[发明专利]高功率电子模块以及制造这样的模块的方法

说明书

本发明涉及一种功率电子模块(1)，包括：功率电子组件(31、32、36、37、41、42、46、47)的至少一对(30、35、40、45)，每对包括第一和第二组件，每个组件包括第一面和第二面，其中所述第一面试图被支撑在支撑物(10、20)上，所述第二面试图电连接至电气电路，所述电气电路具有比在所述第一面与支撑物(10、20)之间的接触面积小的热接触面积；以及第一和第二支撑物(10、20)。每对中的第一组件(31、36、41、46)被第一支撑物(10)支撑并且连接至第二支撑物(20)的第二电气电路，并且每对中的第二组件(32、37、42、47)被支撑在第二支撑物(20)上并且连接至第一支撑物(10)的第一电气电路。本发明还涉及制造这样的模块(1)的方法。

技术领域

本发明涉及功率(power)电子设备领域，并且更具体地涉及功率电子模块。

背景技术

对于诸如中断电信号的一些功能的性能，已知中等和低电压电路可以装配有诸如功率电子模块的功率电子设备。每个这样的功率模块可以包括被布置在一起以形成所配备的电气电路的电气子电路的诸如二极管或绝缘栅双极晶体管(IGBT)的多个功率电气组件。

更确切地，除了所述多个组件之外，这样的功率电子模块还包括支撑组件并连接它们的功率触头之一的支撑物、以及当它们具有控制触头时连接组件的另一功率触头与它们的控制触头中的至少一个的连接板。这样，将组件集成到具有用于疏散由组件在操作中释放的热量的两个换热表面(即，支撑物和连接板的表面)的单个模块中。

然而，在这样的配置中，大部分热量通过支撑物疏散。在每个组件与连接板之间的连接点处的热触头的表面积远小于每个组件与支撑物之间的表面积。结果是排热的效率减小，并且与支撑物与连接板之间的温差以及由此产生的差热膨胀有关的机械问题产生。

文献US2013/020694A1公开了如何生产包括第一和第二支撑物的模块，其中在第一和第二支撑物上布局电子组件，以便改善温度分布以及优化由电子模块的组件释放的热量的疏散。在此文献中公开的模块的布局中，每个组件具有第一面和第二面，其中第一功率触头位于该第一面上并且通过该第一面由支撑物之一支撑，并且第二功率触头位于该第二面上并且通过该第二面连接至另一支撑物。在这样的模块中，相同类型的组件与第一支撑物上支撑的第一组件以及第二支撑物上支撑的第二组件串联连接。通过此过程，第一组件具有主要的与第二支撑物的热接触，并且第二组件具有主要的与第二支撑物的热接触。

结果是这样的模块具有用于疏散由组件在操作中释放的热量的两个换热表面，其中在第一与第二支撑物之间具有相对平衡的热量分布。

然而，这样的模块关于在组件之间的容许连接点与支撑物之间的热分布具有多个缺点。这样的模块的热分布并不总是真正地平衡，因为经常存在两个组件并非对称地或以平衡的方式操作的情况，这会导致热不平衡。此外，根据文献US2013/020694 A1中给出的原理，关于容许电气电路存在严格约束，因为必须串联地安装组件以便创建平衡的热量分布。

发明内容

本发明的目的在于解决这些缺点，从而目的在于提供一种功率电子模块，其不限制容许的电气电路，同时具有与操作配置无关的便于平衡的排热的配置。

本发明涉及一种功率电子模块，包括：

-多个功率电子组件，每个组件包括第一面和第二面，其中第一面试图与支撑物的电气电路电接触地被支撑在所述支撑物上，所述第二面试图电连接至具有比在所述第一面与所述支撑物之间的接触面积小的热接触面积的另一电气电路，

-第一和第二支撑物，它们彼此近似平行地布置，并且分别包括第一和第二电气电路，

成对地布置所述组件中的至少一些，每对包括第一和第二近似相同的组件。