[发明专利]用于直接基板冷却的具有分布式支撑的逆变器功率模块

说明书

有关联邦资助研发的声明

如美国能源部颁布的条款DE-FC26-07NT43123所规定的，美国政 府对于本发明具有无偿许可并具有在有限条件下要求专利所有人以合 理条款许可他人实施的权利。

技术领域

这里所说明的主题的实施方式一般来说涉及功率电子模块，更具 体地说该主题的实施方式涉及适于与直接基板冷却方法一起使用的逆 变器功率模块。

背景技术

许多电子器件在消耗电能时作为副作用而发热。过热往往会影响 电子器件的性能及稳定性，因而电子设备例行进行冷却以防止过热。

在大多数功率电子应用中，在期望有效散热的情况下使用散热片。 散热片通过热接触吸收并耗散来自电子器件的热。例如，可将散热片 焊接或安装至功率电子基板以冷却该基板。在更大功率应用中，通常 增大散热片的尺寸以提高其热容量。增大散热片的尺寸会导致相应功 率电子模块的成本、重量和体积增大。从封装角度来说，功率电子模 块的重量和体积增大是不期望的。例如，在汽车应用中，护罩下的封 装空间有限，并且增大车辆重量是不期望的。

可采用另选冷却方法来冷却功率电子基板。然而，这些冷却方法 产生的压力或作用力有可能致使功率电子基板挠曲，这会潜在地引起 功率电子基板弯曲或断裂。

发明内容

提供一种用于车辆中所用的功率模块的设备。所述功率模块包括 功率电子基板和适于容纳所述功率电子基板的第一塑料框架。第二塑 料框架适于容纳所述功率电子基板。所述第一塑料框架和所述第二塑 料框架适于接合在一起以支撑所述功率电子基板。所述功率电子基板 布置在所述第一塑料框架和所述第二塑料框架之间，使得当所述第一 塑料框架和所述第二塑料框架接合在一起时在所述第一塑料框架与所 述功率电子基板之间形成密封。

提供一种用于构造逆变器功率模块的方法。该方法包括在第一塑 料支撑框架和第二塑料支撑框架之间对齐功率电子基板。所述第一塑 料支撑框架和所述第二塑料支撑框架适于容纳所述功率电子基板。该 方法还包括将所述第一塑料支撑框架和所述第二塑料支撑框架压缩在 一起以在所述第一塑料支撑框架和所述功率电子基板之间形成密封， 以及接合所述第一塑料支撑框架和所述第二塑料支撑框架。

提供一种用于逆变器模块的设备。该逆变器模块包括功率电子基 板。第一支撑框架适于容纳所述功率电子基板并具有适于允许所述功 率电子基板直接冷却的第一区域。在所述功率电子基板与所述第一支 撑框架之间插设垫圈。该垫圈构造成在所述第一区域与所述功率电子 基板之间提供密封。第二支撑框架适于容纳所述功率电子基板并接合 至所述第一支撑框架以形成所述密封。

提供该发明内容部分从而以简化方式介绍可供选择的思想，并且 以下在具体实施方式中对此进一步说明。该发明内容部分并不意图确 定所要求保护的主题的关键特征或本质特征，也不意图用于辅助确定 所要求保护的主题的范围。

附图说明

参照详细说明和权利要求，结合下面的附图来考虑，将会更彻底 地理解本主题，其中在所有附图中，相同附图标记指代相似元件。

图1是根据一个实施方式的示例性功率模块的立体图；

图2是根据一个实施方式的图1的功率模块的分解立体图；

图3是根据一个实施方式的图1的功率模块的俯视图；

图4是根据一个实施方式的图1至图3的功率模块的沿着线4-4 的侧剖视图；以及

图5是根据一个实施方式的示例性逆变器功率模块的分解立体图。

具体实施方式

以下详细说明本质上仅是例示性的，并不意图限制本主题的实施 方式或者这类实施方式的应用和使用。用在本文中时，词语“示例性” 是指“作为实施例、示例或例示”。这里作为示例性的所述的任何实施 并不必定解释为优于或胜于其它实施。而且，并不意图受前述技术领 域、背景技术、发明内容或以下详细说明所提供的明确或暗含理论的 约束。

此外，在以下说明中还可能仅为参考之目的而使用某些术语，因 而这些术语并不旨在进行限制。例如，术语“上”、“下”、“顶”、“底” 之类的术语是指进行参照的图中的方向。这些术语可包括以上具体提 到的词语、其派生以及具有类似含义的词语。类似地，除非上下文中 清楚表明，否则术语“第一”、“第二”以及涉及结构的其它此类数词 并不暗含顺序或次序。