具有至少一个电子构件的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种装置，包括至少一个电子构件（１）和一个配设于电子构件的冷却体（３）以及一个在空间上设置在电子构件（１）与冷却体（３）之间的支承体，该支承体具有至少一个层（２），所述层包括至少一种带有至少１０ｋＶ／ｍｍ的击穿强度和至少５Ｗ／ｍＫ的热导率的材料，其中在支承体的所述的层（２）内和／或上设置至少一个凹部（５）和／或至少一个伸出的元件，所述凹部和／或所述元件这样构成，使得相对于支承体的层（２）在没有凹部（５）和／或伸出的元件时的状态，所述凹部和／或所述元件沿着支承体的层（２）的表面延长优选所有的在电子构件（１）与冷却体之间的电的可能的通行路径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种装置，该装置包括至少一个电子构件和一个配设于 此的冷却体以及一个在空间上设置在电子构件与冷却体之间的支承体，该支承体具有至少一个层，该层具有至少一种带有至少10kV/mm的击穿 强度和至少5W/mK的热导率的材料。另外，本专利技术还涉及适用于这种装置的层、支承体和/或由支承体和 冷却体构成的单元。
技术介绍
在无数电子构件中存在这样的问题， 一方面在运行电子构件时必须 导出产生的热量，但是另一方面也必须确保用于防止不期望的电的泄漏 或者短路的必需的击穿强度即电的绝缘。在具有高的电阻抗即良好的击 穿强度的大部分材料中热导率是这样小的，使得热量仅不充分地可以由 电的构件传走。在现有技术中已经已知的是，在电子构件与配设的冷却 体之间采用支承体，它们同时具有至少10kV/mm的高的击穿强度和至少 5W/mK的相对高的热导率。通过这种措施虽然热量良好地通过支承体输 送至冷却体并且同时保证足够的击穿强度，但是总是还存在的问题是，通过在支承体之外的泄漏电流会发生不期望的电泄漏或者短路。这对于 具有在kV (千伏)范围内的电的工作电压的所谓的高压区域尤其如此。
技术实现思路
本专利技术的目的是，排除在现有技术中已知的同类的装置的问题。 这通过在支承体的所述的层内和/或上设置至少一个凹部和/或至少 一个伸出的元件而被实现，该凹部和/或该元件这样构成，使得该凹部和 /或该元件沿着支承体的层的表面使优选所有的在电子构件与冷却体之间的电的可能的通行路径(Wegsamkeit)相对于支承体的层在没有凹部 和/或伸出的元件的情况下的状态延长。也设定，支承体的层的表面借助于至少一个凹部和/或至少一个伸出 的元件至少这样增大，使得泄漏路径按这样的方式延长，即在支承体或 者层之外沿着表面不再可能发生电压泄漏或者短路。在此有利的是，延 长所有电的可能的通行路径。这优选地通过如下实现，即凹部和/或伸出 的元件关于支承体的层和/或电子构件和/或冷却体环绕地构成。原则上不太起决定性的是，泄漏路径延长是通过微观的凹部和/或伸 出的元件例如表面大毛等还是通过宏观的凹部或者伸出的元件实现。但 是在此在制造技术方面尤其简单的是，凹部构成槽形的或者沟形的并且 伸出的元件构成壁形的。但是后者与实现的方式无关地主要达到泄漏路 径的相应大小的延长。在此通常有利的是，凹部和/或伸出的元件这样构 成，以便该凹部和/或该元件使得在电子构件与冷却体之间的电的可能的 通行路径延长至少30%、优选至少100%。在制造技术上又简单的是，整个层优选整个支承体和所述至少一个 可能存在的伸出的元件由 一种且同 一种材料制成。在此可以设定整个层 或者整个支承体和可能伸出的元件的单件式结构。但是也可能的是，整 个层或者支承体和可能伸出的元件优选通过粘接由彼此连接的零件构 成。对于层或者支承体和可能存在的伸出的元件的尤其有利的材料除了 至少10kV/mm (千伏每毫米)的击穿强度之外，还有具有至少10W/mK(瓦特每米开尔文)的热导率。尤其优选的材料是陶瓷例如具有大约 10kV/mm的击穿强度和大约25W/mK的热导率的氧化铝(ALO )或者 具有大约25kV/mm的击穿强度和大约150W/mK的热导率的氮化铝(ALN)。如果电子构件涉及高压构件，那么尤其优选地采用按本专利技术的装置， 所述高压构件设置用于至少5kV或者在5kV与400kV之间的工作电压。 这种构件的作为热量导出的损耗功率大部分情况下至少是10W (瓦特) 或者在IOW与10kW (千瓦)之间。为了防止不仅沿着在层或者支承体的表面上的泄漏路径而且沿着在层或者支承体之外的其它的通行路径的短路或者漏电，附加地可以设定， 电子构件和/或具有凹部和/或伸出的元件的层、优选支承体优选完全地嵌入电的绝缘的介质、优选绝缘油或者绝缘气体或者浇铸树脂内。 附图说明由下面的附图描述给出本专利技术的其它特征和详情。在此图1和2以剖视的和透视的视图形式显示具有一个槽形的环绕的凹部的按本专利技术的第一实施例，图3显示按本专利技术的另一实施例，其中支承体构成单件式的，图4和5以剖视图的形式显示具有槽形的凹部的按本专利技术的实施形式的其它的变形方案，图6至8显示具有沟形的凹部的按本专利技术的实施例。具体实施方式本专利技术的实施例显示组合的冷却系统和绝缘系统，尤其是用于高压 应用，其中例如高压放大器、可控制的高压阻抗和大功率阻抗、晶体管、 三端双向可控硅开关、二极管或者类似应用作为电子构件1，它们一方 面必须良好地冷却并且另一方面必须对电压、尤其对非常高的电压绝缘。 同时这些结构是可能的，其中支承体包括至少一个由氮化铝或者氧化铝 构成的层2。也可采用具有相应良好的热导率和较高的耐压强度的其它 的材料。在不同的显示的实施例中，支承体或者构成支承体的层2由基 本结构开始即在没有显示的凹部5的情况下基本上方形地以板的形式构 成。支承体或者构成其的层2对于高压区域有利地具有100mm的最小棱 长6和/或2mm的最小厚度7。在显示的实施例中，为了延长在层2或者 支承体的表面上的泄漏路径，设置四周延伸的槽形的凹部5。凹部5或者 槽的深度和宽度取决于要求的耐压强度和泄漏路径的相应的有针对性的 延长。待冷却的电子的结构元件1例如粘到或者张紧到支承体或者层2 上。这对于在对置的侧面上的冷却体3同样如此。冷却体3在所有实施例中具有散热片。但是该冷却体可以具有如层2—样的材料，但是也可 以具有铝或者其它的良好导热的材料。所有显示的装置用绝缘的介质4例如绝缘油或者绝缘气体或者浇铸 树脂浇铸或者包围。在此凹部5用绝缘的材料4填充。由电子构件l至 冷却体的温度传递通过支承体或者层2实现。该支承体或者该层也保证 在电子的结构元件l与冷却体2之间的直接的路径上的相应的耐压强度。 借助于凹部5或者在此未直接显示的但是也可能的伸出的元件的、按本 专利技术的路径延长用于防止泄漏电流。另外借助于绝缘的材料4防止，在 电子构件1与冷却体3之间通过包围所述装置的介质、例如空气可能会 发生放电。优选地通过按本专利技术的措施至少使泄漏路径加倍或者三倍。 主要在采用凹部5的情况下尤其紧凑且轻型的结构形式是可能的。为了设置用于电子构件的电接触的印制导线可以设定，印制导线例 如通过蒸镀设置在支承体上或内。但是按有利的方式设定，用于电子构 件的电接触和/或电的输入或输出布置在层2和/或支承体之外。在这种情 况中，层2或者支承体不涉及用于印制导线等的支承件。另外电连接(在 此未描述)例如可以通过直接引导至电子构件1的电缆或者在构件1上方即与支承件相对设置的在此同样未描述的印制导线或者印制电路板实 现。因此在按图1和2的实施例中， 一个槽形的凹部5完全环绕地存在 于层2内。因此在电子构件1与冷却体3之间的所有电的可能的通行路 径沿着泄漏路径延长。图2以透视图的形式显示在图1的剖视图中描述 的装置。在按图1的实施例中层2或者支承体由彼此连接的、优选彼此粘接 的零件2a、 2b、 2c构成，而图3以剖视图的形式显示此外相同的实施例， 但是其中层2构成单件式的。在此槽形的凹部5切入到原始的方形的构 成层2的板内。这对于按图5的实施例同样如此。按图5的实施例显示， 原则上用于实现期望的泄漏路径延长的一个由多个槽构成的序列也是可 能的本文档来自技高网...

【技术保护点】
装置，包括至少一个电子构件和一个配设于电子构件的冷却体以及一个在空间上设置在电子构件与冷却体之间的支承体，该支承体具有至少一个层，所述层包括至少一种带有至少１０ｋＶ／ｍｍ的击穿强度和至少５Ｗ／ｍＫ的热导率的材料，其特征在于：在支承体的所述的层（２）内和／或上设置至少一个凹部（５）和／或至少一个伸出的元件，所述凹部和／或所述元件这样构成，使得相对于支承体的层（２）在没有凹部（５）和／或伸出的元件时的状态，所述凹部和／或所述元件沿着支承体的层（２）的表面延长优选所有的在电子构件（１）与冷却体之间的电的可能的通行路径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S巴尔德奥夫，R布兰克，
申请(专利权)人：B二电子有限公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]