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Title:
ELECTRIC ASSEMBLY AND METHOD FOR CONTROLLING AN ELECTRIC ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/002008
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electric assembly (1) comprising a sensor device (10) and to a method for controlling an electric assembly (1). According to the invention, measurement data provided by a control device from the sensor device (10) and which characterises a thermo-mechanical property of the assembly (1) is received and processed to generate a control signal for at least one active influencing element (17) of the assembly (1). The at least one the active influencing element (17) acts on the thermo-mechanical property by actively influencing at least one component (2, 3, 4, 5, 6, 7, 9) of the assembly (1) in accordance with the control signal, such that a difference in dilation between the at least two components (2, 3, 4, ,5, 6, 7, 9) of the assembly (1) is minimised.

Inventors:
BLANK RENE (DE)
FRANKE MARTIN (DE)
FRÜHAUF PETER (DE)
NERRETER STEFAN (DE)
KNOFE RÜDIGER (DE)
MÜLLER BERND (DE)
STROGIES JÖRG (DE)
WILKE KLAUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/066167
Publication Date:
January 03, 2019
Filing Date:
June 19, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H05K1/02
Domestic Patent References:
WO2010128978A12010-11-11
Foreign References:
US20170181271A12017-06-22
GB1307818A1973-02-21
EP1811819A12007-07-25
US8964394B22015-02-24
CN103327671A2013-09-25
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1. Elektrische Baugruppe (1), aufweisend eine Sensorik (10), dadurch gekennzeichnet, dass

die Baugruppe (1) wenigstens ein steuerbares aktives Beeinf¬ lussungselement (17) und ein mit diesem verbundenes Steuerge¬ rät aufweist, welches von der Sensorik (10) bereitgestellte Messdaten, welche eine thermische und/oder mechanische

Eigenschaft der Baugruppe (1) charakterisieren, verarbeitet zu einem Steuersignal für das wenigstens eine aktive Beeinf¬ lussungselement (17), welches in Abhängigkeit von dem Steuer¬ signal durch aktive Beeinflussung wenigstens eines Bauele¬ ments (2, 3, 4, 5, 6, 7, 9) der Baugruppe (1) die thermische und/oder mechanische Eigenschaft der Baugruppe (1) beein- flusst und dadurch einen Ausdehnungsunterschied zwischen wenigstens zwei Bauelementen (2, 3, 4, 5, 6, 7, 9) der

Baugruppe (1) minimiert.

2. Elektrische Baugruppe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass das wenigstens eine aktive Beeinflussungsele¬ ment (17) ein Heizelement aufweist.

3. Elektrische Baugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine aktive Beeinflussungselement (17) einen Aktuator, insbesonde¬ re ein Piezoelement und/oder ein Bimetallelement, aufweist.

4. Elektrische Baugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (10) mehrere, an verschiedenen Bauelementen (2, 3, 4, 5, 6, 7, 9) der Baugruppe (1) angeordnete Sensoren (10, 11, 12, 13, 14, 15, 16) aufweist, welche einen jeweiligen thermischen

und/oder mechanischen Zustand der verschiedenen Bauelemente (2, 3, 4, 5, 6, 7, 9) erfassen.

5. Verfahren zum Steuern einer elektrischen Baugruppe (1), dadurch gekennzeichnet, dass - mittels eines Steuergeräts von einer Sensorik (10) der Baugruppe (1) bereitgestellte Messdaten, welche eine ther¬ mische und/oder mechanische Eigenschaft der Baugruppe (1) charakterisieren, empfangen und zu einem Steuersignal für wenigstens ein aktives Beeinflussungselement (17) der Bau¬ gruppe (1) verarbeitet werden, und

- mittels des wenigsten einen aktiven Beeinflussungselements (17) durch aktive Beeinflussung wenigstens eines Bauele¬ ments (2, 3, 4, 5, 6, 7, 9) der Baugruppe (1) in Abhängig- keit von dem Steuersignal die thermische und/oder mechani¬ sche Eigenschaft der Baugruppe (1) beeinflusst und dadurch ein Ausdehnungsunterschied zwischen wenigstens zwei Bauele¬ menten (2, 3, 4, 5, 6, 7, 9) der Baugruppe (1) minimiert. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein thermisches und/oder mechanisches Verhalten der Baugruppe (1) rechnerisch modelliert wird und das Steuersignal in

Abhängigkeit von dem modellierten Verhalten erzeugt wird. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das modellierte Verhalten einen jeweiligen Einfluss der

Sensorik (10) und des wenigstens einen aktiven Beeinflus¬ sungselements (17) auf das thermische und/oder mechanische Verhalten der Baugruppe (1) berücksichtigt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als die Messdaten wenigstens ein Tempe¬ raturgradient innerhalb der Baugruppe (1) und/oder eine Form¬ und/oder Abmessungsänderung wenigstens eines Bauelements (2, 3, 4, 5, 6, 7, 9) der Baugruppe räumlich und zeitlich aufge¬ löst erfasst werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass

- mittels der Sensorik (10) eine jeweilige Temperaturänderung des wenigstens einen Bauelements (2, 3, 4, 5, 6, 7, 9) und eines zweiten Bauelements (2, 3, 4, 5, 6, 7, 9) der Bau¬ gruppe (1) erfasst wird und - durch die aktive Beeinflussung wenigstens eines dieser beiden Bauelemente (2, 3, 4, 5, 6, 7, 9) deren thermische Ausdehnungen aneinander angepasst werden. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des aktiven Beeinflussungsele¬ ments (17) in Abhängigkeit von dem Steuersignal ein wärmelei¬ tender, mechanischer Kontakt zwischen wenigstens zwei Bauele¬ menten (2, 3, 4, 5, 6, 7, 9) der Baugruppe (1) hergestellt oder unterbrochen wird.

Description:
Beschreibung

Elektrische Baugruppe und Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Baugruppe

Die Erfindung betrifft eine elektrische Baugruppe mit einer Sensorik und ein Verfahren zum Steuern einer elektrischen Baugruppe . Aktuelle innovative Aufbaukonzepte für elektrische und elektronische Baugruppen zeichnen sich durch einen zunehmenden Grad an Integration und Miniaturisierung aus. Besonders problematisch gestalten sich dabei eine kontrollierte, zielgerichtete Entwärmung und eine Handhabung schädigender Ausdehnungsdifferenzen durch unterschiedliche thermische

Ausdehnungskoeffizienten verschiedener Bauteile oder Bauelemente .

Diese unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten können ebenso wie Temperaturgradienten innerhalb der Baugruppen zu thermomechanischen Spannungen führen, welche je nach Ausführung von Fügeverbindungen zwischen unterschiedlichen Bauelementen oder Funktionsmaterialien jeweilige Grenzflächen, Fügematerialien und funktionale Elemente kumulativ schädigen können. Ein prominentes Beispiel hierfür aus der Aufbau- und Verbindungstechnik der Elektronik ist die bekannte Lotermüdung infolge zyklischer Wechsellasten.

Bekannte Ansätze, um diesem Problemen zu begegnen, streben typischerweise eine passive Abstimmung (Matching) von jewei ¬ ligen Belastungen und jeweiliger Belastbarkeit der Betroffenen Bau- und Strukturelemente an. Es wird also versucht, jeweilige Fügepartner und Materialien so zu kombinieren, dass Ausdehnungsdifferenzen, also Fehlausdehnungen, konstruktiv bestmöglich vermieden werden. Zudem werden möglichst ermü- dungsresistente Lotwerkstoffe und/oder große Fügespalte eingesetzt, die einen Stressabbau fördern. Diese Maßnahmen stoßen heutzutage jedoch an ihre Grenzen aufgrund von zuneh- menden Miniaturisierungsnotwendigkeiten, steigende Anforderungen an eine elektrische und thermische Performanz und damit einhergehende, bei einem Betrieb entstehende Tempera ¬ turgradienten. Um die heutzutage oftmals geforderte elektri- sehe und thermische Performanz zu erzielen, wird beispiels ¬ weise versucht, Keramikmaterialien und Glasfaserverbundmate ¬ rialien auf engstem Raum zu kombinieren, obwohl diese Materialien ein sehr unterschiedliches Ausdehnungsverhalten bei thermischer Belastung, also einen großen Ausdehnung-Mismatch aufweisen. Es sind also neue Lösungsansätze gefordert, da die auftretenden Probleme und Herausforderungen mittels der bekannten konventionellen Maßnahmen nicht mehr mit zufriedenstellender Qualität und Kosteneffizienz gehandhabt werden können .

Beispielsweise stehen ein Einsatz und eine Verbesserung der bisher verwendeten passiven stofflich-geometrischen

Optimierungen deutlich den Entwicklungszielen der Miniaturisierung, Kosteneffizienz und Funktionalitätssteigerung entgegen. So verteuert ein Einsatz von hochgradig belastungs- resistenten Lotmaterialien ebenso wie ein Übergang zu höherwertigen Fügeverfahren - beispielsweise Löten anstelle von Sintern - ein jeweiliges Produkt signifikant. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische

Baugruppe mit einem verbesserten thermomechanischen Verhalten zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausge ¬ staltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen sowie in der Beschreibung und in der Zeichnung angegeben. Eine erfindungsgemäße elektrische Baugruppe weist eine

Sensorik und wenigstens ein steuerbares aktives Beeinflus ¬ sungselement sowie ein mit diesem verbundenes Steuergerät auf. Das Steuergerät verarbeitet von der Sensorik bereitge- stellte Messdaten, welche eine thermische und/oder mechani ¬ sche Eigenschaft der Baugruppe charakterisieren, zu einem Steuersignal für das wenigstens eine aktive Beeinflussungs ¬ element. Das wenigstens eine aktive Beeinflussungselement beeinflusst in Abhängigkeit von dem Steuersignal durch aktive Beeinflussung wenigstens eines Bauelementes der Baugruppe die thermische und/oder mechanische Eigenschaft der Baugruppe und minimiert dadurch einen Ausdehnungsunterschied, also eine Fehlausdehnung, zwischen wenigstens zwei Bauelementen der Baugruppe. Mit anderen Worten beeinflusst die elektrische

Baugruppe ihre thermischen und/oder mechanischen Eigenschaften also selbst mittels eines Steuerungs- oder Regelkreises.

Die elektrische oder elektronische Baugruppe kann im Sinne der vorliegenden Erfindung als konstruktiver und/oder funktioneller Verbund beziehungsweise als konstruktive und/oder funktionelle Einheit aus integrierten und/oder diskreten, aktiven und/oder passiven Bauteilen oder Bauelementen verstanden werden. Diese Bauteile oder Bauelemente können durch ein elektrisches Leitungsnetz elektrisch miteinander verbunden sein. Das wenigstens eine Bauelement, das aktiv beein ¬ flusst wird, muss dabei nicht notwendigerweise eine elektri ¬ sche oder elektronische signal- oder datenverarbeitende oder -weiterleitende Funktion erfüllen. Das wenigstens eine

Bauelement kann also ein elektrisch isolierendes Stütz- oder Strukturelement oder ein Kühlelement der Baugruppe sein.

Die aktive Beeinflussung des Bauelementes kann beispielsweise bedeuten, dass eine thermische, mechanische und/oder elektri- sehe Eigenschaft des Bauelementes oder ein entsprechender

Parameterwert beeinflusst, also modifiziert wird. Ebenso kann die aktive Beeinflussung beispielsweise eine Positions-, Lage-, Form- und/oder Größenänderung des Bauteils umfassen oder bedeuten. Dazu kann das aktive Beeinflussungselement beispielsweise als Mikrosystem (MEMS, Mikroelektromechani- sches System) ausgebildet sein. Das aktive Beeinflussungsele ¬ ment kann auf oder an dem wenigstens einen Bauelement ange ¬ ordnet, in dieses eingebettet oder integriert oder mit diesem, beispielsweise über eine elektrische Leitung oder ein mechanisches und/oder thermisches Verbindungselement, verbun ¬ den beziehungsweise gekoppelt sein. Um die aktive Beeinflus ¬ sung zu bewirken, kann das aktive Beeinflussungselement beispielsweise an eine Energieversorgung der elektrischen Baugruppe angeschlossen sein und hierüber mit Energie versorgt werden. Gleiches kann auch für das Steuergerät gelten.

Das Steuergerät kann beispielsweise ein Mikrochip, ein

MikroController oder dergleichen sein oder einen solchen aufweisen. Das Steuergerät kann als Bauelement der elektri ¬ schen Baugruppe in oder an dieser angeordnet sein. Ebenso ist es jedoch möglich, das Steuergerät räumlich beabstandet von übrigen miteinander verbundenen Bauelementen der Baugruppe anzuordnen. Während eine Anordnung des Steuergerätes zusammen mit den übrigen Bauelementen der elektrischen Baugruppe in einem herkömmlichen Verbund vorteilhaft sein kann bezüglich einer Miniaturisierung, Unabhängigkeit und vereinfachten Kontaktierbarkeit , kann eine räumlich getrennte Anordnung des Steuergerätes beispielsweise dann vorteilhaft sein, wenn dieses mehrere elektrische Baugruppen beziehungsweise jeweils wenigstens ein aktives Beeinflussungselement unterschiedli ¬ cher elektrischer Baugruppen steuert, also mit Steuersignalen versorgt. Hierzu können das Steuergerät und die übrigen

Bauelemente der elektrischen Baugruppe beziehungsweise der elektrischen Baugruppen beispielsweise auf einer größeren Platine angeordnet und/oder in ein größeres elektrisches oder elektronisches System eingebunden sein. Ein Ausdehnungsunterschied, also eine Ausdehnungsdifferenz, zwischen wenigstens zwei Bauelementen oder Teilbereichen der Baugruppe meint im Sinne der vorliegenden Erfindung eine unterschiedliche thermische Ausdehnung, also beispielsweise eine unterschiedliche Längen-, Größen- und/oder Formänderung, der wenigstens zwei Bauelemente oder Teilbereiche, welche durch unterschiedliche Temperaturen und/oder unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten der wenigstens zwei

Bauelemente oder Teilbereiche verursacht ist beziehungsweise verursacht wird. Derartige Ausdehnungsunterschiede können zu einer Beschädigung der Beteiligten Bauelemente, eines Fügema terials beziehungsweise einer Verbindung zwischen diesen und/oder anderer Bauelemente oder Teilbereiche der elektrischen Baugruppe führen. Konkret können hierdurch beispielsweise mechanische Spannungen innerhalb der elektrischen Baugruppe entstehen, die zu einem Brechen oder Reißen von Bauelementen und/oder Verbindungen beziehungsweise Fügematerialien führen können. Im Sinne der vorliegenden Erfindung werden derartige Ausdehnungsunterschiede daher auch als Fehlausdehnungen bezeichnet.

Zu Beschädigungen durch Fehlausdehnungen kann es insbesonder bei zyklisch belasteten, also thermischen, mechanischen und/oder elektrischen Wechsellastern ausgesetzten, Bauelemen ten, Verbindungen oder Baugruppen kommen. Die vorliegende Erfindung kann also in derartigen Anwendungsgebieten besonders vorteilhaft eingesetzt werden, um Beschädigungen zu vermeiden, eine vorzeitige Alterung der Bauelemente, Verbindungen und/oder Baugruppen zu vermeiden und somit für eine verlängerte Lebensdauer und/oder eine erhöhte thermische, mechanische und/oder elektrische Belastbarkeit zu sorgen. Durch den Einsatz des wenigstens einen aktiven Beeinflussungselements und dessen Steuerung zur Vermeidung oder

Minimierung von Ausdehnungsunterschieden wird durch die vorliegende Erfindung vorteilhaft eine Belastung empfindli ¬ cher Bauelemente verringert und somit ein Einsatz kostengüns tigerer Bauelemente und/oder Werkstoffe ermöglicht. Zudem können hierdurch zusätzliche Gestaltungsfreiheiten, Optimierungsspielräume und Flexibilitäten für ein Design, einen Aufbau und/oder eine Geometrie der elektrischen Baugruppe geschaffen oder ausgenutzt werden. Insgesamt kann die vorlie gende Erfindung somit vorteilhaft eine weitere Miniaturisie ¬ rung, eine kostengünstigere Fertigung und/oder eine Erhöhung einer Leistungsdichte ermöglichen.

Während bei einer Gestaltung oder einem Aufbau herkömmlicher elektrischer Baugruppen bisher üblicherweise ein externer Einfluss, also beispielsweise eine Umgebungstemperatur an einem jeweiligen Einsatzort der elektrischen Baugruppe, als maßgebliche Einflussgröße berücksichtigt wird, ist es ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung, innerhalb der elekt- rischen Baugruppe auftretende interne Bedingungen, Gegeben ¬ heiten und Wechselwirkungen zu berücksichtigen. Der vorliegenden Erfindung liegt also die Erkenntnis zugrunde, dass im Zuge der fortschreitenden Miniaturisierung und Leistungssteigerung elektrischer Baugruppen bei einem Betrieb der Baugrup- pe innerhalb dieser durch deren Bauelemente selbst hervorge ¬ rufene Bedingungen, insbesondere Temperaturen und Temperaturgradienten, von wesentlicher Bedeutung für eine Funktionsfähigkeit und Belastbarkeit der Baugruppe sind. Da herkömmliche Methoden, wie beispielsweise eine Anordnung eines Leistungs- halbleiterelementes in möglichst großer räumlicher Entfernung zu einem temperaturempfindlichen Bauelement, wie beispielsweise einem oberflächenmontierten Bauelement (SMD, englisch „Surface-mounted device") , aufgrund der zunehmenden Miniatu ¬ risierung und einer erhöhten Packung- beziehungsweise Funkti- onsdichte keinen ausreichenden Schutz der empfindlichen

Bauelemente mehr gewährleisten können, ist der vorliegend erfindungsgemäße Einsatz des wenigstens einen aktiven Beeinf ¬ lussungselementes und dessen Steuerung unter Verwendung der der elektrischen Baugruppe eigenen Sensorik besonders effek- tiv und vorteilhaft.

Es kann für eine, mehrere oder alle der direkt oder indirekt mittels des aktiven Beeinflussungselement des beeinflussbaren thermischen und/oder mechanischen Eigenschaften des Bauele- mentes und/oder der Baugruppe ein jeweiliger Zielwert

und/oder ein jeweiliger Schwellenwert vorgegeben sein. Wird ein solcher Schwellenwert überschritten - beispielsweise durch Erwärmung eines Bauelementes über eine vorgegebene Schwellentemperatur hinaus - so kann dies mittels der

Sensorik erfasst werden. Ein Erreichen oder Überschreiten eines derartigen Schwellenwertes kann als Signal oder Auslö ¬ ser für das Steuergerät dienen, welches dann das wenigstens eine aktive Beeinflussungselement entsprechend ansteuert, um einen jeweils aktuellen Wert beziehungsweise Messwert einer entsprechenden Messgröße bis unterhalb des überschrittenen Schwellenwertes zu bringen. Bevorzugt kann das aktive Beeinf ¬ lussungselement beispielsweise so lange entsprechend ange- steuert werden, bis der vorgegebene Zielwert für den jeweils aktuellen Wert der jeweiligen Messgröße erreicht ist. Hierdurch kann vorteilhaft ein hochfrequentes Überschreiten des Schwellenwertes vermieden werden.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet eine Veränderung oder Beeinflussung der thermischen und/oder mechanischen Eigenschaften eines Bauelementes oder Teilbereiches der elektrischen Baugruppe gleichzeitig auch eine Veränderung oder Beeinflussung der thermischen und/oder mechanischen Eigenschaften der elektrischen Baugruppe insgesamt. Die thermischen und/oder mechanischen Eigenschaften werden zusammenfassend auch als thermomechanische Eigenschaften bezeichnet. Durch die Verwendung des Begriffes „thermomecha- nisch" kann Bezug genommen werden auf die jeweiligen thermischen und/oder auf die jeweiligen mechanischen Größen,

Eigenschaften, Komponenten oder Bedingungen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das wenigstens eine aktive Beeinflussungselement ein Heizelement auf. Durch Steuerung oder Ansteuerung dieses

Heizelementes kann das wenigstens eine Bauelement beheizt, also erwärmt werden. Durch das Heizelement kann das wenigs ¬ tens eine Bauelement also in seiner Temperatur und somit zumindest indirekt auch in seiner Ausdehnung beeinflusst werden. Mittels des Heizelementes kann also beispielsweise die Temperatur des wenigstens einen Bauelementes an eine Temperatur eines anderen, insbesondere eines benachbarten, Bauelements der Baugruppe angeglichen werden. Ebenso ist es beispielsweise möglich, dass wenigstens eine Bauelement mittels des Heizelementes soweit gesteuert zu erwärmen, also auf eine bestimmte, beispielsweise von dem Steuergerät ermittelte Temperatur zu bringen, dass hierdurch die tatsächliche thermische Ausdehnung, also beispielsweise eine Längen- änderung, des wenigstens einen Bauteils an eine thermische Ausdehnung wenigstens eines weiteren, insbesondere benachbarten, Bauelements der Baugruppe angeglichen wird. Dies kann zur Vermeidung von Fehlausdehnungen beispielsweise dann notwendig und vorteilhaft sein, wenn das wenigstens eine Bauelement und das weitere Bauelement unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Die hierfür notwendige Erwärmung beziehungsweise Temperatur kann von dem Steuergerät beispielsweise durch Abgleich der mittels der Sensorik ermittelten Temperaturen des wenigstens einen

Bauelementes und des weiteren Bauelementes mit einem Kennfeld oder einer jeweilige Materialeigenschaften der Bauelemente der Baugruppe beschreibenden oder enthaltenden Datenbank bestimmt werden. Zur Vermeidung oder Minimierung einer thermischen Belastung und eines Alterns des wenigstens einen Bauelementes beziehungsweise der Baugruppe mag das zusätzli ¬ che Aufheizen des wenigstens einen Bauelementes unabhängig von beispielsweise einer signalverarbeitenden Funktion oder Funktionalität zunächst kontraintuitiv erscheinen. Der durch das Heizen erzielbare positive Effekt der Vermeidung oder Minimierung einer Fehlausdehnung überwiegt jedoch, sodass sich insgesamt eine positive Wirkung ergibt, beispielsweise in Form einer Vermeidung von Beschädigungen, einer reduzier- ten oder verlangsamten Alterung und/oder einer verlängerten Lebensdauer der elektrischen Baugruppe.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das wenigstens eine aktive Beeinflussungsele- ment einen Aktuator auf, insbesondere ein Piezoelement und/oder ein Bimetallelement. Hierdurch kann also insbesonde ¬ re eine mechanische Eigenschaft des wenigstens einen Bauele ¬ mentes beeinflusst werden. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Zustandsveränderung, also eine Veränderung insbesondere eines thermischen und/oder mechanischen Zustan- des eines Bauelementes oder der Baugruppe als Veränderung, also Beeinflussung einer entsprechenden thermischen und/oder mechanischen Eigenschaft zu verstehen. Durch Steuerung des Aktuators kann also beispielsweise eine Position, Lage und/oder Form des wenigstens einen Bauelemente des beein- flusst beziehungsweise modifiziert werden, was eine Beein ¬ flussung einer mechanischen Eigenschaft des wenigstens einen Bauelements bedeutet. Hierdurch kann das wenigstens eine

Bauelement beispielsweise in direkten mechanischen, insbesondere wärmeleitenden, Kontakt mit einem weiteren Bauelement der Baugruppe gebracht werden oder ein solcher Kontakt unterbrochen beziehungsweise aufgehoben werden.

Dies ermöglicht vorteilhaft eine aktive Steuerung oder

Anpassung eines Wärmefluss- oder Kühlpfades innerhalb der elektrischen Baugruppe. Mittels des Aktuators kann also eine jeweils aktuelle Vorzugsrichtung für einen Wärmefluss inner- halb der Baugruppe eingestellt werden. Dies wiederum ermög ¬ licht eine Anpassung eines Temperaturgradienten oder einer Temperaturverteilung innerhalb der elektrischen Baugruppe, was zur Vermeidung oder Minimierung des Ausdehnungsunterschiedes ausgenutzt werden kann. Ebenso kann mittels des Aktuators das wenigstens eine Bauelement oder ein weiteres, mit diesem mechanisch gekoppeltes Bauelement in Kontakt mit einem Kühlelement gebracht werden oder ein derartiger Kontakt unterbrochen oder eine entsprechende Kontaktfläche vergrößert oder verringert werden. Es ist dabei möglich, beispielsweise mittels einer Pulsweitenmodulation, und/oder durch Anpassen einer Größe einer Kontaktfläche zwischen zwei Bauelementen nicht nur eine binäre Besteuerung vorzunehmen, sondern einen Wert, beispielsweise eines Wärmedurchsatzes eines bestimmten Wärmefluss- oder Kühlpfades innerhalb der elektrischen

Baugruppe in mehreren Stufen oder stufenlos anzupassen beziehungsweise einzustellen.

Ebenso kann beispielsweise aufgrund von Temperaturdifferenzen beziehungsweise Temperaturgradienten und/oder unterschiedli- chen thermischen Ausdehnungskoeffizienten eine mechanische Verformung, beispielsweise ein Verbiegen wenigstens eines Bauelementes innerhalb der elektrischen Baugruppe verursacht werden. Diesem Verbiegen oder Verformen kann mittels des Aktuators entgegengewirkt werden. Der Aktuator kann also eine mechanische Spannung, einen mechanischen Druck oder einen mechanischen Zug auf das wenigstens eine Bauteil ausüben, um die Verformung beziehungsweise das Verbiegen zu vermeiden beziehungsweise auszugleichen. Die Verwendung des Aktuators ermöglicht somit vorteilhaft eine besonders präzise und flexible aktive Beeinflussung der thermomechanischen Eigenschaften beziehungsweise des thermomechanischen Verhaltens der elektrischen Baugruppe.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Sensorik mehrere, an verschiedenen

Bauelementen der Baugruppe angeordnete Sensoren auf. Diese mehreren Sensoren sind dazu eingerichtet, einen jeweiligen thermischen und/oder mechanischen Zustand, also eine jeweilige thermische und/oder mechanische Eigenschaft, der verschie ¬ denen Bauelemente zu erfassen. Mittels der Sensorik kann somit also vorteilhaft ein Temperaturgradient beziehungsweise ein Temperaturfeld und/oder ein mechanisches Spannungsfeld beziehungsweise ein Verlauf oder Gradient einer mechanischen Spannung oder Belastung innerhalb der elektrischen Baugruppe erfasst oder ermittelt werden. Dies ermöglicht eine besonders genaue Bewertung eines jeweiligen aktuellen thermomechanischen Zustandes der elektrischen Baugruppe ebenso wie eine besonders flexible und besonders präzise Beeinflussung des jeweiligen thermomechanischen Zustandes, also der jeweiligen thermomechanischen Eigenschaft oder Eigenschaften der elektrischen Baugruppe.

Besonders bevorzugt können ebenso mehrere an verschiedenen Bauelementen der Baugruppe angeordnete aktive Beeinflussungs ¬ elemente vorgesehen sein. Im Zusammenspiel der mehreren

Sensoren und der mehreren aktiven Beeinflussungselemente kann eine optimale Beeinflussung der elektrischen Baugruppe beziehungsweise von deren thermomechanischen Eigenschaften erzielt werden. Ein Optimum kann dabei beispielsweise eine Minimierung des einen oder mehrerer Ausdehnungsunterschiede innerhalb der elektrischen Baugruppe, eine Minimierung einer thermomechanischen Belastung, eine Minimierung einer Alterung beziehungsweise von Alterungserscheinungen der elektrischen Baugruppe, eine Maximierung einer thermomechanischen und/oder elektrischen beschädigungsfrei erreichbaren Belastbarkeit der elektrischen Baugruppe, eine Maximierung der Lebensdauer der elektrischen Baugruppe oder dergleichen mehr meinen beziehungsweise sein.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung zusätzlich zu der erfindungsgemäßen elektrischen Baugruppe ist ein Verfahren zum Steuern einer elektrischen Baugruppe, insbesondere einer erfindungsgemäßen elektrischen Baugruppe. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden mittels eines Steuergerätes von einer Sensorik der Baugruppe bereitgestellte Messda ¬ ten empfangen, welche eine thermische und/oder mechanische Eigenschaft der Baugruppe charakterisieren. Diese Messdaten werden mittels des Steuergerätes zu einem Steuersignal für wenigstens ein aktives Beeinflussungselement der Baugruppe verarbeitet. Mittels des wenigstens einen aktiven Beeinflus ¬ sungselementes wird dann durch aktive Beeinflussung wenigs ¬ tens eines Bauelements der Baugruppe in Abhängigkeit von dem Steuersignal die thermische und/oder mechanische Eigenschaft der Baugruppe beeinflusst und dadurch ein Ausdehnungsunterschied, also eine Fehlausdehnung, zwischen wenigstens zwei Bauelementen der Baugruppe minimiert.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein thermisches und/oder mechanisches Verhal ¬ ten der Baugruppe rechnerisch modelliert und das Steuersignal in Abhängigkeit von dem modellierten Verhalten erzeugt. Es wird also eine modellhafte Beschreibung von Bauelementen und/oder Funktionseinheiten der Baugruppe vorgenommen beziehungsweise bereitgestellt. Zum Modellieren des thermomechani ¬ schen Verhaltens der Baugruppe kann beispielsweise ein vorgegebenes Modell genutzt werden, welchem die mittels der Sensorik erfassten Messdaten als Eingangs- oder Zustandsgrö- ßen zugeführt werden. Für das Modellieren kann beispielsweise eine Modellierungseinrichtung, welche Teil des Steuergerätes sein kann, verwendet werden.

Die Modellierungseinrichtung kann - ebenso wie das Steuerge- rät - beispielsweise eine Prozessoreinrichtung und eine an diese angebundene Speichereinrichtung aufweisen. Zum Modellieren des Verhaltens kann dabei ein rein rechnerisch bestimmtes Modell verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ können beispielsweise mittels experimenteller Methoden, also konkreter Messungen, ermittelte Verhaltensweisen der Baugruppe unter vorgegebenen und/oder bekannten thermomechanischen und/oder elektrischen Bedingungen verwendet oder berücksichtigt werden. Eine mit dem vorgegebenen Modell beziehungsweise der Modellierung einhergehende Kenntnis oder Vorhersage eines vergangenen, aktuellen und/oder zukünftigen Verhaltens oder Zustandes der elektrischen Baugruppe ermöglicht vorteilhaft eine besonders genaue, zuverlässige, effektive und effiziente Steuerung der elektrischen Baugruppe, also eine entsprechend vorteilhafte Minimierung des Ausdehnungsunterschiedes bezie- hungsweise der Ausdehnungsunterschiede innerhalb der elektri ¬ schen Baugruppe.

So kann beispielsweise mittels der Modellierung ein zukünfti ¬ ges Verhalten der Baugruppe vorhergesagt oder abgeschätzt werden. Dies ermöglicht wiederum eine präventive Ansteuerung des wenigstens einen aktiven Beeinflussungselementes, um beispielsweise antizipierte thermomechanische Belastungsspit ¬ zen zu vermeiden oder deren Auswirkungen abzufangen. Es kann beispielsweise eine thermomechanische Trägheit, die einen Einfluss oder eine Auswirkung des Steuersignals, also des Ansteuerns des aktiven Beeinflussungselementes, verzögern kann, berücksichtigt beziehungsweise ausgeglichen werden.

Das Modellieren des thermomechanischen Verhaltens kann zudem eine effektive und effiziente Steuerung auch dann ermögli ¬ chen, wenn beispielsweise nicht jedes einzelne Bauelement der Baugruppe mittels eines individuellen Sensors überwacht wird. Dies ist der Fall, da mittels des Modells aus einer begrenz- ten Anzahl von Messdaten beispielsweise auf einen thermome- chanischen Zustand auch von solchen Bauelementen oder Teilbereichen der Baugruppe geschlossen werden kann, die nicht mittels der Sensorik erfasst beziehungsweise überwacht werden Insgesamt ermöglicht es diese erfindungsgemäße Integration beziehungsweise Kombination aus der lokalen Sensorik in oder an der Baugruppe, der Modellierung des thermomechanischen Verhaltens der Baugruppe und der aktiv gesteuerten Beeinflus ¬ sung der Baugruppe mittels des aktiven Beeinflussungselemen- tes in Abhängigkeit von dem modellierten Verhalten und den Messdaten der Sensorik, eine elektrische Baugruppe mit verbessertem thermomechanischen Verhalten, verbesserter

Leistungsfähigkeit beziehungsweise Belastbarkeit und/oder verlängerter Lebensdauer zu realisieren.

Es sei hier explizit darauf hingewiesen, dass das aktiv beeinflusste Bauelement unabhängig von einer möglichen elektrischen und/oder signal- und/oder datenverarbeitenden Funktionalität dieses Bauelementes beeinflusst werden kann. Somit können beispielsweise auch solche Bauelemente aktiv beeinflusst werden, die nicht aktiv und unmittelbar an einer elektrischen Aktivität und/oder einer Signal- oder Datenverarbeitung innerhalb der elektrischen Baugruppe beteiligt sind. Dies unterscheidet die vorliegende Erfindung deutlich von bisherigen Ansätzen eines bloßen Lastmanagements, welche beispielsweise eine Taktfrequenz einer Rechen- oder Prozessoreinheit (CPU, englisch „Central Processing Unit") in

Abhängigkeit von einer Temperatur dieser Rechen- oder Prozessoreinrichtung variieren oder regeln.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens berücksichtigt das Modell beziehungsweise das modellierte Verhalten der Baugruppe einen jeweiligen Einfluss der Sensorik und des wenigstens einen aktiven Beeinflussungs- elements auf das thermische und/oder mechanische Verhalten der Baugruppe. Hierdurch können ein realer thermomechanische Zustand und ein reales thermomechanisches Verhalten der elektrischen Baugruppe besonders genau modelliert, also abgebildet und/oder vorhergesagt werden. Besonders vorteil ¬ haft kann diese Modellierung, beispielsweise in einem Ent- wicklungsprozess oder einem Herstellungsverfahren für die elektrische Baugruppe, eingesetzt werden, um eine optimale Anordnung oder Positionierung der Sensorik und/oder des wenigstens einen aktiven Beeinflussungselementes zu bestim ¬ men, um beispielsweise eine Leistungsfähigkeit oder Belast ¬ barkeit der elektrischen Baugruppe zu maximieren.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als die Messdaten wenigstens ein Tempera ¬ turgradient innerhalb der Baugruppe und/oder eine Form ¬ und/oder Abmessungsänderung wenigstens eines Bauelementes der Baugruppe räumlich und zeitlich aufgelöst erfasst. Dazu kann die Sensorik mehrere Einzelsensoren aufweisen, um einen räumlichen und zeitlichen Verlauf der erfassten Messgrößen zu erfassen beziehungsweise zu bestimmen. Dies kann vorteilhaft eine besonders genaue und effektive Beeinflussung der thermo- mechanischen Eigenschaften der Baugruppe, also eine besonders effektive und effiziente Steuerung der elektrischen Baugruppe ermöglichen .

Das Erfassen eines Temperaturgradienten ist besonders vorteilhaft, da Temperaturgradienten einen wesentlichen Ein- flussfaktor oder eine wesentliche Ursache für Ausdehnungsunterschiede innerhalb von Baugruppen bilden. Das Erfassen der Form- und/oder Abmessungsänderung kann beispielsweise dann besonders vorteilhaft sein, wenn die jeweilige Temperatur des seine Forum und/oder Abmessung ändernden Bauelementes nicht oder nicht präzise erfasst werden kann und/oder beispielswei ¬ se innerhalb des Bauelementes variiert und/oder dann, wenn der thermische Ausdehnungskoeffizient des jeweiligen Bauele ¬ mentes nicht bekannt ist. Das Erfassen der Form- und/oder Abmessungsänderung kann beispielsweise mittels einer an jeweiligen Außenseiten des Bauelementes angeordneten Sensorik möglich sein. Für eine präzise Temperaturmessung kann hingegen beispielsweise eine Anordnung eines Temperatursensors in einem Zentralbereich des jeweiligen Bauelementes notwendig sein, welche beispielsweise aufgrund eines Packagings

und/oder einer hohen Funktionsdichte nicht immer realisierbar ist. Ebenso kann es schwierig sein, bei innerhalb des jewei ¬ ligen Bauelementes variierenden Temperaturen und/oder bei einem Aufbau des Bauelements aus mehreren unterschiedlichen Materialien einen effektiven thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Bauelements zu bestimmen. Diese Schwierigkeiten können durch das Erfassen der Form- und/oder Abmessungsänderung vorteilhaft umgangen werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels der Sensorik eine jeweilige Tempera ¬ turänderung des wenigstens einen Bauelements und eines zweiten Bauelements der Baugruppe erfasst. Durch die aktive Beeinflussung wenigstens eines dieser beiden Bauelemente werden deren thermische Ausdehnungen aneinander angepasst. Mit anderen Worten wird also beispielsweise bei einer Tempe ¬ raturänderung zweier Bauelemente durch die aktive Beeinflus ¬ sung die Bedingung

für die beiden Bauelemente eingestellt oder sichergestellt, wobei oii den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des ersten Bauelements, 2 den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des zweiten Bauelements, ΔΘι die Temperaturänderung des ersten Bauelements und ΔΘ 2 die Temperaturänderung des zweiten

Bauelements angibt. Die relativen Längenänderungen der beiden Bauelemente sollen also gleich sein. Die durch die jeweilige Temperaturänderung verursachte thermische Ausdehnung kann bei einer Erwärmung positiv und bei einer Abkühlung negativ sein. Eine negative thermische Ausdehnung bedeutet dabei beispiels ¬ weise ein Zusammenziehen oder eine kontraktive Längenände ¬ rung. Durch das separate Erfassen der jeweiligen Temperaturänderungen der beiden Bauelemente kann eine besonders genaue Anpassung, also Angleichung der thermischen Ausdehnungen der beiden Bauelemente erreicht werden. Durch das Anpassen oder Angleichen der thermischen Ausdehnungen wird also der Ausdehnungsunterschied zwischen den beiden Bauelementen minimiert, insbesondere idealerweise zu null. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels des aktiven Beeinflussungs ¬ elements in Abhängigkeit von dem Steuersignal ein wärmelei- tender, mechanischer Kontakt zwischen wenigstens zwei Bauele ¬ menten der Baugruppe hergestellt oder unterbrochen. Das aktiv beeinflusste wenigstens eine Bauelement kann dabei eines der wenigstens zwei Bauelemente sein, zwischen denen der Kontakt hergestellt oder unterbrochen wird. Es ist jedoch ebenso möglich, dass durch die aktive Beeinflussung des wenigstens einen Bauteils etwa ein zweites Bauteil indirekt beeinflusst und in Kontakt mit einem dritten Bauteil gebracht oder ein derartiger Kontakt zwischen dem zweiten und dem dritten

Bauteil unterbrochen wird. Ein mechanischer Kontakt in diesem Sinne besteht dann, wenn sich die wenigstens zwei Bauelemen ¬ te, insbesondere unmittelbar, berühren.

Da der mittels der vorliegenden Erfindung minimierte Ausdehnungsunterschied insbesondere bei hohen Temperaturen, Tempe- raturänderungen, Temperaturgradienten und/oder Leistungsdichten für den Betrieb der elektrischen Baugruppe besonders relevant ist, kann die vorliegende Erfindung beispielsweise für Leistungselektronische Baugruppen, elektrische Antriebe, Inverter und dergleichen mehr besonders vorteilhaft und nutzbringend eingesetzt werden.

Die bisher und im Folgenden angegebenen Eigenschaften und Weiterbildungen der erfindungsgemäße elektrischen Baugruppe sowie die entsprechenden Vorteile sind jeweils sinngemäß auf das erfindungsgemäßen Verfahren und/oder zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete oder verwendbare Bauteile und Einrichtungen übertragbar und umgekehrt. Es gehören also zu der Erfindung auch solche Weiterbildungen der erfindungsgemäßen elektrischen Baugruppe und des erfindungs- gemäßen Verfahrens, welche Ausgestaltungen aufweisen, die hier nicht explizit in der jeweiligen Kombination beschrieben sind . Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische und geschnit ¬ tene Seitenansicht einer elektrischen Baugruppe mit einer Sensorik und mehreren steuerbaren aktiven Beeinflussungselementen zum aktiven Beeinflussen einer thermischen und/oder mechanischen Eigenschaft der Baugruppe.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhän- gig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausfüh- rungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.

Die einzige Figur zeigt eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer elektrischen beziehungsweise elektroni- sehen Baugruppe 1 in einem beispielhaften Aufbau. Vorliegend weist die elektrische Baugruppe 1 ein Basiselement 2 auf, welches beispielsweise ein Kühlelement oder Kühlkörper sein kann. In Hochrichtung der elektrischen Baugruppe 1 auf beziehungsweise oberhalb des Basiselement 2 ist ein

Keramikelement 3 angeordnet, bei dem es sich beispielsweise um ein Keramiksubstrat für eine direkt gebondete Kupferstruk ¬ tur (DBC, englisch „Direct Bonded Copper", auch DCB, „Direct Copper Bonded") handeln kann. Das Keramikelement 3 kann dabei als Hauptentwärmungspfad zur Abführung Wärme von darüber liegenden Teilen der elektrischen Baugruppe 1 hin zu dem

Basiselement 2 dienen. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass das Keramikelement 3 eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen kann und gleichzeitig als elektrischer Isolator, etwa gegen- über dem beispielsweise metallischen Basiselement 2, dienen kann .

Oberhalb des Keramikelements 3 ist vorliegend ein Leistungs- halbleiterelement 4 angeordnet, welches seitlich von elekt ¬ risch isolierenden Stützelementen 5 eingefasst ist. Die

Stützelemente 5 können als Auflageflächen für einen oberhalb des Leistungshalbleiterelements 4 angeordneten Hauptverdrah ¬ tungsträger 6 der elektrischen Baugruppe 1 dienen. Durch die mechanisch stabilen Stützelemente 5 kann vermieden werden, dass das Leistungshalbleiterelement 4 beispielsweise bei einem Fügen der elektrischen Baugruppe durch mechanischen Druck beschädigt wird. Der Hauptverdrahtungsträger 6 dient insbesondere als Träger oder Substrat für ein elektrisches Leitungsnetz 7, welches vorliegend diesen und auch weitere

Teilbereiche der elektrischen Baugruppe 1 durchsetzt. Es sei angemerkt, dass hier nicht alle einzelnen Teile oder Teilbe ¬ reiche des Leitungsnetzes 7 einschließlich aller Kontaktie ¬ rungen und dergleichen explizit gekennzeichnet sind. Auf dem Hauptverdrahtungsträger 6 sind jedoch als Bestandteile des

Leitungsnetzes 7 zwei Kontaktierungen 8 für ein oberhalb des Hauptverdrahtungsträgers 6 angeordnetes oberflächenmontiertes Bauelement (SMD, englisch „Surface-mounted Device") 9 ange ¬ ordnet und gekennzeichnet.

Weiterhin weist die elektrische Baugruppe 1 eine Sensorik mit mehreren räumlich verteilt in oder an verschiedenen Bauelementen der elektrischen Baugruppe 1 angeordneten Sensoren 10 auf. Die Sensoren 10 können gleicher oder unterschiedlicher Art sein, beispielsweise Temperatursensoren, Drucksensoren oder Sensoren zum Detektieren mechanischer Spannungen,

Bewegungen, Form- oder Ausmaßveränderungen. Mittels der

Sensoren 10 können beispielsweise ein Temperaturfeld und/oder mechanische Größen wie Biegungen oder Kontraktionen innerhalb der elektrischen Baugruppe 1 örtlich und zeitlich aufgelöst erfasst werden. Entsprechende von den Sensoren 10 erfasste Messwerte oder Messdaten werden an ein hier nicht dargestelltes Steuergerät übermittelt. Das Steuergerät kann beispiels- weise als Mikrochip oder MikroController ausgebildet und/oder Teil des Leistungshalbleiterelementes 4 sein. Zum Übermitteln der Messdaten können beispielsweise Teile des Leitungsnetzes 7 der elektrischen Baugruppe 1 genutzt werden. Entsprechende Kontaktierungen oder Anbindungen der einzelnen Sensoren 10 sind hier der Übersichtlichkeit halber nicht explizit darge ¬ stellt. Ebenso kann beispielsweise eine kabellose Übertragung der Messdaten an das Steuergerät möglich sein. Vor dem Hintergrund einer zunehmenden Miniaturisierung sowie einer steigenden Funktions- und Leistungsdichte innerhalb von Einrichtungen wie der elektrischen Baugruppe 1, ist zu beobachten, dass durch Temperaturunterschiede und/oder unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten der Bauelemente der elektrischen Baugruppe 1 Fehlausdehnungen und mechanische Spannungen auftreten können, die zu Beschädigungen und/oder vorzeitiger Alterung der elektrischen Baugruppe 1 führen können. Um dieser Problematik zu begegnen, weist die elektrische

Baugruppe vorliegend mehrere aktive Beeinflussungselemente 17 auf, die räumlich verteilt in oder an verschiedenen Bauelementen der elektrischen Baugruppe 1 angeordnet sind. Die mittels der Sensoren 10 erfassten Messdaten charakterisieren also eine thermische und/oder mechanische, kurz also eine thermomechanische, Eigenschaft der elektrischen Baugrup ¬ pe 1 beziehungsweise des jeweiligen Bauelementes in oder an dem ein jeweiliger der Sensoren 10 angeordnet ist. Mittels der aktiven Beeinflussungselemente 17 kann hingegen eine thermomechanische Eigenschaft der elektrischen Baugruppe 1 beziehungsweise des jeweiligen Bauelementes beeinflusst werden. Dazu kann das Steuergerät in Abhängigkeit von den von den Sensoren 10 bereitgestellten Messdaten jeweilige Steuer- signale für die aktiven Beeinflussungselemente 17 erzeugen und an diese übermitteln. Auch hier sind entsprechende

Verbindungen der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt, wobei ebenso eine kabellose Übermittlung der jeweiligen

Steuersignale möglich sein kann.

Vorliegend sind beispielsweise in das Basiselement 2 ein erster Sensor 11 und ein erstes aktives Beeinflussungselement 18 integriert. In das Keramikelement 3 sind ein zweiter

Sensor 12 und ein zweites aktives Beeinflussungselement 19 integriert. In das Leistungshalbleiterelement 4 integriert oder an diesem angeordnet sind ein dritter Sensor 13 und ein drittes aktives Beeinflussungselement 20. In den Hauptver ¬ drahtungsträger 6 integriert sind ein vierter Sensor 14, ein fünfter Sensor 15, ein viertes aktives Beeinflussungselement 21 und ein fünftes aktives Beeinflussungselement 22. An dem SMD 9 sind ein sechster Sensor 16 und ein sechstes aktives Beeinflussungselement 23 angeordnet.

Es kann beispielsweise mittels des dritten Sensors 13 ein Temperaturanstieg des Leistungshalbleiterelementes 4 und durch Auswertung der von dem zweiten Sensor 12 und dem ersten Sensor 10 erfassten Messdaten ein Temperaturfeld oder ein

Temperaturgradient bestimmt werden, der sich beispielsweise von dem Leistungshalbleiterelement 4 durch das Keramikelement 3 bis in das Basiselement 2 hinein erstrecken kann. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Funktionen und dadurch bedingten unterschiedlichen Materialzusammensetzungen können das

Leistungshalbleiterelement 4, das Keramikelement 3 und das Basiselement 2 signifikant unterschiedliche thermische

Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Der Temperaturgradient zwischen diesen Bauelementen könnte also ohne weitere Maßnah- men zu unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen beziehungsweise Längenänderungen dieser Bauelemente führen.

Um derartige Fehlausdehnungen zu vermeiden beziehungsweise auszugleichen kann beispielsweise das zweite aktive Beeinf- lussungselement 19 als Heizelement ausgebildet sein und dazu genutzt werden, das Keramikelement 3 aufzuheizen, um eine Differenz der thermischen Ausdehnungskoeffizienten des

Keramikelements 3 und des Leistungshalbleiterelementes 4 einerseits und/oder des Keramikelements 3 und des Basisele ¬ ments 2 andererseits auszugleichen. Durch die mittels des zweiten aktiven Beeinflussungselementes 19 erhöhte Temperatur des Keramikelements 3 kann dann also die ansonsten mögliche Fehlausdehnung vermieden beziehungsweise soweit verringert werden, dass es nicht zu einer Beschädigung der elektrischen Baugruppe 1 kommt .

Insbesondere die können die Temperaturen beziehungsweise das Temperaturfeld nicht nur örtlich, sondern auch zeitlich aufgelöst erfasst beziehungsweise bestimmt werden. Es kann also ein aktives Temperatur- oder Temperaturfeldmanagement vorgesehen sein, um eine Minimierung einer effektiven Fehlausdehnung durch Reduzierung von lokalen Ausdehnungsunter- schieden zu erreichen. Als Ziel der entsprechenden Steuerung oder Regelung kann ein Erreichen oder Erfüllen der Bedingung

Oi n · q n (t) = m · q m (t) = ...

vorgegeben sein, wobei η , m ,... die thermischen Ausdehnungs ¬ koeffizienten der unterschiedlichen Bauelemente und q n (t), q m (t),... die jeweilige zeitabhängige Temperatur beziehungswei ¬ se Temperaturänderung angeben.

In einem weiteren Beispiel können der Hauptverdrahtungsträger 6 und das SMD 9 unterschiedliche thermische Ausdehnungskoef- fizienten aufweisen. Das SMD 9 kann dabei beispielsweise empfindlich gegenüber einem Wärmeeinfluss beziehungsweise einer Temperaturerhöhung sein. Wird dann mittels des fünften Sensors 15 und des sechsten Sensors 16 eine Temperaturdiffe ¬ renz zwischen dem Hauptverdrahtungsträger 6 und dem SMD 9 ermittelt, so kann eine ohne weitere Maßnahmen daraus eventu ¬ ell resultierende Fehlausdehnung sinnvollerweise nicht durch eine Erwärmung des SMD 9 ausgeglichen werden, da dies zu einer thermischen Beschädigung des SMD 9 führen könnte. Ein Ausgleichen der entsprechenden Fehlausdehnung kann aber dennoch wünschenswert sein, um beispielsweise eine Beschädi ¬ gung einer elektrischen Anbindung des SMD 9 an das Leitungsnetz 7 an den Kontaktierungen 8 zu vermeiden. In einem solchen Fall kann das fünfte aktive Beeinflussungselement 22 beispielsweise als mechanischer Aktuator gebildet sein.

Mittels des fünften aktiven Beeinflussungselementes 22 kann dann eine mechanische Kraft auf den Hauptverdrahtungsträger 6 ausgeübt werden, um beispielsweise ein aus einer Temperaturdifferenz beziehungsweise Temperaturveränderung resultierendes ungleiches Verbiegen des Hauptverdrahtungsträgers 6 im Vergleich zu einem Verbiegen oder einer Formänderung des SMD 9 beziehungsweise der Kontaktierungen 8 auszugleichen. Der Hauptverdrahtungsträger 6 kann also mittels des fünften aktiven Beeinflussungselementes 22 aktiv in Gegenrichtung zu einer durch die Temperaturveränderung oder einen Temperaturgradienten verursachten Verbiegung gebogen werden, um eine gerade, neutrale Lage und Form beizubehalten oder das Verbie ¬ gen an eine entsprechende Lage- und/oder Formveränderung des SMD 9 und/oder der Kontaktierungen 8 anzugleichen. Eine aktive mechanische Beeinflussung mittels der aktiven Beeinflussungselemente 17 stellt also eine zu der thermischen

Beeinflussung alternative Möglichkeit dar, Fehlausdehnungen in der elektrischen Baugruppe 1 zu vermeiden beziehungsweise zu kompensieren.

Insgesamt ermöglicht die beschriebene Nutzung der Vermeidung oder Minimierung von Fehlausdehnungen als auf die Bauelemente der elektrischen Baugruppe 1 wirkenden Stressfaktoren durch eine thermomechanische Beeinflussung der elektrischen Baugruppe 1 oder einzelner Bauelemente zur Minimierung der

Fehlausdehnung unter Berücksichtigung einer jeweiligen

Temperatur beziehungsweise Temperaturveränderung beziehungsweise jeweiliger Temperaturunterschiede sowie jeweiliger Differenzen der jeweiligen thermischen Ausdehnungskoeffizienten dynamisch kompensierte elektrische Baugruppen beziehungs ¬ weise Aufbauten, welche somit gegenüber herkömmlichen elektrischen Baugruppen beziehungsweise Aufbauten ein verbessertes thermomechanisches Verhalten aufweisen. Bezugs zeichenliste

1 elektrische Baugruppe

2 Basiselement

3 Keramikelement

4 Leistungshalbleiterelement

5 Stützelemente

6 Hauptverdrahtungsträger

7 Leitungsnetz

8 Kontaktierungen

9 SMD / oberflächenmontiertes Bauelement

10 Sensoren

11 erster Sensor

12 zweiter Sensor

13 dritter Sensor

14 vierter Sensor

15 fünfter Sensor

16 sechster Sensor

17 aktive Beeinflussungselemente

18 erstes aktives Beeinflussungselement

19 zweites aktives Beeinflussungselement

20 drittes aktives Beeinflussungselement

21 viertes aktives Beeinflussungselement

22 fünftes aktives Beeinflussungselement

23 sechstes aktives Beeinflussungselement