[發明專利]高功率電子模塊以及制造這樣的模塊的方法

有效

• 申請號: 201510566300.0
• 申請日: 2015-09-08
• 公開（公告）號: CN105405837B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: C.M.吳
• 申請（專利權）人: 施耐德電器工業公司
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522;H01L23/367
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邸萬奎

本發明涉及一種功率電子模塊(1)，包括：功率電子組件(31、32、36、37、41、42、46、47)的至少一對(30、35、40、45)，每對包括第一和第二組件，每個組件包括第一面和第二面，其中所述第一面試圖被支撐在支撐物(10、20)上，所述第二面試圖電連接至電氣電路，所述電氣電路具有比在所述第一面與支撐物(10、20)之間的接觸面積小的熱接觸面積；以及第一和第二支撐物(10、20)。每對中的第一組件(31、36、41、46)被第一支撐物(10)支撐并且連接至第二支撐物(20)的第二電氣電路，并且每對中的第二組件(32、37、42、47)被支撐在第二支撐物(20)上并且連接至第一支撐物(10)的第一電氣電路。本發明還涉及制造這樣的模塊(1)的方法。

技術領域

本發明涉及功率(power)電子設備領域，并且更具體地涉及功率電子模塊。

背景技術

對于諸如中斷電信號的一些功能的性能，已知中等和低電壓電路可以裝配有諸如功率電子模塊的功率電子設備。每個這樣的功率模塊可以包括被布置在一起以形成所配備的電氣電路的電氣子電路的諸如二極管或絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的多個功率電氣組件。

更確切地，除了所述多個組件之外，這樣的功率電子模塊還包括支撐組件并連接它們的功率觸頭之一的支撐物、以及當它們具有控制觸頭時連接組件的另一功率觸頭與它們的控制觸頭中的至少一個的連接板。這樣，將組件集成到具有用于疏散由組件在操作中釋放的熱量的兩個換熱表面(即，支撐物和連接板的表面)的單個模塊中。

然而，在這樣的配置中，大部分熱量通過支撐物疏散。在每個組件與連接板之間的連接點處的熱觸頭的表面積遠小于每個組件與支撐物之間的表面積。結果是排熱的效率減小，并且與支撐物與連接板之間的溫差以及由此產生的差熱膨脹有關的機械問題產生。

文獻US2013/020694A1公開了如何生產包括第一和第二支撐物的模塊，其中在第一和第二支撐物上布局電子組件，以便改善溫度分布以及優化由電子模塊的組件釋放的熱量的疏散。在此文獻中公開的模塊的布局中，每個組件具有第一面和第二面，其中第一功率觸頭位于該第一面上并且通過該第一面由支撐物之一支撐，并且第二功率觸頭位于該第二面上并且通過該第二面連接至另一支撐物。在這樣的模塊中，相同類型的組件與第一支撐物上支撐的第一組件以及第二支撐物上支撐的第二組件串聯連接。通過此過程，第一組件具有主要的與第二支撐物的熱接觸，并且第二組件具有主要的與第二支撐物的熱接觸。

結果是這樣的模塊具有用于疏散由組件在操作中釋放的熱量的兩個換熱表面，其中在第一與第二支撐物之間具有相對平衡的熱量分布。

然而，這樣的模塊關于在組件之間的容許連接點與支撐物之間的熱分布具有多個缺點。這樣的模塊的熱分布并不總是真正地平衡，因為經常存在兩個組件并非對稱地或以平衡的方式操作的情況，這會導致熱不平衡。此外，根據文獻US2013/020694 A1中給出的原理，關于容許電氣電路存在嚴格約束，因為必須串聯地安裝組件以便創建平衡的熱量分布。

發明內容

本發明的目的在于解決這些缺點，從而目的在于提供一種功率電子模塊，其不限制容許的電氣電路，同時具有與操作配置無關的便于平衡的排熱的配置。

本發明涉及一種功率電子模塊，包括：

-多個功率電子組件，每個組件包括第一面和第二面，其中第一面試圖與支撐物的電氣電路電接觸地被支撐在所述支撐物上，所述第二面試圖電連接至具有比在所述第一面與所述支撐物之間的接觸面積小的熱接觸面積的另一電氣電路，

-第一和第二支撐物，它們彼此近似平行地布置，并且分別包括第一和第二電氣電路，

成對地布置所述組件中的至少一些，每對包括第一和第二近似相同的組件。