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DE102022206275A1 - Power module and method for producing a power module - Google Patents

Power module and method for producing a power module Download PDF

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DE102022206275A1
DE102022206275A1 DE102022206275.2A DE102022206275A DE102022206275A1 DE 102022206275 A1 DE102022206275 A1 DE 102022206275A1 DE 102022206275 A DE102022206275 A DE 102022206275A DE 102022206275 A1 DE102022206275 A1 DE 102022206275A1
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DE
Germany
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contact area
conductor structure
circuit carrier
contacted
power module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022206275.2A
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German (de)
Inventor
Irfan Aydogmus
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Leistungsmodul (1) mit einem ersten Schaltungsträger (10), welcher eine elektrisch isolierende Schicht (12) aufweist, auf welcher mindestens eine erste Leiterstruktur (14), mindestens eine zweite Leiterstruktur (16) und mindestens eine dritte Leiterstruktur (18) ausgebildet sind, wobei mindestens ein erster Halbleiterschalter (HS1 bis HS4) mit seinen Leistungsanschlüssen (34) elektrisch zwischen der mindestens einen ersten Leiterstruktur (14) und der mindestens einen dritten Leiterstruktur (18) eingeschleift ist, wobei mindestens ein zweiter Halbleiterschalter (LS1 bis LS4) mit seinen Leistungsanschlüssen (34) elektrisch zwischen der mindestens einen zweiten Leiterstruktur (16) und der mindestens einen dritten Leiterstruktur (18) eingeschleift ist, wobei mindestens ein zweiter Schaltungsträger (20) räumlich parallel über dem ersten Schaltungsträger (10) angeordnet ist, wobei das Leistungsmodul (1) von einer Umhüllung (3) ummoldet ist und im Bereich der externen Kontaktbereiche (14.2, 16.2, 18.2) des ersten Schaltungsträgers (10) jeweils eine Aussparung (5) aufweist, und wobei im Bereich des mindestens einen externen Kontaktbereichs (24) des zweiten Schaltungsträgers (20) in die Umhüllung (3) eine Freilegung (7) eingebracht ist, so dass die Kontaktelemente (26) des mindestens einen externen Kontaktbereichs (24) des zweiten Schaltungsträgers (20) freigelegt und kontaktierbar sind.The invention relates to a power module (1) with a first circuit carrier (10), which has an electrically insulating layer (12), on which at least one first conductor structure (14), at least one second conductor structure (16) and at least one third conductor structure (18 ) are formed, wherein at least one first semiconductor switch (HS1 to HS4) with its power connections (34) is electrically looped between the at least one first conductor structure (14) and the at least one third conductor structure (18), at least one second semiconductor switch (LS1 to LS4) with its power connections (34) is electrically looped between the at least one second conductor structure (16) and the at least one third conductor structure (18), at least one second circuit carrier (20) being arranged spatially parallel above the first circuit carrier (10), wherein the power module (1) is surrounded by a casing (3) and has a recess (5) in the area of the external contact areas (14.2, 16.2, 18.2) of the first circuit carrier (10), and in the area of the at least one external contact area (24) of the second circuit carrier (20) an exposure (7) is introduced into the casing (3), so that the contact elements (26) of the at least one external contact area (24) of the second circuit carrier (20) are exposed and can be contacted.

Description

Die Erfindung betrifft ein Leistungsmodul, insbesondere zur Bereitstellung eines Phasenstroms für einen Elektromotor. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Leistungsmoduls.The invention relates to a power module, in particular for providing a phase current for an electric motor. The invention also relates to a method for producing such a power module.

Aus der DE 10 2014 219 998 B4 ist ein Leistungsmodul, insbesondere zur Bereitstellung von einem Phasenstrom für einen Elektromotor bekannt. Das Leistungsmodul umfasst einen Schaltungsträger mit einer Oberfläche, zumindest zwei erste Kontaktflächen auf der Oberfläche und zumindest zwei erste Leistungstransistoren, die jeweils je eine Bodenkontaktfläche aufweisen. Jeweils ein erster Leistungstransistor der zumindest zwei ersten Leistungstransistoren ist auf jeweils einer der ersten Kontaktflächen unmittelbar angeordnet und über seine Bodenkontaktfläche unmittelbar mit der jeweiligen ersten Kontaktfläche elektrisch leitend verbunden. Zudem umfasst das Leistungsmodul eine zweite Kontaktfläche auf der Oberfläche und zumindest zwei zweite Leistungstransistoren, die jeweils je eine Bodenkontaktfläche aufweisen. Die zumindest zwei zweiten Leistungstransistoren sind auf der zweiten Kontaktfläche unmittelbar angeordnet und über ihre jeweiligen Bodenkontaktflächen unmittelbar mit der zweiten Kontaktfläche elektrisch leitend verbunden. Des Weiteren umfasst das Leistungsmodul zumindest zwei dritte Kontaktflächen auf der Oberfläche, wobei die zumindest zwei zweiten Leistungstransistoren auf ihren von der Oberfläche des Schaltungsträgers abgewandten Seiten jeweils je eine weitere Kontaktfläche aufweisen und jeweils ein zweiter Leistungstransistor der zumindest zwei zweiten Leistungstransistoren über seine weitere Kontaktfläche mit jeweils einer der zumindest zwei dritten Kontaktflächen elektrisch leitend verbunden ist. Die zumindest zwei ersten Kontaktflächen und die zumindest zwei dritten Kontaktflächen sind in einer Längsrichtung des Leistungsmoduls alternierend nacheinander angeordnet und die zweite Kontaktfläche ist neben den zumindest zwei ersten Kontaktflächen und den zumindest zwei dritten Kontaktflächen angeordnet, wobei die zweite Kontaktfläche zumindest zwei Kontaktbereiche aufweist, wobei sich jeweils einer der zumindest zwei Kontaktbereiche neben jeweils einem der zumindest zwei ersten Leistungstransistoren befindet. Die zumindest zwei ersten Leistungstransistoren weisen auf ihren von der Oberfläche des Schaltungsträgers abgewandten Seiten jeweils je eine weitere Kontaktfläche auf und jeweils ein erster Leistungstransistor der zumindest zwei ersten Leistungstransistoren ist über seine weitere Kontaktfläche mit dem jeweils einen sich neben ihm befindenden Kontaktbereich der zumindest zwei Kontaktbereiche der zweiten Kontaktfläche elektrisch leitend verbunden. Hierbei sind die zumindest zwei Kontaktbereiche der zweiten Kontaktfläche und die zumindest zwei zweiten Leistungstransistoren in der Längsrichtung alternierend nacheinander angeordnet.From the DE 10 2014 219 998 B4 is a power module, known in particular for providing a phase current for an electric motor. The power module comprises a circuit carrier with a surface, at least two first contact surfaces on the surface and at least two first power transistors, each of which has a ground contact surface. In each case a first power transistor of the at least two first power transistors is arranged directly on one of the first contact surfaces and is electrically conductively connected directly to the respective first contact surface via its ground contact surface. In addition, the power module includes a second contact area on the surface and at least two second power transistors, each of which has a ground contact area. The at least two second power transistors are arranged directly on the second contact surface and are directly electrically conductively connected to the second contact surface via their respective ground contact surfaces. Furthermore, the power module comprises at least two third contact surfaces on the surface, the at least two second power transistors each having a further contact surface on their sides facing away from the surface of the circuit carrier, and a second power transistor of the at least two second power transistors each having a further contact surface via its further contact surface one of the at least two third contact surfaces is connected in an electrically conductive manner. The at least two first contact surfaces and the at least two third contact surfaces are arranged alternately one after the other in a longitudinal direction of the power module and the second contact surface is arranged next to the at least two first contact surfaces and the at least two third contact surfaces, wherein the second contact surface has at least two contact areas, wherein one of the at least two contact areas is located next to one of the at least two first power transistors. The at least two first power transistors each have a further contact surface on their sides facing away from the surface of the circuit carrier, and a first power transistor of the at least two first power transistors is connected via its further contact surface to the contact region of the at least two contact regions located next to it second contact surface electrically conductively connected. Here, the at least two contact areas of the second contact surface and the at least two second power transistors are arranged alternately one after the other in the longitudinal direction.

Aus der EP 2 418 925 B1 ist eine elektrische Kontaktierung zwischen einer mindestens einer Leiterbahn aufweisenden Flexfolie und mindestens einem elektrischen Kontakt eines Sensors oder eines Steuergeräts bekannt. Hierbei ist ein Endabschnitt der Flexfolie an einer Berührstelle durch Wärmeeintrag elektrisch kontaktiert, wobei der Endabschnitt der Flexfolie an der Berührstelle an vorstehend ausgebildete elektrische Kontakte angestellt ist. Der Endabschnitt der Flexfolie ist als Wellenschlag insbesondere als Umlenkung ausgebildet.From the EP 2 418 925 B1 an electrical contact between a flex film having at least one conductor track and at least one electrical contact of a sensor or a control device is known. Here, an end section of the flex film is electrically contacted at a contact point by heat input, with the end section of the flex film at the contact point being placed against electrical contacts formed above. The end section of the flex film is designed as a wave, in particular as a deflection.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das Leistungsmodul mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die Umhüllung, welche vorzugsweise durch eine ausgehärtete Moldmasse gebildet wird, die Lebensdauer der Halbleiterschalter und der elektrischen Verbindungen und Kontaktierungen deutlich erhöht werden kann, da die Umhüllung auch bei hohen Temperaturen eine gute Fixierung der Halbleiterschalter und des zweiten Schaltungsträgers gewährleistet. Zudem werden die Halbleiterschalter sowie die verschiedenen elektrischen Kontaktierungen und Verbindungen und die Leiterstrukturen durch die Umhüllung vor äußeren Einflüssen geschützt. Des Weiteren ermöglicht die Umhüllung eine einfachere Handhabung des umhüllten Leistungsmodul, so dass die Leistungsmodule einfach weiterverarbeitet und transportiert werden können.The power module with the features of independent claim 1 has the advantage that the service life of the semiconductor switches and the electrical connections and contacts can be significantly increased by the casing, which is preferably formed by a hardened molding compound, since the casing can be used even at high temperatures good fixation of the semiconductor switches and the second circuit carrier is ensured. In addition, the semiconductor switches as well as the various electrical contacts and connections and the conductor structures are protected from external influences by the covering. Furthermore, the covering enables easier handling of the covered power module, so that the power modules can be easily further processed and transported.

Durch das Freilegen der einzelnen Kontaktelemente des mindestens einen externen Kontaktbereichs des zweiten Schaltungsträgers nach dem Aushärten der Umhüllung, bleiben die anderen Komponenten des Leistungsmoduls weiterhin fluiddicht von der Umhüllung umschlossen und vor äußeren Einflüssen geschützt. Die einzelnen Kontaktelemente werden vorzugsweise mittels eines Laserstrahls freigelegt. Die freigelegten Kontaktelemente des mindestens einen externen Kontaktbereichs des zweiten Schaltungsträgers können dann einfach über entsprechenden Signalleitungen mit einer Auswerte- und Steuereinheit und/oder einem Steuergerät elektrisch verbunden werden, welche die Steuersignale zur Ansteuerung der Halbleiterschalter erzeugen und ausgeben können. Da die externen Kontaktbereiche der verschiedenen Leiterstrukturen, welche mit Versorgungsanschlüssen bzw. Lastanschlüssen kontaktierbar sind, eine größere Fläche aufweisen, können während des Moldvorgangs entsprechende Einlegeteile im Bereich der externen Kontaktbereiche des ersten Schaltungsträgers in das Werkzeug eingelegt werden, welche entsprechende Aussparungen in der Umhüllung bewirken. Dadurch können die externen Kontaktbereiche des ersten Schaltungsträgers des Leistungsmoduls nach dem Aushärten der Umhüllung einfach mit einem positiven Versorgungsanschluss, einem negativen Versorgungsanschluss und einem Lastanschluss kontaktiert werden.By exposing the individual contact elements of the at least one external contact area of the second circuit carrier after the casing has hardened, the other components of the power module remain enclosed in a fluid-tight manner by the casing and protected from external influences. The individual contact elements are preferably exposed using a laser beam. The exposed contact elements of the at least one external contact area of the second circuit carrier can then simply be electrically connected via corresponding signal lines to an evaluation and control unit and/or a control device, which can generate and output the control signals for controlling the semiconductor switches. Since the external contact areas of the various conductor structures, which can be contacted with supply connections or load connections, have a larger area, corresponding insert parts can be inserted into the tool in the area of the external contact areas of the first circuit carrier during the molding process, which correspondingly create corresponding recesses in the casing. As a result, the external contact areas of the first circuit carrier of the power module can easily be contacted with a positive supply connection, a negative supply connection and a load connection after the casing has hardened.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Leistungsmodul mit einem ersten Schaltungsträger zur Verfügung, welcher eine elektrisch isolierende Schicht aufweist, auf welcher mindestens eine erste Leiterstruktur, welche über mindestens einen externen Kontaktbereich mit einem positiven Versorgungsanschluss kontaktierbar ist, mindestens eine zweite Leiterstruktur, welche über mindestens einen externen Kontaktbereich mit einem negativen Versorgungsanschluss kontaktierbar ist, und mindestens eine dritte Leiterstruktur ausgebildet sind, welche über mindestens einen externen Kontaktbereich mit einem Lastanschluss kontaktierbar ist. Mindestens ein erster Halbleiterschalter ist mit seinen Leistungsanschlüssen elektrisch zwischen der mindestens einen ersten Leiterstruktur und der mindestens einen dritten Leiterstruktur eingeschleift. Mindestens ein zweiter Halbleiterschalter ist mit seinen Leistungsanschlüssen elektrisch zwischen der mindestens einen zweiten Leiterstruktur und der mindestens einen dritten Leiterstruktur eingeschleift. Mindestens ein zweiter Schaltungsträger ist räumlich parallel über dem ersten Schaltungsträger angeordnet und weist mindestens einen internen Kontaktbereich, an welchem Steueranschlüsse der Halbleiterschalter kontaktiert sind, und mindestens einen externen Kontaktbereich auf, an welchem Kontaktelemente angeordnet sind, welche mit Steuerleitungen einer externen Kontaktvorrichtung kontaktierbar sind. Hierbei ist das Leistungsmodul von einer Umhüllung ummoldet, wobei die Umhüllung im Bereich der externen Kontaktbereiche des ersten Schaltungsträgers jeweils eine Aussparung aufweist, so dass die externen Kontaktbereiche des ersten Schaltungsträgers kontaktierbar sind. Im Bereich des mindestens einen externen Kontaktbereichs des zweiten Schaltungsträgers ist in die Umhüllung eine Freilegung eingebracht, so dass die Kontaktelemente des mindestens einen externen Kontaktbereichs des zweiten Schaltungsträgers freigelegt und kontaktierbar sind.Embodiments of the present invention provide a power module with a first circuit carrier, which has an electrically insulating layer, on which at least one first conductor structure, which can be contacted via at least one external contact area with a positive supply connection, at least one second conductor structure, which via at least one external contact area can be contacted with a negative supply connection, and at least one third conductor structure is formed, which can be contacted with a load connection via at least one external contact area. At least one first semiconductor switch is electrically looped with its power connections between the at least one first conductor structure and the at least one third conductor structure. At least one second semiconductor switch is electrically looped with its power connections between the at least one second conductor structure and the at least one third conductor structure. At least one second circuit carrier is arranged spatially parallel above the first circuit carrier and has at least one internal contact area, on which control connections of the semiconductor switches are contacted, and at least one external contact area, on which contact elements are arranged, which can be contacted with control lines of an external contact device. Here, the power module is surrounded by a casing, the casing having a recess in the area of the external contact areas of the first circuit carrier, so that the external contact areas of the first circuit carrier can be contacted. In the area of the at least one external contact area of the second circuit carrier, an exposure is introduced into the casing, so that the contact elements of the at least one external contact area of the second circuit carrier are exposed and can be contacted.

Zudem wird ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Leistungsmoduls vorgeschlagen. Hierbei werden ein erster Schaltungsträger und ein zweiter Schaltungsträger und mindestens ein erster Halbleiterschalter und mindestens ein zweiter Halbleiterschalter bereitgestellt. Der erste Schaltungsträger und der zweite Schaltungsträger werden entsprechend bestückt und kontaktiert, wobei das bestückte und kontaktierte Leistungsmodul in ein Moldwerkzeug eingelegt und in einem Moldvorgang mit einer Umhüllung ummoldet wird. Während des Moldvorgangs wird die Umhüllung im Bereich der externen Kontaktbereiche des ersten Schaltungsträgers durch Einlegeteile ausgespart, so dass die externen Kontaktbereiche des ersten Schaltungsträgers nach der Entnahme des ummoldeten Leistungsmoduls aus dem Moldwerkzeug aufgrund der erzeugten Aussparungen kontaktierbar sind. Im Bereich des mindestens einen externen Kontaktbereichs des zweiten Schaltungsträgers wird die Umhüllung freigelegt, so dass die Kontaktelemente des mindestens einen externen Kontaktbereichs des zweiten Schaltungsträgers durch die erzeugte Freilegung kontaktierbar sind.In addition, a method for producing such a power module is proposed. Here, a first circuit carrier and a second circuit carrier and at least a first semiconductor switch and at least a second semiconductor switch are provided. The first circuit carrier and the second circuit carrier are equipped and contacted accordingly, with the equipped and contacted power module being inserted into a mold and covered with a casing in a molding process. During the molding process, the casing is left out in the area of the external contact areas of the first circuit carrier by insert parts, so that the external contact areas of the first circuit carrier can be contacted due to the recesses created after the molded power module has been removed from the molding tool. In the area of the at least one external contact area of the second circuit carrier, the casing is exposed, so that the contact elements of the at least one external contact area of the second circuit carrier can be contacted by the exposure generated.

Hierbei kann der mindestens eine externe Kontaktbereich des zweiten Schaltungsträgers vor der Entnahme oder nach der Entnahme des ummoldeten Leitungsmoduls aus dem Moldwerkzeug freigelegt werden. Die einzelnen Kontaktelemente des mindestens einen externen Kontaktbereichs des zweiten Schaltungsträgers können beispielsweise mit einem Laser freigelegt werden.Here, the at least one external contact area of the second circuit carrier can be exposed before the removal or after the removal of the molded line module from the molding tool. The individual contact elements of the at least one external contact area of the second circuit carrier can be exposed, for example, with a laser.

Der erste Schaltungsträger kann beispielsweise als DBC-Substrat (DBC: Direct bonded copper) oder als AMB-Substrat (AMB: Active metal bonding) ausgeführt sein. Die Halbleiterschalter können beispielsweise als Feldeffekttransistoren ausgeführt werden, so dass Drainanschlüsse der Halbleiterschalter jeweils einem ersten Leistungsanschluss entsprechen können. Sourceanschlüsse der Halbleiterschalter können zweiten Leistungsanschlüssen entsprechen. Bei der Verwendung von Bipolartransistoren als Halbleiterschalter können Kollektoranschlüsse den ersten Leistungsanschlüssen und Emitteranschlüsse den zweiten Leistungsanschlüssen der Halbleiterschalter entsprechen. Unter einem Steueranschluss kann beispielsweise ein Gateanschluss oder ein Kelvin-Sourceanschluss eines Feldeffekttransistors oder ein Basisanschluss eines Bipolartransistors verstanden werden.The first circuit carrier can be designed, for example, as a DBC substrate (DBC: Direct bonded copper) or as an AMB substrate (AMB: Active metal bonding). The semiconductor switches can, for example, be designed as field effect transistors, so that drain connections of the semiconductor switches can each correspond to a first power connection. Source connections of the semiconductor switches can correspond to second power connections. When using bipolar transistors as semiconductor switches, collector connections can correspond to the first power connections and emitter connections can correspond to the second power connections of the semiconductor switches. A control connection can be understood to mean, for example, a gate connection or a Kelvin source connection of a field effect transistor or a base connection of a bipolar transistor.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Leistungsmoduls und des im unabhängigen Patentanspruch 14 angegebenen Verfahrens zur Herstellung eines solchen Leistungsmoduls möglich.The measures and further developments listed in the dependent claims make advantageous improvements to the power module specified in independent claim 1 and the method for producing such a power module specified in independent claim 14 possible.

Besonders vorteilhaft ist, dass ein Layout des ersten Schaltungsträgers spiegelsymmetrisch zu einer Mittelängsachse ausgeführt sein kann. Dadurch kann eine symmetrische Verteilung des Stromflusses auf dem Schaltungsträger erreicht werden.It is particularly advantageous that a layout of the first circuit carrier can be designed to be mirror-symmetrical to a central longitudinal axis. This allows a symmetrical distribution of the current flow on the circuit carrier to be achieved.

In vorteilhafter Ausgestaltung des Leistungsmoduls kann der mindestens eine externe Kontaktbereich der ersten Leiterstruktur und der mindestens eine externe Kontaktbereich der zweiten Leiterstruktur an einem gemeinsamen ersten Endbereich des ersten Schaltungsträgers angeordnet sein. Der mindestens eine externe Kontaktbereich der dritten Leiterstruktur des ersten Schaltungsträgers kann an einem dem ersten Endbereich gegenüberliegenden zweiten Endbereich des ersten Schaltungsträgers angeordnet sein, und der externe Kontaktbereich des zweiten Schaltungsträgers kann nach innen versetzt parallel zum zweiten Endbereich des ersten Schaltungsträgers angeordnet sein. Dadurch können eine erste Stromschiene zur Verbindung des Leistungsmoduls mit dem positiven ersten Versorgunganschluss und eine zweite Stromschiene zur Verbindung des Leistungsmoduls mit dem negativen zweiten Versorgunganschluss auf ein und dieselbe Seite des Schaltungsträgers gelegt werden. Dies ermöglicht, dass die Stromschienen zur Verbindung der Leiterstrukturen mit den Versorgungsanschlüssen der Gleichspannungsversorgung übereinander angeordnet werden können. Eine dritte Stromschiene zur Verbindung des Leistungsmoduls mit dem Lastanschluss kann auf der gegenüberliegenden Seite des Leistungsmoduls angeordnet sein. Dies ermöglicht eine einfache Kontaktierung des Leistungsmoduls.In an advantageous embodiment of the power module, the at least one external contact Area of the first conductor structure and the at least one external contact area of the second conductor structure can be arranged on a common first end area of the first circuit carrier. The at least one external contact region of the third conductor structure of the first circuit substrate can be arranged on a second end region of the first circuit substrate which is opposite the first end region, and the external contact region of the second circuit substrate can be arranged offset inwards parallel to the second end region of the first circuit substrate. As a result, a first busbar for connecting the power module to the positive first supply connection and a second busbar for connecting the power module to the negative second supply connection can be placed on one and the same side of the circuit carrier. This allows the busbars to be arranged one above the other to connect the conductor structures to the supply connections of the DC voltage supply. A third busbar for connecting the power module to the load connection can be arranged on the opposite side of the power module. This enables easy contacting of the power module.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Leistungsmoduls kann der mindestens eine erste Halbleiterschalter mit einem als Kontaktfläche ausgeführten ersten Leistungsanschluss auf dem mindestens einen internen Kontaktbereich der mindestens einen ersten Leiterstruktur angeordnet und kontaktiert sein. Ein zweiter Leistungsanschluss des mindestens einen ersten Halbleiterschalters kann über mindestens eine Leistungsverbindung mit mindestens einem internen Kontaktbereich der mindestens einen dritten Leiterstruktur kontaktiert sein. Die mindestens eine Leistungsverbindung kann vorzugsweise über geeignete Bonddrähte hergestellt werden. Die Anzahl der Leistungsverbindungen hängt von der erforderlichen Stromtragfähigkeit ab. Der mindestens eine erste Halbleiterschalter kann auch als „High-Side-Schalter“ bezeichnet werden, da er zwischen dem positiven Versorgungsanschluss und dem Lastanschluss eingeschleift ist. Vorzugsweise kann auf einem ersten internen Kontaktbereich einer ersten Leiterstruktur und auf einem gegenüberliegenden zweiten internen Kontaktbereich der ersten Leiterstruktur jeweils mindestens ein erster Halbleiterschalter angeordnet und kontaktiert sein. Hierbei kann ein zweiter Leistungsanschluss der ersten Halbleiterschalter jeweils über mindestens eine Leistungsverbindung mit einem gemeinsamen internen Kontaktbereich einer dritten Leiterstruktur kontaktiert sein, welcher zwischen dem ersten internen Kontaktbereich und dem zweiten internen Kontaktbereich der ersten Leiterstruktur ausgebildet ist. Dadurch können in Abhängigkeit von der Stromlast zwei symmetrische Gruppen von „High-Side-Schaltern“ gebildet werden, die beispielsweise jeweils einen, zwei, drei oder mehr erste Halbleiterschalter umfassen können. Durch die symmetrische Anordnung der ersten Halbleiterschalter können Streuinduktivitäten reduziert werden.In a further advantageous embodiment of the power module, the at least one first semiconductor switch can be arranged and contacted with a first power connection designed as a contact surface on the at least one internal contact area of the at least one first conductor structure. A second power connection of the at least one first semiconductor switch can be contacted via at least one power connection with at least one internal contact area of the at least one third conductor structure. The at least one power connection can preferably be made via suitable bonding wires. The number of power connections depends on the required current carrying capacity. The at least one first semiconductor switch can also be referred to as a “high-side switch” because it is looped between the positive supply connection and the load connection. Preferably, at least one first semiconductor switch can be arranged and contacted on a first internal contact area of a first conductor structure and on an opposite second internal contact area of the first conductor structure. In this case, a second power connection of the first semiconductor switches can each be contacted via at least one power connection with a common internal contact area of a third conductor structure, which is formed between the first internal contact area and the second internal contact area of the first conductor structure. As a result, depending on the current load, two symmetrical groups of “high-side switches” can be formed, which can each include, for example, one, two, three or more first semiconductor switches. The symmetrical arrangement of the first semiconductor switches allows leakage inductances to be reduced.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Leistungsmoduls kann der mindestens eine zweite Halbleiterschalter mit einem als Kontaktfläche ausgeführten ersten Leistungsanschluss auf dem mindestens einem internen Kontaktbereich der mindestens einen dritten Leiterstruktur angeordnet und kontaktiert sein. Ein zweiter Leistungsanschluss des mindestens einen zweiten Halbleiterschalters kann über mindestens eine Leistungsverbindung mit dem mindestens einen internen Kontaktbereich der mindestens einen zweiten Leiterstruktur kontaktiert sein. Die mindestens eine Leistungsverbindung kann vorzugsweise über geeignete Bonddrähte hergestellt werden. Die Anzahl der Leistungsverbindungen hängt von der erforderlichen Stromtragfähigkeit ab. Der mindestens eine zweite Halbleiterschalter kann auch als „Low-Side-Schalter“ bezeichnet werden, da er zwischen dem negativen Versorgungsanschluss und dem Lastanschluss eingeschleift ist. Vorzugsweise können auf einem ersten internen Kontaktbereich einer dritten Leiterstruktur und auf einem gegenüberliegenden zweiten internen Kontaktbereich der dritten Leiterstruktur jeweils mindestens ein zweiter Halbleiterschalter angeordnet und kontaktiert sein. Hierbei kann ein zweiter Leistungsanschluss der zweiten Halbleiterschalter jeweils über mindestens eine Leistungsverbindung mit einem gemeinsamen internen Kontaktbereich einer zweiten Leiterstruktur kontaktiert sein, welcher zwischen dem ersten internen Kontaktbereich und dem zweiten internen Kontaktbereich der dritten Leiterstruktur ausgebildet ist. Dadurch können in Abhängigkeit von der Stromlast zwei symmetrische Gruppen von „Low-Side-Schaltern“ gebildet werden, die beispielsweise jeweils einen, zwei, drei oder mehr zweite Halbleiterschalter umfassen können. Durch die symmetrische Anordnung der zweiten Halbleiterschalter können Streuinduktivitäten reduziert werden.In a further advantageous embodiment of the power module, the at least one second semiconductor switch can be arranged and contacted with a first power connection designed as a contact surface on the at least one internal contact area of the at least one third conductor structure. A second power connection of the at least one second semiconductor switch can be contacted via at least one power connection with the at least one internal contact region of the at least one second conductor structure. The at least one power connection can preferably be made via suitable bonding wires. The number of power connections depends on the required current carrying capacity. The at least one second semiconductor switch can also be referred to as a “low-side switch” because it is looped between the negative supply connection and the load connection. Preferably, at least one second semiconductor switch can be arranged and contacted on a first internal contact area of a third conductor structure and on an opposite second internal contact area of the third conductor structure. In this case, a second power connection of the second semiconductor switches can each be contacted via at least one power connection with a common internal contact area of a second conductor structure, which is formed between the first internal contact area and the second internal contact area of the third conductor structure. As a result, depending on the current load, two symmetrical groups of “low-side switches” can be formed, which can each include, for example, one, two, three or more second semiconductor switches. Stray inductances can be reduced due to the symmetrical arrangement of the second semiconductor switches.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Leistungsmoduls kann der mindestens eine auf dem zweiten internen Kontaktbereich der ersten Leiterstruktur angeordnete erste Halbleiterschalter um 180° verdreht zu dem mindestens einen auf dem gegenüberliegenden ersten internen Kontaktbereich der ersten Leiterstruktur angeordneten ersten Halbleiterschalter ausgerichtet sein. Der mindestens eine auf dem zweiten internen Kontaktbereich der dritten Leiterstruktur angeordnete zweite Halbleiterschalter kann um 180° verdreht zu dem mindestens einen auf dem gegenüberliegenden ersten internen Kontaktbereich der dritten Leiterstruktur angeordneten zweiten Halbleiterschalter ausgerichtet sein. Das bedeutet, dass der zweite Leistungsanschluss des mindestens einen ersten Halbleiterschalters einer ersten High-Side-Schaltergruppe dem zweiten Leistungsanschluss des mindestens einen ersten Halbleiterschalters einer zweiten High-Side-Schaltergruppe zugewandt ist. Zudem ist der zweite Leistungsanschluss des mindestens einen zweiten Halbleiterschalters einer ersten Low-Side-Schaltergruppe dem zweiten Leistungsanschluss des mindestens einen zweiten Halbleiterschalters einer zweiten Low-Side-Schaltergruppe zugewandt. Dadurch kann die gewünschte symmetrische Ausführung des ersten Schaltungsträgers einfach umgesetzt werden.In a further advantageous embodiment of the power module, the at least one first semiconductor switch arranged on the second internal contact region of the first conductor structure can be rotated by 180° and aligned with the at least one first semiconductor switch arranged on the opposite first internal contact region of the first conductor structure. The at least one second semiconductor switch arranged on the second internal contact region of the third conductor structure can be rotated by 180° and aligned with the at least one second semiconductor switch arranged on the opposite first internal contact region of the third conductor structure. The means that the second power connection of the at least one first semiconductor switch of a first high-side switch group faces the second power connection of the at least one first semiconductor switch of a second high-side switch group. In addition, the second power connection of the at least one second semiconductor switch of a first low-side switch group faces the second power connection of the at least one second semiconductor switch of a second low-side switch group. As a result, the desired symmetrical design of the first circuit carrier can be easily implemented.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Leistungsmoduls kann der zweite Schaltungsträger U-förmig und insbesondere als flexible Leiterplatte, welche auch als Flexfolie bezeichnet wird, ausgeführt und über Lötverbindungen oder Schweißverbindungen oder Klebeverbindungen oder Sinterverbindungen mit dem ersten Schaltungsträger verbunden sein. Hierbei kann an den äußeren Schenkeln des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers jeweils ein interner Kontaktbereich des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers ausgebildet sein. An dem Verbindungssteg des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers kann ein externer Kontaktbereich des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers ausgebildet sein. Zudem können die Steueranschlüsse der auf dem ersten internen Kontaktbereich der ersten Leiterstruktur angeordneten ersten Halbleiterschalter und der auf dem ersten internen Kontaktbereich der dritten Leiterstruktur angeordneten zweiten Halbleiterschalter über Signalverbindungen mit einem gemeinsamen ersten internen Kontaktbereich des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers kontaktiert sein. Die Steueranschlüsse der auf dem zweiten internen Kontaktbereich der ersten Leiterstruktur angeordneten ersten Halbleiterschalter und der auf dem zweiten internen Kontaktbereich der dritten Leiterstruktur angeordneten zweiten Halbleiterschalter können über Signalverbindungen mit einem gemeinsamen zweiten internen Kontaktbereich des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers kontaktiert sein. Die Signalverbindungen können beispielsweise über geeignete Bonddrähte hergestellt werden.In a further advantageous embodiment of the power module, the second circuit carrier can be U-shaped and in particular as a flexible circuit board, which is also referred to as a flex foil, and connected to the first circuit carrier via soldered connections or welded connections or adhesive connections or sintered connections. In this case, an internal contact area of the U-shaped second circuit carrier can be formed on the outer legs of the U-shaped second circuit carrier. An external contact area of the U-shaped second circuit carrier can be formed on the connecting web of the U-shaped second circuit carrier. In addition, the control connections of the first semiconductor switch arranged on the first internal contact area of the first conductor structure and the second semiconductor switch arranged on the first internal contact area of the third conductor structure can be contacted via signal connections with a common first internal contact area of the U-shaped second circuit carrier. The control connections of the first semiconductor switches arranged on the second internal contact area of the first conductor structure and of the second semiconductor switches arranged on the second internal contact area of the third conductor structure can be contacted via signal connections with a common second internal contact area of the U-shaped second circuit carrier. The signal connections can be made, for example, using suitable bonding wires.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Leistungsmoduls kann eine externe Kontaktvorrichtung mit einem Kontaktbereich und mehreren Kontaktelementen ausgebildet sein, um mit dem externen Kontaktbereich des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers elektrisch kontaktiert zu werden. Hierbei können die Kontaktelemente des externen Kontaktbereichs des zweiten Schaltungsträgers über Lötverbindungen oder Schweißverbindungen oder Klebeverbindungen oder Steckerverbindungen mit den Kontaktelementen der externen Kontaktvorrichtung verbunden werden. Hierbei kann die externe Kontaktvorrichtung vorzugsweise als flexible Leiterplatte ausgebildet sein. Alternativ kann die externe Kontaktvorrichtung als Steckeraufnahme oder als Stecker ausgebildet sein.In a further advantageous embodiment of the power module, an external contact device can be designed with a contact area and a plurality of contact elements in order to be electrically contacted with the external contact area of the U-shaped second circuit carrier. Here, the contact elements of the external contact area of the second circuit carrier can be connected to the contact elements of the external contact device via soldered connections or welded connections or adhesive connections or plug connections. Here, the external contact device can preferably be designed as a flexible printed circuit board. Alternatively, the external contact device can be designed as a plug receptacle or as a plug.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description. In the drawings, like reference numerals designate components or elements that perform the same or analogous functions.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

  • 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leistungsmoduls ohne Umhüllung. 1 shows a schematic top view of an exemplary embodiment of a power module according to the invention without a casing.
  • 2 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung des erfindungsgemä-ßen Leistungsmoduls aus 1. 2 shows a schematic perspective view of the power module according to the invention 1 .
  • 3 zeigt eine schematische Draufsicht des erfindungsgemäßen Leistungsmoduls aus 1 und 2 mit Umhüllung. 3 shows a schematic top view of the power module according to the invention 1 and 2 with wrapping.
  • 4 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung des erfindungsgemä-ßen Leistungsmoduls aus 3 mit einem Ausführungsbeispiel einer externen Kontaktvorrichtung. 4 shows a schematic perspective view of the power module according to the invention 3 with an embodiment of an external contact device.
  • 5 zeigt eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Leistungsmoduls aus 4. 5 shows a sectional view of the power module according to the invention 4 .
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Leistungsmoduls aus 1 bis 5. 6 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a method according to the invention for producing the power module according to the invention 1 until 5 .

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Wie aus 1 bis 5 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leistungsmoduls 1, 1A einen ersten Schaltungsträger 10, welcher eine elektrisch isolierende Schicht 12 aufweist, auf welcher mindestens eine erste Leiterstruktur 14, welche über mindestens einen externen Kontaktbereich 14.2 mit einem positiven Versorgungsanschluss kontaktierbar ist, mindestens eine zweite Leiterstruktur 16, welche über mindestens einen externen Kontaktbereich 16.2 mit einem negativen Versorgungsanschluss kontaktierbar ist, und mindestens eine dritte Leiterstruktur 18 ausgebildet sind, welche über mindestens einen externen Kontaktbereich 18.2 mit einem Lastanschluss kontaktierbar ist. Mindestens ein erster Halbleiterschalter HS1 bis HS4 ist mit seinen Leistungsanschlüssen 34 elektrisch zwischen der mindestens einen ersten Leiterstruktur 14 und der mindestens einen dritten Leiterstruktur 18 eingeschleift. Mindestens ein zweiter Halbleiterschalter LS1 bis LS4 ist mit seinen Leistungsanschlüssen 34 elektrisch zwischen der mindestens einen zweiten Leiterstruktur 16 und der mindestens einen dritten Leiterstruktur 18 eingeschleift. Mindestens ein zweiter Schaltungsträger 20 ist räumlich parallel über dem ersten Schaltungsträger 10 angeordnet und weist mindestens einen internen Kontaktbereich 22, an welchem Steueranschlüsse 32 der Halbleiterschalter HS1 bis HS4, LS1 bis LS4 kontaktiert sind, und mindestens einen externen Kontaktbereich 24 auf, an welchem Kontaktelemente 26 angeordnet sind, welche mit Steuerleitungen einer externen Kontaktvorrichtung 40 kontaktierbar sind. Hierbei ist das Leistungsmodul 1 von einer Umhüllung 3 ummoldet, wobei die Umhüllung 3 im Bereich der externen Kontaktbereiche 14.2, 16.2, 18.2 des ersten Schaltungsträgers 10 jeweils eine Aussparung 5 aufweist, so dass die externen Kontaktbereiche 14.2, 16.2, 18.2 des ersten Schaltungsträgers 10 kontaktierbar sind. Im Bereich des mindestens einen externen Kontaktbereichs 24 des zweiten Schaltungsträgers 20 ist in die Umhüllung 3 eine Freilegung 7 eingebracht, so dass die Kontaktelemente 26 des mindestens einen externen Kontaktbereichs 24 des zweiten Schaltungsträgers 20 freigelegt und kontaktierbar sind.How out 1 until 5 As can be seen, the illustrated embodiment of a power module 1, 1A according to the invention comprises a first circuit carrier 10, which has an electrically insulating layer 12, on which at least one first conductor structure 14, which can be contacted with a positive supply connection via at least one external contact region 14.2 second conductor structure 16, which can be contacted with a negative supply connection via at least one external contact area 16.2, and at least one third conductor structure 18 are formed, which can be contacted with a load connection via at least one external contact area 18.2. At least one first semiconductor switch HS1 to HS4 is electrically looped with its power connections 34 between the at least one first conductor structure 14 and the at least one third conductor structure 18. At least one second semiconductor switch LS1 to LS4 has power connections 34 electrically looped between the at least one second conductor structure 16 and the at least one third conductor structure 18. At least one second circuit carrier 20 is arranged spatially parallel above the first circuit carrier 10 and has at least one internal contact area 22, on which control connections 32 of the semiconductor switches HS1 to HS4, LS1 to LS4 are contacted, and at least one external contact area 24, on which contact elements 26 are arranged, which can be contacted with control lines of an external contact device 40. Here, the power module 1 is surrounded by a casing 3, the casing 3 each having a recess 5 in the area of the external contact areas 14.2, 16.2, 18.2 of the first circuit carrier 10, so that the external contact areas 14.2, 16.2, 18.2 of the first circuit carrier 10 can be contacted are. In the area of the at least one external contact area 24 of the second circuit carrier 20, an exposure 7 is introduced into the casing 3, so that the contact elements 26 of the at least one external contact area 24 of the second circuit carrier 20 are exposed and can be contacted.

Wie insbesondere aus 1 weiter ersichtlich ist, ist ein Layout des ersten Schaltungsträgers 10 spiegelsymmetrisch zu einer Mittelängsachse MA ausgeführt. Hierzu ist auf einer Oberseite des ersten Schaltungsträger 10 nur eine erste Leiterstruktur 14 und nur eine zweite Leiterstruktur 16 und nur eine dritte Leiterstruktur 18 ausgebildet. Wie insbesondere aus 2 und 5 weiter ersichtlich ist, ist auf der Unterseite des ersten Schaltungsträgers 10 mindestens eine Metallschicht 9 angeordnet, über welche Verlustwärme der Halbleiterschalter HS1 bis HS4, LS1 bis LS4 abführbar ist. Der erste Schaltungsträger 10 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als AMB-Substrat 10A (AMB: Active metal bonding) ausgeführt, und die Halbleiterschalter HS1 bis HS4, LS1 bis LS4 sind als Feldeffekttransistoren 30 ausgeführt, so dass Drainanschlüsse der Feldeffekttransistoren 30 jeweils einem ersten Leistungsanschluss 34 der Halbleiterschalter HS1 bis HS4, LS1 bis LS4 und Sourceanschlüsse der Feldeffekttransistoren 30 jeweils einem zweiten Leistungsanschluss 34 der Halbleiterschalter HS1 bis HS4, LS1 bis LS4 entsprechen. Die Steueranschlüsse 32 der Halbleiterschalter HS1 bis HS4, LS1 bis LS4 entsprechen jeweils einem Gateanschluss oder einem Kelvin-Sourceanschluss des jeweiligen Feldeffekttransistors 30.Like in particular 1 It can also be seen that a layout of the first circuit carrier 10 is designed to be mirror-symmetrical to a central longitudinal axis MA. For this purpose, only a first conductor structure 14 and only a second conductor structure 16 and only a third conductor structure 18 are formed on an upper side of the first circuit carrier 10. Like in particular 2 and 5 As can further be seen, at least one metal layer 9 is arranged on the underside of the first circuit carrier 10, via which heat loss from the semiconductor switch HS1 to HS4, LS1 to LS4 can be dissipated. In the exemplary embodiment shown, the first circuit carrier 10 is designed as an AMB substrate 10A (AMB: Active Metal Bonding), and the semiconductor switches HS1 to HS4, LS1 to LS4 are designed as field effect transistors 30, so that drain connections of the field effect transistors 30 each have a first power connection 34 of the Semiconductor switches HS1 to HS4, LS1 to LS4 and source connections of the field effect transistors 30 each correspond to a second power connection 34 of the semiconductor switches HS1 to HS4, LS1 to LS4. The control connections 32 of the semiconductor switches HS1 to HS4, LS1 to LS4 each correspond to a gate connection or a Kelvin source connection of the respective field effect transistor 30.

Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, ist die erste Leiterstruktur 14 U-förmig ausgeführt und um 90° im Gegenuhrzeigersinn gedreht, wobei äußere Schenkel der U-förmigen ersten Leiterstruktur 14 an einem in der Darstellung oberen Rand und an einem in der Darstellung unteren Rand des ersten Schaltungsträgers 10 angeordnet sind. Ein Verbindungssteg der ersten Leiterstruktur 14, welcher die beiden Schenkel der ersten Leiterstruktur 14 miteinander verbindet, weist eine mittige Einschnürung auf und ist an einem in der Darstellung rechten Rand des ersten Schaltungsträgers 10 angeordnet. Zudem weisen ein offenes Ende der Schenkel der ersten Leiterstruktur 14 jeweils eine Verbreiterung auf, wobei eine Verbreiterung des oberen Schenkels der ersten Leiterstruktur 14 einen ersten internen Kontaktbereich 14.1A der ersten Leiterstruktur 14 ausbildet, und eine Verbreiterung des unteren Schenkels der ersten Leiterstruktur 14 einen zweiten internen Kontaktbereich 14.1A der ersten Leiterstruktur 14 ausbildet. Zudem bildet ein in der Darstellung oberer Abschnitt des Verbindungsstegs der ersten Leiterstruktur 14 einen ersten externen Kontaktbereich 14.2A der ersten Leiterstruktur 14 aus, und ein in der Darstellung unterer Abschnitt des Verbindungsstegs der ersten Leiterstruktur 14 bildet einen zweiten externen Kontaktbereich 14.2B der ersten Leiterstruktur 14 aus.How out 1 until 4 As can further be seen, the first conductor structure 14 is U-shaped and rotated by 90 ° in the counterclockwise direction, with outer legs of the U-shaped first conductor structure 14 at an upper edge in the illustration and at a lower edge in the illustration of the first circuit carrier 10 are arranged. A connecting web of the first conductor structure 14, which connects the two legs of the first conductor structure 14 to one another, has a central constriction and is arranged on a right-hand edge of the first circuit carrier 10 in the illustration. In addition, an open end of the legs of the first conductor structure 14 each have a widening, with a widening of the upper leg of the first conductor structure 14 forming a first internal contact area 14.1A of the first conductor structure 14, and a widening of the lower leg of the first conductor structure 14 forming a second internal contact area 14.1A of the first conductor structure 14 forms. In addition, an upper section of the connecting web of the first conductor structure 14 in the illustration forms a first external contact region 14.2A of the first conductor structure 14, and a lower section of the connecting web of the first conductor structure 14 in the illustration forms a second external contact region 14.2B of the first conductor structure 14 out of.

Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, ist die zweite Leiterstruktur 16 T-förmig ausgeführt und um 90° im Uhrzeigersinn gedreht, so dass ein Querbalken der T-förmigen zweiten Leiterstruktur 16 parallel zum Verbindungssteg der U-förmigen ersten Leiterstruktur 14 verläuft und eine mittige Einschnürung aufweist. Ein Längsbalken der T-förmigen zweiten Leitstruktur 16, welcher entlang der Mittelängsachse MA des ersten Schaltungsträgers 10 verläuft, bildet einen interner Kontaktbereich 16.1 der zweiten Leiterstruktur 16 aus. Zudem bildet ein in der Darstellung oberer Abschnitt des Querbalkens der zweiten Leiterstruktur 16 einen ersten externen Kontaktbereich 16.2A der zweiten Leiterstruktur 16 aus, und ein in der Darstellung unterer Abschnitt des Querbalkens der zweiten Leiterstruktur 16 bildet einen zweiten externen Kontaktbereich 16.2B der zweiten Leiterstruktur 16 aus.How out 1 until 4 As can further be seen, the second conductor structure 16 is T-shaped and rotated through 90° clockwise, so that a crossbar of the T-shaped second conductor structure 16 runs parallel to the connecting web of the U-shaped first conductor structure 14 and has a central constriction. A longitudinal bar of the T-shaped second conductive structure 16, which runs along the central longitudinal axis MA of the first circuit carrier 10, forms an internal contact area 16.1 of the second conductor structure 16. In addition, an upper section of the crossbar of the second conductor structure 16 in the illustration forms a first external contact area 16.2A of the second conductor structure 16, and a lower section of the crossbar of the second conductor structure 16 in the illustration forms a second external contact area 16.2B of the second conductor structure 16 out of.

Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, ist die dritte Leiterstruktur 18 H-förmig ausgeführt, wobei ein in der Darstellung linker Längsbalken der H-förmigen dritten Leiterstruktur 18 an einem in der Darstellung linken Rand des ersten Schaltungsträgers 10 angeordnet ist. Ein in der Darstellung rechter Längsbalken der H-förmigen dritten Leiterstruktur 18 ist zwischen dem Querbalken der T-förmigen zweiten Leiterstruktur 16 und den beiden internen Kontaktbereichen 14.1A, 14.1B der ersten Leiterstruktur 14 angeordnet und weist eine mittige Einschnürung auf, in welcher der Längsbalken der T-förmigen zweiten Leiterstruktur 16 verläuft. Hierbei bildet ein in der Darstellung oberer Abschnitt des rechten Längsbalkens der H-förmigen dritten Leiterstruktur 18 einen ersten internen Kontaktbereich 18.1A der dritten Leiterstruktur 18 aus, und ein in der Darstellung unterer Abschnitt des rechten Längsbalkens der H-förmigen dritten Leiterstruktur 18 bildet einen zweiten internen Kontaktbereich 18.1B der dritten Leiterstruktur 18 aus. Ein Verbindungssteg der dritten Leiterstruktur 18, welcher die beiden Längsbalken der dritten Leiterstruktur 18 miteinander verbindet, verläuft entlang der Mittelängsachse MA des ersten Schaltungsträgers 10 und bildet einen dritten internen Kontaktbereich 18.1C der dritten Leiterstruktur 18 aus. Der in der Darstellung linke Längsbalken der H-förmigen dritten Leiterstruktur 18 weist eine mittige Einschnürung auf. Hierbei bildet ein in der Darstellung oberer Abschnitt des linken Längsbalkens der H-förmigen dritten Leiterstruktur 18 einen ersten externen Kontaktbereich 18.2A der dritten Leiterstruktur 18 aus, und ein in der Darstellung unterer Abschnitt des linken Längsbalkens der H-förmigen dritten Leiterstruktur 18 bildet einen zweiten externen Kontaktbereich 18.2B der dritten Leiterstruktur 18 aus.How out 1 until 4 As can further be seen, the third conductor structure 18 is H-shaped, with a longitudinal bar on the left in the illustration of the H-shaped third conductor structure 18 being arranged on a left edge in the illustration of the first circuit carrier 10. A right-hand longitudinal bar of the H-shaped third conductor structure 18 is arranged between the crossbar of the T-shaped second conductor structure 16 and the two internal contact areas 14.1A, 14.1B of the first conductor structure 14 and has a central constriction in which the longitudinal bar the T-shaped second conductor structure 16 runs. Here, an upper section of the right longitudinal bar of the H-shaped third conductor structure 18 forms a first internal contact area 18.1A of the third conductor structure 18, and a lower section of the right longitudinal bar of the H-shaped third conductor structure 18 forms a second internal Contact area 18.1B of the third conductor structure 18. A connecting web of the third conductor structure 18, which connects the two longitudinal bars of the third conductor structure 18 to one another, runs along the central longitudinal axis MA of the first circuit carrier 10 and forms a third internal contact area 18.1C of the third conductor structure 18. The longitudinal bar on the left in the illustration of the H-shaped third conductor structure 18 has a central constriction. Here, an upper section of the left longitudinal bar of the H-shaped third conductor structure 18 forms a first external contact area 18.2A of the third conductor structure 18, and a lower section of the left longitudinal bar of the H-shaped third conductor structure 18 forms a second external contact area 18.2B of the third conductor structure 18.

Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, ist der zweite Schaltungsträger 20 als U-förmige flexible Leiterplatte 20A ausgeführt und um 90° im Uhrzeigersinn gedreht. Der zweite Schaltungsträger 20 ist über Lötverbindungen oder Schweißverbindungen oder Klebeverbindungen oder Sinterverbindungen mit dem ersten Schaltungsträger 10 verbunden. Hierbei ist an den äußeren Schenkeln des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers 20 jeweils ein interner Kontaktbereich 22 des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers 20 ausgebildet, wobei ein erster interner Kontaktbereich 22A an einem in der Darstellung oberen Schenkel des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers 20 angeordnet ist, welcher an einem in der Darstellung oberen Rand des ersten Schaltungsträgers 10 verläuft. Ein zweiter interner Kontaktbereich 22B ist an einem in der Darstellung unteren Schenkel des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers 20 angeordnet, welcher an einem in der Darstellung unteren Rand des ersten Schaltungsträgers 10 verläuft. An dem Verbindungssteg des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers 20 ist ein externer Kontaktbereich 24 des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers 20 ausgebildet.How out 1 until 4 It can also be seen that the second circuit carrier 20 is designed as a U-shaped flexible circuit board 20A and rotated 90° clockwise. The second circuit carrier 20 is connected to the first circuit carrier 10 via soldered connections or welded connections or adhesive connections or sintered connections. Here, an internal contact area 22 of the U-shaped second circuit carrier 20 is formed on the outer legs of the U-shaped second circuit carrier 20, with a first internal contact area 22A being arranged on an upper leg of the U-shaped second circuit carrier 20 in the illustration, which runs along an upper edge of the first circuit carrier 10 as shown. A second internal contact area 22B is arranged on a lower leg of the U-shaped second circuit carrier 20, which is shown on a lower edge of the first circuit carrier 10. An external contact area 24 of the U-shaped second circuit carrier 20 is formed on the connecting web of the U-shaped second circuit carrier 20.

Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, sind die beiden externen Kontaktbereiche 14.2A, 14.2B der ersten Leiterstruktur 14 und die beiden externen Kontaktbereiche 16.2A, 162B der zweiten Leiterstruktur 16 an einem gemeinsamen ersten Endbereich des ersten Schaltungsträgers 10 angeordnet. Die beiden externen Kontaktbereiche 18.2A, 18.2B der dritten Leiterstruktur 18 sind an einem dem ersten Endbereich gegenüberliegenden zweiten Endbereich des ersten Schaltungsträgers 10 angeordnet ist. Der externe Kontaktbereich 24 des zweiten Schaltungsträgers 26 ist nach innen versetzt parallel zum zweiten Endbereich des ersten Schaltungsträgers 10 angeordnet.How out 1 until 4 As can further be seen, the two external contact areas 14.2A, 14.2B of the first conductor structure 14 and the two external contact areas 16.2A, 162B of the second conductor structure 16 are arranged on a common first end area of the first circuit carrier 10. The two external contact regions 18.2A, 18.2B of the third conductor structure 18 are arranged on a second end region of the first circuit carrier 10 that is opposite the first end region. The external contact region 24 of the second circuit carrier 26 is arranged inwardly offset parallel to the second end region of the first circuit carrier 10.

Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, sind im dargestellten Ausführungsbeispiel des Leistungsmoduls 1 vier erste Halbleiterschalter HS1 bis HS4 jeweils mit einem als Kontaktfläche ausgeführten ersten Leistungsanschluss 34 auf dem mindestens einen internen Kontaktbereich 14.1 der mindestens einen ersten Leiterstruktur 14 angeordnet und kontaktiert. Ein zweiter Leistungsanschluss 34 der vier ersten Halbleiterschalter HS1 bis HS4 ist jeweils über drei als Leistungsbonddrähte 19A ausgeführte Leistungsverbindungen 19 mit dem dritten internen Kontaktbereich 18.1C der dritten Leiterstruktur 18 kontaktiert, welcher zwischen dem ersten internen Kontaktbereich 14.1A und dem zweiten internen Kontaktbereich 14.1B der ersten Leiterstruktur 14 ausgebildet ist. Hierbei sind auf dem ersten internen Kontaktbereich 14.1A der ersten Leiterstruktur 14 zwei erste Halbleiterschalter HS1, HS2 angeordnet und kontaktiert, welche eine ersten High-Side-Schaltergruppe ausbilden. Auf dem gegenüberliegenden zweiten internen Kontaktbereich 14.1B der ersten Leiterstruktur 14 sind ebenfalls zwei erste Halbleiterschalter HS3, HS4 angeordnet und kontaktiert, welche eine zweite High-Side-Schaltergruppe ausbilden. Zudem sind die auf dem zweiten internen Kontaktbereich 14.1B der ersten Leiterstruktur 14 angeordneten ersten Halbleiterschalter HS3, HS4 um 180° verdreht zu den auf dem gegenüberliegenden ersten internen Kontaktbereich 14.1A der ersten Leiterstruktur 14 angeordneten ersten Halbleiterschaltern HS1, HS2 ausgerichtet, so dass die zweiten Leistungsanschlüsse 34 der ersten Halbleiterschalter HS1, HS2 der ersten High-Side-Schaltergruppe den zweiten Leistungsanschlüssen 34 der ersten Halbleiterschalter HS3, HS4 der zweiten High-Side-Schaltergruppe zugewandt sind.How out 1 until 4 It can also be seen that in the illustrated embodiment of the power module 1, four first semiconductor switches HS1 to HS4 are each arranged and contacted with a first power connection 34 designed as a contact surface on the at least one internal contact area 14.1 of the at least one first conductor structure 14. A second power connection 34 of the four first semiconductor switches HS1 to HS4 is each contacted via three power connections 19 designed as power bonding wires 19A with the third internal contact area 18.1C of the third conductor structure 18, which is between the first internal contact area 14.1A and the second internal contact area 14.1B first conductor structure 14 is formed. Here, two first semiconductor switches HS1, HS2 are arranged and contacted on the first internal contact area 14.1A of the first conductor structure 14, which form a first high-side switch group. Two first semiconductor switches HS3, HS4 are also arranged and contacted on the opposite second internal contact area 14.1B of the first conductor structure 14, which form a second high-side switch group. In addition, the first semiconductor switches HS3, HS4 arranged on the second internal contact area 14.1B of the first conductor structure 14 are rotated by 180 ° aligned with the first semiconductor switches HS1, HS2 arranged on the opposite first internal contact area 14.1A of the first conductor structure 14, so that the second Power connections 34 of the first semiconductor switches HS1, HS2 of the first high-side switch group face the second power connections 34 of the first semiconductor switches HS3, HS4 of the second high-side switch group.

Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, sind im dargestellten Ausführungsbeispiel des Leistungsmoduls 1 vier zweite Halbleiterschalter LS1 bis LS4 jeweils mit einem als Kontaktfläche ausgeführten ersten Leistungsanschluss 34 auf dem mindestens einen internen Kontaktbereich 18.1 der mindestens einen dritten Leiterstruktur 18 angeordnet und kontaktiert. Ein zweiter Leistungsanschluss 34 der vier zweiten Halbleiterschalter LS1 bis LS4 ist jeweils über drei als Leistungsbonddrähte 19A ausgeführte Leistungsverbindungen 19 mit dem internen Kontaktbereich 16.1 der zweiten Leiterstruktur 16 kontaktiert, welcher zwischen dem ersten internen Kontaktbereich 18.1A und dem zweiten internen Kontaktbereich 18.1B der dritten Leiterstruktur 18 ausgebildet ist. Hierbei sind auf dem ersten internen Kontaktbereich 18.1A der dritten Leiterstruktur 18 zwei zweite Halbleiterschalter LS1, LS2 angeordnet und kontaktiert, welche eine ersten Low-Side-Schaltergruppe ausbilden. Auf dem gegenüberliegenden zweiten internen Kontaktbereich 18.1B der dritten Leiterstruktur 18 sind ebenfalls zwei zweite Halbleiterschalter LS3, LS4 angeordnet und kontaktiert, welche eine zweite Low-Side-Schaltergruppe ausbilden. Zudem sind die auf dem zweiten internen Kontaktbereich 18.1B der dritten Leiterstruktur 18 angeordneten zweiten Halbleiterschalter LS3, LS4 um 180° verdreht zu den auf dem gegenüberliegenden ersten internen Kontaktbereich 18.1A der dritten Leiterstruktur 18 angeordneten zweiten Halbleiterschaltern LS1, LS2 ausgerichtet, so dass die zweiten Leistungsanschlüsse 34 der zweiten Halbleiterschalter LS1, LS2 der ersten Low-Side-Schaltergruppe den zweiten Leistungsanschlüssen 34 der zweiten Halbleiterschalter LS3, LS4 der zweiten Low-Side-Schaltergruppe zugewandt sind.How out 1 until 4 It can also be seen that in the illustrated embodiment of the power module 1, four second semiconductor switches LS1 to LS4 are each arranged and contacted with a first power connection 34 designed as a contact surface on the at least one internal contact area 18.1 of the at least one third conductor structure 18. A second power connection 34 of the four second semiconductor switches LS1 to LS4 is each contacted via three power connections 19 designed as power bonding wires 19A with the internal contact area 16.1 of the second conductor structure 16, which is between the first internal contact area 18.1A and the second internal contact area 18.1B of the third conductor structure 18 is trained. Here, two second semiconductor switches LS1, LS2 are arranged and contacted on the first internal contact area 18.1A of the third conductor structure 18, which form a first low-side switch group. Two second semiconductor switches LS3, LS4 are also arranged and contacted on the opposite second internal contact area 18.1B of the third conductor structure 18, which form a second low-side switch group. They are also on the second internal conference Clock area 18.1B of the third conductor structure 18 arranged second semiconductor switches LS3, LS4 rotated by 180 ° to the second semiconductor switches LS1, LS2 arranged on the opposite first internal contact area 18.1A of the third conductor structure 18, so that the second power connections 34 of the second semiconductor switches LS1, LS2 of the first low-side switch group faces the second power connections 34 of the second semiconductor switches LS3, LS4 of the second low-side switch group.

Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, sind die Steueranschlüsse 32 der auf dem ersten internen Kontaktbereich 14.1A der ersten Leiterstruktur 14 angeordneten ersten Halbleiterschalter HS1, HS2 und der auf dem ersten internen Kontaktbereich 18.1A der dritten Leiterstruktur 18 angeordneten zweiten Halbleiterschalter LS1, LS2 jeweils über als Signalbonddrähte 28A ausgeführte Signalverbindungen 28 mit dem gemeinsamen ersten internen Kontaktbereich 22A des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers 20 kontaktiert. Die Steueranschlüsse 32 der auf dem zweiten internen Kontaktbereich 14.1 B der ersten Leiterstruktur 14 angeordneten ersten Halbleiterschalter HS3, HS4 und der auf dem zweiten internen Kontaktbereich 18.1B der dritten Leiterstruktur 18 angeordneten zweiten Halbleiterschalter LS3, LS4 sind über als Signalbonddrähte ausgeführte Signalverbindungen 28 mit dem gemeinsamen zweiten internen Kontaktbereich 22B des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers 20 kontaktiert.How out 1 until 4 As can further be seen, the control connections 32 of the first semiconductor switches HS1, HS2 arranged on the first internal contact area 14.1A of the first conductor structure 14 and the second semiconductor switches LS1, LS2 arranged on the first internal contact area 18.1A of the third conductor structure 18 are each via as signal bonding wires 28A executed signal connections 28 contacted with the common first internal contact area 22A of the U-shaped second circuit carrier 20. The control connections 32 of the first semiconductor switches HS3, HS4 arranged on the second internal contact area 14.1B of the first conductor structure 14 and of the second semiconductor switches LS3, LS4 arranged on the second internal contact area 18.1B of the third conductor structure 18 are connected to the common one via signal connections 28 designed as signal bonding wires second internal contact area 22B of the U-shaped second circuit carrier 20 contacted.

Wie aus 4 und 5 weiter ersichtlich ist, ist eine externe Kontaktvorrichtung 40 im dargestellten Ausführungsbeispiel als flexible Leiterplatte 40A ausgeführt, welche an einem Ende einen Kontaktbereich 42 und mehrere Kontaktelemente 44 umfasst. Hierbei werden die Kontaktelemente 44 der externen Kontaktvorrichtung 40 im dargestellten Ausführungsbeispiel über Schweißverbindungen mit den Kontaktelementen 26 des externen Kontaktbereichs 24 des zweiten Schaltungsträgers 20 elektrisch kontaktiert. Alternativ kann die elektrische Kontaktierung über Lötverbindungen oder Klebeverbindungen oder Steckerverbindungen erfolgen. Alternativ kann die externe Kontaktvorrichtung 40 auch als Steckeraufnahme oder als Stecker ausgebildet sein. Am anderen Ende ist die externe Kontaktvorrichtung 40 elektrisch mit einer nicht dargestellten Auswerte- und Steuereinheit oder einem Steuergerät verbunden, welche die Steuersignale zur Ansteuerung der Halbleiterschalter HS1 bis HS4, LS1 bis LS4 erzeugen und ausgeben. How out 4 and 5 It can also be seen that an external contact device 40 in the illustrated embodiment is designed as a flexible circuit board 40A, which includes a contact area 42 and a plurality of contact elements 44 at one end. Here, the contact elements 44 of the external contact device 40 in the illustrated embodiment are electrically contacted via welded connections with the contact elements 26 of the external contact area 24 of the second circuit carrier 20. Alternatively, the electrical contact can be made via soldered connections or adhesive connections or plug connections. Alternatively, the external contact device 40 can also be designed as a plug receptacle or as a plug. At the other end, the external contact device 40 is electrically connected to an evaluation and control unit (not shown) or a control device, which generates and outputs the control signals for controlling the semiconductor switches HS1 to HS4, LS1 to LS4.

Wie aus 6 weiter ersichtlich ist, umfasst das dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zur Herstellung des Leistungsmoduls 1 einen Schritt S100, in welchem der erste Schaltungsträger 10 und der zweite Schaltungsträger 20 und der mindestens eine erste Halbleiterschalter HS1 bis HS4 und der mindestens eine zweite Halbleiterschalter LS1 bis LS4 bereitgestellt werden. Im Schritt S110 werden der erste Schaltungsträger 10 und der zweite Schaltungsträger 20 entsprechend bestückt und kontaktiert. Im Schritt S120 wird das in 1 und 2 dargestellte bestückte und kontaktierte Leistungsmodul 1 in ein Moldwerkzeug eingelegt und im Schritt S130 in einem Moldvorgang mit einer Umhüllung 3 ummoldet. Während des Moldvorgangs im Schritt S130 wird die Umhüllung 3 im Bereich der externen Kontaktbereiche 14.2, 16.2, 18.2 des ersten Schaltungsträgers 10 durch Einlegeteile ausgespart, so dass die externen Kontaktbereiche 14.2, 16.2, 18.2 des ersten Schaltungsträgers 10 nach der Entnahme des ummoldeten Leistungsmoduls 1A aus dem Moldwerkzeug aufgrund der erzeugten Aussparungen 5 kontaktierbar sind. Im Schritt S140 wird im Bereich des mindestens einen externen Kontaktbereichs 24 des zweiten Schaltungsträgers 20 die Umhüllung 3 freigelegt, so dass die Kontaktelemente 26 des mindestens einen externen Kontaktbereichs 24 des zweiten Schaltungsträgers 20 durch die erzeugte Freilegung 7 kontaktierbar sind.How out 6 As can further be seen, the illustrated exemplary embodiment of a method 100 according to the invention for producing the power module 1 includes a step S100, in which the first circuit carrier 10 and the second circuit carrier 20 and the at least one first semiconductor switch HS1 to HS4 and the at least one second semiconductor switch LS1 to LS4 to be provided. In step S110, the first circuit carrier 10 and the second circuit carrier 20 are equipped and contacted accordingly. In step S120 the in 1 and 2 The assembled and contacted power module 1 shown is inserted into a mold and molded with a casing 3 in step S130 in a molding process. During the molding process in step S130, the casing 3 is recessed by inserts in the area of the external contact areas 14.2, 16.2, 18.2 of the first circuit carrier 10, so that the external contact areas 14.2, 16.2, 18.2 of the first circuit carrier 10 are removed after the molded power module 1A has been removed the molding tool can be contacted due to the recesses 5 created. In step S140, the casing 3 is exposed in the area of the at least one external contact area 24 of the second circuit carrier 20, so that the contact elements 26 of the at least one external contact area 24 of the second circuit carrier 20 can be contacted by the exposure 7 generated.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der mindestens eine externe Kontaktbereich 24 des zweiten Schaltungsträgers 20 vor der Entnahme des ummoldeten Leitungsmoduls 1A aus dem Moldwerkzeug freigelegt, so dass das ummoldete Leistungsmodul 1A im Schritt S150 aus dem Moldwerkzeug entnommen wird. Bei einem nicht dargestellten alternativen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 sind die Schritt S140 und S150 vertauscht, so dass das ummoldete Leistungsmodul 1A im Schritt S140 aus dem Moldwerkzeug entnommen wird und die die Kontaktelemente 26 des mindestens einen externen Kontaktbereichs 24 des zweiten Schaltungsträgers 20 im Schritt S150 freigelegt werden.In the exemplary embodiment shown, the at least one external contact area 24 of the second circuit carrier 20 is exposed before the molded line module 1A is removed from the mold, so that the molded power module 1A is removed from the mold in step S150. In an alternative exemplary embodiment, not shown, of the method 100 according to the invention, steps S140 and S150 are swapped, so that the molded power module 1A is removed from the mold in step S140 and the contact elements 26 of the at least one external contact area 24 of the second circuit carrier 20 in step S150 be exposed.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102014219998 B4 [0002]DE 102014219998 B4 [0002]
  • EP 2418925 B1 [0003]EP 2418925 B1 [0003]

Claims (15)

Leistungsmodul (1) mit einem ersten Schaltungsträger (10), welcher eine elektrisch isolierende Schicht (12) aufweist, auf welcher mindestens eine erste Leiterstruktur (14), welche über mindestens einen externen Kontaktbereich (14.2) mit einem positiven Versorgungsanschluss kontaktierbar ist, mindestens eine zweite Leiterstruktur (16), welche über mindestens einen externen Kontaktbereich (16.2) mit einem negativen Versorgungsanschluss kontaktierbar ist, und mindestens eine dritte Leiterstruktur (18) ausgebildet sind, welche über mindestens einen externen Kontaktbereich (18.2) mit einem Lastanschluss kontaktierbar ist, wobei mindestens ein erster Halbleiterschalter (HS1 bis HS4) mit seinen Leistungsanschlüssen (34) elektrisch zwischen der mindestens einen ersten Leiterstruktur (14) und der mindestens einen dritten Leiterstruktur (18) eingeschleift ist, wobei mindestens ein zweiter Halbleiterschalter (LS1 bis LS4) mit seinen Leistungsanschlüssen (34) elektrisch zwischen der mindestens einen zweiten Leiterstruktur (16) und der mindestens einen dritten Leiterstruktur (18) eingeschleift ist, wobei mindestens ein zweiter Schaltungsträger (20) räumlich parallel über dem ersten Schaltungsträger (10) angeordnet ist und mindestens einen internen Kontaktbereich (22), an welchem Steueranschlüsse (32) der Halbleiterschalter (HS1 bis HS4, LS1 bis LS4) kontaktiert sind, und mindestens einen externen Kontaktbereich (24) aufweist, an welchem Kontaktelemente (26) angeordnet sind, welche mit Steuerleitungen einer externen Kontaktvorrichtung (40) kontaktierbar sind, wobei das Leistungsmodul (1) von einer Umhüllung (3) ummoldet ist, wobei die Umhüllung (3) im Bereich der externen Kontaktbereiche (14.2, 16.2, 18.2) des ersten Schaltungsträgers (10) jeweils eine Aussparung (5) aufweist, so dass die externen Kontaktbereiche (14.2, 16.2, 18.2) des ersten Schaltungsträgers (10) kontaktierbar sind, und wobei im Bereich des mindestens einen externen Kontaktbereichs (24) des zweiten Schaltungsträgers (20) in die Umhüllung (3) eine Freilegung (7) eingebracht ist, so dass die Kontaktelemente (26) des mindestens einen externen Kontaktbereichs (24) des zweiten Schaltungsträgers (20) freigelegt und kontaktierbar sind.Power module (1) with a first circuit carrier (10), which has an electrically insulating layer (12), on which at least one first conductor structure (14), which can be contacted with a positive supply connection via at least one external contact area (14.2). second conductor structure (16), which can be contacted with a negative supply connection via at least one external contact area (16.2), and at least one third conductor structure (18), which can be contacted with a load connection via at least one external contact area (18.2), wherein at least a first semiconductor switch (HS1 to HS4) with its power connections (34) is electrically looped between the at least one first conductor structure (14) and the at least one third conductor structure (18), at least one second semiconductor switch (LS1 to LS4) with its power connections ( 34) is electrically looped between the at least one second conductor structure (16) and the at least one third conductor structure (18), at least one second circuit carrier (20) being arranged spatially parallel above the first circuit carrier (10) and at least one internal contact area (22 ), on which control connections (32) of the semiconductor switches (HS1 to HS4, LS1 to LS4) are contacted, and has at least one external contact area (24), on which contact elements (26) are arranged, which are connected to control lines of an external contact device (40). can be contacted, the power module (1) being surrounded by a casing (3), the casing (3) each having a recess (5) in the area of the external contact areas (14.2, 16.2, 18.2) of the first circuit carrier (10), so that the external contact areas (14.2, 16.2, 18.2) of the first circuit carrier (10) can be contacted, and an exposure (7) in the area of the at least one external contact area (24) of the second circuit carrier (20) in the casing (3). is introduced, so that the contact elements (26) of the at least one external contact area (24) of the second circuit carrier (20) are exposed and can be contacted. Leistungsmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Layout des ersten Schaltungsträgers (10) spiegelsymmetrisch zu einer Mittelängsachse (MA) ausgeführt ist.Power module (1). Claim 1 , characterized in that a layout of the first circuit carrier (10) is designed to be mirror-symmetrical to a central longitudinal axis (MA). Leistungsmodul (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine externe Kontaktbereich (14.2) der ersten Leiterstruktur (14) und der mindestens eine externe Kontaktbereich (16.2) der zweiten Leiterstruktur (14) an einem gemeinsamen ersten Endbereich des ersten Schaltungsträgers (10) angeordnet sind, wobei der mindestens eine externe Kontaktbereich (18.2) der dritten Leiterstruktur (18) des ersten Schaltungsträgers (10) an einem dem ersten Endbereich gegenüberliegenden zweiten Endbereich des ersten Schaltungsträgers (10) angeordnet ist und der externe Kontaktbereich (24) des zweiten Schaltungsträgers (26) nach innen versetzt parallel zum zweiten Endbereich des ersten Schaltungsträgers (10) angeordnet ist.Power module (1). Claim 1 or 2 , characterized in that the at least one external contact region (14.2) of the first conductor structure (14) and the at least one external contact region (16.2) of the second conductor structure (14) are arranged on a common first end region of the first circuit carrier (10), the at least one external contact area (18.2) of the third conductor structure (18) of the first circuit carrier (10) is arranged on a second end area of the first circuit carrier (10) opposite the first end area and the external contact area (24) of the second circuit carrier (26) is arranged inwards is arranged offset parallel to the second end region of the first circuit carrier (10). Leistungsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erste Halbleiterschalter (HS1 bis HS4) mit einem als Kontaktfläche ausgeführten ersten Leistungsanschluss (34) auf mindestens einem internen Kontaktbereich (14.1) der mindestens einen ersten Leiterstruktur (14) angeordnet und kontaktiert ist, wobei ein zweiter Leistungsanschluss (34) des mindestens einen ersten Halbleiterschalters (HS1 bis HS4) über mindestens eine Leistungsverbindung (19) mit mindestens einem internen Kontaktbereich (18.1) der mindestens einen dritten Leiterstruktur (18) kontaktiert ist.Power module (1) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the at least one first semiconductor switch (HS1 to HS4) is arranged and contacted with a first power connection (34) designed as a contact surface on at least one internal contact area (14.1) of the at least one first conductor structure (14), wherein a second power connection (34) of the at least one first semiconductor switch (HS1 to HS4) is contacted via at least one power connection (19) with at least one internal contact area (18.1) of the at least one third conductor structure (18). Leistungsmodul (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem ersten internen Kontaktbereich (14.1A) einer ersten Leiterstruktur (14) und auf einem gegenüberliegenden zweiten internen Kontaktbereich (14.1B) der ersten Leiterstruktur (14) jeweils mindestens ein erster Halbleiterschalter (HS1, HS2; HS3, HS4) angeordnet und kontaktiert ist, wobei ein zweiter Leistungsanschluss (34) der ersten Halbleiterschalter (HS1 bis HS4) jeweils über mindestens eine Leistungsverbindung (19) mit einem gemeinsamen internen Kontaktbereich (18.1) einer dritten Leiterstruktur (18) kontaktiert sind, welcher zwischen dem ersten internen Kontaktbereich (14.1A) und dem zweiten internen Kontaktbereich (14.1A) der ersten Leiterstruktur (14) ausgebildet ist.Power module (1). Claim 4 , characterized in that on a first internal contact area (14.1A) of a first conductor structure (14) and on an opposite second internal contact area (14.1B) of the first conductor structure (14) at least one first semiconductor switch (HS1, HS2; HS3, HS4 ) is arranged and contacted, wherein a second power connection (34) of the first semiconductor switches (HS1 to HS4) are each contacted via at least one power connection (19) with a common internal contact area (18.1) of a third conductor structure (18), which is between the first internal contact area (14.1A) and the second internal contact area (14.1A) of the first conductor structure (14) is formed. Leistungsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine zweite Halbleiterschalter (LS1 bis LS4) mit einem als Kontaktfläche ausgeführten ersten Leistungsanschluss (34) auf dem mindestens einem internen Kontaktbereich (18.1) der mindestens einen dritten Leiterstruktur (18) angeordnet und kontaktiert ist, wobei ein zweiter Leistungsanschluss (34) des mindestens einen zweiten Halbleiterschalters (LS1 bis LS4) über mindestens eine Leistungsverbindung (19) mit dem mindestens einen internen Kontaktbereich (16.1) der mindestens einen zweiten Leiterstruktur (16) kontaktiert ist.Power module (1) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the at least one second semiconductor switch (LS1 to LS4) is arranged and contacted with a first power connection (34) designed as a contact surface on the at least one internal contact area (18.1) of the at least one third conductor structure (18), with a second Power connection (34) of the at least one second semiconductor switch (LS1 to LS4) is contacted via at least one power connection (19) with the at least one internal contact area (16.1) of the at least one second conductor structure (16). Leistungsmodul (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem ersten internen Kontaktbereich (18.1A) einer dritten Leiterstruktur (18) und auf einem gegenüberliegenden zweiten internen Kontaktbereich (18.1B) der dritten Leiterstruktur (18) jeweils mindestens ein zweiter Halbleiterschalter (LS1, LS2; LS3, LS4) angeordnet und kontaktiert ist, wobei ein zweiter Leistungsanschluss (34) der zweiten Halbleiterschalter (LS1 bis LS4) jeweils über mindestens eine Leistungsverbindung (19) mit einem gemeinsamen internen Kontaktbereich (16.1) einer zweiten Leiterstruktur (16) kontaktiert sind, welcher zwischen dem ersten internen Kontaktbereich (18.1A) und dem zweiten internen Kontaktbereich (18.1A) der dritten Leiterstruktur (18) ausgebildet ist.Power module (1). Claim 6 , characterized in that on a first internal contact area (18.1A) of a third conductor structure (18) and on an opposite second internal contact area (18.1B) of the third Conductor structure (18) at least one second semiconductor switch (LS1, LS2; LS3, LS4) is arranged and contacted, wherein a second power connection (34) of the second semiconductor switches (LS1 to LS4) each has at least one power connection (19) with a common internal Contact area (16.1) of a second conductor structure (16) is contacted, which is formed between the first internal contact area (18.1A) and the second internal contact area (18.1A) of the third conductor structure (18). Leistungsmodul (1) nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine auf dem zweiten internen Kontaktbereich (14.1 B) der ersten Leiterstruktur (14) angeordneten ersten Halbleiterschalter (HS3, HS4) um 180° verdreht zu dem mindestens einen auf dem gegenüberliegenden ersten internen Kontaktbereich (14.1A) der ersten Leiterstruktur (14) angeordneten ersten Halbleiterschalter (HS1, HS2) ausgerichtet ist, wobei der mindestens eine auf dem zweiten internen Kontaktbereich (18.1B) der dritten Leiterstruktur (18) angeordnete zweite Halbleiterschalter (LS3, LS4) um 180° verdreht zu dem mindestens einen auf dem gegenüberliegenden ersten internen Kontaktbereich (18.1A) der dritten Leiterstruktur (18) angeordneten zweiten Halbleiterschalter (LS1, LS2) ausgerichtet ist.Power module (1). Claim 5 and 7 , characterized in that the at least one first semiconductor switch (HS3, HS4) arranged on the second internal contact area (14.1 B) of the first conductor structure (14) is rotated by 180 ° to the at least one on the opposite first internal contact area (14.1A). first semiconductor switch (HS1, HS2) arranged on the first conductor structure (14), wherein the at least one second semiconductor switch (LS3, LS4) arranged on the second internal contact region (18.1B) of the third conductor structure (18) is rotated by 180 ° to the at least a second semiconductor switch (LS1, LS2) arranged on the opposite first internal contact area (18.1A) of the third conductor structure (18). Leistungsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schaltungsträger (20) U-förmig und insbesondere als flexible Leiterplatte (20A) ausgeführt und über Lötverbindungen oder Schweißverbindungen oder Klebeverbindungen oder Sinterverbindungen mit dem ersten Schaltungsträger (10) verbunden ist.Power module (1) according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the second circuit carrier (20) is U-shaped and in particular designed as a flexible circuit board (20A) and is connected to the first circuit carrier (10) via soldered connections or welded connections or adhesive connections or sintered connections. Leistungsmodul (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an den äußeren Schenkeln des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers (20) jeweils ein interner Kontaktbereich (22A, 22B) des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers (20) ausgebildet ist, wobei an dem Verbindungssteg des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers (20) ein externer Kontaktbereich (24) des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers (20) ausgebildet ist.Power module (1). Claim 9 , characterized in that an internal contact area (22A, 22B) of the U-shaped second circuit carrier (20) is formed on the outer legs of the U-shaped second circuit carrier (20), wherein on the connecting web of the U-shaped second circuit carrier ( 20) an external contact area (24) of the U-shaped second circuit carrier (20) is formed. Leistungsmodul (1) nach Anspruch 5 und 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueranschlüsse (32) der auf dem ersten internen Kontaktbereich (14.1A) der ersten Leiterstruktur (14) angeordneten ersten Halbleiterschalter (HS1, HS2) und der auf dem ersten internen Kontaktbereich (18.1A) der dritten Leiterstruktur (18) angeordneten zweiten Halbleiterschalter (LS1, LS2) über Signalverbindungen (28) mit einem gemeinsamen ersten internen Kontaktbereich (22A) des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers (20) kontaktiert sind, wobei die Steueranschlüsse (32) der auf dem zweiten internen Kontaktbereich (14.1B) der ersten Leiterstruktur (14) angeordneten ersten Halbleiterschalter (HS3, HS4) und der auf dem zweiten internen Kontaktbereich (18.1B) der dritten Leiterstruktur (18) angeordneten zweiten Halbleiterschalter (LS3, LS4) über Signalverbindungen (28) mit einem gemeinsamen zweiten internen Kontaktbereich (22B) des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers (20) kontaktiert sind.Power module (1). Claim 5 and 7 and 10 , characterized in that the control connections (32) of the first semiconductor switch (HS1, HS2) arranged on the first internal contact area (14.1A) of the first conductor structure (14) and on the first internal contact area (18.1A) of the third conductor structure (18 ) arranged second semiconductor switch (LS1, LS2) are contacted via signal connections (28) with a common first internal contact area (22A) of the U-shaped second circuit carrier (20), the control connections (32) being on the second internal contact area (14.1B ) the first semiconductor switch (HS3, HS4) arranged on the first conductor structure (14) and the second semiconductor switch (LS3, LS4) arranged on the second internal contact area (18.1B) of the third conductor structure (18) via signal connections (28) with a common second internal Contact area (22B) of the U-shaped second circuit carrier (20) are contacted. Leistungsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine externe Kontaktvorrichtung (40) mit einem Kontaktbereich (42) und mehreren Kontaktelementen (44) ausgebildet ist, um mit dem externen Kontaktbereich (24) des U-förmigen zweiten Schaltungsträgers (20) elektrisch kontaktiert zu werden, wobei die Kontaktelemente (26) des externen Kontaktbereichs (24) des zweiten Schaltungsträgers (20) über Lötverbindungen oder Schweißverbindungen oder Klebeverbindungen oder Steckerverbindungen mit den Kontaktelementen (44) der externen Kontaktvorrichtung (40) verbindbar sind.Power module (1) according to one of the Claims 1 until 11 , characterized in that an external contact device (40) is designed with a contact area (42) and a plurality of contact elements (44) in order to be electrically contacted with the external contact area (24) of the U-shaped second circuit carrier (20), the Contact elements (26) of the external contact area (24) of the second circuit carrier (20) can be connected to the contact elements (44) of the external contact device (40) via soldered connections or welded connections or adhesive connections or plug connections. Leistungsmodul (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Kontaktvorrichtung (40) als flexible Leiterplatte (40A) oder als Steckeraufnahme oder als Stecker ausgebildet ist.Power module (1). Claim 12 , characterized in that the external contact device (40) is designed as a flexible circuit board (40A) or as a plug receptacle or as a plug. Verfahren (100) zur Herstellung eines Leistungsmoduls (1), welches nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgeführt ist, wobei der erste Schaltungsträger (10) und der zweite Schaltungsträger (20) und der mindestens eine erste Halbleiterschalter (HS1 bis HS4) und der mindestens eine zweite Halbleiterschalter (LS1 bis LS4) bereitgestellt werden, wobei der erste Schaltungsträger (10) und der zweite Schaltungsträger (20) entsprechend bestückt und kontaktiert werden, wobei das bestückte und kontaktierte Leistungsmodul (1) in ein Moldwerkzeug eingelegt und in einem Moldvorgang mit einer Umhüllung (3) ummoldet wird, wobei während des Moldvorgangs die Umhüllung (3) im Bereich der externen Kontaktbereiche (14.2, 16.2, 18.2) des ersten Schaltungsträgers (10) durch Einlegeteile ausgespart wird, so dass die externen Kontaktbereiche (14.2, 16.2, 18.2) des ersten Schaltungsträgers (10) nach der Entnahme des ummoldeten Leistungsmoduls (1A) aus dem Moldwerkzeug aufgrund der erzeugten Aussparungen (5) kontaktierbar sind, und wobei im Bereich des mindestens einen externen Kontaktbereichs (24) des zweiten Schaltungsträgers (20) die Umhüllung (3) freigelegt wird, so dass die Kontaktelemente (26) des mindestens einen externen Kontaktbereichs (24) des zweiten Schaltungsträgers (20) durch die erzeugte Freilegung (7) kontaktierbar sind.Method (100) for producing a power module (1), which according to one of Claims 1 until 13 is carried out, wherein the first circuit carrier (10) and the second circuit carrier (20) and the at least one first semiconductor switch (HS1 to HS4) and the at least one second semiconductor switch (LS1 to LS4) are provided, wherein the first circuit carrier (10) and the second circuit carrier (20) is equipped and contacted accordingly, the equipped and contacted power module (1) being inserted into a mold and molded with a casing (3) in a molding process, the casing (3) being in the area of the during the molding process external contact areas (14.2, 16.2, 18.2) of the first circuit carrier (10) are left out by inserts, so that the external contact areas (14.2, 16.2, 18.2) of the first circuit carrier (10) after the molded power module (1A) has been removed from the mold can be contacted due to the recesses (5) created, and the covering (3) is exposed in the area of the at least one external contact area (24) of the second circuit carrier (20), so that the contact elements (26) of the at least one external contact area (24 ) of the second circuit carrier (20) can be contacted by the exposure (7) generated. Verfahren (100) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine externe Kontaktbereich (24) des zweiten Schaltungsträgers (20) vor der Entnahme oder nach der Entnahme des ummoldeten Leitungsmoduls (1A) aus dem Moldwerkzeug freigelegt wird.Procedure (100) according to Claim 14 , characterized in that the at least one external contact area (24) of the second circuit carrier (20) is exposed before the removal or after the removal of the molded line module (1A) from the molding tool.
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