[发明专利]用于制造冷却装置的方法、冷却装置及冷却设备

说明书

本发明涉及一种用于制造冷却动力电子器件(8)的冷却装置(1)的方法(14)。根据本发明，在施加步骤(15)中，至少按照区域地将薄铜层(10)施加到至少一个陶瓷板(7)的接合侧(6)。在随后的预备步骤(16)中，至少一个陶瓷板(7)在平坦的铝制本体(2)的第一上侧(5a)布置有所述薄铜层(10)。替代地，在所述预备步骤(16)中，至少一个陶瓷板(7)在每种情况下在所述平坦的铝制本体(2)的所述第一上侧(5a)和第二上侧(5b)布置有所述薄铜层(10)。在接合步骤(17)中，相应的陶瓷板(7)通过由供热进行的物质与物质结合连接至铝制本体(2)的相应的上侧(5a，5b)。本发明还涉及一种冷却设备(1)，其通过所述方法(14)制造。最后，本发明涉及一种冷却设备(12)，其包括至少一个用于冷却动力电子器件(8)的冷却装置(1)。

技术领域

本发明涉及一种用于制造冷却动力电子器件的冷却装置。本发明还涉及一种冷却装置。最后，本发明涉及一种包括至少两个冷却动力电子器件的冷却装置的冷却设备。

背景技术

动力电子器件，特别是在机动车辆中，通常布置在所谓的DCB基板(direct copperbonded substrate，直接结合铜的基板)的陶瓷板上，其在两侧或一侧为铜板。在陶瓷板的一侧的构成的铜层由此将动力电子器件的各个部件彼此电连接。为了避免动力电子器件的各个部件的过热，并因此增加动力电子器件的使用寿命，能够例如经由冷却体驱散在动力电子器件的运行期间产生的热。为了改进散热，于是通过背向动力电子器件的一侧将包括动力电子器件的DCB基板布置在冷却体的大面积上，使得冷却体能够吸收由动力电子器件产生的热，并且能够通过对流或辐射将热排放到环境中。由于合适的导热率，由于较低的成本，最近基本上使用铜制本体。

为了实现普通的DCB基板跨过大面积而抵接在铝制本体上，铜板或非铜板陶瓷板需要通过物质与物质结合而连接至铝制本体。原则上，在此能够是焊接连接。然而，由于所提到的材料的直接焊接连接仅能够困难地实现的事实，需要采用进一步的连接方法。例如，因此能够使用镍板，其首先焊接至铝制本体，并且随后焊接至铜板或非铜板陶瓷板。然而该连接方法耗时且成本高。

发明内容

因此本发明的目的为提供一种方法，其中陶瓷板能够以省时且省力的方式通过物质与物质结合而连接至铝制本体。本发明的进一步的目的为提供一种冷却装置和包括至少两个冷却装置的冷却设备，其能够以成本有效的方式制造并且提供动力电子器件的有效冷却。

根据本发明，该目的通过独立权利要求的主题解决。有益的实施例为从属权利要求的主题。

本发明基于如下意想不到的知识：陶瓷板与铝制本体之间的直接物质与物质结合的建立依据施加到陶瓷板上的铜层的层厚。在根据本发明的方法中，在施加步骤中，薄铜层因此首先至少按区域地施加到至少一个陶瓷板的接合侧。薄铜层由此被限定为20μm与200μm之间的层，优选地在35μm与100μm之间。在预备步骤中，至少一个陶瓷板随后在铝制本体的第一上侧布置有薄铜层。替代地，至少一个陶瓷板在每种情况下能够布置在平坦的铝制本体的第一上侧和与第一上侧相对定位的第二上侧。在接合步骤中，相应的陶瓷板的接合侧随后通过由供热进行的物质与物质结合连接至铝制本体的相应的上侧。

陶瓷板是电绝缘的，并且能够由例如氧化铝(Al₂O₃)组成。氧化铝是成本有效的陶瓷，并且能够以有益的方式减少陶瓷板以及冷却装置作为整体的制造成本。铝制本体能够由铝以及铝合金组成，以进一步减少冷却装置的制造成本。铝制本体由此能够为通体(fullbody)或者特别优选地为平坦的铝管。平坦的铝管具有平坦的截面，并且冷却剂能够在铝管的纵向方向上流过铝管。通过冷却剂与包括布置在铝管上的陶瓷板的铝管之间的热传递，能够更加有效地冷却动力电子器件。通过布置在铝管内的肋结构能够进一步改进冷却。