[发明专利]具有大功率半导体模块和冷却装置的结构、冷却系统以及制造该结构的方法

说明书

本发明提出了一种具有大功率半导体模块和冷却装置的结构，其中冷却装置具有方形的主体和第一侧边元件，该主体具有主面、侧面和纵面，其中大功率半导体模块设置在第一主面上并且导热地与主体相连，并且其中多个冷却通道从第一侧面朝第二侧面延伸穿过主体。第一侧边元件紧密地贴靠在主体的第一侧面上并且具有面向该第一侧面的凹槽，冷却通道通到该凹槽中并且该凹槽构成了用于这些冷却通道的连接空间。主体在此在其第一纵侧上具有第一流体接口，其中第一流体接口过渡到第一连接通道中，该连接通道以在30°和75°之间的角度在第一侧面上排出并且在第一入口上通到该处的第一连接空间中。

技术领域

本发明涉及一种具有大功率半导体模块和冷却装置的结构、一种设置有该结构的冷却系统以及一种用于制造该结构的方法。

背景技术

由现有技术，例如由DE 197 47 321 A1已知一种用于大功率半导体模块的冷却装置，其中该冷却装置由导热良好的冷却体构成，该冷却体具有多个用来接收流态冷却介质的冷却通道。在每个冷却通道中抗扭地设置有螺线，其外径与冷却通道的内部轮廓一样大。冷却装置的进入孔和排出孔偏置地设置在侧面上，因此不存在优选的具有更小流动阻力的管子。

流量在此不能与各管子相匹配，或只能以巨大的花费才能匹配。此外，各外部的冷却通道就流量而言是优选的。

发明内容

在上述事实的基础上，本发明的目的是，提出一种具有大功率半导体模块和冷却装置的结构以及一种尤其优选的用来制造这种结构的方法，其中多个冷却通道的流量能够在其比例上进行调节并且同时或备选地补偿或均衡。

此目的按本发明通过具有权利要求1特征的结构以及通过按权利要求14所述的方法得以实现。在各从属权利要求中描述了优选的实施例。

在按本发明的具有大功率半导体模块和冷却装置的结构中，冷却装置构成为具有方形的主体和第一侧边元件的流体冷却装置，该主体具有相互平行设置的第一和第二主面、侧面和纵面，其中大功率半导体模块设置在第一主面上并且导热地与主体相连。多个冷却通道从第一侧面朝第二侧面延伸穿过主体，其中第一侧边元件紧密地贴靠在主体的第一侧面上并且具有面向该第一侧面的凹槽，冷却通道通到该凹槽中并且该凹槽构成了用于这些冷却通道的连接空间。主体在其第一纵侧上具有第一流体接口，其中第一流体接口过渡到第一连接通道中，该连接通道以在30°和75°之间的第一角度在第一侧面上排出并且在第一入口上连通到该处的第一连接空间。

原则上作为等同的解决方案，连接空间也可局部地或完全地设置在主体中，其方式是，在侧边元件上类似地设置凹槽。

所述的大功率半导体模块当然指至少一个大功率半导体模块，其中多个功率半导体构件能够设置在主体上。

优选的是，第一连接通道在第一流体接口过渡时具有第一宽度和第一横截面，并且在第一连接空间的第一入口上具有第二宽度和第二横截面，其中第二横截面具有第一横截面的75％至125％的面积。在此，第一、第二或两个横截面都构成为圆形。第一和第二横截面在此以及在下面总是指垂直于流动方向的表面。宽度同样定义为这些横截面的宽度。

同样，第一流体接口与所属的第一侧面能够具有间距，该间距在第一宽度的0.5至5倍之间。

第一连接通道优选具有直的、垂直于第一侧面的第一通道部段和直的第二通道部段，该第二通道部段以第一角度从第一侧面通到第一连接空间中，其中这两个通道部段具有过渡区域，该过渡区域将这两个通道部段连接起来。

还有利的是，冷却通道具有第三宽度和相互等距离的间距，该间距是第三宽度的0.2至3倍。在此，冷却通道的宽度是指平行于主体的主面且垂直于冷却介质的冷却流体的流动方向的宽度。在此，第一入口在此与相邻的冷却通道具有间距，该间距是冷却通道相互间的间距的0.5至5倍。