具有嵌入的功率设备、驱动器电路和微控制器及3D打印的电路板的冷板的制作方法

本说明书一般而言涉及用于嵌入式电子设备的冷却设备，并且更具体而言，涉及冷板和形成冷板的方法。

背景技术：

1、在电气化车辆，诸如用于移动服务的自主驾驶车辆中，可能期望电传动系的紧凑性。随着集成功率电子器件逐渐从硅(“si”)设备转向碳化硅(“sic”)设备，设备的热通量由于设备占地面积的减少而增加，这产生了对激进冷却的需求。在这些功率电子器件中，热源(功率设备)和散热器(冷板)之间的每一层都会影响设备的整体热阻。此外，功率电子设备通常具有其它发热并可能需要冷却的部件，诸如驱动器集成电路(“ic”)和微控制器。因此，可能期望具有嵌入式功率设备和电子部件的紧凑型集成功率设备，以及用于冷却这种功率设备和电子部件的冷板。

技术实现思路

1、在实施例中，公开了一种设备。该设备可以包括冷板，该冷板具有在冷板的顶表面中形成的多个腔体。至少一个微控制器可以结合到多个腔体中的至少一个腔体，使得至少一个微控制器嵌入在冷板的顶表面中。至少一个集成电路可以结合到多个腔体中的至少一个腔体，使得至少一个集成电路嵌入在冷板的顶表面中。至少一个功率模块可以结合到多个腔体中的至少一个腔体，使得至少一个功率模块嵌入在冷板的顶表面中。至少一个微控制器、至少一个集成电路与至少一个功率模块经由在冷板的顶表面上形成的3d打印的电路板连接。

2、在另一个实施例中，公开了一种设备。该设备可以包括冷板，该冷板具有嵌入在冷板的顶表面中的至少一个微控制器、至少一个集成电路和至少一个功率模块。冷板还可以具有定位在冷板的顶表面下方的中空内部凹槽，并且多个翅片(fins)可以被定位在冷板的中空内部凹槽内。入口和出口可以流体耦合到冷板的中空内部凹槽。多个翅片的密度可以遍及冷板的中空内部凹槽而不同。

3、另外，公开了一种方法。该方法可以包括形成冷板，该冷板具有在冷板的顶表面中的多个腔体。该方法还可以包括将至少一个微控制器嵌入到多个腔体中的至少一个腔体中、将至少一个集成电路嵌入到多个腔体中的至少一个腔体中，以及将至少一个功率模块嵌入到多个腔体中的至少一个腔体中。该方法还可以包括使用3d打印机在嵌入在冷板的顶表面中的至少一个微控制器、至少一个集成电路和至少一个功率模块之上和/或周围打印电路板。

4、鉴于以下详细描述并结合附图，将更充分地理解由本文描述的实施例提供的这些和附加特征。

技术特征：

1.一种设备，包括：

2.如权利要求1所述的设备，其中所述多个功率电子器件包括至少一个微控制器、至少一个集成电路板和至少一个功率模块。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述冷板还包括中空内部凹槽。

4.如权利要求3所述的设备，其中所述冷板还包括流体耦合到所述中空内部凹槽的入口和出口。

5.如权利要求4所述的设备，其中多个翅片被定位在所述中空内部凹槽内。

6.如权利要求5所述的设备，其中所述多个翅片被定位在多个区域中的所述中空内部凹槽内，使得所述多个区域中的每个区域包括具有不同紧凑度的多个翅片。

7.如权利要求2所述的设备，其中所述至少一个功率模块包括导体基板、电绝缘层和功率设备。

8.如权利要求2所述的设备，其中所述至少一个微控制器包括倒装芯片封装结构。

9.如权利要求2所述的设备，其中所述至少一个集成电路包括倒装芯片封装结构。

10.如权利要求1所述的设备，还包括耦合到所述3d打印的电路板的一个或多个电气部件。

技术总结
本申请涉及具有嵌入的功率设备、驱动器电路和微控制器及3D打印的电路板的冷板。集成功率电子封装包括冷板，该冷板具有微控制器、驱动器电路和嵌入在冷板的顶表面内的功率模块。3D打印的电路板被打印在微控制器、驱动电路和功率模块上和/或在微控制器、驱动电路和功率模块的周围，以在部件之间建立电连接。附加的电气部件安装到3D打印的电路板，以形成集成的功率电子封装。冷板还包括具有多个翅片的中空内部凹槽。多个翅片具有不同的密度以允许有针对性地冷却嵌入在冷板中的微控制器、驱动器电路和功率模块。

技术研发人员：周锋,请川纮嗣
受保护的技术使用者：丰田自动车工程及制造北美公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13