【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电子组件和用于制造电子组件的方法。
技术介绍
1、功率半导体元件、例如igbt或mosfet被用于多种领域。例如这种功率半导体元件用于直流电压的换向或者说逆变，例如用于运行车辆的电驱动机器。
2、功率半导体元件承受预定的工作温度。那么，不允许超过例如功率半导体元件的最大允许工作温度，这是因为否则会不利地影响功率半导体元件的功能性。为了尤其在功率半导体的运行过程中实施温度监控，通过已知的方式应用温度传感器。
3、由现有技术已知文献cn 202586720u，其披露了具有陶瓷化基板的igbt模块，其中，硅层和连接层固定在陶瓷基材上。温度传感器和igbt模块布置在同一陶瓷化的基材上。
4、此外还已知文献ep 3 926 679 a1，其披露了半导体模块组件，其中，该组件包括至少一个温度传感器组件。
5、问题在于，在从现有技术已知的温度传感器相对于功率半导体元件的布置中，会出现多种干扰因素，并且进而导致所选定的功率半导体元件的不准确的温度测量。例如，所选定的功率半导体元件的温度测量会因其他功率半导体元件的热辐射而受到影响。此外，通过直接布置在基材上的温度传感器还会导致的问题在于，出现较大的结构空间需求，这还额外带来高制造成本。
6、不利的还在于，在温度测量或温度确定中的不准确性导致更高的费用以及提高的结构空间需求，这是因为在温度确定中的误差影响功率半导体元件的结构空间需求。对此适用的是，不准确性越高，功率半导体元件在相应基材上的结构空间需求和尤其芯片面积需求越
技术实现思路
1、因此，本专利技术所要解决的技术问题在，提供一种电子组件和用于制造电子组件的方法，其能够实现功率半导体元件的温度的尽可能准确的检测，其中，尤其不提高结构空间需求。
2、该技术问题通过具有独立权利要求的特征的技术方案来解决。本专利技术的另外的有利的设计方案由从属权利要求得出。
3、建议一种电子组件，包括至少一个功率半导体元件、至少一个温度传感器和至少一个基材。功率半导体元件可以是逆变器的部件、尤其脉冲逆变器的部件。脉冲逆变器又可以用于提供电机的工作(交流)电压，其尤其可以是电动或混合动力车的驱动机器。由此，还记载了带有这种电子组件的逆变器以及带有这种逆变器或带有这种电子组件的车辆。所述至少一个温度传感器用于检测功率半导体元件的温度，尤其是在功率半导体元件的运行过程中。用于检测所选定的功率半导体元件的温度的温度传感器也可以被称为配属于该(所选定的)功率半导体元件的温度传感器。温度传感器可以被构造为接触温度传感器，其中，通过热连接元件(或称为热力学连接元件)与接触区域接触。然而温度传感器的类型原则上并不局限于这种实施方式。由此，温度传感器可以构造为正温度系数电阻或电阻温度计或热电偶。优选地，温度传感器构造为热敏电阻或所谓的ntc(负温度系数)元件。
4、基材可以例如是dbc(陶瓷覆铜板)基材。这种基材尤其可以包括至少一个导电层、尤其铜层和载体层、例如陶瓷层。在基材上可以准备导体轨道结构和接触面，以便固定、尤其焊接、烧结或粘接构件，例如所述的功率半导体元件。
5、所述至少一个温度传感器和所述至少一个功率半导体元件可以固定在基材的相互不同的区段中，尤其在基材表面的相互不同的区段上或区段中，例如通过立柱元件，以下还将详述。尤其不将温度传感器固定在功率半导体元件上。尤其当功率半导体元件和配属于该功率半导体元件的温度传感器在共同的投影面(该投影面可以平行于基材的表面定向)中不相叠，也即以不相交的方式布置时，形成在不同区段中的布置。由此，温度传感器和功率半导体元件可以固定在相同的载体上，也即在基材上。作为备选，温度传感器和功率半导体元件也可以固定在不同的基材上。
6、根据本专利技术，至少一个功率半导体元件和至少一个温度传感器通过至少一个热连接元件相连。此外，热连接元件还延伸穿过功率半导体元件与温度传感器之间的热绝缘层。在此情况下，电子组件可以包括热绝缘层，所述热绝缘层布置在功率半导体元件与温度传感器之间。温度传感器在此可以优选不布置在该热绝缘层中。换言之，功率半导体元件和温度传感器布置在热绝缘层的相互不同的侧面上。作为备选，热连接元件尤其在热绝缘层中延伸，温度传感器完全或至少部分布置、尤其嵌入所述热绝缘层中。
7、热绝缘层可以构造为空气层，尤其是当热连接元件延伸穿过热绝缘层时。
8、然而还可行的是，热绝缘层由不同于空气的材料构造。热绝缘层尤其也可以由注塑材料(moldmaterial，或称为模制材料)构造。
9、热绝缘层的材料或介质的热传导性在此小于包围该功率半导体元件或该功率半导体元件所嵌入的材料或介质的热传导性。在此，热传导性以单位w/mk给定，并且表示由于热传导而通过材料的热流。例如所述热传导性可以小于或等于空气的热传导性。热传导性尤其可以小于1.2w/mk，优选小于1.0w/mk，进一步优选小于0.5w/mk。如果功率半导体元件嵌入注塑材料中，则热传导性可以小于该注塑材料的热传导性。
10、如果多个功率半导体元件固定在基材上，则热绝缘层或其一部分可布置在所有功率半导体元件与某个温度传感器或多个温度传感器之间。此外还可行的是，电子组件包括多个温度传感器，其中，每个功率半导体元件都通过热连接元件分别与各一个温度传感器相连，其中，热连接元件延伸穿过至少一个热绝缘层，或者其中，热连接元件延伸至至少一个其中布置有温度传感器的热绝缘层中。
11、由此以有利的方式形成对一个/多个功率半导体元件的可靠且准确的温度检测，因为所述功率半导体元件通过热连接元件与温度传感器相连，然而同时，通过热绝缘层使得干扰因素、例如因其他功率半导体元件的散热带来的干扰因素不会或者仅以非常低的程度影响通过温度传感器的温度检测。
12、在另一种实施方式中，热连接元件被热绝缘罩包围。在此，热绝缘罩的材料的热传导性可以小于热连接元件的热传导性。尤其热连接元件的至少一个(从功率半导体元件延伸至热绝缘层的)区段被热绝缘罩包围。然而还可行的是，整个热连接元件被热绝缘罩包围，然而其中，热连接元件的端部当然接触功率半导体元件和温度传感器，从而建立这两个部件之间的热连接。通过设置热绝缘罩，进一步改善温度检测的准确性和鲁棒性，因为降低了例如因其他功率半导体元件的散热对热连接元件的干扰影响。
13、在另一种实施方式中，功率半导体元件嵌入第一注塑材料层中。此外，温度传感器嵌入其他的注塑材料层中。所述热绝缘层在此嵌入注塑材料层之间。由此，热连接元件可以从第一注塑材料层穿过热绝缘层延伸至其他的注塑材料层。在这种实施方式中，第一注塑材料层的热传导性可以大于热绝缘层的热传导性。此外，其他的注塑材料层的热传导性大于热绝缘层的热传导性。此外，第一注塑材料层的热传导性同样可以大于其他注塑材料层的热传导性。然而注塑材料层的热传导性也可以是相同的。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电子组件，包括
2.根据权利要求1所述的电子组件，其特征在于，所述热连接元件(8)被热绝缘罩(13)包围。
3.根据上述权利要求中任一项所述的电子组件，其特征在于，所述功率半导体元件(6)嵌入第一注塑材料层(10)中，并且温度传感器(7)嵌入另外注塑材料层(12)中，其中，热绝缘层(11)布置在注塑材料层(10、12)之间，或者其中，另外注塑材料层(12)构成热绝缘层(11)。
4.根据权利要求3所述的电子组件，其特征在于，电子组件(1)包括壳体(15)，其中，由至少一个注塑材料层(10、12)和热绝缘层(11)组成的整体的至少一部分至少局部地布置在所述壳体(15)中。
5.根据权利要求3所述的电子组件，其特征在于，电子组件(1)包括第一壳体和另外壳体(15、16)，其中，第一注塑材料层(10)的至少一部分布置在第一壳体(15)中，并且热绝缘层(11)的至少一部分和/或另外注塑材料层(12)的至少一部分布置在所述另外壳体(16)中。
6.根据上述权利要求中任一项所述的电子组件，其特征在于，至少一个功率半导体元件(
7.根据上述权利要求中任一项所述的电子组件，其特征在于，温度传感器(7)通过立柱元件(17)与基材(5)相连。
8.一种用于制造根据权利要求1至7中任一项所述的电子组件的方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，至少一个功率半导体元件(6)和至少一个温度传感器(7)布置在壳体(15)中或布置在不同的壳体(15、16)中。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，至少一个功率半导体元件(6)和至少一个温度传感器(7)布置在铸造模具中，其中，所述功率半导体元件(6)灌封在第一注塑材料层(10)中，并且温度传感器(7)灌封在另外注塑材料层(12)中，其中，热绝缘层(11)布置在注塑材料层(10、12)之间，或者其中，另外注塑材料层(12)构成热绝缘层(11)。
...【技术特征摘要】
1.一种电子组件，包括
2.根据权利要求1所述的电子组件，其特征在于，所述热连接元件(8)被热绝缘罩(13)包围。
3.根据上述权利要求中任一项所述的电子组件，其特征在于，所述功率半导体元件(6)嵌入第一注塑材料层(10)中，并且温度传感器(7)嵌入另外注塑材料层(12)中，其中，热绝缘层(11)布置在注塑材料层(10、12)之间，或者其中，另外注塑材料层(12)构成热绝缘层(11)。
4.根据权利要求3所述的电子组件，其特征在于，电子组件(1)包括壳体(15)，其中，由至少一个注塑材料层(10、12)和热绝缘层(11)组成的整体的至少一部分至少局部地布置在所述壳体(15)中。
5.根据权利要求3所述的电子组件，其特征在于，电子组件(1)包括第一壳体和另外壳体(15、16)，其中，第一注塑材料层(10)的至少一部分布置在第一壳体(15)中，并且热绝缘层(11)的至少一部分和/或另外注塑材料层(12)的至少一部分布置在所述另外壳体(16)中。
6.根据上述权利要求中任一项所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·阿纳奥特，O·朗，J·施梅林，
申请(专利权)人：大众汽车股份公司，
类型：发明
国别省市：
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