[發明專利]用于制造冷卻裝置的方法、冷卻裝置及冷卻設備

在審

• 申請號: 201810281737.3
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108687352A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 斯特凡·施密德加爾;馬蒂亞斯·蒂爾佩
• 申請（專利權）人: 馬勒國際有限公司
• 主分類號: B22F7/08
• 分類號: B22F7/08;B23K31/02;B23K37/00;B23K103/18
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 翟國明

本發明涉及一種用于制造冷卻動力電子器件(8)的冷卻裝置(1)的方法(14)。根據本發明，在施加步驟(15)中，至少按照區域地將薄銅層(10)施加到至少一個陶瓷板(7)的接合側(6)。在隨后的預備步驟(16)中，至少一個陶瓷板(7)在平坦的鋁制本體(2)的第一上側(5a)布置有所述薄銅層(10)。替代地，在所述預備步驟(16)中，至少一個陶瓷板(7)在每種情況下在所述平坦的鋁制本體(2)的所述第一上側(5a)和第二上側(5b)布置有所述薄銅層(10)。在接合步驟(17)中，相應的陶瓷板(7)通過由供熱進行的物質與物質結合連接至鋁制本體(2)的相應的上側(5a，5b)。本發明還涉及一種冷卻設備(1)，其通過所述方法(14)制造。最后，本發明涉及一種冷卻設備(12)，其包括至少一個用于冷卻動力電子器件(8)的冷卻裝置(1)。

技術領域

本發明涉及一種用于制造冷卻動力電子器件的冷卻裝置。本發明還涉及一種冷卻裝置。最后，本發明涉及一種包括至少兩個冷卻動力電子器件的冷卻裝置的冷卻設備。

背景技術

動力電子器件，特別是在機動車輛中，通常布置在所謂的DCB基板(direct copperbonded substrate，直接結合銅的基板)的陶瓷板上，其在兩側或一側為銅板。在陶瓷板的一側的構成的銅層由此將動力電子器件的各個部件彼此電連接。為了避免動力電子器件的各個部件的過熱，并因此增加動力電子器件的使用壽命，能夠例如經由冷卻體驅散在動力電子器件的運行期間產生的熱。為了改進散熱，于是通過背向動力電子器件的一側將包括動力電子器件的DCB基板布置在冷卻體的大面積上，使得冷卻體能夠吸收由動力電子器件產生的熱，并且能夠通過對流或輻射將熱排放到環境中。由于合適的導熱率，由于較低的成本，最近基本上使用銅制本體。

為了實現普通的DCB基板跨過大面積而抵接在鋁制本體上，銅板或非銅板陶瓷板需要通過物質與物質結合而連接至鋁制本體。原則上，在此能夠是焊接連接。然而，由于所提到的材料的直接焊接連接僅能夠困難地實現的事實，需要采用進一步的連接方法。例如，因此能夠使用鎳板，其首先焊接至鋁制本體，并且隨后焊接至銅板或非銅板陶瓷板。然而該連接方法耗時且成本高。

發明內容

因此本發明的目的為提供一種方法，其中陶瓷板能夠以省時且省力的方式通過物質與物質結合而連接至鋁制本體。本發明的進一步的目的為提供一種冷卻裝置和包括至少兩個冷卻裝置的冷卻設備，其能夠以成本有效的方式制造并且提供動力電子器件的有效冷卻。

根據本發明，該目的通過獨立權利要求的主題解決。有益的實施例為從屬權利要求的主題。

本發明基于如下意想不到的知識：陶瓷板與鋁制本體之間的直接物質與物質結合的建立依據施加到陶瓷板上的銅層的層厚。在根據本發明的方法中，在施加步驟中，薄銅層因此首先至少按區域地施加到至少一個陶瓷板的接合側。薄銅層由此被限定為20μm與200μm之間的層，優選地在35μm與100μm之間。在預備步驟中，至少一個陶瓷板隨后在鋁制本體的第一上側布置有薄銅層。替代地，至少一個陶瓷板在每種情況下能夠布置在平坦的鋁制本體的第一上側和與第一上側相對定位的第二上側。在接合步驟中，相應的陶瓷板的接合側隨后通過由供熱進行的物質與物質結合連接至鋁制本體的相應的上側。

陶瓷板是電絕緣的，并且能夠由例如氧化鋁(Al₂O₃)組成。氧化鋁是成本有效的陶瓷，并且能夠以有益的方式減少陶瓷板以及冷卻裝置作為整體的制造成本。鋁制本體能夠由鋁以及鋁合金組成，以進一步減少冷卻裝置的制造成本。鋁制本體由此能夠為通體(fullbody)或者特別優選地為平坦的鋁管。平坦的鋁管具有平坦的截面，并且冷卻劑能夠在鋁管的縱向方向上流過鋁管。通過冷卻劑與包括布置在鋁管上的陶瓷板的鋁管之間的熱傳遞，能夠更加有效地冷卻動力電子器件。通過布置在鋁管內的肋結構能夠進一步改進冷卻。