用于电流测量的电路装置和具有它的功率半导体组件的制作方法

本发明描述了一种用于在功率半导体组件中，特别用于在部分或者全部由电驱动的车辆中测量电流的电路装置，以及具有这种电路装置的功率半导体组件。

背景技术：

根据一般公知的现有技术，在功率半导体组件中的电流传感器被实施为测量线圈，所述测量线圈包围负载连接导体。为此，在组装负载连接导体之前，在制造功率半导体组件期间必须将这些测量线圈放置到负载连接导体上。

关于上述的情况，本发明的目的是提出一种在功率半导体组件中用于电流测量的电路装置以及具有该电路装置的功率半导体组件，其中电路装置适于被简单地安装在负载连接导体上、具有高测量精度和紧凑的设计。

技术实现要素：

根据本发明，通过一种用于电流测量的电路装置，并且通过一种具有该电路装置的功率半导体组件实现了该目的。还描述了优选实施例。

根据本发明的用于功率半导体组件中的电流测量的电路装置被设计成具有：柔性印刷电路板、接触装置以及两个磁场传感器，其中第一磁场传感器被布置在柔性印刷电路板的第一传感器部分上，该第一传感器部分被设计成被布置在功率半导体组件的负载连接导体的第一主面上，其中第二磁场传感器被布置在柔性印刷电路板的第二传感器部分上，该第二传感器部分被设计成被布置在功率半导体组件的负载连接导体的与第一主面相反的第二主面上，并且其中柔性印刷电路板的连接部分被形成在第一和第二传感器部分之间。

磁场传感器能够例如被设计成霍尔效应传感器或者磁阻传感器。

当然，任何情况下磁场传感器都以电路兼容的方式连接到印刷电路板的导电迹线。

接触装置优选被设计为插塞连接器装置的一部分并且直接以导电的方式电连接到柔性印刷电路板或者被设计为柔性印刷电路板自身的一部分。

优选的是，柔性印刷电路板的第一传感器部分具有用于固定负载连接导体上的位置的第一定位装置。作为替代，但同时是优选的是，柔性印刷电路板的第二传感器部分有利地具有用于固定负载连接导体上的位置的第二定位装置。

根据本发明的功率半导体组件被设计成具有：功率电子开关装置、负载连接导体以及用于电流测量的上述电路装置，其中第一传感器部分被布置在负载连接导体的第一主面上，其中第二传感器部分被布置在负载连接导体的与第一主面相反的第二主面上，其中电路装置的传感器部分被机械固定在负载连接导体上并且其中柔性印刷电路板的连接部分围绕负载连接导体的、被布置在第一和第二主面之间的辅面延伸，并且将第一和第二传感器部分连接在一起。

术语“被布置在主面上”被理解为意味着直接以及间接的布置。直接意味着不具有中间层或中间元件的布置。如本文所使用的间接意味着能够另外布置例如以粘合剂形式的中间层或者其它中间元件特别是塑料体或者以粘合剂形式的中间层和其它中间元件两者。

有利的是，电路装置的传感器部分通过夹持装置被机械固定在负载连接导体上。该夹持装置能够被设计成具有：两个马镫状部分、连接这些马镫状部分的两个弹簧部分以及锁定装置。

特别有利的是，锁定装置的销状部分也同时形成了定位装置的第三部分。

更优选的是，夹持装置具有两个压力元件，所述两个压力元件中的每一个都压在第一和第二磁场传感器的外壳上。

进一步有利的是夹持装置具有第三定位装置，所述第三定位装置接合在柔性印刷电路板的相关联的第一和/或第二定位装置中。这些第一和第二定位装置分别被形成为凹部而第三定位装置被形成为销，所述销穿过彼此齐平对准的第一和第二定位装置。

不言自明的是，本发明的不必然排除的、无论是与电路构造或者与功率半导体组件结合使用的各种实施例能够单独地或者任意组合地实施以实现改进。特别是，不脱离本发明的范围的情况下上述特征和下文提到的那些特征能够不仅被应用在特定组合中，也能够被应用在其它组合中或者单独使用。

附图说明

本发明的进一步解释、有利细节以及特征都源自图1至图7中示意性地示出的本发明的示例性实施例的以下描述，或者源自所述描述的相关部分。

图1示出了根据本发明的电路装置。

图2和图3示出了根据本发明的功率半导体组件的第一设计的不同视图的细节。

图4和图5示出了根据本发明的功率半导体组件的第二设计的细节。

图6和图7示出了根据本发明的功率半导体组件的第二设计的其它细节。

具体实施例

图1示出了根据本发明的电路装置1。在此示出的是柔性印刷电路板2，其中在性印刷电路板2的主侧中的一个上具有多个导体迹线200。连接到柔性印刷电路板2的供电部分20的是第一传感器部分24，在第一传感器部分24上布置有第一磁场传感器4并且第一磁场传感器4以电路兼容的方式导电地电连接到柔性印刷电路板2的指定的导电迹线。

连接到柔性印刷电路板2的该第一传感器部分24的是连接部分22，柔性印刷电路板2的第二传感器部分26连接到连接部分22。第二磁场传感器6被布置在该第二传感器部分26上并且第二磁场传感器6以电路兼容的方式导电地电连接到柔性印刷电路板2的相关联的导电迹线。

根据本发明，连接部分22被设置成并且被设计成使得两个传感器部分24、26能够被布置成在一定程度上背对背，但是彼此间隔开。这确切地即为这里所述的。

通过柔性印刷电路板2的所述设计，即使负载连接导体7已经被安装在功率半导体组件中，电路装置1也能够相对于负载连接导体7布置。

图2和图3示出了根据本发明的功率半导体组件的第一设计的不同视图的细节，特别是封装的功率半导体模块。此处示出的是根据图1的电路装置1，电路装置1相对于负载连接导体7布置。

此处，柔性印刷电路板2的第一传感器部分24被定位在负载连接导体7的第一主面74的一部分上。此处，柔性印刷电路板2的第二传感器部分26被定位在负载连接导体7的第二主面76的一部分上。因此两个磁场传感器4、6被定位成在组件的容限范围内彼此相反。由于两个磁场传感器4、6的这种布置，因此能够容易地并且有效地补偿流过负载连接导体7的电流的错误测量。

柔性印刷电路板2的连接部分22以这样的方式将第一传感器部分24连接到第二传感器部分26：即，使得连接部分22正好覆盖负载连接导体7的两个辅面72中的确切的一个的一部分但是又不靠在其上面。

图2也示出了电路装置1的接触装置3，此处，接触装置3被设计为插塞并且因此被形成为插塞连接装置的一部分。该插塞被布置在柔性印刷电路板2的供电部分20中。原则上，此处能够采用接触装置的所有变形特别是标准技术变形。这种插塞连接器装置将磁场传感器连接到较高等级的控制单元，用于评价和评估传感器信号并且也用于驱动功率半导体组件。

图3还示出了电路装置1的第二定位装置286。第二定位装置286被设计为柔性印刷电路板2在第二传感器部分26的区域中的圆形的、连续的凹部。电路装置1的第一定位装置284在此处被布置成使得第一定位装置284与相关联的第二定位装置286齐平对准(比较图7)，第一定位装置284也被设计为柔性印刷电路板2在第一传感器部分24的区域中的圆形的、连续的凹部。

图4和图5示出了根据本发明的功率半导体组件的第二设计的细节，即夹持装置8。图4示出了在打开状态下的夹持装置，而图5示出了在闭合、即锁定状态下的夹持装置。

夹持装置8具有第一马镫状、u型的部分84，第一马镫状、u型的部分84通过两个弹簧部分82连接到第二马镫状、u型的部分86。另外，夹持装置8具有锁定装置88，锁定装置88被设计为被布置在第二马镫状部分86上的两个搭扣配合件，其每一个都具有销状部分880和与各自的搭扣配合件相关联的两个邻接部882，两个邻接部882中的每一个都是第一马镫状部分84的部分。

搭扣配合件的销状部分880同时用作第三定位装置，比较图6和图7。

而且，夹持装置8具有自各自马镫状部分84、86的中间部分伸出的压力元件840、860，其被设计成压在各自相关的磁场传感器上且由此相对于负载电路导体7固定其位置，见图6和7。

图6和图7示出了根据本发明的功率半导体组件的第二设计的其它细节。这种具有功率电子开关的功率半导体组件能够特别被设计成具有多个功率半导体部件的功率半导体组件，所述功率半导体组件以电路兼容方式被布置在基板上并且与以下部件导电地电连接：导向外部的连接元件，特别是负载连接导体，以及外壳。

此处，仅示出功率半导体组件的一个负载连接导体7，并且所述一个负载连接导体7仅是局部的。负载连接导体7具有第一主面74和与第一主面74相反的第二主面76。这两个主面74、76分别经由辅面72连接。另外，此处负载连接导体7具有单侧限制部(即，从辅面开始)700，使得电路装置1与用于电路装置1的夹持装置8共同占据了功率半导体组件内的最小量空间。

如已经在图1中描述的，此处的第一磁场传感器4被布置在电路装置1的柔性印刷电路板2的第一传感器部分24上。该第一传感器部分24又被布置在负载连接导体7的第一主面74的一部分上。

如已经在图1中描述的，此处的第二磁场传感器6被布置在电路装置1的柔性印刷电路板2的第二传感器部分26上。该第二传感器部分26又被布置在负载连接导体7的第二主面76的一部分上。

使用柔性印刷电路板2的连接部分22将第一传感器部分24连接到第二传感器部分26，该柔性印刷电路板2被布置在负载连接导体7的限制部700中并且由此包围负载连接导体7的辅面72。

为了固定磁场传感器4、6的位置，柔性导电迹线2的各自相关联的传感器部分24、26具有定位装置284、286。属于第一传感器部分24的第一定位装置284被设计为圆形凹部并且与同样被设计为圆形凹部的属于第二传感器部分26的第二定位装置286齐平对准。第一和第二定位装置284、286被布置在负载连接导体7的辅面的与辅面72相反的区域中，在辅面72上布置有柔性印刷电路板2的连接部分22。

如在图4和图5中描述的，夹持装置8通过位于柔性印刷电路板2的相关联的传感器部分24、26上的马镫状部分84、86，以及包围连接部分22的弹簧部分82将磁场传感器4、6固定在磁场传感器4、6的适当位置处。

此外，锁定装置88的销状部分880穿过传感器部分24、26的相关联的第一和第二定位装置284、286突出。因此，同时，锁定装置88的销状部分880也形成了第三定位装置。

锁定装置88的销状部分880因此形成了搭扣配合件的一部分，所述部分接合在邻接部882中，此处邻接部882是夹持装置8的第一马镫状部分84的一部分。

而且，在图4和图5中描述的夹持装置8具有压力元件840、860，在夹持装置8的被布置的并且闭合的状态下，压力元件840、860压在磁场传感器4、6的外壳上，并且因此也提供了对于传感器部分24、26的机械固定。