WO2025237709A1

WO2025237709A1 - Module, in particular fuse module, and contact system

Info

Publication number: WO2025237709A1
Application number: PCT/EP2025/062179
Authority: WO
Inventors: Thomas Uhland; Guenter Gera; Daniel Zielinski; Udo Hennel; Norbert Sieber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2024-05-17
Filing date: 2025-05-05
Publication date: 2025-11-20
Anticipated expiration: 2026-11-17
Also published as: DE102024204567A1

Abstract

The invention relates to an electronic module, in particular a fuse module, comprising a housing and at least two busbars accommodated in the housing, and at least one controllable switch, in particular a semiconductor switch, wherein the busbars can be separably connected to one another by means of at least one switch, in particular a controllable switch. The housing of the module has at least two housing shells. The housing shells together enclose a cavity, the module having a circuit carrier, in particular a printed circuit board, accommodated in the cavity. The busbars are integrally bonded, in particular by surface soldering, to the circuit carrier. The busbars are each thermally conductively connected to one of the housing shells by means of a contact surface facing away from the circuit carrier.

Description

Beschreibung Description

Titel Title

Modul, insbesondere Sicherungsmodul, und Kontaktsystem Module, in particular fuse module, and contact system

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Modul, insbesondere Sicherungsmodul, mit einem Gehäuse und wenigstens zwei in dem Gehäuse aufgenommener Stromschienen, und wenigstens einem steuerbar ausgebildeten Schalter, insbesondere Halbleiterschalter, wobei die Stromschienen mittels wenigstens eines insbesondere steuerbaren Schalters miteinander trennbar verbunden werden können. The invention relates to an electronic module, in particular a fuse module, with a housing and at least two busbars received in the housing, and at least one controllable switch, in particular a semiconductor switch, wherein the busbars can be disconnected from each other by means of at least one, in particular controllable, switch.

Aus der EP2 043412 A1 ist eine Stromschiene mit Wärmeableitung bekannt, welche über ein Wärmeleitelement sowohl in elektrischem, als auch in thermischem Kontakt mit einem Halbleiterschalter steht. From EP2 043412 A1 a busbar with heat dissipation is known which is in electrical and thermal contact with a semiconductor switch via a heat-conducting element.

Erfindungsgemäß weist das Gehäuse des Moduls der eingangs genannten Art wenigstens zwei Gehäuseschalen auf. Die Gehäuseschalen umschließen gemeinsam einen Hohlraum, wobei das Modul einen in dem Hohlraum aufgenommenen Schaltungsträger, insbesondere Leiterplatte aufweist. Die Stromschienen sind mit dem Schaltungsträger stoffschlüssig verbunden, insbesondere oberflächenverlötet. Die Stromschienen sind jeweils mit einer von dem Schaltungsträger abweisenden Kontaktfläche mit einer Gehäuseschale der Gehäuseschalen wärmeleitfähig verbunden. According to the invention, the housing of the module of the type mentioned above comprises at least two housing shells. The housing shells together enclose a cavity, the module having a circuit carrier, in particular a printed circuit board, received in the cavity. The busbars are metallurgically bonded to the circuit carrier, in particular by surface soldering. The busbars are each thermally connected to a housing shell of the housing shells via a contact surface that is inward-facing from the circuit carrier.

Vorteilhaft kann so ein elektronisches Modul gebildet sein, welches mit dem Schaltungsträger, insbesondere einer Leiterplatte, große Ströme schaltbar führen kann. Vorteilhaft kann so die in den Stromschienen erzeugte Verlustwärme mit einem direkten, insbesondere unmittelbaren, elektrisch isolierten Kontakt an das Gehäuse des Moduls, insbesondere an eine Gehäuseschale, abgegeben werden. Die mit der Stromschiene wärmeleitfähig verbundene Gehäuseschale ist wenigstens zum Teil oder vollständig bevorzugt aus einem Metall, insbesondere Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, oder einem wärmeleitenden, insbesondere partikelgefüllten Kunststoff gebildet. Die Partikel können Keramikpartikel und/oder Kohlenstoffpartikel sein. Vorteilhaft kann das Gehäuse so einen Kühlkörper und/oder eine EMV Abschirmung ausbilden. Advantageously, such an electronic module can be formed which, with the circuit carrier, in particular a printed circuit board, can switch large currents. Advantageously, the waste heat generated in the busbars can thus be dissipated via a direct, in particular immediate, electrically insulated contact to the module housing, in particular to a housing shell. The housing shell, which is thermally connected to the busbar, is preferably made at least partially or entirely of a metal, in particular aluminum or an aluminum alloy, or of a thermally conductive, in particular particle-filled, plastic. The particles can be ceramic particles and/or carbon particles. Advantageously, the housing can thus form a heat sink and/or EMC shielding.

In einer Variante des Moduls ist ein Teil der Gehäuses aus Kunststoff gebildet und ein weiterer mit der Stromschiene wärmeleitfähig verbundener Teil aus Metall, insbesondere Aluminium oder Kupfer. Vorteilhaft kann das Gehäuse so aufwandsgünstig bereitgestellt werden. In one version of the module, part of the housing is made of plastic, while another part, thermally connected to the busbar, is made of metal, particularly aluminum or copper. This design allows for a cost-effective housing.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Stromschienen jeweils mittels einer wärmeleitfähigen Isolierschicht von der Gehäuseschale elektrisch isoliert. Die elektrische Isolierschicht ist bevorzugt durch eine dielektrische Schicht gebildet. Weiter bevorzugt ist die Isolierschicht eine Polyimid-Folie. In a preferred embodiment, the busbars are each electrically insulated from the housing shell by means of a thermally conductive insulating layer. The electrical insulating layer is preferably formed by a dielectric layer. More preferably, the insulating layer is a polyimide film.

Vorteilhaft kann die Stromschiene so mit einer großen elektrischen Durchschlagfestigkeit gegen das Gehäuse elektrisch isoliert, und mit dem Gehäuse wärmeleitfähig verbunden sein. Advantageously, the busbar can be electrically insulated from the housing with high electrical dielectric strength and thermally connected to the housing.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Isolierschicht mittels eines insbesondere wärmeleitfähigen Klebstoffs mit der Stromschiene und/oder der Gehäuseschale verbunden. Der Klebstoff ist beispielsweise ein Silikonklebstoff. In a preferred embodiment, the insulating layer is bonded to the busbar and/or the housing shell by means of an adhesive, which is particularly thermally conductive. The adhesive is, for example, a silicone adhesive.

Weiter bevorzugt weist der Klebstoff elektrisch isolierende Distanzpartikel, insbesondere Glaskugeln, Keramikpartikel oder Kunststoffkugeln auf. Vorteilhaft kann so eine Mindestschichtdicke des Klebstoffs zwischen der Stromschiene und dem Gehäuse ausgebildet sein. The adhesive preferably comprises electrically insulating spacer particles, in particular glass spheres, ceramic particles, or plastic spheres. Advantageously, this allows for a minimum adhesive layer thickness between the busbar and the housing.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Moduls ist in der Gehäuseschale für wenigstens einen Teil oder für alle Stromschienen, jeweils eine Vertiefung oder ein in ein Gehäuseinneres weisender Vorsprung gebildet, die bis zur Stromschiene hin reicht. Die Vertiefung oder der Vorsprung ist beispielswiese mittels Tiefziehen, Prägen oder Umformen erzeugt. Vorteilhaft kann so eine Gehäusegeometrie gebildet sein, welche einer Topografie der mit dem Schaltungsträger, insbesondere der Leiterplatte verbundenen elektronischen Bauteile angepasst ist. In a preferred embodiment of the module, a recess or a projection extending into the interior of the housing is formed for at least some or all busbars, reaching up to the busbar. The recess or projection is produced, for example, by deep drawing, embossing, or forming. Advantageously, this can create a housing geometry that conforms to the topography of the busbar. Circuit carrier, especially adapted to electronic components connected to the circuit board.

Bevorzugt ist der Schaltungsträger eine insbesondere faserverstärkte Leiterplatte, insbesondere Epoxidharz-Leiterplatte oder FR4-Leiterplatte gebildet. Der Schaltungsträger kann in einer anderen Ausführungsform durch einen keramischen Schaltungsträger, insbesondere LTCC-Schaltungsträger (LTCC = Low- Temperature-Cofired-Ceramics), HTCC-Schaltungsträger (HTCC = High- Temperature- Cofired-Ceramics), oder einen keramischen Schaltungsträger, insbesondere DBC- Substrat (DBC = Direct-Copper-Bonded), oder IMS-Substrat (IMS = Insulated-Metal-Substrate), gebildet sein. Die Leiterplatte ist bevorzugt eine Multilayer Leiterplatte, die innenliegend eletrisch leitende Metallschichten, insbesondere Kupferschichten zur Stromleitung und/oder Wärmeleitung aufweist. Preferably, the circuit carrier is formed by a printed circuit board, particularly a fiber-reinforced board, especially an epoxy resin board or an FR4 board. In another embodiment, the circuit carrier can be formed by a ceramic circuit carrier, in particular an LTCC circuit carrier (LTCC = Low-Temperature Cofired Ceramics), an HTCC circuit carrier (HTCC = High-Temperature Cofired Ceramics), or a ceramic circuit carrier, in particular a DBC substrate (DBC = Direct Copper Bonded), or an IMS substrate (IMS = Insulated Metal Substrate). The printed circuit board is preferably a multilayer printed circuit board that has internally conductive metal layers, in particular copper layers, for current conduction and/or heat conduction.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Moduls weist der Schaltungsträger im Bereich der Stromschiene wenigstens ein elektrisch leitfähiges Inlay, und/oder elektrisch leitfähige, den Schaltungsträger jeweils durchsetzende Via-Kontakte, im Folgenden auch Durchkontaktierung genannt, auf. Die Via-Kontakte, und/oder das Inlay sind jeweils mit der Stromschiene stoffschlüssig verbunden, insbesondere oberflächenverlötet. Vorteilhaft kann so eine hochstromfähige elektrische, den Schaltungsträger durchsetzende Verbindung zu der Stromschiene hin gebildet sein. In a preferred embodiment of the module, the circuit carrier has at least one electrically conductive inlay and/or electrically conductive via contacts (hereinafter also referred to as through-holes) in the area of the busbar. The via contacts and/or the inlay are each metallurgically bonded to the busbar, in particular by surface soldering. Advantageously, this allows for the formation of a high-current electrical connection to the busbar that passes through the circuit carrier.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Schaltungsträger wenigstens zwei einander gegenüberliegende, den Schaltungsträger zwischeneinander einschließende Stromschienen auf. Die Stromschienen sind mittels elektrisch leitfähiger, den Schaltungsträger durchsetzende Via-Kontakte, oder wenigstens einem in den Schaltungsträger eingebetteten Inlay miteinander elektrisch verbunden. Die Stromschienen sind jeweils mit dem Via-Kontakt, beziehungsweise dem Inlay stoffschlüssig verbunden, insbesondere verlötet, beispielsweise mittels Reflowlöten oberflächenverlötet. In a preferred embodiment, the circuit carrier has at least two opposing busbars enclosing the circuit carrier between them. The busbars are electrically connected to each other by means of electrically conductive via contacts penetrating the circuit carrier, or at least one inlay embedded in the circuit carrier. The busbars are each metallurgically bonded to the via contact or the inlay, respectively, in particular by soldering, for example by surface soldering using reflow soldering.

Vorteilhaft kann so aufwandsgünstig eine hochstromtragfähige elektrische Verbindung zwischen zwei Stromschienen gebildet sein, wobei die hochstromtragfähige Verbindung den Schaltungsträger, insbesondere eine Leiterplatte, durchsetzt. Advantageously, a high-current-carrying electrical connection between two busbars can be formed in this cost-effective manner, whereby the A high-current-carrying connection penetrates the circuit carrier, in particular a printed circuit board.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der steuerbar ausgebildete Schalter, insbesondere Halbleiterschalter, mit einer Stromschiene mindestens mittelbar wärmeleitfähig gekoppelt ist, und so Verlustwärme durch die Stromschiene hindurch, an die Gehäuseschale abgeben kann. In a preferred embodiment, the controllable switch, in particular a semiconductor switch, is at least indirectly thermally coupled to a busbar, and can thus dissipate waste heat through the busbar to the housing shell.

Vorteilhaft kann so mittels der Stromschiene sowohl von dem Halbleiterschalter erzeugte Verlustwärme, als auch von der Stromschiene selbst erzeugte Verlustwärme an das Gehäuse, insbesondere die Gehäuseschale, abgegeben werden. Advantageously, the busbar can be used to dissipate waste heat generated by both the semiconductor switch and the busbar itself to the housing, especially the housing shell.

Der Halbleiterschalter ist beispielsweise ein Transistor, insbesondere ein gehäuseloser Transistor, auch Bare-Die genannt, oder ein Thyristor. Der Transistor ist weiter bevorzugt ein Feldeffekt-Transistor, insbesondere MIS-FET (MIS = Metal-Insulator-Semiconductor), MOS-FET (MOS = Metal-Oxide- Semiconductor), einen IGBT-Transistor (IGBT = Insulated-Gate-Bipolar- Transistor) oder einen HEMT-Transistor (HEMT = High-Electron-Mobility- Transistor). The semiconductor switch is, for example, a transistor, in particular a bare-die transistor, or a thyristor. The transistor is more preferably a field-effect transistor, in particular a MIS-FET (MIS = Metal-Insulator-Semiconductor), a MOS-FET (MOS = Metal-Oxide-Semiconductor), an IGBT transistor (IGBT = Insulated-Gate Bipolar Transistor), or a HEMT transistor (HEMT = High-Electron-Mobility Transistor).

In einer bevorzugten Ausführungsform des Moduls ist der Halbleiterschalter mit dem Schaltungsträger, insbesondere einer Leiterplatte, stoffschlüssig verbunden, insbesondere verlötet, beispielsweise oberflächenverlötet. Der Schaltungsträger, insbesondere die Leiterplatte, weist im Bereich des Halbleiterschalters wenigstens ein elektrisch und/oder wärmeleitfähiges Via oder Inlay auf, welches zwischen der Stromschiene und dem Halbleiterschalter angeordnet ist, wobei der Halbleiterschalter mit der Stromschiene mittels des Via oder des Inlays elektrisch und/oder wärmeleitfähig verbunden ist. Vorteilhaft kann so die Verlustwärme des Halbleiterschalters mittels der Via-Verbindung, oder des Inlays an die mit dem Gehäuse wärmeleitfähig gekoppelte Stromschiene abgegeben werden. Weiter vorteilhaft kann auch so eine elektrische Verbindung zwischen dem Halbleiterschalter und der mit dem Gehäuse wärmeleitfähig gekoppelten Stromschiene gebildet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform des Moduls sind auf voneinander abweisenden Seiten der Leiterplatte Stromschienen angeordnet, welche jeweils wenigstens auf einem Längsabschnitt an eine Gehäuseschale wärmeleitfähig angekoppelt sind. Vorteilhaft kann so ein kompaktes Modul gebildet sein, bei dem hochstromtragende Verbindungen auf beiden Seiten des Schaltungsträgers gebildet sind, und jeweils an eine Gehäuseschale wärmeleitfähig angekoppelt sind. In a preferred embodiment of the module, the semiconductor switch is metallurgically bonded to the circuit carrier, in particular a printed circuit board, especially by soldering, for example, surface soldering. The circuit carrier, in particular the printed circuit board, has at least one electrically and/or thermally conductive via or inlay in the area of the semiconductor switch, which is arranged between the busbar and the semiconductor switch, wherein the semiconductor switch is electrically and/or thermally connected to the busbar by means of the via or the inlay. Advantageously, the heat generated by the semiconductor switch can thus be dissipated to the busbar, which is thermally coupled to the housing, via the via connection or the inlay. Furthermore, an electrical connection between the semiconductor switch and the busbar, which is thermally coupled to the housing, can also be formed in this way. In a preferred embodiment of the module, busbars are arranged on opposite sides of the circuit board, each of which is thermally coupled to a housing shell at least along a longitudinal section. Advantageously, this allows for the formation of a compact module in which high-current connections are formed on both sides of the circuit carrier and are each thermally coupled to a housing shell.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Moduls ist wenigstens ein Längsabschnitt einer Stromschiene in der Leiterplatte aufgenommen geführt, Der Längsabschnitt der Stromschiene, welcher in der Leiterplatte aufgenommen ist, ist bevorzugt durch zueinander parallel angeordnete elektrisch leitfähige Schichten in der Leiterplatte gebildet. Die elektrisch leitfähigen Schichten können beispielsweise beim Laminieren von Einzelschichten zum Ausbilden einer Mehrschicht-Leiterplatte erzeugt werden. Die Leiterplatte ist in dieser Ausführungsform durch eine Mehrschichtleiterplatte gebildet. In a preferred embodiment of the module, at least one longitudinal section of a busbar is guided within the printed circuit board. The longitudinal section of the busbar that is guided within the printed circuit board is preferably formed by electrically conductive layers arranged parallel to one another within the printed circuit board. The electrically conductive layers can, for example, be produced by laminating individual layers to form a multilayer printed circuit board. In this embodiment, the printed circuit board is formed by a multilayer printed circuit board.

Vorteilhaft kann so ein Teil der hochstromfähigen Verbindungen, welcher sich zwischen zwei, insbesondere in einer flachen Erstreckung der Leiterplatte zueinander benachbarten angeordneten Via-Verbindungen erstreckt, durch eine Mehrzahl von elektrisch leitfähiger, zueinander parallel angeordneter Schichten gebildet sein. Advantageously, a portion of the high-current connections, which extends between two via connections, particularly those arranged adjacent to each other in a flat extension of the printed circuit board, can be formed by a plurality of electrically conductive layers arranged parallel to each other.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Längsabschnitt der mit dem Schaltungsträger stoffschlüssig verbundenen, insbesondere oberflächenverlöteten Stromschiene mittels elektrisch leitfähiger Durchkontaktierungen, zuvor auch Via-Kontakte genannt, mit dem in der Leiterplatte eingebetteten Stromschienenabschnitt, insbesondere elektrisch leitfähige Schichten, elektrisch verbunden. Vorteilhaft kann so eine Mehrwegestromverzweigung in der Leiterplatte gebildet sein, welche durch die elektrisch leitfähigen Via-Verbindungen, und die elektrisch leitfähigen Schichten in der Leiterplatte gebildet ist. In a preferred embodiment, at least one longitudinal section of the busbar, which is bonded to the circuit carrier by a material connection, in particular by surface soldering, is electrically connected to the busbar section embedded in the printed circuit board, in particular to electrically conductive layers, by means of electrically conductive vias, formerly also called via contacts. Advantageously, a multi-path current branch can thus be formed in the printed circuit board, which is formed by the electrically conductive via connections and the electrically conductive layers in the printed circuit board.

Die Durchkontaktierungen, auch Via-Kontakte genannt, sind beispielsweise mittels Lotmittel gefüllte in der Leiterplatte ausgebildete Durchbrüche, deren Durchbruchwand mittels einer elektrisch leitfähigen Schicht, insbesondere galvanisch erzeugten Kupferschicht, bedeckt ist. Die Durchkontaktierung kann so im Wesentlichen durch ein Lotmittel, insbesondere ein zinn- und/oder indiumhaltiges Lotmittel gebildet sein. Through-holes, also called vias, are openings formed in the printed circuit board, filled with solder, for example, whose The through-hole wall is covered by an electrically conductive layer, in particular an electroplated copper layer. The through-hole connection can thus be formed essentially by a solder, in particular a tin- and/or indium-containing solder.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Durchkontaktierungen wenigstens auf einem Flächenbereich des Schaltungsträgers, eine Matrix ausbildend, voneinander beabstandet. Der Schaltungsträger ist von der Stromschiene auf dem Flächenbereich abgedeckt, wobei der Schaltungsträger zwischen zwei unmittelbar zueinander benachbarter Durchkontaktierungen eine mit der Stromschiene elektrisch verbundene, elektrisch leitfähige Schicht, insbesondere Leiterbahn, aufweist. In a preferred embodiment, the vias are spaced apart from one another, forming a matrix, at least on a surface area of the circuit carrier. The circuit carrier is covered by the busbar on this surface area, and the circuit carrier has an electrically conductive layer, in particular a conductor track, between two directly adjacent vias, which is electrically connected to the busbar.

Auf diese Weise können die Durchkontaktierungen auf dem Flächenbereich von der Stromschiene bedeckt sein, und so auch elektrisch kontaktiert werden. Die Stromschiene bildet so eine elektrisch leitfähige Brücke zwischen den elektrisch leitfähigen Durchkontaktierungen, sodass die elektrisch leitfähigen Durchkontaktierungen wenigstens von der Stromschiene ausgehend, zueinander elektrisch parallel geschaltet sind. In this way, the vias on the surface area can be covered by the busbar and thus electrically contacted. The busbar forms an electrically conductive bridge between the electrically conductive vias, so that the electrically conductive vias are connected in parallel to each other, at least from the busbar's perspective.

Die elektrisch leitfähige Verbindung von den Durchkontaktierungen zu der Stromschiene hin kann vorteilhaft mittels der die Durchkontaktierungen kontaktierenden, an einem Oberflächenbereich des Schaltungsträgers ausgebildeten elektrisch leitfähigen Schicht erfolgen, welche insbesondere mittels eines Lotmittels, mit der Stromschiene verlötet, insbesondere oberflächenverlötet, ist. Auf diese Weise können die Durchkontaktierungen jeweils als elektrisch leitfähiger Zylinder in dem Schaltungsträger ausgebildet sein, welcher mittels eines insbesondere elektrisch isolierenden Füllstoffs, beispielsweise Epoxidharz, oder mittels eines Lotmittels gefüllt sind. Auf diese Weise kann aufwandsgünstig eine Durchkontaktierung mit hinreichend ausgebildeter Stromtragfähigkeit zu der Stromschiene hin gebildet sein, wobei die Stromtragfähigkeit durch mehrere zueinander parallel geschaltete Durchkontaktierungen, und so elektrisch leitfähige, in der Leiterplatte oder dem Schaltungsträger eingebetteter elektrisch leitfähiger Zylinder gebildet ist. Bevorzugt weisen Durchkontaktierungen, welche in der Leiterplatte unmittelbar zueinander beabstandet sind, einen Abstand zwischen 0,5 und drei Millimeter, weiter bevorzugt zwischen ein Millimeter und zwei Millimeter, besonders bevorzugt einen Millimeter zueinander auf. Vorteilhaft kann so eine große Stromdichte in der Leiterplatte erzeugt werden. Die Durchkontaktierungen, insbesondere die elektrisch leitfähigen Zylinder, welche an einer Durchbruchwand einer Durchkontaktierung jeweils ausgebildet sind, weisen bevorzugt eine Wanddicke zwischen 0,1 und 0,4 Millimeter auf. The electrically conductive connection from the vias to the busbar can advantageously be achieved by means of an electrically conductive layer formed on a surface area of the circuit carrier, which contacts the vias and is soldered to the busbar, particularly by surface soldering, using a soldering material. In this way, the vias can each be formed as an electrically conductive cylinder within the circuit carrier, filled with a filler material, particularly an electrically insulating one, such as epoxy resin, or with a soldering material. This allows for the cost-effective formation of a via with sufficient current-carrying capacity to the busbar, the current-carrying capacity being provided by several vias connected in parallel, thus forming electrically conductive cylinders embedded in the printed circuit board or the circuit carrier. Preferably, vias spaced directly apart from each other in the printed circuit board have a spacing of between 0.5 and 3 millimeters, more preferably between 1 and 2 millimeters, and most preferably 1 millimeter. This advantageously allows for a high current density to be generated in the printed circuit board. The vias, in particular the electrically conductive cylinders formed on the cutout wall of each via, preferably have a wall thickness of between 0.1 and 0.4 millimeters.

Die Durchkontaktierungen sind jeweils bevorzugt aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet. The vias are preferably made of copper or a copper alloy.

Die Stromschiene weist bevorzugt eine Dicke zwischen 0,5 Millimeter und 5 Millimeter auf. Die Stromschiene ist bevorzugt aus Kupfer, insbesondere einer Kupferlegierung und/oder Aluminium gebildet. Vorteilhaft kann die Stromschiene so eine gute Verstärkung der Stromtragfähigkeit der Leiterplatte bilden. The busbar preferably has a thickness between 0.5 mm and 5 mm. The busbar is preferably made of copper, in particular a copper alloy, and/or aluminum. Advantageously, the busbar can thus provide a significant increase in the current-carrying capacity of the printed circuit board.

Das Modul ist bevorzugt ein Sicherungsmodul, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Das Sicherungsmodul weist wenigstens einen elektrischen trennbar ausgebildeten Strompfad auf. Der Strompfad weist einen elektrischen Eingangsanschluss und einen elektrischen Ausgangsanschluss auf der mittels wenigstens einer Stromschiene des Sicherungsmoduls verbunden ist. Die Stromschienen des Strompfads sind mittels eines Halbleiterschalters trennbar miteinander verbunden. The module is preferably a fuse module, particularly for a motor vehicle. The fuse module has at least one electrically separable current path. The current path has an electrical input terminal and an electrical output terminal, which are connected by means of at least one busbar of the fuse module. The busbars of the current path are separably connected to each other by means of a semiconductor switch.

Der Halbleiterschalter und die Stromschienen sind auf einem Schaltungsträger angeordnet und mit dem Schaltungsträger verlötet oder versintert. Das Modul weist ein Gehäuse, insbesondere Aluminiumgehäuse auf, das mit dem Schaltungsträger wärmeleitfähig verbunden ist. The semiconductor switch and the busbars are arranged on a circuit carrier and soldered or sintered to the circuit carrier. The module has a housing, in particular an aluminum housing, which is thermally connected to the circuit carrier.

Der Eingangsanschluss und/oder der Ausgangsanschluss sind jeweils als Steckkontakt oder Schraubkontakt ausgebildet. Auf diese Weise kann das Modul von außen elektrisch mittels eines Steckers und/oder einer Kabelöse kontaktiert werden. Vorteilhaft bildet das Modul so einen elektronischen Sicherungskasten für schaltbare elektrische Hochstromverbraucher, die in dem Kraftfahrzeug gebildet sind. Die vorgenannten Strompfade sind dabei als ein zu dem Hochstromverbraucher geführter trennbarer Teilstrompfad in dem Modul ausgebildet. Mittels des Halbeiterschalters kann der Strompfad so schnell getrennt oder wiederverbunden werden. The input and/or output connections are each designed as plug-in or screw terminals. This allows the module to be electrically connected externally via a plug and/or cable lug. Advantageously, the module thus forms an electronic fuse box for switchable high-current electrical loads located in the vehicle. The aforementioned current paths are configured as a separable partial current path within the module, leading to the high-current load. trained. The semiconductor switch allows the current path to be quickly disconnected or reconnected.

In einer bevorzugten Ausfürhungsform sind die Durchkontaktierungen wenigstens auf einem Flächenbereich des Schaltungsträgers, insbesondere eine Matrix ausbildend, voneinander beabstandet. Der Schaltungsträger ist von der Stromschiene auf dem Flächenbereich abgedeckt, wobei der Schaltungsträger zwischen zwei unmittelbar zueinander benachbarter Durchkontaktierungen eine mit der Stromschiene elektrisch verbundene elektrisch leitfähige Schicht, insbesondere Leiterbahn aufweist. Vorteilhaft kann die Stromschiene so den Schaltungsträger mit einem kleinen Übergangswiderstand kontaktieren. In a preferred embodiment, the vias are spaced apart from one another, at least on a surface area of the circuit carrier, in particular forming a matrix. The circuit carrier is covered by the busbar on this surface area, and the circuit carrier has an electrically conductive layer, in particular a conductor track, between two directly adjacent vias, which is electrically connected to the busbar. Advantageously, the busbar can thus contact the circuit carrier with a low contact resistance.

Bevorzugt weist der Schaltungsträger eine Lotpad-Via-Matrix umfassend Lotpad- Reihen und Via-Reihen auf, welche miteinander - insbesondere mittels einer elektrisch leitfähigen Schicht, bevorzugt Leiterbahn, - elektrisch verbunden sind und wobei die Lotpads der Lotpad-Reihen an einer nach außen weisenden Oberfläche des Schaltungsträgers zum Oberflächenverlöten mit der Stromschiene angeordnet sind. Vorteilhaft kann die Stromschiene so den Schaltungsträger mit einem kleinen Übergangswiderstand punktuell kontaktieren, so dass ein Wärmeausdehnungsverhalten des Schaltungsträgers begünstigt ist. Preferably, the circuit carrier has a solder pad-via matrix comprising rows of solder pads and rows of vias, which are electrically connected to each other – in particular by means of an electrically conductive layer, preferably a conductor track – and wherein the solder pads of the solder pad rows are arranged on an outwardly facing surface of the circuit carrier for surface soldering to the busbar. Advantageously, the busbar can thus make point contact with the circuit carrier with a low contact resistance, thereby promoting the thermal expansion behavior of the circuit carrier.

Die Erfindung betrifft auch ein Kontaktsystem, insbesondere für ein Modul der vorbeschriebenen Art, umfassend einen Schaltungsträger und wenigstens zwei Stromschienen. Der Schaltungsträger weist in einer Matrix angeordnete elektrisch leitfähige Durchkontaktierungen auf, wobei von den Durchkontaktierungen jeweils wenigstens eine Leiterbahn zu einem Lotpad geführt ist. Das Lotpad und/oder die Durchkontaktierung sind bevorzugt mit der Stromschiene verlötet, insbesondere oberflächenverlötet. Die Lotpads bilden bevorzugt in einer Umverdrahtungsebene des Schaltungsträgers eine Matrix. The invention also relates to a contact system, in particular for a module of the type described above, comprising a circuit carrier and at least two busbars. The circuit carrier has electrically conductive vias arranged in a matrix, wherein at least one conductor is led from each via to a solder pad. The solder pad and/or the via are preferably soldered to the busbar, in particular by surface soldering. The solder pads preferably form a matrix in a rewiring plane of the circuit carrier.

Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und weiteren Ausführungsbeispielen erläutert. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten ergeben sich aus einer Kombination der in den abhängigen Ansprüchen und in den Figuren beschriebenen Merkmale. Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Modul, bei dem Stromschienen mittels Durchkontaktierungen in einer Leiterplatte miteinander elektrisch verbunden sind; The invention will now be explained below with reference to figures and further exemplary embodiments. Further advantageous embodiments result from a combination of the features described in the dependent claims and in the figures. Figure 1 shows an embodiment of a module in which busbars are electrically connected to each other by means of vias in a printed circuit board;

Figur 2 zeigt einen Schaltungsträger in dem in einer Matrix angeordnete Durchkontaktierungen und Lotpads ausgebildet sind, wobei mit den Lotpads eine Stromschiene verlötet ist. Figure 2 shows a circuit carrier in which vias and solder pads are arranged in a matrix, with a busbar being soldered to the solder pads.

Figur 1 zeigt - schematisch - ein Ausführungsbeispiel für ein Modul 1, insbesondere ein Sicherungsmodul 1. Das Modul 1 ist in Figur 1 in einer Schnittdarstellung teilweise dargestellt. Das Modul 1 weist ein Gehäuse 2 auf, welches einen Hohlraum 28 umschließt. Das Gehäuse 2 weist zwei Gehäuseschalen 3 und 4 auf, welche gemeinsam den Hohlraum 28 umschließen. Figure 1 shows – schematically – an embodiment of a module 1, in particular a fuse module 1. The module 1 is partially shown in a sectional view in Figure 1. The module 1 has a housing 2 which encloses a cavity 28. The housing 2 has two housing shells 3 and 4 which together enclose the cavity 28.

Das Modul 1 weist einen Schaltungsträger 5 auf, welcher in dem Hohlraum 28 wenigstens teilweise oder vollständig aufgenommen ist. Der Schaltungsträger 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel als insbesondere faserverstärkte Epoxidharz- Mehrschichtleiterplatte ausgebildet, welche eine Mehrzahl von Via-Kontakten, auch Durchkontaktierung genannt, aufweist, die Epoxidharzschichten der Leiterplatte durchsetzen. Module 1 has a circuit carrier 5 which is at least partially or completely enclosed in the cavity 28. In this embodiment, the circuit carrier 5 is designed as a multilayer epoxy resin printed circuit board, particularly one reinforced with fibers, which has a plurality of via contacts, also called through-holes, that penetrate the epoxy resin layers of the printed circuit board.

Mit dem Schaltungsträger 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Halbleiterschalter 6 verbunden, welcher in diesem Ausführungsbeispiel als Feldeffekttransistor, als HEMT (HEMT = High-Electron-Mobility-Transistor) oder als IGBT (IGBT = Insulated-Gate-Bipolar-Transistor) ausgebildet ist. Der Halbleiterschalter 6 weist einen Schaltstreckenanschluss 22, insbesondere Drain-Anschluss auf, welcher mit einem Flächenbereich des Schaltungsträgers 5 stoffschlüssig verbunden, insbesondere verlötet ist. Der Halbleiterschalter 6 weist auch einen Schaltstreckenanschluss 23, insbesondere Source-Anschluss, auf, welcher mit einem weiteren Flächenbereich des Schaltungsträgers 5 stoffschlüssig verbunden, insbesondere verlötet ist. In this embodiment, a semiconductor switch 6 is connected to the circuit carrier 5. In this embodiment, the semiconductor switch is configured as a field-effect transistor, a HEMT (High-Electron Mobility Transistor), or an IGBT (Insulated-Gate Bipolar Transistor). The semiconductor switch 6 has a switching terminal 22, in particular a drain terminal, which is metallurgically connected, in particular soldered, to a surface area of the circuit carrier 5. The semiconductor switch 6 also has a switching terminal 23, in particular a source terminal, which is metallurgically connected, in particular soldered, to another surface area of the circuit carrier 5.

Das Modul 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel auch vier Stromschienen 7, 8, 9 und 10 auf, welche jeweils mit dem Schaltungsträger 5 stoffschlüssig verbunden, insbesondere oberflächenverlötet, sind. Zu dem Halbleiterschalter 6 benachbart ist mit dem Schaltungsträger 5 eine Stromschiene 7 oberflächenverlötet. Die Stromschiene 7 ist mittels eines Lotmittels 24 mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 13 des Schaltungsträgers 5 oberflächenverlötet, und deckt dabei in dem Schaltungsträger 5, den Schaltungsträger 5 durchsetzende Via-Kontakte 11 und 14 ab. Die elektrisch leitfähige Schicht 13 bildet in diesem Ausführungsbeispiel eine Umverdrahtungsschicht des Schaltungsträgers, die an einer äußeren Oberfläche des Schaltungsträgers zum Oberflächenverlöten ausgebildet ist. In this embodiment, module 1 also has four busbars 7, 8, 9 and 10, each of which is metallurgically connected to the circuit carrier 5, in particular by surface soldering. The semiconductor switch 6 Adjacent to the circuit carrier 5 is a busbar 7 surface-soldered. The busbar 7 is surface-soldered to an electrically conductive layer 13 of the circuit carrier 5 using a soldering medium 24, thereby covering via contacts 11 and 14 that penetrate the circuit carrier 5. In this embodiment, the electrically conductive layer 13 forms a rewiring layer of the circuit carrier, which is designed for surface soldering on an outer surface of the circuit carrier.

Der Via-Kontakt 11 in dem Schaltungsträger 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Durchgangsbohrung gebildet, und weist an einer Innenwand der Durchgangsbohrung eine Metallisierung 12 auf, welche so einen Hohlzylinder, oder eine Metallöse in dem Schaltungsträger ausbildet. Der Via-Kontakt, insbesondere die Metallisierung 12, verbindet so die elektrisch leitfähige Schicht 13 mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 29, welche auf einer von der elektrisch leitfähigen Schicht 13 abgewandten Seite des Schaltungsträgers 5 mit dem Schaltungsträger verbunden ist, und dort eine Oberflächenmetallisierung, insbesondere Leiterbahn, ausbildet. In this embodiment, the via contact 11 in the circuit carrier 5 is formed as a through-hole and has a metallization 12 on an inner wall of the through-hole, which thus forms a hollow cylinder or a metal loop in the circuit carrier. The via contact, in particular the metallization 12, connects the electrically conductive layer 13 with an electrically conductive layer 29, which is connected to the circuit carrier 5 on a side facing away from the electrically conductive layer 13, and forms a surface metallization, in particular a conductor track, there.

Die Oberflächenmetallisierungen 13 und 29, welche jeweils als Leiterbahnen auf zueinander abweisenden Seiten der Leiterplatte ausgebildet sind, sind somit mittels der Via-Kontakte 11 und 14, und den in der Leiterplatte ausgebildeten inneren elektrisch leitfähigen Schichten miteinander elektrisch verbunden. The surface metallizations 13 and 29, which are each formed as conductor tracks on mutually repelling sides of the circuit board, are thus electrically connected to each other by means of the via contacts 11 and 14, and the inner electrically conductive layers formed in the circuit board.

Auf der zu dem Halbleiterschalter 6 entgegengesetzten Seite des Schaltungsträgers 5 ist - zu dem Halbleiterschalter 6 gegenüberliegend - eine Stromschiene 8 mit dem Schaltungsträger 5 stoffschlüssig verbunden, insbesondere oberflächenverlötet. Die Stromschiene 8 ist mittels eines Lotmittels 25 mit der elektrisch leitfähigen Schicht 29 oberflächenverlötet. Auf diese Weise kann ein Stromfluss von der Stromschiene 7, durch die metallisierten Zylinderwände der Via-Kontakte 11 und 14, zu der Stromschiene 8 fließen. On the side of the circuit carrier 5 opposite the semiconductor switch 6, a busbar 8 is metallurgically connected to the circuit carrier 5, in particular by surface soldering. The busbar 8 is surface soldered to the electrically conductive layer 29 using a solder 25. In this way, current can flow from the busbar 7, through the metallized cylindrical walls of the via contacts 11 and 14, to the busbar 8.

Mit der elektrisch leitfähigen Schicht ist in diesem Ausführungsbeispiel auch der Schaltstreckenanschluss 22 des Halbleiterschalters 6 stoffschlüssig verbunden, insbesondere verlötet. Ein Stromfluss kann so ausgehend von der Stromschiene 7 in den Schaltungsträger 5 eingeleitet werden, und sowohl über die elektrisch leitfähige Schicht 13 an der mit dem Halbleiterschalter 6 bestückten Seite des Schaltungsträgers 5 zu dem Halbleiterschalter 6, insbesondere dem Schaltstreckenanschluss 22 hinfließen, als auch durch den Schaltungsträger 5 hindurchgeleitet werden, und über einen zu der elektrisch leitfähigen Schicht 13 gebildeten Parallelzweig, gebildet durch die Via-Kontakte 11 und 14, und die Stromschiene 8, zu dem Schaltstreckenanschluss 22 über weitere, zwischen dem Schaltstreckenanschluss 22 und der Stromschiene 8 ausgebildete Via- Kontakte 16 und 17 fließen. In this embodiment, the switching path connection 22 of the semiconductor switch 6 is also materially connected to the electrically conductive layer, in particular by soldering. A current flow can thus be introduced from the busbar 7 into the circuit carrier 5, and flow both via the electrically conductive layer 13 on the side of the circuit carrier 5 equipped with the semiconductor switch 6 to the semiconductor switch 6, in particular to the switching section terminal 22, as well as be guided through the circuit carrier 5, and via a parallel branch formed to the electrically conductive layer 13, formed by the via contacts 11 and 14, and the busbar 8, to the switching section terminal 22 via further via contacts 16 and 17 formed between the switching section terminal 22 and the busbar 8.

Die Via-Kontakte 16 und 17 sind so zwischen dem Schaltstreckenanschluss 22 und der Stromschiene 8 - insbesondere nach Art eines Sandwichs - eingeschlossen. The via contacts 16 and 17 are thus enclosed between the switching section connection 22 and the busbar 8 - in particular in the manner of a sandwich.

Von dem Halbleiterschalter 6 erzeugte Verlustwärme kann so auch über die elektrisch leitfähigen - und somit auch wärmeleitfähigen Via-Kontakte 16 und 17 - zu der Stromschiene 8 fließen. The waste heat generated by the semiconductor switch 6 can thus also flow to the busbar 8 via the electrically conductive - and therefore also thermally conductive - via contacts 16 and 17.

Die Stromschiene 8 ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels einer wärmeleitfähigen Isolierschicht, insbesondere Polyimid-Schicht, mit der Gehäuseschale 4 wärmeleitfähig und elektrisch isoliert verbunden. Auf diese Weise kann die von dem Halbleiterschalter 6 erzeugte Verlustwärme, als auch eine in der Stromschiene 8 erzeugte Verlustwärme, über die Gehäuseschale 4 als Wärmesenke abgeführt werden. In this embodiment, the busbar 8 is thermally and electrically insulated from the housing shell 4 by means of a thermally conductive insulating layer, in particular a polyimide layer. In this way, the heat loss generated by the semiconductor switch 6, as well as any heat loss generated in the busbar 8, can be dissipated via the housing shell 4, which acts as a heat sink.

Die elektrisch isolierende, und wärmeleitfähige Schicht 27 kann beispielsweise eine Oxidschicht, Lackschicht, elektrisch isolierende Folie, insbesondere Polyimid-Folie oder eine doppelseitig klebende elektrisch isolierende Folie, , aufweisen oder als solche ausgebildet sein. The electrically insulating and thermally conductive layer 27 can, for example, comprise an oxide layer, a lacquer layer, an electrically insulating film, in particular a polyimide film or a double-sided adhesive electrically insulating film, or be designed as such.

Zusätzlich oder unabhängig von der Folie, Lackschicht oder Oxidschicht kann die wärmeleitfähige Schicht ein TIM (TIM = Thermal-Interface-Material), insbesondere Wärmeleitpaste oder Wärmeleitklebstoff umfassen. Auf diese Weise kann die Gehäuseschale 4 aufwandsgünstig mit dem Schaltungsträger 5, und den mit dem Haltungsträger 5 stoffschlüssig verbundenen Stromschienen wärmeleitfähig gekoppelt werden. In addition to or independently of the film, lacquer layer or oxide layer, the thermally conductive layer may include a TIM (TIM = Thermal Interface Material), in particular thermal paste or thermal adhesive. In this way, the housing shell 4 can be thermally coupled to the circuit carrier 5 and the busbars connected to the support carrier 5 in a materially bonded manner.

Der Schaltungsträger 5 weist auch eine Stromschiene 9 auf, welche zu der Stromschiene 8 benachbart, und von dieser elektrisch isoliert mit dem Schaltungsträger 5 stoffschlüssig verbunden, insbesondere oberflächenverlötet, ist. Die Stromschiene 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels eines Lotmittels 26 mit dem Schaltungsträger 5 verlötet. Der Schaltungsträger 5 weist im Bereich der Stromschiene 9 elektrisch leitfähige Via-Verbindungen auf, von denen eine Via-Verbindung 18 von der Stromschiene 9 bis hin zu dem Schaltstreckenanschluss 23 des Halbleiterschalters 6 durch den Schaltungsträger 5 hindurch reicht. Auf diese Weise ist der Schaltstreckenanschluss 23, welcher mit der Via-Verbindung 18 elektrisch verbunden ist, mit der Stromschiene 9 elektrisch verbunden. Auf diese Weise kann sowohl der durch den Schaltstreckenanschluss 23 fließende Strom, als auch am Schaltstreckenanschluss 23 anfallende Verlustwärme durch die Via- Verbindung 18, insbesondere eine Metallöse der Via-Verbindung 18, bis hin zur Stromschiene 9 geleitet werden. Die Stromschiene 9 ist an die elektrisch isolierende Schicht 27 wärmeleitfähig angekoppelt, und kann so Verlustwärme an die Gehäuseschale 4 abgeben. The circuit carrier 5 also has a busbar 9, which is adjacent to the busbar 8 and electrically insulated from it by a material bond, in particular by surface soldering. In this embodiment, the busbar 9 is soldered to the circuit carrier 5 by means of a soldering medium 26. The circuit carrier 5 has electrically conductive via connections in the area of the busbar 9, one of which, a via connection 18, extends from the busbar 9 through the circuit carrier 5 to the switching terminal 23 of the semiconductor switch 6. In this way, the switching terminal 23, which is electrically connected to the via connection 18, is electrically connected to the busbar 9. In this way, both the current flowing through the switching terminal 23 and the heat generated at the switching terminal 23 can be conducted through the via connection 18, in particular a metal lug of the via connection 18, to the busbar 9. The busbar 9 is thermally coupled to the electrically insulating layer 27, and can thus dissipate waste heat to the housing shell 4.

Die Stromschiene 9 ist auch mit einer zu der Via-Verbindung 18 benachbart angeordneten Via-Verbindung 19 elektrisch verbunden, und deckt sowohl die Via-Verbindung 18, als auch die Via-Verbindung 19 ab. Die Stromschiene 9 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen vorbestimmten Ohm’schen Widerstand auf, und bildet so einen Shunt-Widerstand, mit welchem ein durch den Halbleiterschalter 6 fließender Strom erfasst werden kann. The busbar 9 is also electrically connected to a via connection 19 arranged adjacent to the via connection 18, and covers both the via connection 18 and the via connection 19. In this embodiment, the busbar 9 has a predetermined ohmic resistance, thus forming a shunt resistor with which a current flowing through the semiconductor switch 6 can be detected.

Zu der Stromschiene 9 gegenüberliegend, ist mit dem Schaltungsträger 5 eine Stromschiene 6 stoffschlüssig verbunden, insbesondere mittels eines Lotmittels 26 oberflächenverlötet. Die Stromschienen 7 und 10 sind somit gemeinsam mit dem Halbleiterschalter 6 auf einer Seite des Schaltungsträgers 5 mit dem Schaltungsträger 5 verbunden. Auf einer dazu entgegengesetzten Seite des Schaltungsträgers 5 sind die Stromschienen 8 und 9 mit dem Schaltungsträger 5 verbunden. Opposite the busbar 9, a busbar 6 is materially connected to the circuit carrier 5, in particular by surface soldering using a soldering medium 26. The busbars 7 and 10 are thus connected to the circuit carrier 5 together with the semiconductor switch 6 on one side of the circuit carrier 5. On an opposite side of the The busbars 8 and 9 are connected to the circuit carrier 5.

Die Stromschiene 9 kann - wie in Figur 1 dargestellt - zur Ausbildung eines vorbestimmten Widerstandswerts in einem Bereich zwischen den Via- Verbindungen 18 und 19 einen Graben aufweisen, welcher zum Schaltungsträger 5 hinweist, und welcher in diesem Ausführungsbeispiel mit Luft, oder mit einem Dielektrikum gefüllt ist. Auf diese Weise kann die Stromschiene 9 einen vorbestimmten Widerstandswert aufweisen, welcher überwiegend durch einen Teil der Stromschiene 9 im Bereich des Grabens gebildet ist. The busbar 9 can – as shown in Figure 1 – have a groove in the area between the via connections 18 and 19 to form a predetermined resistance value. This groove points towards the circuit carrier 5 and, in this embodiment, is filled with air or a dielectric. In this way, the busbar 9 can have a predetermined resistance value, which is predominantly formed by a portion of the busbar 9 in the area of the groove.

Der Stromfluss kann nun mittels des Halbleiterschalters 6 wie folgt, gesteuert durch das Modul 1 , insbesondere Sicherungsmodul, fließen: The current flow can now be controlled by the semiconductor switch 6 as follows, via module 1, in particular the fuse module:

Ein von dem Halbleiterschalter 6 zu schaltender, oder zu unterbrechender Strom kann an der Stromschiene 7 empfangen werden, und durch den Schaltungsträger 5 mittels der zueinander benachbart angeordneten Via- Verbindungen 11, 14 und 15 durch den Schaltungsträger hindurch, und zur Stromschiene 8 geleitet werden. Zusätzlich kann der Strom zwischen den in einer flachen Erstreckung des Schaltungsträgers 5 ausgebildeten elektrisch leitfähigen Schichten, welche in dem Schaltungsträger 5 innenliegend ausgebildet sind, und welche die Via-Verbindungen 11, 14 und 15 miteinander elektrisch verbinden, in dem Schaltungsträger 5 geleitet werden. Der Strom kann auch sowohl über die elektrisch leitfähige Schicht 13, mit der der Schaltstreckenanschluss 22 verlötet ist, als auch in einem Parallelzweig dazu in der Stromschiene 8 zu dem Schaltstreckenanschluss 22 fließen. A current to be switched or interrupted by the semiconductor switch 6 can be received at the busbar 7 and conducted through the circuit carrier 5 to the busbar 8 via the adjacent via connections 11, 14, and 15. Additionally, the current can be conducted within the circuit carrier 5 between the electrically conductive layers formed in a flat extension of the circuit carrier 5, which are internally located and electrically connect the via connections 11, 14, and 15. The current can also flow through the electrically conductive layer 13, to which the switching connection 22 is soldered, or in a parallel branch to it in the busbar 8 to the switching connection 22.

Der Strom kann von dem Halbleiterschalter 21 gesteuert, zu dem Schaltstreckenanschluss 23 des Halbleiterschalters 6 geleitet werden, und dort durch die Via-Verbindung 18 zu der Stromschiene 9 durch den Schaltungsträger 5 hindurchfließen, und von der Stromschiene 9 mittels der Via-Kontakte 19 und 20 zu der Stromschiene 10 geleitet werden. The current can be controlled by the semiconductor switch 21, directed to the switching section connection 23 of the semiconductor switch 6, and there flow through the via connection 18 to the busbar 9 through the circuit carrier 5, and from the busbar 9 is directed to the busbar 10 by means of the via contacts 19 and 20.

Die Stromschiene 10 kann somit einen weiteren elektrischen Anschluss des Moduls 1 ausbilden. Mit der Stromschiene 10 kann beispielsweise ein Steckanschluss zum elektrischen Verbinden des Moduls 1 verbunden sein. Mit der Stromschiene 7 kann ein Steckanschluss zum eingangsseitigen Verbinden des Moduls 1 verbunden sein. Sowohl eine von der Stromschiene 7 und der Stromschiene 10, als auch von dem Halbleiterschalter 6 erzeugte Verlustwärme kann mittels der Via-Verbindungen in dem Schaltungsträger 5 durch den Schaltungsträger 5 hindurch geleitet, und auf der zum Halbleiterschalter 6 entgegengesetzten Seite von den Stromschienen 8 und 9 empfangen werden, und von den Stromschienen 8 und 9 an das Gehäuse 2, insbesondere die Gehäuseschale 4, elektrisch isoliert mittels der elektrisch isolierenden Schicht 27 abgegeben werden. Busbar 10 can thus provide another electrical connection for module 1. For example, a plug connector for electrically connecting module 1 can be connected to busbar 10. A plug connector for input-side connection can be connected to busbar 7. of module 1. Both the heat loss generated by the busbar 7 and the busbar 10, as well as by the semiconductor switch 6, can be conducted through the circuit carrier 5 via the via connections in the circuit carrier 5, and received on the side opposite the semiconductor switch 6 by the busbars 8 and 9, and electrically insulated from the busbars 8 and 9 to the housing 2, in particular the housing shell 4, by means of the electrically insulating layer 27.

Figur 2 zeigt - schematisch - ein Ausführungsbeispiel für einen Schaltungsträger 30, welcher Bestandteil eines Moduls oder eines Kontaktsystems sein kann. Der Schaltungsträger 30 weist eine Lotpad-Via-Matrix 32 auf, die an einer nach außen weisenden Oberfläche des Schaltungsträgers zum Oberflächenverlöten angeordnet ist. Die Loadpad-Via-Matrix 32 weist zueinander parallel angeordnete Loadpad-Reihen auf, von denen in diesem Ausführungsbeispiel im Quadrat angeordnete Loadpads 33, 34, 35 und 36 beispielhaft bezeichnet sind. Die Lotpads sind zum Verlöten mit einer Stromschiene 31 ausgebildet. Figure 2 shows – schematically – an embodiment of a circuit carrier 30, which can be part of a module or a contact system. The circuit carrier 30 has a solder pad via matrix 32, which is arranged on an outwardly facing surface of the circuit carrier for surface soldering. The load pad via matrix 32 has load pad rows arranged parallel to each other, of which, in this embodiment, load pads 33, 34, 35 and 36, arranged in a square, are designated by way of example. The solder pads are designed for soldering to a busbar 31.

Zwischen den Loadpad-Reihen, insbesondere der Reihe, umfassend die Loadpads 33 und 34, und einer weiteren Reihe, umfassend die Loadpads 35 und 36, sind zwischen der Reihe und der weiteren Reihe Durchkontaktierungen angeordnet. Die Durchkontaktierungen, zuvor auch Via genannt, sind derart angeordnet, dass vier zueinander im Rechteck, oder Quadrat angeordnete Loadpads 33, 34, 35 und 36 eine zentral zwischen den vier Kontaktpads angeordnete Durchkontaktierung 37 umschließen. Between the load pad rows, in particular the row comprising load pads 33 and 34, and another row comprising load pads 35 and 36, vias are arranged between the row and the other row. The vias are arranged such that four load pads 33, 34, 35 and 36, arranged in a rectangle or square, enclose a via 37 located centrally between the four contact pads.

Auf diese Weise können Via-Kontaktreihen zu den Kontaktreihen der elektrischen Kontaktpads jeweils um einen halben Abstand der Kontaktpads versetzt angeordnet sein. Die Kontaktpads bilden innerhalb der Matrix 32 in diesem Ausführungsbeispiel eine regelmäßige Matrix, bei der Längs-/ und Querabstände der zueinander unmittelbar benachbarten Kontaktpads sich jeweils gleich sind. In this way, via contact rows can be arranged offset from the contact rows of the electrical contact pads by half the distance of the contact pads. Within matrix 32, the contact pads in this embodiment form a regular matrix in which the longitudinal and transverse distances of the immediately adjacent contact pads are equal.

Die Kontaktpads der Matrix 32 sind in diesem Ausführungsbeispiel in derselbenIn this embodiment, the contact pads of matrix 32 are in the same

Ebene des Schaltungsträgers 30 angeordnet. Die Matrix 32 ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels einer Stromschiene 31 abgedeckt. Die Stromschiene 31 ist mit jedem der elektrischen Kontaktpads der Matrix 32 stoffschlüssig verbunden, insbesondere oberflächenverlötet. The matrix 32 is arranged in the plane of the circuit carrier 30. In this embodiment, the area is covered by a busbar 31. The busbar 31 is materially bonded to each of the electrical contact pads of the matrix 32, in particular by surface soldering.

Dazu kann die Leiterplatte 30 beispielsweise im Bereich der Kontaktpads frei von Lötstopplack gebildet sein, sodass nach einem Berakeln der Kontaktpads mit Lotpaste die Stromschiene 31 auf die Lotpaste aufgelegt werden kann, und die Leiterplatte 30 anschließend in einem Lötofen reflow- verlötet werden kann. For this purpose, the circuit board 30 can, for example, be formed free of solder mask in the area of the contact pads, so that after applying solder paste to the contact pads, the busbar 31 can be placed on the solder paste, and the circuit board 30 can then be reflow soldered in a soldering oven.

Mittels der in einer Matrix, insbesondere als Matrixfeld ausgebildeten Kontaktpads, kann so eine großflächige und lunkerfreie Verlötung mit der Stromschiene 31 erzeugt werden, sodass mittels der Kontaktpads und der an diese angebundenen Via-Kontakte eine Hochstromverbindung gebildet sein kann. By means of the contact pads formed in a matrix, in particular as a matrix field, a large-area and void-free soldering connection with the busbar 31 can be created, so that a high-current connection can be formed by means of the contact pads and the via contacts connected to them.

Die Via-Kontakte sind dazu jeweils mittels Leiterbahnen mit den Kontaktpads elektrisch verbunden. Die Leiterbahnen sind in diesem Ausführungsbeispiel in derselben Ebene wie die Kontaktpads angeordnet. In dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Leiterbahnen 38, 39 und 40 beispielhaft bezeichnet. Die Leiterbahn 38 verbindet die Loadpads 33 und 36, die Leiterbahn 40 verbindet die Loadpads 34 und 35 miteinander, und die Leiterbahn 38 verbindet die Leiterbahn 39 und die Leiterbahn 40 mit dem zwischen den Loadpads 34, 35, 36 und 33 zentrisch angeordneten Via-Kontakt 37. The via contacts are electrically connected to the contact pads by means of conductor tracks. In this embodiment, the conductor tracks are arranged in the same plane as the contact pads. In the embodiment shown in Figure 2, conductor tracks 38, 39, and 40 are designated by way of example. Conductor track 38 connects load pads 33 and 36, conductor track 40 connects load pads 34 and 35 to each other, and conductor track 38 connects conductor track 39 and conductor track 40 to the via contact 37, which is arranged centrally between load pads 34, 35, 36, and 33.

Auf diese Weise kann mittels der Leiterbahnen ein Maschen-Netzwerk gebildet sein, welches die in einer Matrix angeordneten Loadpads mit den in der Matrix der Loadpads aufgenommenen Via-Kontakten elektrisch verbindet. In this way, a mesh network can be formed using the conductor tracks, which electrically connects the load pads arranged in a matrix to the via contacts included in the matrix of load pads. ```

Claims

1. Electronic module (1), in particular a fuse module, comprising a housing (2) and at least two busbars (7, 8, 9, 10, 31) accommodated in the housing (2), and at least one controllable switch (6), in particular a semiconductor switch, wherein the busbars (7, 8, 9, 10) can be disconnected from one another by means of at least the controllable switch (6), characterized in that the housing (2) has at least two housing shells (3, 4) which together enclose a cavity (28) and the module (1) has a circuit carrier (5) accommodated in the cavity (28), wherein the busbars (7, 8, 9, 10, 31) are materially bonded to the circuit carrier (5), in particular by surface soldering, and each is thermally conductive with a contact surface that repels the circuit carrier (5) to a housing shell (3, 4) of the housing shells (3, 4). are connected.

2. Electronic module (1) according to claim 1 , characterized in that the busbars (7, 8, 9, 10, 31) are each electrically insulated from the housing shell (3, 4) by means of a thermally conductive insulating layer (27).

3. Electronic module (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the insulating layer (27) is a polyimide film.

4. Electronic module (1) according to claim 2 or 3, characterized in that the insulating layer (27) is connected to the busbar (7, 8, 9, 10) and/or the housing shell (3, 4) by means of an adhesive that is particularly thermally conductive.

5. Electronic module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a recess is formed in the housing shell (3, 4) for the busbars (7, 8, 9, 10, 31) which extends to the busbar (7, 8, 9, 10, 31).

6. Electronic module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the circuit carrier (5) in the area of the busbar (7, 8, 9, 10, 31) has at least one electrically conductive inlay and/or electrically conductive vias (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 37) penetrating the circuit carrier (5), each of which is materially bonded to the busbar (7, 8, 9, 10, 31), in particular surface soldered.

7. Electronic module (1) according to claim 6, characterized in that the circuit carrier (5) has at least two opposing busbars (7, 8, 9, 10, 31) enclosing the circuit carrier (5) between them, which are electrically connected to each other by means of electrically conductive vias (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 37) passing through the circuit carrier (5) or at least one inlay embedded in the circuit carrier (5), wherein the busbars (7, 8, 9, 10, 31) are each materially bonded to the via (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 37) or the inlay, respectively, in particular by soldering.

8. Electronic module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the controllable switch (6) is at least indirectly thermally coupled to a busbar (7, 8, 9, 10) and can thus dissipate waste heat through the busbar (7, 8, 9, 10, 31) to the housing shell (3, 4).

9. Electronic module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor switch (6) is materially bonded to the printed circuit board (5), in particular soldered, and the printed circuit board (5) has at least one electrically and/or thermally conductive via (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 37) or inlay in the area of the semiconductor switch (6), which is arranged between the busbar (7, 8, 9, 10, 31) and the semiconductor switch (6), and the semiconductor switch (6) is electrically and/or thermally connected to the busbar (7, 8, 9, 10, 31) by means of the via (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 37) or inlay.

10. Electronic module (10) according to one of the preceding claims, characterized in that busbars (7, 8, 9, 10, 31) are arranged on opposite sides of the circuit board (5), each of which is thermally coupled to a housing shell (3, 4) at least on a longitudinal section.

11. Electronic module (1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a longitudinal section of a busbar (7, 8, 9, 10, 31) is guided in the circuit board (5).

12. Electronic module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one longitudinal section of the busbar (7, 8, 9, 10) is electrically connected to the busbar section (3, 4) embedded in the circuit board (5) by means of electrically conductive vias (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 37).

13. Electronic module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the vias (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 37) are spaced apart from one another forming a matrix at least on a surface area of the circuit carrier (5) and the circuit carrier (5) is covered by the busbar (7, 8, 9, 10, 31) on the surface area, wherein the circuit carrier (5) has an electrically conductive layer (13, 29, 33, 34, 35, 36, 38, 39) electrically connected to the busbar (7, 8, 9, 10) between two directly adjacent vias (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20), in particular has a conductor track.

14. Electronic module (1) according to claim 13, characterized in that the circuit carrier has a solder pad via matrix (32) comprising solder pad rows (35, 36, 39, 40) and through-contact rows (37) which are electrically connected to each other, in particular by means of an electrically conductive layer (38, 39), and wherein the solder pads (35, 36, 39, 40) of the solder pad rows are arranged on an outwardly facing surface of the circuit carrier (30) for surface soldering to the busbar (31).

15. Contact system, in particular for a module (1) according to one of the preceding claims, comprising a circuit carrier (5, 30) and at least two busbars (7, 8, 9, 10, 31), wherein the circuit carrier is arranged in a matrix The device has electrically conductive vias (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 37) arranged, wherein at least one conductor track (38, 39) is led from each of the vias (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 37) to a solder pad (33, 34, 35, 36), wherein the solder pad and/or the via are soldered to the busbar, in particular surface soldered.