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DE4105152A1 - Elektronische schaltungsanordnung - Google Patents

Elektronische schaltungsanordnung

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DE4105152A1
DE4105152A1 DE4105152A DE4105152A DE4105152A1 DE 4105152 A1 DE4105152 A1 DE 4105152A1 DE 4105152 A DE4105152 A DE 4105152A DE 4105152 A DE4105152 A DE 4105152A DE 4105152 A1 DE4105152 A1 DE 4105152A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige elektronische Schaltungsanordnung ist aus der DE 37 23 209 A1 bekannt. Diese bekannte Schaltungsanordnung weist elektrisch isolierende Substrate für zu kühlende Halbleiterelemente sowie einen elektrisch isolierenden Träger auf, der als Sammelkontaktelement ausgebildet ist. In das Sammelkontaktelement kann eine Leiterverbundstruktur eingeschlossen sein. Das bedingt einen nicht zu vernachlässigenden Herstellungsaufwand. Desweiteren bedingt diese bekannte Schaltungsanordnung deshalb einen nicht zu vernachlässigenden Herstellungsaufwand, weil das Sammelkontaktelement aus einem sockelförmigen Unterteil und einem schaftförmigen Oberteil ein spezielles Formwerkzeug erfordert. Außerdem ist festzuhalten, daß bei dieser bekannten Schaltungsanordnung die zu den Halbleiterelementen zugehörigen Kontaktflächen auf der dem elektrisch isolierenden Träger zugewandten, d. h. nur an einer Seite des Substrates vorgesehen sind, was die Flexibilität der Anschlußtechnik zwischen Substrat und Träger beeinträchtigt.
Aus der DE 36 28 556 C1 ist eine Halbleiteranordnung bekannt, bei welcher mindestens ein Halbleiterelement mit Stromleiterteilen auf einer Grundplatte bzw. einem Substrat angebracht und in eine Isolierstoffmasse eingekapselt ist. Die Stromleiterteile sind als Kontaktstücke zur Druckkontaktierung ausgebildet und ragen auf der von der Grundplatte abgewandten Seite der Halbleiteranordnung aus der Isolierstoffmasse heraus. Die aus Grundplatte und Halbleiterelementen mit Stromleiterteilen in Isolierstoffkapselung gebildete Halbleiteranordnung ist zwischen einem unter der Grundplatte angeordneten Kühlkörper und einer auf den Kontaktstücken angeordneten Kontaktplatte loslösbar druckkontaktiert. Dort sind die Kontaktstücke von dem/jedem Halbleiterelement getrennt auf der Grundplatte angeordnet. Außerdem ist dort die Druckkontaktierung der Kontaktstücke außerhalb der Isolierstoffkapselung und ist eine allen Kontaktstücken gemeinsame Kontaktplatte vorgesehen.
Bei elektronischen Bauelementen bzw. Anordnungen sind Isolierstoffkapselung in Form eines sog. Hartvergusses allgemein bekannt; ein solcher Hartverguß verursacht bezgl. der Funktion einer solchen Anordnung diverse Mängel, die z. B. daraus resultieren, daß durch die Schrumpfung des Vergußmaterials bei dessen Aushärtung an den im Vergußmaterial befindlichen Verbindungselementen Zugspannungen entstehen können, die im Extremfall zu einem Bruch der Verbindungselemente führen können. Außerdem ist durch ein solches Schrumpfen des Vergußmaterials nicht sicher auszuschließen, daß es zu einer Verbiegung des zu dem mindestens einen Halbleiterelement zugehörigen elektrisch isolierenden Substrates kommt, wodurch die Auflagefläche des Substrates auf dem Kühlkörper reduziert und folglich eine gleichmäßige Kühlung des mindestens einen Halbleiterelementes zumindest beeinträchtigt oder im Extremfall verhindert wird. Außerdem kann durch Wärmehärtung des Vergußmaterials, d. h. der Isolierstoffkapselung, nicht sicher ausgeschlossen werden, daß es zu Temperaturspannungen kommt, die sich insbes. auf temperaturempfindliche Bauelemente wie bspw. Silizium- Halbleiterelemente nachteilig auswirkt. Außerdem legen starre metallische Verbindungselemente bzw. Kontaktstücke der oben genannten Art eine Bauelemente-Geometrie fest, die den Vorschriften bzgl. elektrischer Kriechstromfestigkeit an Luft genügen muß. Das bedeutet, daß insbes. die Abstände der Verbindungselemente zu potentialfreien Kühlflächen von Kühlkörpern ein vorgeschriebenes Mindestmaß nicht unterschreiten können. Starre metallische Verbindungselemente weisen ferner den Mangel auf, daß durch sie die Induktivität der Schaltungsanordnung üblicherweise vergrößert, d. h. negativ beeinflußt wird. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß die Größe der Induktivität der Schaltungsanordnung für die bei Schaltvorgängen auftretenden Überspannungen verantwortlich ist, nachdem die induzierte Spannung bekanntermaßen zur Induktivität direkt proportional ist.
Werden die starren Verbindungselemente der bekannten, oben erwähnten Schaltungsanordnungen ihrerseits wiederum mit starren Kontaktelementen wie Stromschienen o. dgl. verbunden, so sind infolge mechanischer Abmessungstoleranzen Zugspannungen auf die starren Verbindungselemente sowie auf die Befestigung der Bauelemente nicht sicher auszuschließen, wodurch Probleme in der Zuverlässigkeit der Kontaktverbindungen hervorgerufen werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach ausgebildet und einfach herstellbar ist, wobei die oben erwähnten Mängel wie Zugspannungen an den Verbindungselementen, ungleichmäßige Kühlung des mindestens einen Halbleiterelementes, Temperaturspannungen an temperaturempfindlichen Halbleiterelementen oder induktivitätsbedingt unzulässig hohe Überspannungen bei Schaltvorgängen vermieden werden, und bei welcher insbes. die Anschlußtechnik flexibel an die jeweiligen konstruktiven und elektrischen Notwendigkeiten einer Schaltung anpaßbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gesamtheit der Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der erfindungsgemäßen elektronischen Schaltungsanordnung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ergeben sich die Vorteile, daß ihre Ausfallwahrscheinlichkeit, die bekanntermaßen proportional ist zur Anzahl der miteinander verbundenen Bauelemente, vergleichsweise klein ist, daß sich die Halbleiterelemente thermisch nicht gegenseitig negativ beeinflussen, daß kein Isolierstoff-Hartverguß zur Anordnung gelangt, und daß insbes. die Anschlußtechnik zwischen dem/jedem Halbleiterelement und dem/jedem zugehörigen Träger für die entsprechende Schaltung des entsprechenden Halbleiterelementes flexibel an die konstruktiven und elektrischen Gegebenheiten der Schaltungsanordnung angepaßt werden kann. Außerdem ergibt sich ein kompakter Aufbau der Schaltungsanordnung mit geringer Induktivität, so daß die durch solche Induktivitäten bedingten bzw. induzierten Überspannungen bei Schaltvorgängen relativ klein sind. Ein erheblicher Vorteil wird auch darin gesehen, daß die einzelnen Elemente der Schaltungsanordnung vor ihrer endgültigen Zusammenschaltung einzeln vorprüfbar sind, bzw. daß die einzelnen Elemente der Schaltungsanordnung zum Zwecke der Reparierbarkeit der Anordnung einzeln und zeitsparend demontierbar sind bzw. funktionsgerecht zusammengebaut werden können.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen elektronischen Schaltungsanordnung. Es zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausbildung der Schaltungsanordnung,
Fig. 2 eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Schaltungsanordnung in Blickrichtung von vorne,
Fig. 3 eine Ansicht einer Schaltungsanordnung von oben, und
Fig. 4 einen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform der Schaltungsanordnung.
Fig. 1 zeigt in einer Schnittdarstellung eine elektronische Schaltungsanordnung 10 mit einem Kühlkörper 12, der mit Kühlrippen 14 ausgebildet ist. Selbstverständlich kann der Kühlkörper 12 auch beliebig anders, bspw. als ebene Kühlplatte o. dgl. ausgebildet sein. Der Kühlkörper 12 ist mit einer Kühl- bzw. Auflagefläche 16 ausgebildet. Am Kühlkörper 12 ist in an sich bekannter Weise ein elektrisch isolierendes Substrat 18 befestigt, bei dem es sich um ein Plättchen aus einem gesinterten Keramikmaterial wie bspw. Aluminiumoxid o. dgl. handelt. Auf der dem Kühlkörper 12 zugewandten Unterseite ist das Substrat 18 mit einer Metallschicht 20 versehen, die großflächig an der Kühl- bzw. Auflagefläche 16 des Kühlkörpers 12 anliegt, um zwischen dem Substrat 18 und dem Kühlkörper 12 eine gute gleichmäßige Wärmeleitung zu bewerkstelligen. Auf der der Metallschicht 20 gegenüberliegenden Oberseite ist das Substrat 18 mit Kontaktflächen 22 versehen, die am Substrat 18 wie die Metallschicht 20 festhaftend vorgesehen sind. Die Kontaktflächen 22 sind entlang des Umfangsrandes des Substrates 18 bzw. in der Nachbarschaft eines Halbleiterelementes 24 voneinander beabstandet vorgesehen. Das Halbleiterelement 24 ist auf der Oberseite des elektrisch isolierenden Substrates 18 in an sich bekannter Weise fixiert. Bei dem Halbleiterelement 24 handelt es sich bspw. um ein temperaturempfindliches Silizium-Halbleiterelement o. dgl. Das Halbleiterelement 24 weist Kontaktflächen 25 auf, die mit den Kontaktflächen 22 und/oder mit den Anschlußflächen 56, 58 bzw. 60, 62 (sh. Fig. 3) mittels Bond-Drähten 26 o. dgl. kontaktiert sind.
Das elektrisch isolierende Substrat 18 ist am Kühlkörper 12 thermischleitend loslösbar befestigt, was durch ein Schraubelement 28 und durch eine Mittellinie 30 mindestens eines weiteren (nicht gezeichneten) Schraubelementes angedeutet ist. Die Schraubelemente 28 weisen von den Kontaktflächen 22, des Substrates 18 einen ausreichend großen Abstand auf, um die erforderliche Spannungsfestigkeit zu gewährleisten.
Am Kühlkörper 12, d. h. auf der Kühl- bzw. Auflagefläche 16 des Kühlkörpers 12 ist in einem kleinen Abstand in unmittelbarer Nähe des Substrats 18 von diesem getrennt ein elektrisch isolierender Träger 32 angeordnet, der mittels Befestigungselementen am Kühlkörper 12 loslösbar fixiert ist.
Von diesen Befestigungselementen, bei denen es sich bspw. ebenfalls um Schraubelemente handelt, sind in dieser Figur nur die Mittellinien 34 angedeutet. Der elektrisch isolierende Träger 32 weist Anschlußflächen 36, von denen in der Schnittdarstellung gem. Fig. 1 nur eine ersichtlich ist, sowie Leiterbahnen 38 für eine Steuerschaltung 40 auf. Bauelemente der Steuerschaltung 40 sind mit den Bezugsziffern 42, 44 und 46 bezeichnet. Der Träger 32 weist außerdem Anschlußflächen 56, 58 von Anschlußschienen einer Schaltung 70 auf, die voneinander einen kleinen Abstand besitzen, um eine minimale Induktivität zu gewährleisten. Die beiden Anschlußschienen der Schaltung 70 sind gegeneinander mittels einer Isolierschicht 64 elektrisch isoliert.
In Fig. 1 ist auf der linken Seite ein Verbindungselement 48 gezeichnet, durch das zwischen einer zum Halbleiterelement 24 zugeordneten Kontaktfläche 22 und einer Anschlußfläche 58 der einen Anschlußschiene der Schaltung 70 z. B. durch Bonden eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt wird.
Die am elektrisch isolierenden und gut wärmeleitenden Substrat 18 vorgesehenen Kontaktflächen 22 und/oder die am Halbleiterelement 24 vorgesehenen Kontaktflächen 25 (sh. auch Fig. 4) sind mit den zugehörigen, am mindestens einen elektrisch isolierenden Träger 32 vorgesehenen Anschlußflächen 36; 56, 58; 60, 62 (sh. Fig. 3) mittels Verbindungselementen 48 elektrisch leitend verbunden, wobei in Fig. 1 ein loslösbares Verbindungselement 48 angedeutet ist, mit welchem durch Druckkontaktierung mittels Schraubelementen 50 zwischen der entsprechenden Kontaktfläche 22 und einer zugehörigen Anschlußfläche 36 die elektrisch leitende, induktionsarme Verbindung hergestellt ist. Die Schraubelemente 50 sind hierbei durch ein Sockelelement 52 durchgeschraubt, das bspw. vom Kühlkörper 12 elektrisch isoliert wegsteht.
Die in Fig. 2 angedeutete elektronische Schaltungsanordnung 10 unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeichneten Ausbildung der Schaltungsanordnung 10 insbes. dadurch, daß der Träger 32 für die Steuerschaltung 40 mit einer Steckerleiste 54 kombiniert ist, die in der Nachbarschaft des Substrates 18 angeordnet und in welche der Träger 32 zur Kontaktierung eingesteckt ist. Die Verbindungselemente 48 zwischen den zum Substrat 18 für das Halbleiterelement 24 zugehörigen Kontaktflächen 22 und den zum Träger 32 bzw. zur Steckerleiste 54 zugehörigen Anschlußflächen 36 sind bei der in Fig. 2 verdeutlichten Ausbildung der Schaltungsanordnung 10 miteinander flexibel stoffschlüssig, d. h. bspw. durch Bonden flexibler Verbindungsleitungen verbunden. In Fig. 2 wurde auf die Darstellung von Anschlußschienen o. dgl. verzichtet, was jedoch nicht bedeuten soll, daß nicht auch bei dieser Ausbildung entsprechende Anschlußschienen bzw. Schienenelemente von Schaltungen 70, 72 vorhanden sein können.
Gleiche Einzelteile sind in den Fig. 1 und 2 mit denselben Bezugsziffern bezeichnet, so daß es sich erübrigt, in Verbindung mit Fig. 2 auf alle diese Einzelheiten noch einmal detailliert einzugehen.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausbildung der elektronischen Schaltungsanordnung 10, wobei aus dieser Figur in einer Ansicht von oben der Kühlkörper 12 bzw. ein auf den Kühlkörper 12 angeordnete elektrisch isolierender Träger 32 mit einzelnen Substraten 18 entsprechenden Ausnehmungen ersichtlich ist. Auf dem Träger 32 sind in einem kleinen Abstand übereinander und voneinander elektrisch isoliert Anschlußflächen 56, 58 aufweisende Anschlußschienen der Schaltung 70 bzw. Schienenelemente 60 und 62 der Schaltung 72 vorgesehen. An den einzelnen elektrisch isolierenden Substraten 18 sind Halbleiterelemente angeordnet, die mittels flexibler Verbindungselemente 48 stoffschlüssig mit zugehörigen Anschlußflächen 36; 56, 58; 60, 62 kontaktiert sind. Durch die flächige Ausbildung der Substrate 18 bzw. ihrer Kontaktflächen 22, sowie der Anschlußflächen 36; 56, 58; 60, 62 am mindestens einen elektrisch isolierenden Träger 32 ergibt sich der bereits mehrfach erwähnte Vorteil einer flexiblen Anschlußtechnik, die an die konstruktiven und elektrischen Notwendigkeiten der entsprechenden Schaltungsanordnung 10 wunschgemäß anpaßbar ist. Desgleichen ist es - wie ohne weiteres ersichtlich ist - einfach möglich, die einzelnen Elemente der Schaltungsanordnung 10 zu Reparaturzwecken einzeln demontieren zu können, bzw. demontierte Elemente durch ungebrauchte neue bzw. funktionstüchtige Elemente zu ersetzen und diese zeitsparend in die Schaltungsanordnung 10 funktionsgerecht einzubauen. Auf einen Hartverguß kann also verzichtet werden. Im Bedarfsfall kann zumindest partiell flächig ein Weichverguß vorhanden sein.
Fig. 4 zeigt in einem vergrößerten Maßstab eine weitere Ausführungsform der Schaltungsanordnung 10, wobei der Kühlkörper 12 sowie elektrisch isolierende Träger 32 nur abschnittweise angedeutet sind. Auf der Kühl- bzw. Auflagefläche 16 des Kühlkörpers 12 ist in an sich bekannter Weise ein elektrisch isolierendes Substrat 18 thermisch leitend angeordnet. Zu diesem Zweck ist das elektrisch isolierende Substrat 18 an seiner Unterseite mit einer Metallschicht 20 ausgebildet, mit welcher das Substrat 18 großflächig am Kühlkörper 12 anliegt. Auf der Oberseite weist das elektrisch isolierende Substrat 18 fest haftende Metallschichten auf, welche zum Halbleiterelement 24 zugehörige Kontaktflächen 22 bilden. Das Halbleiterelement 24 weist Kontaktflächen 25 auf. Zwei Kontaktflächen 25 sind mittels Bonddrähten 26 mit zum Halbleiterelement 24 zugehörigen Kontaktflächen 22 elektrisch leitend verbunden. Die auf der rechten Seite gezeichnete Kontaktfläche 22, d. h. die zum rechts abschnittweise angedeuteten Träger 32 benachbarte Kontaktfläche 22 ist mittels eines flexiblen Verbindungselementes 48 induktionsarm mit einer am Träger 32 vorgesehenen Anschlußfläche 36 elektrisch leitend verbunden. Entsprechend ist die auf der linken Seite gezeichnete und zum Halbleiterelement 24 zugehörige Kontaktfläche 22 mittels eines Verbindungselementes 48 mit einer Anschlußfläche 56 einer Schaltung 70 induktionsarm kontaktiert. Die Anschlußfläche 56 ist an einer ersten Anschlußschiene vorgesehen, die mittels eines Trägers 32 von einer Anschlußflächen 58 aufweisenden zweiten Anschlußschiene elektrisch isoliert ist. Anstelle eines Trägers 32 kann selbstverständlich zwischen den die Anschlußflächen 56, 58 aufweisenden Schienenelementen der Schaltung 70 auch eine Isolierschicht 64 (sh. Fig. 1) vorgesehen sein. An der Schaltung 70 ist ein zur Glättung von Spannungsspitzen vorgesehenes kapazitives Schaltungselement 74 vorgesehen.
Aus Fig. 4 ist auch ersichtlich, daß die Kontaktflächen 25 des Halbleiterelementes 24 auch direkt mittels eines Verbindungselementes 48 mit einer zugehörigen Anschlußfläche 36 der Schaltung 40 elektrisch leitend verbunden sein können.
In Fig. 4 ist mit der Bezugsziffer 76 ein Isoliermaterial bezeichnet, das zumindest das Halbleiterelement 24 und die zugehörigen Abschnitte der Verbindungselemente 48 und der Bonddrähte 26 bedeckt. Bei dem Isoliermaterial 76 handelt es sich vorzugsweise um ein nachgiebiges Isoliermaterial 76, das an der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 10 derart vorgesehen ist, daß es sein Volumen druckfrei ungehindert verändern kann. Das Isoliermaterial 76 kann auch ein Isolierlack o. dgl. sein. Von Wichtigkeit ist nur, daß die Verbindungselemente 26, 46 zugspannungsfrei sind.

Claims (10)

1. Elektronische Schaltungsanordnung mit einem Kühlkörper (12), an dem thermisch leitend mindestens ein elektrisch isolierendes Substrat (18) mit mindestens einem stoffschlüssig angeordneten, zu kühlenden Halbleiterelement (24) und dem/jedem Halbleiterelement (24) zugeordneten Kontaktflächen (22) angeordnet ist, und die Schaltungsanordnung (10) mindestens einen elektrisch isolierenden Träger (32) mit Anschlußflächen (36; 56, 58; 60, 62) für eine zu dem/jedem Halbleiterelement (24) zugehörige Schaltung (40; 70; 72) aufweist, wobei zumindest das Substrat (18) aus einem gut wärmeleitenden Material besteht und das/jedes Halbleiterelement (24) mit der zugehörigen Schaltung (40; 70, 72) mittels Verbindungselementen (48) kontaktiert ist, gekennzeichnet durch die Gesamtheit der Merkmale, daß am Halbleiterelement (24) vorhandene Kontaktflächen (25) direkt mit Anschlußflächen (36; 58, 58; 60, 62) der Schaltung (40; 70; 72) und/oder daß die dem Halbleiterelement (24) zugeordneten Kontaktflächen (22) mit Anschlußflächen (36; 56, 58; 60, 62) mittels der Verbindungselemente (48) verbunden sind, wobei mindestens ein Teil der Kontaktflächen (22) entlang des Umfangsrandes des Substrates (18) und/oder daß mindestens ein Teil der Kontaktflächen (22) in der Nachbarschaft des entsprechenden Halbleiterelementes (24) zur Kontaktierung des/jedes Halbleiterelementes (24) vorgesehen sind, und daß der Träger (32) zum Substrat (18) eng benachbart und von diesem getrennt vorgesehen ist, und daß mindestens das Halbleiterelement (24) und die zugehörigen Abschnitte der Verbindungselemente (26, 48) mit einem Isoliermaterial (76) bedeckt sind, welches sein Volumen druckfrei ungehindert verändern kann.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (48) zwischen den Anschlußflächen (36; 56, 58; 60, 62) und den zugehörigen Kontaktflächen (22, 25) induktionsarm ausgebildet sind.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (48) mit dem Träger (32) und mit dem Substrat (18) zugspannungsfrei verbunden sind.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (22, 25) mit den zugehörigen Anschlußflächen (36; 56, 58; 60, 62) mittels flexibler Verbindungselemente (48) stoffschlüssig verbunden sind.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (22) mit den zugehörigen Anschlußflächen (36; 56, 58; 60, 62) mittels loslösbarer Verbindungselemente (48) durch Druckkontaktierung verbunden sind.
6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. jedes Substrat (18) am Kühlkörper (12) loslösbar bzw. einzeln loslösbar angeordnet ist.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (32) für die Schaltung (40; 70; 72) aus einem im Vergleich zum Substrat (18) schlecht wärmeleitenden Material besteht.
8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußflächen (56, 58) an Anschlußschienen der Schaltung (70) vorgesehen sind, die eng benachbart und voneinander mittels einer Isolierschicht (64) elektrisch isoliert sind.
9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial (76) nachgiebig ist.
10. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Anschlußflächen (56, 58) kapazitive Schaltungselemente (74) induktionsarm angebracht sind.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20019053U1 (de) 2000-11-09 2001-02-08 Robert Bosch Gmbh, 70469 Stuttgart Kühlkörper-Leiterbahnen-Anordnung
EP1786035A2 (de) * 2005-11-09 2007-05-16 Semikron Elektronik GmbH & Co. KG Patentabteilung Schaltungseinrichtung, insbesondere Frequenzumrichter

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3412296A1 (de) * 1984-04-03 1985-10-03 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Hybridschaltung in multilayer-technik
DE2742882C2 (de) * 1977-09-23 1986-10-09 Blaupunkt-Werke Gmbh, 3200 Hildesheim Elektronisches Bauelement
DE3723209A1 (de) * 1987-07-14 1989-01-26 Semikron Elektronik Gmbh Halbleiteranordnung
DE3836002A1 (de) * 1988-05-26 1989-11-30 Bergquist Co Unterlagschicht mit weicher oberflaeche fuer halbleiterbauteile

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2742882C2 (de) * 1977-09-23 1986-10-09 Blaupunkt-Werke Gmbh, 3200 Hildesheim Elektronisches Bauelement
DE3412296A1 (de) * 1984-04-03 1985-10-03 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Hybridschaltung in multilayer-technik
DE3723209A1 (de) * 1987-07-14 1989-01-26 Semikron Elektronik Gmbh Halbleiteranordnung
DE3836002A1 (de) * 1988-05-26 1989-11-30 Bergquist Co Unterlagschicht mit weicher oberflaeche fuer halbleiterbauteile

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20019053U1 (de) 2000-11-09 2001-02-08 Robert Bosch Gmbh, 70469 Stuttgart Kühlkörper-Leiterbahnen-Anordnung
EP1786035A2 (de) * 2005-11-09 2007-05-16 Semikron Elektronik GmbH & Co. KG Patentabteilung Schaltungseinrichtung, insbesondere Frequenzumrichter
EP1786035A3 (de) * 2005-11-09 2010-07-07 Semikron Elektronik GmbH & Co. KG Patentabteilung Schaltungseinrichtung, insbesondere Frequenzumrichter

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