[发明专利]功率模块及功率模块的制造方法

权利要求书

1.一种功率模块(1)，其具有

-功率单元(2)，所述功率单元具有冷却体(4)、至少一个布置在冷却体(4)上的功率构件(7)和覆盖冷却体(4)和所述至少一个功率构件(7)的绝缘层(12)，其中，功率单元(2)的底侧(17)通过冷却体(4)的底侧构成，并且功率单元(2)的顶侧(14)通过与至少一个功率构件(7)以热和/或电的方式耦连的至少一个接触面(16)以及绝缘层(12)的围绕所述至少一个接触面(16)的表面(15)构成，和

-用于控制功率单元(2)的控制单元(3)，所述控制单元(3)具有至少一个、对应于功率单元(2)的至少一个接触面(16)的接触元件(18)，所述接触元件(18)被布置成，通过将所述控制单元(3)布置在所述功率单元(2)的顶侧(14)上而使所述接触元件(18)贴靠在功率单元(2)的至少一个接触面(16)上以便与所述至少一个功率构件(7)形成电和/或热接触，

-其中，所述至少一个功率构件(7)直接布置在冷却体(4)的顶侧(8)上并且借助弹簧夹或螺纹连接(19)通过向绝缘层(12)的表面(15)上和/或向至少一个接触面(16)上施加压力而与冷却体(4)的顶侧(8)以摩擦接合的方式相连，

-其中，所述控制单元(3)的至少一个接触元件(18)设计为冷却元件和/或设计为电的压力接触元件，其中，在所述冷却元件和/或所述压力接触元件被布置在至少一个接触面上(16)以接触至少一个功率构件(7)的情况下，用于摩擦接合式连接的压力通过所述冷却元件和/或通过所述压力接触元件施加，

-其中，所述控制单元(3)包括电路板(20)和至少一个用于控制功率单元(2)的至少一个功率构件(7)的元器件(21、23)，

-其中，所述电路板(20)具有至少两个层，并且所述至少一个元器件(21、23)布置在所述至少两个层之间，

-其中，所述至少两个层的第一层直接沉积在功率单元(2)的顶侧(14)上并且与功率单元(2)的顶侧(14)以材料接合的方式相连，所述至少一个元器件(21、23)布置在所述第一层上，并且所述至少两个层中的第二层直接沉积在所述第一层上，其中，所述第二层覆盖所述至少一个元器件(21、23)。

2.按照权利要求1所述的功率模块(1)，其中，所述至少一个接触面(16)和绝缘层(12)的表面(15)齐平地布置，并且通过绝缘层(12)的表面(15)和至少一个接触面(16)构成功率单元(2)的平坦的顶侧(14)。

3.按照权利要求1所述的功率模块(1)，其中，在冷却体(4)的顶侧(8)上施加至少一个电导体条轨(10)，所述至少一个导体条轨(10)通过电连接元件(13)与至少一个功率构件(7)电连接，并且所述电连接元件(13)被绝缘层(12)覆盖。

4.按照权利要求1所述的功率模块(1)，其中，借助所谓的倒装芯片技术将至少一个功率构件(7)在功率单元内部(2)施加于冷却体(4)的顶侧(8)上，其中，至少一个功率构件(7)的电和/或热接头直接布置在施加于冷却体(4)的顶侧(8)上的导体条轨(10)上用于电接触。

5.按照权利要求1所述的功率模块(1)，其中，所述冷却体(4)设计为涂覆有电绝缘导热材料(6)的冷却板(5)，其中，所述电绝缘导热材料(6)的表面构成所述冷却体(4)的顶侧(8)。

6.按照权利要求1所述的功率模块(1)，其中，所述电路板(20)具有至少一个用于检测所述功率模块(1)的物理特性的传感器元件(22)。

7.按照权利要求6所述的功率模块(1)，其中，所述至少一个传感器元件(22)布置在所述至少两个层之间。

8.按照权利要求7所述的功率模块(1)，所述至少一个传感器元件(22)布置在所述第一层上，其中，所述第二层覆盖所述至少一个传感器元件(22)。