冷却功率半导体模块的冷却装置和生产冷却装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种冷却功率半导体模块的冷却装置和生产冷却装置的方法，该冷却装置包括壳体部件，液体能够流过该壳体部件，并且该壳体部件具有腔体和第一冷却板，其中，所述第一冷却板具有界定所述腔体的第一冷却板内表面，并且该冷却装置包括第一散热器，该第一散热器被布置在所述腔体中并且具有第一散热器基板，多个第一凸起部分从该第一散热器基板突出，其中，所述第一凸起部分借助于相应的材料结合连接而被连接到所述第一冷却板内表面。此外，本发明专利技术涉及一种用于制造用于冷却功率半导体模块的冷却装置的方法。块的冷却装置的方法。块的冷却装置的方法。

【技术实现步骤摘要】
冷却功率半导体模块的冷却装置和生产冷却装置的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于冷却功率半导体模块的冷却装置以及一种用于生产用于冷却功率半导体模块的冷却装置的方法。

技术介绍

[0002]在功率半导体模块的操作期间，在功率半导体模块的功率半导体部件中发生导致功率半导体部件发热的电损耗。为了冷却功率半导体部件，在本领域中的惯例是将功率半导体模块导热地联接到冷却装置，冷却液流过该冷却装置。
[0003]DE 10 2013 109 589 B3公开了一种用于冷却功率半导体模块的冷却装置。该冷却装置具有：第一冷却壳体部件，该第一冷却壳体部件设置有凹部；以及第二冷却壳体部件和冷却板，该冷却板设置有冷却销并且覆盖所述凹部。上述元件彼此焊接以建立密封性。这种冷却装置的生产非常复杂并且相应地耗时。特别地是，由于为了液密性目的所需的焊接连接必须具有非常高的质量，所以基板与凹部处的第一冷却壳体部件之间的液密性只能非常复杂地产生。此外，当被加热时，冷却板和第一冷却壳体部件可能膨胀到不同程度，并且这可能导致焊接连接的失效。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种易于生产的用于冷却功率半导体模块的可靠的冷却装置，并且提供一种用于生产这种冷却装置的有效方法。
[0005]该目的通过一种用于冷却功率半导体模块的冷却装置来实现，该冷却装置包括壳体部件，液体能够流过该壳体部件，并且该壳体部件具有腔体和第一冷却板，其中，该第一冷却板具有界定腔体的第一冷却板内表面，并且该冷却装置包括第一散热器，该第一散热器布置在腔体中并具有第一散热器基板，多个第一凸起部分从该第一散热器基板突出，其中，该多个第一凸起部分借助于相应的材料结合连接而被连接到第一冷却板内表面。
[0006]证明有利的是，冷却装置具有多个第一散热器，该多个第一散热器布置在腔体中并且布置为形成在第一方向上延伸的行，其中，第一散热器的第一凸起部分借助于相应的材料结合连接而被连接到第一冷却板内表面。结果，冷却装置具有高冷却输出。
[0007]在这种情况下，证明有利的是，第一散热器分离元件在第一方向上被分别布置在第一散热器之间。结果，第一散热器能够以彼此间隔开的方式布置。
[0008]在这种情况下，证明有利的是，第一散热器分离元件在其面对第一散热器的两侧上均具有凸形部分，该凸形部分接合到存在于第一凸起部分之间的中间空间中。当液体流过冷却装置时，这可靠地防止了一定量的液体能够在垂直于第一方向延伸的第二方向上流过第一凸起部分。
[0009]此外，证明有利的是，壳体部件具有与第一冷却板相对布置的第二冷却板，其中，第二冷却板具有界定腔体的第二冷却板内表面，其中，冷却装置具有布置在腔体中的第二散热器，其中，第二散热器具有第二散热器基板，多个第二凸起部分从该第二散热器基板突
出，其中，第二凸起部分借助于相应的材料结合连接而被连接到第二冷却板内表面。结果，功率半导体模块可以布置在冷却装置的两侧上，以便被冷却。
[0010]在这种情况下，证明有利的是，冷却装置具有多个第二散热器，该多个第二散热器布置在腔体中并且布置为形成在第一方向上延伸的行，其中，第二散热器的第二凸起部分借助于相应的材料结合连接而被连接到第二冷却板内表面。结果，冷却装置具有特别高的冷却输出。
[0011]还证明有利的是，第二散热器分离元件在第一方向上被分别布置在第二散热器之间。结果，第二散热器能够以彼此间隔开的方式布置。
[0012]在这种情况下，证明有利的是，第二散热器分离元件在其面对第二散热器的两侧上均具有凸形部分，该凸形部分接合到存在于第二凸起部分之间的中间空间中。当液体流过冷却装置时，这可靠地防止了一定量的液体能够在垂直于第一方向延伸的第二方向上流过第二凸起部分。
[0013]还证明有利的是，分离板布置在相应的第一散热器基板与第二散热器基板之间，该分离板借助于相应的材料结合连接而被连接到相应的第一散热器基板和第二散热器基板。结果，冷却装置具有特别高的机械稳定性。
[0014]还证明有利的是，壳体部件具有第一端侧和与第一端侧相对就位的第二端侧，该第一端侧和第二端侧围绕壳体部件的相应开口，以形成腔体，其中，冷却装置具有第一端接板和第二端接板，该第一端接板界定腔体并被连接到第一端侧，该第二端接板界定腔体并被连接到第二端侧。
[0015]在这种情况下，证明有利的是，第一端接板借助于材料结合连接而被连接到第一端侧，并且第二端接板借助于材料结合连接而被连接到第二端侧。
[0016]还证明有利的是，相应的材料结合连接被设计为钎焊连接。这提供了一种可以特别容易地生产的用于冷却功率半导体模块的冷却装置，因为可以通过简单地加热(例如在炉中)并再次冷却来同时建立冷却装置的所有上述材料结合连接。钎焊连接优选地是借助于真空钎焊工艺形成的。
[0017]应当注意，壳体部件优选地是一件式地形成的。
[0018]该目的还通过一种用于生产用于冷却功率半导体模块的冷却装置的方法来实现，该方法包括以下方法步骤：
[0019]a)提供壳体部件，液体能够流过该壳体部件，并且该壳体部件具有腔体和第一冷却板，其中，第一冷却板具有界定腔体的第一冷却板内表面，其中，第一钎焊层被布置在第一冷却板内表面上，
[0020]b)提供第一散热器，该第一散热器具有第一散热器基板，多个第一凸起部分从该第一散热器基板突出，
[0021]c)将第一散热器布置在腔体中，以使第一凸起部分与第一钎焊层机械接触，
[0022]d)加热第一钎焊层，使得第一钎焊层熔化，
[0023]e)冷却第一钎焊层，使得第一凸起部分借助于相应的钎焊连接而被连接到第一冷却板内表面。
[0024]与冷却装置的有利实施例类似，方法的有利实施例将变得显而易见，反之亦然。
[0025]证明有利的是，在方法步骤b)中，提供了多个第一散热器，该多个第一散热器布置
为形成在第一方向上延伸的行，并且在方法步骤c)中，第一散热器布置在腔体中，以使第一散热器的第一凸起部分与第一钎焊层机械接触，并且在方法步骤d)中，加热第一钎焊层，使得第一钎焊层熔化，并且在方法步骤e)中，冷却第一钎焊层，使得第一散热器的第一凸起部分借助于相应的钎焊连接而被连接到第一冷却板内表面。结果，冷却装置具有高冷却输出。
[0026]在这种情况下，证明有利的是，在方法步骤b)中，提供至少一个第一散热器分离元件，并且在方法步骤c)中，相应的第一散热器分离元件被布置在腔体中，以使第一散热器分离元件在第一方向上被分别布置在第一散热器之间。结果，第一散热器能够以彼此间隔开的方式布置。
[0027]此外，证明有利的是，在方法步骤a)中，壳体部件具有与第一冷却板相对布置的第二冷却板，其中，第二冷却板具有界定腔体的第二冷却板内表面，其中，第二钎焊层被布置在第二冷却板内表面上，并且在方法步骤b)中，提供具有第二散热器基板的第二散热器，多个第二凸起部分从该第二散热器基板突出，并且在方法步骤c)中，第二散热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于冷却功率半导体模块的冷却装置，所述冷却装置包括壳体部件(2)，液体能流过所述壳体部件，并且所述壳体部件具有腔体(4)和第一冷却板(3)，其中，所述第一冷却板(3)具有界定所述腔体(4)的第一冷却板内表面(3b)，并且所述冷却装置包括第一散热器(5)，所述第一散热器(5)被布置在所述腔体(4)中并且具有第一散热器基板(5a)，多个第一凸起部分(5b)从所述第一散热器基板突出，其中，所述第一凸起部分(5b)借助于相应的材料结合连接而被连接到所述第一冷却板内表面(3b)。2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置(1)具有多个第一散热器(5)，所述多个第一散热器被布置在所述腔体(4)中并且布置为形成在第一方向(X)上延伸的行，其中，所述第一散热器(5)的所述第一凸起部分(5b)借助于相应的材料结合连接而被连接到所述第一冷却板内表面(3b)。3.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，第一散热器分离元件(7)在所述第一方向(X)上被分别布置在所述第一散热器(5)之间。4.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，所述第一散热器分离元件(7)在其面对所述第一散热器(5)的两侧上均具有凸形部分(7a)，所述凸形部分(7a)接合到存在于所述第一凸起部分(5b)之间的中间空间(5c)中。5.根据前述权利要求中的一项所述的冷却装置，其特征在于，所述壳体部件(2)具有与所述第一冷却板(3)相对布置的第二冷却板(8)，其中，所述第二冷却板(8)具有界定所述腔体(4)的第二冷却板内表面(8b)，其中，所述冷却装置(1)具有被布置在所述腔体(4)中的第二散热器(6)，其中，所述第二散热器(6)具有第二散热器基板(6a)，多个第二凸起部分(6b)从所述第二散热器基板突出，其中，所述第二凸起部分(6b)借助于相应的材料结合连接而被连接到所述第二冷却板内表面(8b)。6.根据权利要求5所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置(1)具有多个第二散热器(6)，所述多个第二散热器被布置在所述腔体(4)中并且布置为形成在所述第一方向(X)上延伸的行，其中，所述第二散热器(6)的所述第二凸起部分(6b)借助于相应的材料结合连接而被连接到所述第二冷却板内表面(8b)。7.根据权利要求5所述的冷却装置，其特征在于，第二散热器分离元件(9)在所述第一方向(X)上被分别布置在所述第二散热器(6)之间。8.根据权利要求7所述的冷却装置，其特征在于，所述第二散热器分离元件(9)在其面对所述第二散热器(6)的两侧上均具有凸形部分(9a)，所述凸形部分(9a)接合到存在于所述第二凸起部分(6b)之间的中间空间(6c)中。9.根据权利要求5所述的冷却装置，其特征在于，分离板(10)布置在相应的所述第一散热器基板(5a)与所述第二散热器基板(6a)之间，所述分离板借助于相应的材料结合连接而被连接到相应的所述第一散热器基板(5a)和所述第二散热器基板(6a)。10.根据权利要求1
‑
4中的一项所述的冷却装置，其特征在于，所述壳体部件(2)具有第一端侧(11)和与所述第一端侧(11)相对就位的第二端侧(12)，所述第一端侧和所述第二端侧围绕所述壳体部件(2)的相应开口，以形成所述腔体(4)，其中，所述冷却装置(1)具有第一端接板(15)和第二端接板(16)，所述第一端接板界定所述腔体(4)并被连接到所述第一端侧(11)，所述第二端接板界定所述腔体(4)并被连接到所述第二端侧(12)。11.根据权利要求10所述的冷却装置，其特征在于，所述第一端接板(15)借助于材料结
合连接而被连接到所述第一端侧(11)，并且所述第二端接板(15)借助于材料结合连接而被连接到所述第二端侧(12)。12.根据权利要求1
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4中的一项所述的冷却装置，其特征在于，相应的所述材料结合连接被设计为钎焊连接。13.用于生产用于冷却功率半导体模块的冷却装置(1)的方法，所述方法包括以下方法步骤：a)提供壳体部件(2)，液体能流过所述壳体部件，并且所述壳体部件具有腔体(4)和第一冷却板(3)，其中，所述第一冷却板(3)具有界定所述腔体(4)的第一冷却板内表面(3b)，其中，第一钎焊层被布置在所述第一冷却板内表面(3b)上，b)提供第一散热器(5)，所述第一散热器具有第一散热器基板...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈特姆特，
申请(专利权)人：赛米控电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：