[发明专利]基于焊接技术构造的电子转换器

说明书

本发明涉及一种变流器(10)，其包括冷却壳体(12)和至少一个半导体模块(11)，其中，所述至少一个半导体模块(11)包括半导体芯片(13)、具有第一侧(15)和第二侧(16)的基底(14)、具有第一侧面(18)和第二侧面(19)的基板(17)和模塑材料(20)，其中，半导体芯片(13)与基底(14)的第一侧(15)连接，其中，基底(14)的第二侧(16)与基板(17)的第一侧(18)连接，其中，基板(17)的第二侧面(19)具有第一区域(21)和第二区域(22)，其中，第一区域(21)具有散热结构(23)形式的表面扩展部(23)，其中，第一区域(21)利用表面扩展部(23)在工作状态下与冷却液直接接触，其中，第二区域(22)形成围绕第一区域(21)的闭合路径，其中，冷却壳体(12)具有带至少一个缺口(25)的板(24)，其中，该板(24)围绕缺口(25)与基板(17)的第二区域(22)通过焊接连接。此外本发明涉及一种用于制造上述变流器的方法。

技术领域

本发明涉及一种变流器，其包括半导体模块和冷却壳体，其中半导体模块包括半导体芯片、具有第一侧和第二侧的基底、具有第一侧面和第二侧面的基板和模塑材料。

背景技术

现有技术中已知了将以树脂包覆的模块被钎焊接到公共的基板或公共的冷却器中。

文献US 6,594,149 B2公开了一种液体冷却的电路装置，所述电路装置具有模块，该模块带有电路元件和模块基板，电路元件安装在模块基板表面上，电路装置还具有用于接纳模块的电路壳体和与模块的模块基板的背侧接触的、用于冷却液流动的冷却液腔。模块的模块基板被装配在开口中并且被无间隙地焊接，该开口被设计在形成冷却液腔的元件中。

从文献US 6,473,303 B2中已知一种用于高功率半导体模块的冷却装置，所述冷却装置具有冷却器下部和冷却器上部，其中，冷却器上部通过材料锁合的连接方式与冷却器下部连接。冷却器上部具有由金属基复合材料制成的冷却板，至少一个半导体构件可以被安装在该冷却板上。在冷却板上成形有金属边缘，以便能够实现冷却器上部和冷却器下部之间的材料锁合的连接。

由文献DE 10 2006 009 978 B4公知，提供一种功率半导体模块，其具有至少一个半导体单元和作为载体的底板。各个半导体单元包括具有上侧和下侧的基底。在基底的上侧上设置至少一个半导体单元。底板本身具有上侧，各相应半导体单元以其下侧、即以半导体单元的相应基底的下侧安装在底板的上侧上。

发明内容

本发明的目的是提供一种装置，该装置能够实现将成型和烧结的紧凑半桥模块以六只装(Sixpack)构型的形式安置在封闭的冷却器中。

该目的通过具有权利要求1的特征的变流器以及通过具有权利要求5的特征的方法来实现。有利的改进方案和实施方式是说明书和附图说明的主题。

本发明的主题是一种变流器，其包括至少一个半导体模块和冷却壳体，其中，所述至少一个半导体模块包括半导体芯片、具有第一侧和第二侧的基底、具有第一侧面和第二侧面的基板以及模塑材料或灌封料(mold compound)。

根据本发明，半导体芯片与基底的第一侧连接，其中，基底的第二侧与基板的第一侧面连接，其中，基板的第二侧面具有第一区域和第二区域，其中，第一区域具有例如通过冷却肋和/或冷却针实现的、散热结构形式的表面扩展部，其中，第一区域利用表面扩展部在运行状态中与流过散热结构的冷却液直接接触，其中，第二区域形成围绕第一区域的闭合路径，其中，冷却壳体具有带有至少一个孔的板，其中，该板与基板的第二区域围绕孔通过焊接相连接。

本发明使得能够通过焊接技术将三个半导体模块、尤其是单半桥模块集成到公共的板中并焊接上盖，从而建立冷却路径或流体池。焊接工艺不会影响半导体模块的功能性，并且允许在不使用O形环或螺栓的情况下制造密封容器。由此可以实现具有高可靠性和高耐温性的紧凑的解决方案。

通常对基底进行烧结。基底被设置用于接纳基板。