[发明专利]冷却装置、用于加工冷却装置的方法和功率电路

说明书

本发明描述了一种冷却装置（10），它具有铝冷却体（26）和至少一镍板块（90,90’）。所述镍板块（90,90’）利用焊料层（36）与铝冷却体（26）连接。所述冷却装置（10）具有用于固定和用于接收热量的固定面（92,92’），它由背离铝冷却体（26）的镍板块（90）侧面构成。此外还描述了一种用于加工冷却装置的方法以及一个具有如同在这里描述的冷却体（10）的功率电路。

技术领域

本发明涉及一个冷却装置，一种用于加工该冷却装置的方法和一种配有冷却装置的功率电路。

背景技术

尤其在汽车应用里面使用电的或电子的电路或功率半导体或者其它电子或电的部件，其在运行中的损失热量必需通过冷却体排出。冷却体一般由良好导热性的铝制成，而电路利用铜基电路板或类似的载体构成。为了保证良好地传热，铜层平面地固定在铝冷却体上。由于不同的热膨胀系数在温度循环时产生剥离现象，它们不利地影响使用寿命和可靠性。

发明内容

因此，本发明的目的是，给出一种可能性，通过它能够加工具有更长使用寿命的冷却的电路。

这个目的通过一种冷却装置、一种用于加工所述冷却装置的方法以及一种功率电路得以实现。

所述冷却装置具有铝冷却体和至少一个镍板块，所述至少一镍板块利用焊料层与铝冷却体连接，其中，所述冷却装置具有用于固定和用于接收热量的固定面，该固定面由镍板块的背离所述铝冷却体的侧面所构成。

所述方法包括：

a、将钎焊料涂覆在至少一个铝板的连接面上；

b、将铝板叠摞起来，它们包括在其上已经涂覆钎焊料的所述至少一个铝板；

c、熔化所述钎焊料，用于在铝板之间构成至少一个焊料层，通过使铝板与钎焊料一起加热，由此产生作为叠摞的铝板结构的铝冷却体，其中本方法还包括：

d、将所述镍板块布置在所述铝板之一上，它形成铝冷却体的外侧面，其中，钎焊料位于镍板块与铝板之间，并且其中，位于镍板块与铝板之间的钎焊料通过步骤c的加热而被熔化，用于构成在镍板块与铝冷却体之间的焊料层。

所述功率电路具有所述冷却装置，其中，所述功率电路还具有电路板，该电路板具有两面的导体层，其中所述两面的导体层之一通过焊料层与镍板块连接，并且其中，所述功率电路还具有至少一个半导体，它装配在电路板上背离镍板块的电路板一侧上。

本发明还涉及其它有利的实施方式。

已经认识到，在铝冷却体与在其上装配电路板的铜层之间的机械应力对于失效负有责任并且通过减小应力能够提高可靠性。因此建议，利用镍板块减小在冷却体与电路板的在其上安置铜层之间的机械应力，该镍板块建立这两个部件之间的连接或者说设有镍板块用于装配电路板（或者说铜层）。通过使用板块（其厚度超过例如电镀的镍层厚度）可以沿着板块的厚度减小应力。板块的厚度允许在板块纵向延伸方向上变形（与薄的钎焊简化层相反）。所述镍板块可以在与冷却体连接的一侧上相对于板块的相反一侧变形，由此接收并因此也减小应力。因此使用镍的弹性特性，所述板块沿着其厚度方向（即垂直于纵向延伸方向）具有这种特性。背离冷却体的板块一侧同样提供用于装配铜的良好钎焊特性。因此所述板块也能够实现材料过渡。

因此描述了一个冷却装置，它具有铝冷却体和至少一镍板块。所述冷却装置设计成装配在电路上、尤其电路结构的铜层上。在此所述镍板块形成固定面形式的（平面的）热传递接口，在固定面上固定铜层。至少一镍板块钎焊在铝冷却体上，尤其利用焊料层。这个焊料层（直接）连接镍板块与铝冷却体。所述焊料层尤其是硬焊料层。