电路板组件、用于冷却风扇模块的控制装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电路板组件。本发明还涉及一种用于机动车辆的冷却风扇模块的控制装置，并且涉及用于将功率半导体元件安装于电路板上的方法。
【背景技术】
[0002]通常被称为PCB(印刷电路板)的电路板是用于电气和电子元件的支撑件。它被使用于机械地紧固且电连接电气和电子元件。除了更多或更少的复杂的模拟和数字集成电路，诸如功率(半导体)元件的分开的元件可被布置在电路板上。在功率电子器件中，功率半导体元件被设计用于控制且切换高电流和/或电压。
[0003]这些功率半导体元件的可靠的操作需要的是，在操作期间产生的热量被驱散。所产生的热能量通常被传导到散热器，散热器设置于功率半导体元件的壳体中，并且通过壳体的外侧将能量散发到环境中。对于冷却来说至关重要的是，该散热器被热耦合到电路板，或者散热器被设置在电路板上。如果所产生的热能量没有被有效地驱散，它可引起电路板上以及元件中的热量累积。
[0004]结果是，所使用的功率半导体元件以不希望的方式迅速退化，并且这可导致功率半导体元件的功能障碍或故障。
[0005]当使用这种引线框架作为用于发散所产生的热能量的散热器时，功率半导体元件可通过其外部端子被直接焊接到引线框架。这里，引线框架执行低电阻电流传导功能以及用于有效地冷却功率半导体元件的热分布和散热功能。
[0006]该功率半导体元件通常仅具有单个功率输出端子，通过该单个功率输出端子，用于操作负载的功率电流被传导到外部。该输出端子被电连接且机械连接到接触表面，接触表面借助单个焊接接头被布置在电路上。由于该焊接接头具有相对较小的横截面，在该窄点产生了由该处产生的电阻引起的相对高量级的功率损耗，其功率损耗最终较大或较小程度上地加热了输出端子和焊接接头。用于切换或操作负载的由功率半导体元件产生的输出电流越高，和/或输出端子的有效横截面越小，则电阻以及由功率损耗引起的相关的热量量级越高。
[0007]出于这个理由，多个输出端子被使用在设计用于高输出电流的功率半导体元件中，以增加输出电流的有效横截面，并且因此减少由输出端子产生的电阻。然而，结果是在引线框架上的安装变得更困难。
[0008]安装的一个方面在于以针对性的方式将设置有多个输出端子的功率半导体元件放在用于该目的的接触端子上。虽然对于仅一个输出端子和一个控制端子来说，这依然相对地简单，但对于多个输出端子和控制端子来说，它变得难度加大，尤其如果输出端子和控制端子被直接地布置成彼此相邻，并且相对接触表面以及在输出端子和控制端子之间的距离相对较小。
[0009]进一步的方面在于，在接触表面上需要大量的焊接材料用于接触多个输出端子。结果是，具有额外的风险，即焊接材料会从用于输出端子的接触表面溢流到用于控制端子的接触表面上，尤其是如果两个接触表面被布置得彼此非常接近时。由于所述材料流到一起，在接触端子之间产生不期望的短路，其结果是，功率半导体元件将变得不能运行。
【发明内容】
[0010]在这种背景下，本发明所解决的问题是提供一种能更容易地安装在电路板上的功率半导体元件。
[0011]根据本发明，该问题通过具有权利要求1的特征的电路板组件和/或通过具有权利要求14的特征的控制装置和或通过具有权利要求15的特征的方法来解决。
[0012]因此，提供一种电路板组件，其包括电路板，该电路板包括从中电隔离的第一焊接区域和第二焊接区域，并且还包括被布置在焊接区域之间并且从焊接区域凸起的隔离板；功率半导体元件，功率半导体元件包括具有输出端子侧的壳体，至少一个控制端子和多个输出端子从输出端子侧突出，至少一个控制端子和多个输出端子被大致彼此相邻地布置在输出端子侧上，控制端子在电学上且在机械上被连接到第一焊接区域，并且输出端子被电连接且机械连接到第二焊接区域，并且控制端子通过突起的隔离板与输出端子分隔。
[0013]在这种情况下，“在电学上”表示具有在相关的端子和焊接区域之间具有电接触。在这种情况下，“在机械上”表示在相关的端子和焊接区域之间具有焊接接触。
[0014]在这种情况下，第一焊接区域形成控制端子，通过控制端子，控制信号能被耦合到功率半导体元件。第二焊接区域形成输出端子，通过输出端子，负载被连接到功率半导体元件并且由此被操作，例如电动马达、冷却风扇马达、整流电路、逆变器电路等被操作。
[0015]本发明的基本概念在于，在被设置用于功率半导体元件的控制端子和输出端子的焊接区域之间旨在特别地设置隔离板。该隔离板从焊接区域的相应的表面凸出，以致它作为流动障碍物，并且如此防止被施加于第一或第二焊接区域的焊接材料能够接触其他焊接区域。以这种方式，借助隔离板有效地防止彼此相邻的焊接区域流到一起。
[0016]通常，如果这些输出端子被布置的非常靠近彼此，如果焊接表面因此较小和/或如果焊接表面的空间非常小，焊接被彼此相邻地布置到相同的焊接表面的多个输出端子是特别复杂的。设置隔离板给出了有效的障碍物，并且这尤其显著地简化了放置和焊接。
[0017]由于以这种非常简单但尽管如此非常有效的方法能防止焊料在第一和第二焊接区域之间流到一起，由焊料流到一起所引起的电路短路也不会在控制端子和输出端子之间发生，电路短路会直接导致相应的功率半导体元件故障。因此所导致的废品率减少，其结果是，被布置在电路板上的功率半导体元件能更经济有效地被生产。
[0018]在额外的从属权利要求中以及在参考绘制的附图的描述中可发现有益的实施方式和发展。
[0019]在特别优选的实施方式中，至少一个输出端子被缩短。该输出端子被称为虚输出端子，并且与剩余的输出端子不同，在电学上且在机械上与第二焊接区域分离。虚输出端子能以多种方式被缩短，例如早在功率半导体元件的生产期间。然而，虚输出端子特别优选地被设计为被折断、切断、冲切、分离、弯曲远离等。有益的是，虚输出端子也可在后面产生，即，在功率半导体元件被制造之后，以便具有被彼此相邻地布置的输出端子和控制端子的传统功率半导体元件能被使用，并且仅随后通过缩短转换虚输出端子。
[0020]在特别优选的实施方式中，虚输出端子被布置为与控制端子相邻。当安装时，虚输出端子在隔离板的区域中。通常，仅设置单个共享控制端子，其还被布置在输出端子的列的外侧上。在这种情况下，虚输出端子一定程度上形成了在控制端子和剩余的输出端子之间的隔离。
[0021]在优选的实施方式中，从焊接区域的表面凸出的隔离板具有至少与缩短的虚输出端子的宽度一致的宽度。以这种方式，在控制端子和剩余的输出端子被焊接到相应的焊接区域的安装状态中，能够在垂直方向上从隔离板隔开。如此隔离板限定了在控制端子和输出端子之间的空间。通常，隔离板具有从0.1毫米到2毫米的范围的宽度，优选地是与引线框架的宽度一致的宽度，也就是0.5毫米到1.0毫米。
[0022]在额外或可选的实施方式中，隔离