DE-102024132084-A1 - Leistungshalbleitermodul mit einer Substratlängsspiegelebene aufweisenden Substrat

Abstract

Vorgestellt wird ein Leistungshalbleitermodul mit einem ersten, eine Substratlängsspiegelebene aufweisenden, Substrat mit einer ersten, eine Normalenrichtung aufweisenden, Substratleiterbahn, mit einer zweiten Substratleiterbahn, und mit zwei, vorzugsweise unmittelbar benachbarten, ersten Leistungshalbleiterbauelementen angeordnet auf der zweiten Substratleiterbahn, wobei mindestens zwei aus der Auswahl „erste Substratleiterbahn, zweite Substratleiterbahn, Lage der beiden ersten Leistungshalbleiterbauelemente“ symmetrisch zur Substratlängsspiegelebene ausgebildet sind.

Inventors

• Tobias Schütz
• Xiaoting Dong
• Jörn Grossmann
• Johann Asam
• Matthias Hörteis

Assignees

• SEMIKRON DANFOSS ELEKTRONIK GMBH & CO. KG
• Semikron Danfoss GmbH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241105

Claims (16)

1. Leistungshalbleitermodul (1) mit einem ersten, eine Substratlängsspiegelebene A1 aufweisenden, Substrat (3) mit einer ersten, eine Normalenrichtung (N) aufweisenden, Substratleiterbahn (30), mit einer zweiten Substratleiterbahn (32), und mit zwei, vorzugsweise unmittelbar benachbarten, ersten Leistungshalbleiterbauelementen (40,42) angeordnet auf der zweiten Substratleiterbahn, wobei mindestens zwei aus der Auswahl • erste Substratleiterbahn (30) • zweite Substratleiterbahn (32) • Lage der beiden ersten Leistungshalbleiterbauelemente (40,42) symmetrisch zur Substratlängsspiegelebene (A1) ausgebildet sind.
2. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1 , wobei das Substrat von einem rahmenartigen Formkörper (2), vorzugsweise allseitig, umschlossen ist.
3. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1 oder 2 wobei ein, vorzugsweise mit dem Formkörper (2) verbundenes, Lastanschlusselement, oder bevorzugt eine Mehrzahl von Lastanschlusselenenten aufweist, die vollständig oder zumindest deren externe Anschlussflächen symmetrisch zur Substratlängsspiegelebene (A1) ausgebildet oder angeordnet sind.
4. Leistungshalbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die einander zugewandten Kanten der ersten Leistungshalbleiterbauelemente (40,42) mit der Substratlängsspiegelebene (A1) einen Winkel zwischen 25° und 45° einschließen.
5. Leistungshalbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf einer dritten Substratleiterbahn 34 zwei zweite Leistungshalbleiterbauelemente 44,46 angeordnet sind.
6. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 5 , wobei die dritte Substratleiterbahn 34 symmetrisch zur Substratlängsspiegelebene A1 ausgebildet.
7. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 5 oder 6 , wobei die Lage der beiden zweiten Leistungshalbleiterbauelemente 44,46 symmetrisch zur Substratlängsspiegelebene A1 ausgebildet ist.
8. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 5 bis 7 , wobei die einander zugewandten Kanten der zweiten Leistungshalbleiterbauelemente 44,46 mit der Substratlängsspiegelebene A1 einen Winkel zwischen 30° und 45° einschließen.
9. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 5 bis 8 , wobei die ersten Leistungshalbleiterbauelemente 40,42 und die zweiten Leistungshalbleiterbauelemente 44,46 symmetrisch zu einer Substratquerspiegelebene A3, die orthogonal zur Substratlängsspiegelebene A1 verläuft, angeordnet sind.
10. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 5 bis 9 , wobei die vierten Substratleiterbahnen 36 symmetrisch zur Substratlängsspiegelebene A1 angeordnet sind.
11. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 10 , wobei die vierten Substratleiterbahnen 36 symmetrisch bezüglich der Substratquerspiegelebene A3 zu den zweiten Substratleiterbahnen 32 angeordnet sind.
12. Leistungshalbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein zweites Substrat 300 analog dem ersten Substrat 3 ausgebildet ist und beide Substrate 3,300 symmetrisch zu einer Modullängsspiegelebene A2, die parallel zur Substratlängsspiegelebene A1 in dem Zwischenraum zwischen den beiden Substraten 3,300 verläuft, angeordnet sind.
13. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 12 , wobei beide Substrate innerhalb eines Formkörpers 2 angeordnet sind.
14. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 13 , wobei der Formkörper 2 symmetrisch zur Modullängsspiegelebene A2 ausgebildet ist.
15. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 13 oder 14 , wobei eine Mehrzahl von, vorzugsweise mit dem Formkörper 2 verbundenen Hilfsanschlusselenenten 5,6 symmetrisch zur Modullängsspiegelebene A2 angeordnet sind.
16. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 13 bis 15 , wobei ein, vorzugsweise mit dem Formkörper 2 verbundenes, Lastanschlusselement 70, oder bevorzugt eine Mehrzahl von Lastanschlusselenenten 70,72,74 aufweist, die vollständig oder zumindest deren externe Anschlussflächen 700,720,740 symmetrisch zur Modullängsspiegelebene A2 ausgebildet oder angeordnet sind.

Description

Die Erfindung beschreibt ein Leistungshalbleitermodul mit einem ersten, eine Substratspiegelebene aufweisenden Substrat mit einer ersten Substratleiterbahn, mit einer zweiten Substratleiterbahn und mit zwei, vorzugsweise unmittelbar benachbarten, ersten Leistungshalbleiterbauelementen angeordnet auf der zweiten Substratleiterbahn, wobei mindestens zwei aus der Auswahl erste Substratleiterbahn, zweite Substratleiterbahn, Lage der beiden ersten Leistungshalbleiterbauelemente symmetrisch zur Substratlängsspiegelebene ausgebildet sind. Die DE 20 2017 006 900 U1 offenbart eine leistungselektronische Schalteinrichtung mit einem Substrat, das einen ersten Leiterbahnabschnitt aufweist, auf dem in einer ersten Richtung in Reihe eine Mehrzahl von ersten Leistungshalbleiterbauelementen angeordnet und erste Kontaktflächen dieser Leistungshalbleiterbauelemente mit dem ersten Leiterbahnabschnitt elektrisch leitend verbunden sind, wobei dieser erste Leiterbahnabschnitt dazu ausgebildet ist einen ersten Laststrom eines ersten Lastpotentials in der ersten Richtung zu führen, das einen zweiten Leiterbahnabschnitt aufweist, auf dem in der ersten Richtung in Reihe eine Mehrzahl von zweiten Leistungshalbleiterbauelementen angeordnet und erste Kontaktflächen dieser Leistungshalbleiterbauelemente mit dem zweiten Leiterbahnabschnitt elektrisch leitend verbunden sind, wobei dieser zweite Leiterbahnabschnitt dazu ausgebildet ist einen zweiten Laststrom des ersten Lastpotentials in der ersten Richtung zu führen, das einen dritten zwischen dem ersten und zweiten angeordneten und zu diesen parallel verlaufenden Leiterbahnabschnitt aufweist, der dazu ausgebildet ist einen Steuerstrom eines Steuerpotentials zu führen. In Kenntnis der genannten Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein symmetrisches Leistungshalbleitermodul mit einem eine Substratspiegelebene aufweisenden Substrat bereitzustellen, bei dem Induktivitäten verringert und das elektrische Schalten verbessert wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Leistungshalbleitermodul mit einem ersten, eine Substratlängsspiegelebene aufweisenden, Substrat mit einer ersten, eine Normalenrichtung aufweisenden, Substratleiterbahn, mit einer zweiten Substratleiterbahn, und mit zwei, vorzugsweise unmittelbar benachbarten, ersten Leistungshalbleiterbauelementen angeordnet auf der zweiten Substratleiterbahn, wobei mindestens zwei aus der Auswahl• erste Substratleiterbahn• zweite Substratleiterbahn• Lage der beiden ersten Leistungshalbleiterbauelemente symmetrisch zur Substratlängsspiegelebene ausgebildet sind. Es ist bevorzugt, wenn das Substrat von einem rahmenartigen Formkörper, vorzugsweise allseitig, umschlossen ist. Es kann ebenfalls bevorzugt sein, wenn ein, vorzugsweise mit dem Formkörper verbundenes, Lastanschlusselement, oder bevorzugt eine Mehrzahl von Lastanschlusselenenten aufweist, die vollständig oder zumindest deren externe Anschlussflächen symmetrisch zur Substratlängsspiegelebene ausgebildet oder angeordnet sind. Es kann vorteilhaft sein, wenn die einander zugewandten Kanten der ersten Leistungshalbleiterbauelemente mit der Substratlängsspiegelebene einen Winkel zwischen 25° und 45° einschließen. Auch kann es bevorzugt sein, wenn auf einer dritten Substratleiterbahn zwei zweite Leistungshalbleiterbauelemente angeordnet sind. Es kann auch bevorzugt sein, wenn die dritte Substratleiterbahn symmetrisch zur Substratlängsspiegelebene ausgebildet ist. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Lage der beiden zweiten Leistungshalbleiterbauelemente symmetrisch zur Substratlängsspiegelebene ausgebildet ist. Es ist bevorzugt, wenn die einander zugewandten Kanten der zweiten Leistungshalbleiterbauelemente mit der Substratlängsspiegelebene einen Winkel zwischen 30° und 45° einschließen. Es kann ebenfalls bevorzugt sein, wenn die ersten Leistungshalbleiterbauelemente und die zweiten Leistungshalbleiterbauelemente symmetrisch zu einer Substratquerspiegelebene, die orthogonal zur Substratlängsspiegelebene verläuft, angeordnet sind. Auch kann es vorteilhaft sein, wenn die vierten Substratleiterbahnen symmetrisch zur Substratlängsspiegelebene angeordnet sind. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die vierten Substratleiterbahnen symmetrisch bezüglich der Substratquerspiegelebene zu den zweiten Substratleiterbahnen angeordnet sind. Es kann vorteilhaft sein, wenn ein zweites Substrat analog dem ersten Substrat ausgebildet ist und beide Substrate symmetrisch zu einer Modullängsspiegelebene, die parallel zur Substratlängsspiegelebene in dem Zwischenraum zwischen den beiden Substraten verläuft, angeordnet sind. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn beide Substrate innerhalb eines Formkörpers angeordnet sind. Es kann ebenfalls vorteilhaft sein, wenn der Formkörpers symmetrisch zur Substratlängsasche ausgebildet ist. Es ist bevorzugt, wenn eine Mehrzahl von, vorzugsweise mit dem Formkörper verbundenen Hilfsanschlusselenenten symmetrisch zur Substratlängsasche angeord