[发明专利]具有基板的电子装置

说明书

技术领域

本发明涉及功率电子设备领域，并且更特别地涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的具有用于散热器的基板的电子装置。

背景技术

WO2004/065050描述了一种将电容器焊接到印刷电路板(PCB)的方法。为了在电容器和PCB之间实现规定厚度的焊料层，焊膏包含焊料材料和间隔(spacer)材料，该间隔材料具有比所述焊料材料的熔点高的熔点。通常，所述间隔材料是球形。在加热所述焊膏期间，所述焊膏被加热到高于所述焊料材料的熔点但低于所述间隔材料的熔点的温度。所述间隔材料在所述膏中保持为固态，使得所述电容器和PCB在加热过程之后彼此以预定的厚度间隔。通过改变焊膏中的间隔材料的尺寸可以改变所述电容器和PCB之间的距离。

US5784256涉及一种具有包括发热IC芯片的印刷电路板(PCB)的笔记本电脑。通过接触在盖子和冷却板之间的PCB的夹钳来冷却所述PCB上的芯片，所述冷却板具有四个凸起部，所述凸起部具有用于插入螺钉的孔。所述盖子和冷却板连同其间的PCB通过将螺钉从盖子插入到冷却板中的孔而夹在一起。在所述芯片和冷却板之间布置导电导热层，该冷却板由具有高电导率和热导率的金属制成。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有用于散热器的基板的电子装置，在基板没有相对于功率电子部件倾斜的危险并且基板容易制造的情况下，该电子装置允许将所述基板冶金接合到功率电子部件。

这一目的通过根据权利要求1的电子装置来实现，该电子装置包括至少一个功率电子部件、电绝缘板以及基板。

本发明的电子装置包括具有冷却板以及被布置在所述冷却板的表面上的间隔元件的基板。所述间隔元件和冷却板被制成为一体，其中至少在所述冷却板的表面区的材料和所述间隔元件的材料是相同的。

本发明的具有基板的电子装置有以下优点，即所述基板允许实现到功率电子部件的预定距离，所述功率电子部件被冶金接合到所述基板。通过在所述冷却板上引入间隔元件使所述功率电子部件相对于所述基板的倾斜最小，所述倾斜会导致粘结层的区域随着粘结层的不同(例如不同的焊料层厚度)而不同地热伸长。在那种情况下，在焊料厚度较大的区域中，热分布会更差，因为所述焊料材料通常具有比基板本身或电子元件更差的热导率。另外，在延长的热循环的情况下，所述功率电子部件有从所述基板剥离的危险。

利用本发明的具有基板的电子装置，可以使用任何焊料材料，该焊料材料适于根据焊接期间的温度和焊料层的热属性在所述基板和功率电子部件之间实现期望的连接。

而且，利用这种本发明的具有基板的电子装置，如果间隔元件被布置在基板的区域中，这些间隔元件并不是直接在所述功率电子部件的发热部分之下，则热以一致的方式分布在功率电子部件的发热部分和所述基板之间。

附图说明

在下文中将参照附图对本发明的主题进行更详细的解释，其中：

图1示出了根据本发明的用于散热器的基板的第一实施例的透视图；

图2示出了根据本发明的用于散热器的基板的另一实施例的细节的横断面视图；

图3示出了根据本发明的用于散热器的基板的另一实施例的细节的横断面视图；

图4示出了根据本发明的用于散热器的基板的另一实施例的俯视图；

图5示出了根据本发明的用于散热器的基板的另一实施例的俯视图；以及

图6示出了本发明的半导体模块的横断面视图。

附图中所使用的参考符号及其含义在参考符号列表中被概述。通常，相同的或功能相同的部分由相同的参考符号给出。所描述的实施例意谓实例并且不应当限制本发明。

具体实施方式

在图1中示出了根据本发明的用于散热器的基板1。所述基板1包含冷却板2和被布置在所述冷却板2的表面上的间隔元件3。所述间隔元件3和冷却板2被制成为一体，并且至少在所述冷却板2的表面区域中的材料与所述间隔元件的材料相同。当然，所述冷却板也可以完全由所述材料制成。

通常，所述冷却板2由金属基复合物制成，例如由渗透有铝熔体的碳化硅(SiC)预制件(preform)制成。为了制造这种金属基复合物，将所述SiC预制件置于铸模中，该铸模具有与期望的最终基板1相反的形状，然后利用铝渗透所述预制件。对于本发明的基板，所述铸模包括凹槽，通过该凹槽在最终的基板1中形成间隔元件3。

如图1中所示的间隔元件3被制成小的销31的形状。在优选的实施例中，所述销31具有小于2mm×2mm的直径、尤其是小于1mm×1mm的直径，以便对所述焊料层的热分布和均匀热膨胀系数仅具有很小的影响。