumindest teilweise von einer Moldmasse (24, 34) umgeben ist, wobei durch die Moldmasse jeweils ein eigenständiges Gehäuse der mindesten zwei Moldmodule gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Moldmodul als Logikmodul (30) mit mindestens einem aus der Moldmasse (34) herausragenden ersten Kontaktbereich (40) ausgeführt ist, und mindestens ein weiteres Moldmodul als Leistungsmodul (20) ausgeführt ist, welches mindestens einen aus der Moldmasse (24) herausragenden Leistungsanschluss (22) und mindestens einen aus der Moldmasse (24) herausragenden zweiten Kontaktbereich (26) aufweist.Electronic assembly with at least two mold modules ( 20 . 30 ), which are electrically and mechanically interconnected, each mold module ( 20 . 30 ) comprises at least one electronic and / or electrical component which is at least partially covered by a molding compound ( 24 . 34 ), wherein by the molding compound in each case an independent housing of the at least two mold modules is formed, characterized in that at least one mold module as a logic module ( 30 ) with at least one of the molding compound ( 34 ) outstanding first contact area ( 40 ), and at least one further mold module as a power module ( 20 ), which comprises at least one of the molding compound ( 24 ) outstanding power connection ( 22 ) and at least one of the molding compound ( 24 ) outstanding second contact area ( 26 ) having. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erster Kontaktbereich (40) des Logikmoduls (30) als Steuerausgang ausgeführt ist und mit mindestens einem als Steuereingang ausgeführten zweiten Kontaktbereich (26) des Leistungsmoduls (20) mechanisch und elektrisch verbunden ist. Electronic assembly according to claim 1, characterized in that at least one first contact area ( 40 ) of the logic module ( 30 ) is designed as a control output and with at least one second contact region ( 26 ) of the power module ( 20 ) is mechanically and electrically connected. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung zwischen den Moldmodulen (20, 30) als Lötverbindung und/oder Schneid-Klemmverbindung und/oder Schweißverbindung ausgeführt ist.Electronic assembly according to claim 1 or 2, characterized in that a connection between the mold modules ( 20 . 30 ) is designed as a solder connection and / or insulation displacement connection and / or welded connection. Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Logikmodul (30) elektrische Steuersignale an das Leistungsmodul (20) ausgibt. Electronic assembly according to one of claims 1 to 3, characterized in that the logic module ( 30 ) electrical control signals to the power module ( 20 ). Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsmodul (20) auf einem Kühlkörper (50) aufgebracht ist.Electronic assembly according to one of claims 1 to 4, characterized in that the power module ( 20 ) on a heat sink ( 50 ) is applied. Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Leistungsmodul (20) und dem Logikmodul (30) eine Wärmesenke (52) und/oder mindestens eine Isolationsschicht mit einer vorgegebenen Schichtdicke (54.2, 54.4) angeordnet ist.Electronic assembly according to one of claims 1 to 5, characterized in that between the power module ( 20 ) and the logic module ( 30 ) a heat sink ( 52 ) and / or at least one insulating layer having a predetermined layer thickness ( 54.2 . 54.4 ) is arranged. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Moldmasse des Leistungsmoduls (20) und die Moldmasse des Logikmoduls (30) die mindestens eine Isolationsschicht bilden.Electronic assembly according to claim 6, characterized in that the molding compound of the power module ( 20 ) and the molding compound of the logic module ( 30 ) which form at least one insulating layer. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (54) zwischen Leistungsbauteilen des Leistungsmoduls (20) zu einer Ansteuerschaltung (32) des Logikmoduls (30) im Wesentlichen über die Schichtdicke (54.2, 54.4) der mindestens einen Isolationsschicht des korrespondierenden Moldmoduls (20, 30) vorgegeben ist.Electronic assembly according to claim 7, characterized in that a distance ( 54 ) between power components of the power module ( 20 ) to a drive circuit ( 32 ) of the logic module ( 30 ) substantially over the layer thickness ( 54.2 . 54.4 ) of the at least one insulating layer of the corresponding mold module ( 20 . 30 ) is given. Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 6 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Schichtdicke (54.1) der Moldmasse zwischen den Leistungsbauteilen des Leistungsmoduls (20) und der dem Kühlkörper (50) zugewandten Oberfläche des Leistungsmoduls (20) geringer ist, als eine zweite Schichtdicke (54.2) der Moldmasse zwischen den Leistungsbauteilen (26) des Leistungsmoduls (20) und der dem Logikmodul (30) zugewandten Oberfläche des Leistungsmoduls (20).Electronic assembly according to one of claims 6 to 8, characterized in that a first layer thickness ( 54.1 ) of the molding compound between the power components of the power module ( 20 ) and the heat sink ( 50 ) facing surface of the power module ( 20 ) is less than a second layer thickness ( 54.2 ) of the molding compound between the power components ( 26 ) of the power module ( 20 ) and the logic module ( 30 ) facing surface of the power module ( 20 ). Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Schichtdicke (54.3) der Moldmasse zwischen der Ansteuerschaltung (32) des Logikmoduls (30) und der dem Leistungsmodul (30) abgewandten Oberfläche des Logikmoduls (30) geringer ist, als eine vierte Schichtdicke (54.4) der Moldmasse zwischen der Ansteuerschaltung (32) des Logikmoduls (30) und der dem Leistungsmodul (20) zugewandten Oberfläche des Logikmoduls (30).Electronic assembly according to one of claims 6 to 9, characterized in that a third layer thickness ( 54.3 ) of the molding compound between the drive circuit ( 32 ) of the logic module ( 30 ) and the power module ( 30 ) facing away from the surface of the logic module ( 30 ) is less than a fourth layer thickness ( 54.4 ) of the molding compound between the drive circuit ( 32 ) of the logic module ( 30 ) and the power module ( 20 ) facing surface of the logic module ( 30 ).
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