Leistungsmodul Die Erfindung betrifft ein Leistungsmodul.

In der Elektronik, insbesondere der Leistungselektronik, bedingen das Schalten und das Leiten von Strömen in Halbleiterbauelementen, insbesondere IGBTs, Dioden, MOSFETs etc., Ver- lustleistungen . Solche Verlustleistungen müssen von einem

Kühler aufgenommen werden, so dass sich solche Halbleiterbauelemente nicht erhitzen und ein effizienter Betrieb sicherge ^¬ stellt ist. Es ist bekannt, Leistungsbauelemente unterseitig durch lunkerfreies Löten, Diffusionslöten oder Sintern auf ein Substrat (DCB, AMB etc.) aufzubringen, wobei das Substrat seinerseits flächig an einen Kühler angebunden ist. Häufig ist die Kühlung dabei jedoch nicht effizient. Die daraus re ^¬ sultierende Erhitzung solcher Leistungsbauelemente hat regel ^¬ mäßig eine erhöhte Ausfallrate der Leistungsbauelemente sowie ein frühzeitiges Versagen von Isolationsmaterial infolge thermischer Degradation zur Folge. Oberseitig ist eine Kühlung von Leistungsbauelementen häufig besonders schwierig, da aufgrund der oft eingesetzten Drahtbond- oder Bändchenbond- Technologie zur elektrischen Isolation ein Material vergossen wird, welches eine thermische Energieabfuhr behindert.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Leistungsmodul be ^¬ reitzustellen, bei dem die Kühlung von Bauelementen verbessert ist.

Diese Aufgabe der Erfindung wird mit einem Leistungsmodul mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung.

Das erfindungsgemäße Leistungsmodul weist mindestens einen Kühlkanal und mindestens ein Leistungsbauteil auf. Das Leis- tungsbauteil ist im Kühlkanal angeordnet und einerseits mit ^¬ tels mindestens eines zumindest teilweise im Kühlkanalange- ordneten ersten mit offenporigem Material gebildeten Kontaktstücks (80) elektrisch kontaktiert. Andererseits ist das Leistungsbauteil entwärmbar angeordnet und vorzugsweise elektrisch kontaktiert.

Infolge der Anordnung des Leistungsbauteils im Kühlkanal und der Anbindung mittels des mit offenporigem Material gebilde- ten Kontaktstücks kann ein durch den Kühlkanal geleitetes Kühlfluid, insbesondere eine Kühlflüssigkeit, das Kontakt ^¬ stück aufgrund seiner Offenporigkeit durchsetzen und somit das Leistungsbauteil beströmen. Auf diese Weise ist eine ef ^¬ fiziente Entwärmung des Leistungsbauteils bei dem erfindungs- gemäßen Leistungsmodul möglich.

Zusätzlich ist das Leistungsbauteil andererseits entwärmbar angeordnet, insbesondere an einem mit Kühlfluidpfaden durchzogenen Substrat und/oder an einem Wärmespreizungselement .

Besonders bevorzugt ist bei dem erfindungsgemäßen Leistungs ^¬ modul das Leistungsbauteil andererseits entwärmbar angeordnet und elektrisch kontaktiert, indem es mittels zumindest eines zumindest teilweise im Kühlkanal angeordneten zweiten mit of- fenporigem Material gebildeten Kontaktstücks elektrisch kontaktiert ist. Auf diese Weise ist bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul das Leistungsbauteil beidseitig mittels eines den Kühlkanal durchströmenden Kühlfluids und somit besonders effizient entwärmbar.

Erfindungsgemäß fungieren dabei in dieser Weiterbildung das erste und zweite Kontaktstück also nicht allein zur elektrischen Kontaktierung, sondern erstes und zweites Kontaktstück ermöglichen aufgrund deren Offenporigkeit auch einen engen thermischen Kontakt des Leistungsbauteils zu einem durch den Kühlkanal strömenden Kühlfluid. Auf diese Weise kann eine Wärmeabfuhr direkt am Leistungsbauteil erfolgen, sodass die Wärmeabfuhr besonders effizient erfolgt. Insbesondere muss die Wärmeabfuhr nicht über mehrere Schichten erfolgen. Die Wärmeleitfähigkeit solcher Schichten begrenzt daher die mög ^¬ liche Wärmeabfuhr nicht. Vielmehr erfolgt die Wärmeabfuhr mittels des Kühlkanals bei dem erfindungsgemäßen Bauteilmodul in engster räumlicher Nähe zum Leistungsbauteil. Infolge der effizienten Wärmeabfuhr sind die Ausfallsicherheit des Leis ^¬ tungsmoduls sowie die Beständigkeit gegebenenfalls vorhande ^¬ ner Isolationsmaterialien deutlich erhöht. Zweckmäßig ist unter „offenporig" im Sinne dieser Anmeldung zu verstehen, dass Poren des ersten und zweckmäßig des zwei ^¬ ten Kontaktstücks an deren Oberfläche Einlässe bilden, durch welche von außen Fluid, etwa ein in dem Kühlkanal geführtes Kühlfluid, ins erste und ins zweite Kontaktstück eindringen kann.

Zweckmäßigerweise sind bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmo ^¬ dul das erfindungsgemäß vorgesehene offenporige erste und - falls vorhanden - zweite Kontaktstück zur Leitung von Kühlfluid, insbesondere Kühlflüssigkeit, durch ihre Poren beson- ders geeignet.

Es versteht sich, dass die Wendungen „einerseits" und „ande ^¬ rerseits" in diesem Zusammenhang „an einer Seite des Leistungsbauteils" sowie „an einer von der ersten Seite verschie- denen, insbesondere abgewandten, Seite des Leistungsbauteils" bedeuten .

Vorzugsweise weist bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul das offenporige Material eine offenzellige Struktur auf. Ins- besondere eine offenzellige Struktur erlaubt eine effiziente Durchströmung von erstem und ggf. auch zweiten Kontaktstück, sodass eine effiziente Beströmung und folglich Wärmeabfuhr des Leistungsbauteils sichergestellt ist. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Leistungsmoduls sind erstes und - falls vorhanden - zweites Kontaktstück an je einander abgewandten Seiten des mindestens einen Leistungsbauteils angeordnet. Zweckmäßig ist das zumin- dest eine Leistungsbauteil ein Flachteil, wobei erstes und zweites Kontaktstück an je einer Flachseite des Leistungsbau ^¬ teils angeordnet sind. Besonders bevorzugt verlaufen bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul die Flachseiten des Leis- tungsbauteils parallel zur Strömungsrichtung des Kühlkanals. Auf diese Weise strömt ein durch den Kühlkanal geleitetes Fluid flächig an den Flachseiten des Leistungsbauteil ent ^¬ lang, sodass eine besonders effiziente Entwärmung des Leis ^¬ tungsbauteils möglich ist.

Bevorzugt ist/sind bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul erstes und/oder zweites Kontaktstück stoffschlüssig, insbe ^¬ sondere mittels eines Galvanikverfahrens, elektrisch kontak ^¬ tiert. Alternativ und ebenfalls bevorzugt sind bei dem erfin- dungsgemäßen Leistungsmodul erstes und/oder zweites Kontakt ^¬ stück mittels Sintern und/oder mittels Löten und/oder mittels Diffusionslöten und/oder mittels Pressen und/oder mittels Klemmen und/oder mittels Kleben an das zumindest eine Leis ^¬ tungsbauteil kontaktiert. Mit den genannten Verfahren ist gleichzeitig ein besonders guter elektrischer Kontakt als auch ein besonders guter thermischer Kontakt zur Wärmeabfuhr durch das offenporige Material gewährleistet. Vorteilhafter ^¬ weise ist bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul das Leis ^¬ tungsbauteil ein integrierter Schaltkreis. Gerade im Falle von integrierten Schaltkreisen ist eine effiziente Wärmeabfuhr besonders betriebswichtig. Gerade in dieser Weiterbil ^¬ dung der Erfindung ist folglich die erfindungsgemäß mögliche effiziente Wärmeabfuhr besonders vorteilhaft. Bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul weist bevorzugt das offenporige Material des ersten und/oder zweiten Kontakt ^¬ stücks einen Metallschwamm und/oder Metallschaum, insbesondere aus oder mit Kupfer, auf. Geeigneterweise ist/sind bei dem erfindungsgemäßen Leistungs ^¬ modul erstes und/oder zweites Kontaktstück aus oder mit Me ^¬ tall, insbesondere Nickel und/oder Silber und/oder Gold und/oder Zinn und/oder Kupfer und/oder Aluminium, zweckmäßig als Metallschwamm, insbesondere als Kupferschwamm, gebildet. In dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Leistungsmoduls ist das mit offenporigem Material gebildete Kontaktstück auf besonders einfache Weise elektrisch leitend als elektrisches Kontaktstück ausgebildet. Zugleich erlauben die genannten Materialien eine offenporige Ausbildung.

Vorzugsweise ist/sind bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmo ^¬ dul erstes und/oder zweites Kontaktstück mit einer gewebear- tigen und/oder schaumartigen und/oder netzartigen Struktur, insbesondere einer als Metallnetz gebildeten Struktur, gebildet. Alternativ oder zusätzlich kann/können erstes und/oder zweites Kontaktstück mit einem Stapel von Leiterrahmen gebildet sein. In dieser Weiterbildung lässt sich die Offenporig- keit von erstem und/oder zweiten Kontaktstück leicht gewährleisten .

In einer geeigneten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Leistungsmoduls weist dieses ein erstes am/im Kühlkanal angeord- netes Substrat auf, welches mittels des ersten Kontaktstücks an das Leistungsbauteil kontaktiert ist, wobei das Leistungs ^¬ modul vorzugsweise ein zweites am/im Kühlkanal angeordnetes Substrat aufweist, welches mittels des zweiten Kontaktstücks an das Leistungsbauteil elektrisch kontaktiert ist. Besonders zweckmäßig bilden/bildet das erste und/oder zweite Substrat einen Teil des Kühlkanals und/oder begrenzt/begrenzen den Kühlkanal. Vorteilhaft strecken sich erstes und/oder zweites Kontaktstück von ersten und/oder zweiten Substrat fort in den Kühlkanal zum Leistungsbauteil hinein.

Zweckmäßig weist das erfindungsgemäße Leistungsmodul zumin ^¬ dest zwei oder mehrere Leistungsbauteile auf, welche entlang eines Querschnitts des Kühlkanals angeordnet sind und welche untereinander und/oder an ein oder mehrere zumindest teilwei- se im Kühlkanal befindliche Substrate mittels mit offenpori ^¬ gem Material gebildeten Kontaktstücken elektrisch kontaktiert sind . Bei dem Leistungsmodul ist in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung der Kühlkanal entlang einer Querschnittsfläche des Kühlkanals am zumindest einen Leistungsbauteil mit einem Granulat gefüllt. In dieser Weiterbildung der Erfindung ist es nicht erforderlich, den gesamten Querschnitt des Kühlka ^¬ nals mit dem offenporigen Material zu füllen. Vielmehr kann das offenporige Material des ersten und/oder des zweiten Kon ^¬ taktstücks auch lediglich einen Teil des Querschnitts des Kühlkanals ausmachen, wobei das Granulat auch in denjenigen Bereichen der Querschnittsfläche des Kühlkanals, welche nicht vom offenporigen Material des ersten und zweiten Kontaktstücks eingenommen werden, einen hinreichend großen Strömungswiderstand bildet, sodass eine den Kühlkanal durchströ ^¬ mende Kühlflüssigkeit zu einem nennenswerten Anteil durch erstes und zweites Kontaktstück hindurch strömt.

In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Leistungsmoduls ist der Kühlkanal mit einem elektrisch iso ^¬ lierenden Kühlfluid beaufschlagt, insbesondere mit einem Kondensatoröl und/oder einem Silikonöl und/oder einer

fluorcarbonbasierten und elektrisch isolierenden Flüssigkeit und/oder deionisiertem Wasser.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zei ^¬ gen :

Figur 1 Komponenten eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Leistungsmoduls vor dem Zusammen- bau des Leistungsmoduls schematisch im Längs ^¬ schnitt,

Figur 2 das erfindungsgemäße Leistungsmodul nach dem Zusam ^¬ menbau der Komponenten gem. Fig. 1 in einem frühen Fertigungszustand in einem ersten Fertigungsschritt schematisch im Längsschnitt, Figur 3 das erfindungsgemäße Leistungsmodul gem. Fig. 2 in einem zweiten Fertigungsschritt schematisch im Längsschnitt, Figur 4 das erfindungsgemäße Leistungsmodul gem. Fig. 3

nach Abschluss der Fertigung schematisch im Längsschnitt, sowie

Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungs- gemäßen Leistungsmoduls schematisch im Längs ^¬ schnitt,

Figur 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungs ^¬ gemäßen Leistungsmoduls schematisch im Längsschnitt

Figur 7 das erfindungsgemäße Leistungsmodul gem. Fig. 4 mit einem Kühlkreislauf schematisch im Längsschnitt,

Figur 8 das erfindungsgemäße Leistungsmodul gem. Fig. 4 mit einem im Vergleich zum Kühlkreislauf gem. Fig. 7 verschiedenen Kühlkreislauf schematisch im Längsschnitt,

Figur 9 das erfindungsgemäße Leistungsmodul gem. Fig. 4 im

Querschnitt,

Figur 10 das erfindungsgemäße Leistungsmodul gem. Fig. 4 mit einem Granulat schematisch im Querschnitt, sowie Figur 11 ein weitere Ausführungsbeispiel eines erfindungsge ^¬ mäßen Leistungsmodules schematisch im Längsschnitt.

Die in Figur 1 dargestellten Komponenten des erfindungsgemäßen Leistungsmoduls werden mittels eines an sich bekannten Bestückungsprozesses zu einem erfindungsgemäßen Leistungsmo ^¬ dul zusammengefügt: Die Komponenten des Leistungsmoduls um ^¬ fassen ein Gehäuse mit sich parallel zur Zeichenebene erstre ^¬ ckenden Seitenwänden 300 (in Fig. 1 nicht explizit darge- stellt) . Zwischen diesen Seitenwänden 300 sind zwei Substrate 20, 30 in der Gestalt von Flachteilen angeordnet, welche sich mit ihren flächigen Erstreckungen jeweils horizontal und senkrecht zur Zeichenebene und voneinander in vertikaler Richtung beabstandet und zueinander parallel erstrecken. Gemeinsam mit den Seitenwänden 300 begrenzen die Substrate 20, 30 einen Kühlkanal 40 des Leistungsmoduls für ein Kühlfluid eines Kühlkreislaufes des Leistungsmoduls. Zwischen die Substrate 20, 30 sind Leistungsbauteile 50, 55 in den Kühlkanal eingebracht:

Die Leistungsbauteile 50, 55 sind Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (englisch: „Insulated-Gate Bipolar Transistor": IGBT) und weisen jeweils eine erste und eine zweite Flachseite auf, welche voneinander abgewandt sind. Entlang der ersten und zweiten Flachseite erstrecken sich dünnschichtartige Flächenkontakte 60, 65 der Leistungsbautei ^¬ le 50, 55, welche als flächige Chipmetallisierungen ausgebil- det sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Flächenkontakte 60, 65 der Leistungsbauteile 50, 55 jeweils aus Kupfer. Grundsätzlich können Flächenkontakte 60, 65 auch sämtlich oder zum Teil aus oder mit Silber oder aus oder mit AlSiCu, sonstigen Metallen oder anderen elektrisch leitenden Materialien gebildet sein.

Die Leistungsbauteile 50, 55 sind zur elektrischen Kontaktie ^¬ rung jeweils zwischen beiderseits der Leistungsbauteile 50, 55 vorhandene Kontaktstücke 80, 90 des Leistungsmoduls einge- legt, welche den jeweils zwischen den Flächenkontakten 60, 65 des Leistungsbauteils 50, 55 und Flächenkontakten 100, 110 der Substrate 20, 30 befindlichen Zwischenraum ausfüllen und eine elektrische Kontaktierung der Flächenkontakte 60, 65 der Leistungsbauteile 50, 55 mit korrespondierenden Flächenkon- takten 100, 110 der Substrate 20, 30 bewerkstelligen.

Die Kontaktstücke 80, 90 sowie struktur- und materialgleiche Kontaktstücke 70, welche Flächenkontakte 100, 110 jeweils ei- nes Substrats 20, 30 miteinander verbinden, sind jeweils aus offenporigem und offenzeiligem Material gefertigt und als elektrisch leitfähige Kupferschwämme realisiert. Aufgrund der offenzeiligen und offenporigen Struktur der Kontaktstücke 70, 80, 90 sind die Kontaktstücke 70, 80, 90 mit Kühlflüssigkeit durchströmbar. Es versteht sich, dass in weiteren, nicht eigens dargestellten Ausführungsbeispielen, welche im Übrigen den anhand der Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen entsprechen, die offenporigen Kontaktstücke 70, 80, 90 auch aus sonstigen offenporigen und elektrisch leitfähigen Materialien bestehen können, etwa aus Geweben oder Netzen oder sonstigen porösen Strukturen gebildete Aluminium- oder Titankontaktstücke oder aus oder mit sonstigen Metallen gebildete Kontakt ^¬ stücke. Beispielsweise können auch mit leitfähigen Materia- lien bereichsweise beschichtete oder mit leitfähigen Parti ^¬ keln versetzte Polymerschwämme als Kontaktstücke 70, 80, 90 dienen. In weiteren Ausführungsbeispielen, welche im Übrigen den dargestellten Ausführungsbeispielen entsprechen, können die offenporigen Kontaktstücke 70, 80, 90 jeweils mit einem Stapel von Leiterrahmen gebildet sein.

Die Kontaktstücke werden wie in Fig. 2 dargestellt galvanisch mittels eines Elektrolytbades 115 an Flächenkontakten 60, 65 der Leistungsbauteile 50, 55 sowie an die elektrische Kon- taktflächen 100, 110 der Substrate 20, 30 angebunden. Dazu wird der Kühlkanal 40 mit Elektrolytflüssigkeit gefüllt. Da ^¬ bei wird galvanisch Kupfer an der Anlagefläche von Kontakt ^¬ stücken 70, 80, 90 und Kontaktflächen 100, 110 der Substrate 20, 30 sowie der Kontaktstücke 70, 80, 90 mit den Flächenkon- takten 60, 65 der Leistungsbauteile 50, 55 abgeschieden, so ^¬ dass die Kontaktstücke 70, 80, 90 jeweils Stoffschlüssig und elektrisch leitend an die Kontaktflächen 60, 65, 100, 110 der Substrate 20, 30 und/oder der Leistungsbauteile 50, 55 ange ^¬ bunden sind. Sämtliche Kontaktstücke 70, 80, 90 sind mit den jeweiligen Flächenkontakten 60, 65, 100, 110 verbunden, an welchen sie jeweils anliegen. In weiteren, nicht eigens gezeigten Ausführungsbeispielen, welche im Übrigen dem dargestellten Ausführungsbeispiel entsprechen, sind die Kontakt- stücke 70, 80, 90 nicht galvanisch angebunden, sondern mittels Sintern oder Löten oder Diffusionslöten oder Pressen oder Klemmen oder Kleben angebunden. Nach dem Galvanisieren wird das Elektrolytbad 115 aus dem Kühlkanal ausgelassen.

Da die einander abgewandten Flachseiten der Leistungsbauteile 50, 55 je nach Substrat 20, 30, an welchem sie angebunden sind, an unterschiedliche Spannungspotentiale kontaktiert sind, werden diejenigen Kontaktstücke 70, 90, welche an das obere Substrat 20 angebunden sind, elektrisch isoliert, indem sie mit einer Isolierschicht aus Kunststoff 120 benetzt wer ^¬ den. Die Kontaktstücke 70, 90 werden mittels Dispensens mit dem Kunststoff 120 benetzt. Dazu weist das oberseitige Sub ^¬ strat 20 eigene Dispenskanäle 125 auf, welche sich in Dicken- richtung (in der Darstellung gem. Fig. 3 vertikal) durch das Substrat 20 hindurch strecken und durch welche der Kunststoff 120 im flüssigen Zustand hindurch geleitet wird. Anschließend verteilt sich der Kunststoff 120 in den jeweils an den Dis ^¬ penskanälen 125 anliegenden Kontaktstücken 70, 90 aufgrund von Kapillarkräften, sodass mittels des Kunststoffs 120 eine Potentialtrennung von an das oberseitige Substrat 20 angebundenen Kontaktstücken 70, 90 einerseits und der übrigen Kontaktstücke 80 andererseits gewährleistet ist. Anschließend wird der Kunststoff 120 gehärtet, beispielsweise durch Lichthärtung infolge der Einstrahlung von Licht in den Kühlkanal 40 oder durch Temperaturhärtung.

In einem nicht eigens dargestellten Ausführungsbeispiel, wel- ches im Übrigen dem dargestellten entspricht, übernimmt eine später durch den Kühlkanal 40 geleitete Kühlflüssigkeit gleichzeitig die Isolationseigenschaften, sodass auf die Einbringung des isolierenden Kunststoffes 120 sowie auf die Dis ^¬ penskanäle 125 verzichtet werden kann.

Bei dem derart bereitgestellten Leistungsmodul sind nun die Leistungsbauteile 50, 55 direkt im Kühlkanal 40 befindlich. Durch den Kühlkanal 40 geleitetes Kühlfluid kann nun die Leistungsbauteile 50, 55 beidseitig oder sogar allseits um ^¬ strömen. Eine Wärmeabfuhr ist folglich besonders effizient möglich . In den zuvor gezeigten Ausführungsbeispielen ist es nicht notwendigerweise erforderlich, entlang eines gegebenen Querschnitts quer zum Strömungspfad des Kühlkanals nur ein einzi ^¬ ges Leistungsbauteil 50, 55 anzuordnen. Vielmehr können wie in Fig. 5 gezeigt auch zwei (oder mehr) Leistungsbauteile 50 durch jeweils ein offenporiges Kontaktstück 80 getrennt ent ^¬ lang des Querschnitts gestapelt werden, sodass sie beispiels ^¬ weise jeweils in der Art von Flachteilen ausgebildet sind und aufeinander in Dickenrichtung zueinander beabstandet abfol- gen, wobei der zwischenliegende Raum zwischen Flächenkontak- ten 60, 65 der Leistungsbauteile 50 mittels der offenporigen, offenzelligen Kontaktstücke 80 überbrückt wird. Auf diese Weise werden gleichzeitig mehrere Leistungsbauteile 50 ent ^¬ lang eines Querschnitts quer zum Strömungspfad beidseits oder allseits umströmt. Es resultiert folglich ein besonders kom- pakter Aufbau.

Alternativ oder zusätzlich können innerhalb des Kühlkanals 40 nicht nur allein weitere Leistungsbauteile 50, 55 vorhanden sein, sondern es können auch wie in Fig. 6 gezeigt ein oder mehrere weitere Substrate 130 innerhalb des Kühlkanals 40 vorhanden sein, welche mittels weiterer offenporiger und of- fenzelliger Kontaktstücke 80 an die Leistungsbauteile 50, 55 oder die Substrate 20, 30 angebunden sind. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist eine effiziente Kühlung der Leis- tungsbauteile 50, 55 sichergestellt und zugleich ein kompak ^¬ ter Aufbau des erfindungsgemäßen Leistungsmoduls möglich.

Bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul weist der Kühlkanal 40 zudem wie in Fig. 7 gezeigt zwei stirnseitige Deckel 140, 150 auf, welche den Kühlkanal 40 schließen. Der Deckel 140 weist einen Einlass 160 und der Deckel 150 weist einen Aus- lass 170 auf, durch welche Kühlflüssigkeit 175 in den Kühlka ^¬ nal 40 ein- und ausgeleitet werden kann. Kühlkanal 40 sowie Einlass 160 und Auslass 170 sind jeweils für Kühlflüssigkei ^¬ ten in der Art von Kondensatoröl ausgebildet. Alternativ kön ^¬ nen auch Kühlflüssigkeiten wie Silikonöl, elektrisch isolierende Öle, fluorcarbonbasierte und elektrisch isolierende Flüssigkeiten wie sie etwa unter dem Markennamen Fluorinert bekannt sind oder deionisiertes Wasser eingesetzt werden. Einlass und Auslass sind beispielsweise an einen direkten Kühlkreislauf angeschlossen, bei welchem die am Auslass 170 ausgeleitete Kühlflüssigkeit 175 mittels eines Wärmetauschers gekühlt wird und am Einlass 160 wieder in den Kühlkanal 40 eingeleitet wird.

Alternativ kann neben einer direkten Kühlung auch eine passive Kühlung vorhanden sein: In diesem Ausführungsbeispiel weist der Kühlkanal 40 keine stirnseitigen Deckel 140, 150 auf, sondern der Kühlkanal 40 ist in einer Kältemittelkammer 180 des Leistungsmoduls in ein Kältemittel 185 eingetaucht. Ein Kühlkreislauf ist dabei wie in Fig. 8 gezeigt derart rea ^¬ lisiert, dass die Kältemittelkammer 180 einen Dampfauslass 190 aufweist, welche das gasförmige Kältemittel 185 entlang des Pfeils P abführt, wobei das Leistungsmodul zudem einen Kondensor 200 umfasst, welcher das gasförmige Kältemittel 185 abkühlt und verflüssigt. Zudem weist das Leistungsmodul eine Kältemittelleitung 190 auf, welche von Kondensor verflüssigtes Kältemittel wieder entlang des Pfeils Q in einen Einlass 210 der Kältemittelkammer 180 leitet.

Bei dem erfindungsgemäßen Leistungsmodul muss nicht, wie in Figur 9 gezeigt, der gesamte Querschnitt des Kühlkanals 40, also der Bereich des Querschnitts zwischen den Substraten 20, 30 und den Seitenwänden 300 des Gehäuses, mit den Kontaktstü ^¬ cken 70, 80, 90 offenporigen Materials ausgefüllt sein, um eine hinreichende Entwärmung zu erzielen. Vielmehr ist es hinreichend, wenn lediglich ein Teil des Querschnitts von dem oder den Kontaktstücken 70, 80, 90 eingenommen wird. Der nicht von den Kontaktstücken 70, 80, 90 belegte Teil des Querschnitts des Kühlkanals 40 kann stattdessen mit einem zweckmäßig in der Kühlflüssigkeit 175 nicht löslichen Granu- lat 230 ausgefüllt werden (Fig. 10) . Das Granulat bewirkt ei ^¬ nen hinreichenden Strömungswiderstand für die durch den Kühlkanal 40 strömende Kühlflüssigkeit 175. Somit ist gewährleis ^¬ tet, dass die Kühlflüssigkeit 175 nicht an den Kontaktstücken 70, 80, 90 vorbei strömt, sondern die Kontaktstücke 70, 80, 90 zur Entwärmung der Leistungsbauteile 50, 55 geeignet durchsetzt .

In einem weiteren in Fig. 11 dargestellten Ausführungsbei- spiel des erfindungsgemäßen Leistungsmoduls, welches im Übri ^¬ gen dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht, sind die Leistungsbauteile 50, 55 nicht beiderseits

umströmbar im Kühlkanal 40 angeordnet, sondern die Leistungs ^¬ bauteile 50, 55 sind stattdessen an einem 30 der Substrate 20, 30 angeordnet. An ihren vom Substrat 30 abgewandten Sei ^¬ ten ragen die Leistungsbauteile 50, 55 in den Kühlkanal 40 ein und sind an diesen vom Substrat 30 abgewandten Seiten mit offenzelligen und offenporigen Kontaktstücken 90 kontaktiert. Folglich sind die vom Substrat 30 abgewandten Seiten

entwärmbar, indem die Kontaktstücke 90 von einer den Kühlka ^¬ nal durchströmenden Kühlflüssigkeit durchsetzt werden. Die dem Substrat 30 zugewandten Seiten hingegen sind über das Substrat 30 selbst entwärmbar, welches (in Fig. 11 nicht ex ^¬ plizit gezeigt) mit Kühlfluidpfaden zur Entwärmung durchsetzt ist.