电子组件的制作方法

本发明涉及一种电子组件，特别是用于在电动车辆中使用的电子组件，该电子组件的特征在于关于组件的产生热量的构件的特别好的热机械性能。

背景技术：

1、从现有技术中以多种方式已知其中产生热量的器件通过冷却装置冷却的电子组件。因此，例如从ep 0 191 419 b1中已知经由设置在产生热量的构件和冷却装置之间的补偿元件将产生热量的构件设置成与存在于冷却装置中的冷却介质有效连接。

2、此外，从ep 2 259 308 a1中已知经由用于热传导的金属部件将具有冷却肋的冷却体与功率器件热耦合。

技术实现思路

1、根据本发明的电子组件的优点在于：在以紧凑且低制造成本的方式设计容纳至少一个产生热量的器件的模块壳体的情况下，与冷却装置协作，使得避免或至少减少例如导致在产生热量的器件和模块壳体之间的连接区域中形成裂纹。

2、本发明基于如下思想：在朝向模块壳体的一侧上形成冷却壳体，使得在一个或多个产生热量的器件的区域中导入模块壳体中的热应力由冷却壳体的与模块壳体连接的冷却器上侧吸收。特别地，冷却壳体的特殊设计实现：冷却壳体与模块壳体相比具有非常高的结构竞争。此外，在中模块壳体和冷却壳体之间的连接区域中可以显著降低在焊接连接区域中出现的剪切应力。这可以通过以下方式实现：即冷却壳体的具有相对小壁厚度的冷却器上侧结合具有相对大壁厚度的冷却器下侧以及冷却器下侧和冷却器上侧的机械连接或耦合确保冷却器壳体所需的结构刚度。

3、因此，在上述解释的背景下，在根据本发明的电子组件中提出：电子组件具有设置在模块壳体中的至少一个产生热量的器件，以及具有冷却壳体的冷却装置，其中冷却壳体在朝向模块壳体的一侧上至少基本上刚性地且导热地与模块壳体连接，其中冷却壳体在朝向模块壳体的一侧上具有冷却器上侧并且在背离模块壳体的一侧上具有冷却器下侧，其中冷却器上侧和冷却器下侧在与模块壳体的重叠区域中至少间接地彼此机械连接，其中冷却器下侧至少在与至少一个产生热量的器件的重叠区域中具有相对于冷却器上侧的壁厚度增加的壁厚度，并且其中冷却器上侧的壁厚度与冷却器下侧的壁厚度之比在1:4和1:10之间，优选在1:5.3和1:8之间。

4、在下文中列出了电子组件的有利的改进形式。

5、关于冷却器下侧和冷却器上侧的上述壁厚度，例如对于冷却器上侧在0.5mm和0.75mm之间并且对于冷却器下侧大约为4.0mm，特别地提出：冷却器上侧的材料具有比冷却器下侧的材料更高的屈服点，优选地大致双倍高的屈服点。屈服点在对冷却器上侧使用al6063时约为60mpa，其在对冷却器下侧使用al3003时约为30mpa。通过这样选择不同的屈服点来防止冷却器上侧的周期性塑性变形。

6、为了在冷却器上侧处形成与冷却器上侧相比增加的壁厚度，存在不同的可能性。在第一变型形式中，冷却器下侧由两个材料配合地彼此连接的金属板构件构成，即，与冷却器上侧连接的、特别是槽池形的冷却器底部，和与冷却器底部在背离冷却器上侧的一侧上连接的加强元件。这种设计方案一方面实现为加强元件和槽池形冷却器底部在必要时使用不同的材料，材料优选地借助于(硬焊)连接彼此连接。此外，这种设计方案的优点是冷却器底部的相对小的壁厚度简化了用于形成槽形冷却器底部的深拉工艺。

7、此外，关于所提到的加强元件尤其有利的是：加强元件在垂直于加强元件的平面伸展的方向上至少基本上遮盖模块壳体。由此，实现冷却器下侧的大面积加强。

8、替代于最后提出的变型形式还可行的是：加强元件仅局部地遮盖冷却器下侧，优选地使得加强元件与至少一个产生热量的器件重叠地设置，并且优选地侧向略突出于器件。尤其对于如下情况提供这种设计方案：将相对较少的产生热量的器件设置在模块壳体的区域中，该器件局部地引起将热量输入到冷却器壳体中。在这种情况下，可以通过具有相对小面积的加强元件来实现材料和重量的节省。为此，补充说明要由加强元件均衡的关键区域不一定必须在产生热量的部件下方伸展或与产生热量的部件齐平地伸展。在此，可能尤其在低温下形成的模塑料中的裂纹是严重的，该裂纹会导致电击穿，其中裂纹可能出现在器件之外。

9、替代于由两个构件构成的冷却器下侧的构成方案，也可以将冷却器下侧设计为一件式的深冲件。当用于形成槽池形的冷却器下侧所需的重成型相对少时，这种设计方案尤其是有意义或可行的。

10、此外，如在本发明思想的基本解释范围中已经提到的那样，重要的是冷却器上侧与冷却器下侧机械连接。在此，连接用于一方面传递热应力，并且另一方面加强冷却器上侧。在此，尤其优选的是如下变型形式，其中冷却器上侧与冷却器下侧借助于垂直于冷却器下侧和/或冷却器上侧的平面伸展的层状元件连接。层状元件因此填充在冷却器上侧和下侧之间的、用于引导冷却介质(例如具有防冻剂的水)的空间。同时，层状元件同时用作为流动元件或增加用于冷却的表面。此外，优选地层状元件由与冷却器下侧材料相同的材料构成，其中层状元件特别是通过硬焊连接与冷却器下侧连接，同样与冷却器上侧连接。替代地，层状元件也可以由与冷却器下侧不同的材料构成，例如由al1050构成。

11、在模块壳体的结构设计方面也存在不同的可能性。优选是如下设计方案，其中模块壳体在朝向冷却壳体的一侧上具有由金属构成的底板或基板，至少一个产生热量的器件与底板间接地连接，并且底板和至少一个产生热量的器件在背离冷却壳体的一侧上被模塑料包围。这种设计方案一方面实现从模块壳体通过由金属构成的底板到冷却壳体的优化的热传递，并且另一方面实现通过模塑料良好地保护构成电子电路的器件免受外部影响或湿气影响。

12、还优选的是：底板由铜或铜合金构成，冷却壳体由铝或铝合金构成，冷却器上侧设有由铜层(例如具有100μm的厚度)，并且通过软焊连接或烧结连接实现在底板和冷却器上侧之间的连接。在底板和冷却壳体之间使用软焊连接的优点是：一方面减少在模块壳体中在器件中的焊接过程中出现的负荷，并且另一方面用于冷却壳体的构件的优选使用的硬焊连接而不损坏或预损坏在那里形成的(硬)焊接连接。

13、本发明的其他优点、特征和细节从本发明的优选实施方式的以下描述和附图中得出。

技术特征：

1.一种电子的组件(100)，包括：设置在模块壳体(10)中的至少一个产生热量的器件(14)；具有冷却壳体(20)的冷却装置，其中所述冷却壳体(20)在朝向所述模块壳体(10)的一侧上至少基本上刚性地且导热地与所述模块壳体(10)连接，其中所述冷却壳体(20)在朝向所述模块壳体(10)的一侧上具有冷却器上侧(22)并且在背离所述模块壳体(10)的一侧上具有冷却器下侧(30)，其中所述冷却器上侧(22)和所述冷却器下侧(30)在与所述模块壳体(10)的重叠区域中至少间接地彼此机械连接，其中所述冷却器下侧(30)至少在与所述至少一个产生热量的器件(14)的重叠区域中具有相对于所述冷却器上侧(22)的壁厚度(d)增加的壁厚度(d)，并且其中所述冷却器上侧(22)的壁厚度(d)与所述冷却器下侧(30)的壁厚度(d)之比在1:4和1:10之间，优选在1:5.3和1:8之间。

2.根据权利要求1所述的组件，

3.根据权利要求1或2所述的组件，

4.根据权利要求3所述的组件，

5.根据权利要求3所述的组件，

6.根据权利要求1或2所述的组件，

7.根据权利要求1至6中任一项所述的组件，

8.根据权利要求1至7中任一项所述的组件，

9.根据权利要求8所述的组件，

10.根据权利要求1至9中任一项所述的组件，

技术总结
本发明涉及一种电子组件(100)，包括：设置在模块壳体(10)中的至少一个产生热量的器件(14)；具有冷却壳体(20)的冷却装置，其中冷却壳体(20)在朝向模块壳体(10)的一侧上至少基本上刚性地且导热地与模块壳体(10)连接，其中冷却壳体(20)在朝向模块壳体(10)的一侧上具有冷却器上侧(22)并且在背离模块壳体(10)的一侧上具有冷却器下侧(30)，其中冷却器上侧(22)和冷却器下侧(30)在与模块壳体(10)的重叠区域中至少间接地彼此机械连接。

技术研发人员：C·贾茨克,M·梅耶尔,P·盖瑟,R·格鲁宁格
受保护的技术使用者：罗伯特·博世有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15