[发明专利]用于可并行化集成功率芯片的方法以及电力电子模块

说明书

本发明涉及一种方法，其包括：1)制造第一基板(EB1)和第二基板，该制造包括使用空间预留装置(HM1、HM2)，该第一基板和第二基板通过在形成基底(MB1)的铜制板上层压绝缘和导电内层(PP、CP)而制成，至少一个电子芯片夹设在基板中，该基板制造成上层压表面具有匹配的轮廓；2)通过基板的匹配轮廓而堆叠并接合基板；并且3)对所述基板进行压力组装，以制造用于集成电力电子设备的所述层压分总成。该方法需要使用称为IMS类型的技术。

相关申请的交叉引用

本发明要求于2016年12月12日提交的申请号为1662335的法国专利申请的优先权，其内容(文本、附图和权利要求)通过引用并入本文。

技术领域

本发明一般涉及电力电子领域。更具体地，本发明涉及一种用于集成电力电子芯片的方法，该方法允许并行生产。本发明还涉及通过实施上述方法而制成的电力电子设备和模块。

背景技术

集成电子芯片以制造电路实质上是连续性过程。由此导致可能相对较长的制造时间，而该制造时间对成本产生重大影响。众所周知的，制造过程并行化是用于减少制造时间和增加产量的解决方案，然而如果没有促进性技术进步，则该制造过程的并行化通常需要大量投资。

在如运输、工业、照明、加热等的众多活动领域中，普遍存在诸如电源模块的电力电子电路。随着朝向可再生且产生较少CO₂排放的能源进行期望的能量过渡，电力电子技术将得到进一步普及，并且必须应对不断增长的经济和技术上的限制。例如，在运输领域，汽车工业受到极其严格的污染排放标准的制约，这些标准通过车辆的电气化引发了真正技术变革。在面临大规模生产工业中占主导地位的严格重量限制、体积限制和成本限制的情况下，车辆的电气化需要在电力电子芯片的集成方法中实现技术进步。

在当前技术状态下，通常使用称为HDI的技术来提高集成度并减小功率模块的尺寸，HDI是英文中的“High Density Interconnect(高密度互连)”。通常，在称为PCB的印刷电路上实现的HDI技术是以组件的空间设置优化为基础，空间设置的优化尤其是通过使用更薄的互连带和称为“微孔”的互连微孔来进行，其中PCB是指英文中的“Printed CircuitBoard(印刷电路板)”。使用激光钻孔以及诸如钎焊、称为TLP焊接的瞬时液相焊接、或者金属纳米颗粒粉末烧结的各种焊接技术。

还已知的是，堆叠印刷电路板以制造3D架构。因此，申请DE102014010373A1提出了一种电子模块，其包括第一印刷电路板和第二印刷电路板，第一印刷电路板和第二印刷电路板叠置并各自包括电子组件。使用烧结方法以将板连接在一起。此外，申请US2016/133558A1描述了一种功率模块，其包括夹在两个散热板之间的中央印刷电路板。电子组件安装在中央板中。

然而，面对大规模生产所需的成本降低以及集成度和紧凑性的提高，HDI技术具有局限性。实际上，诸如激光钻孔的所使用的某些技术并不能使生产过程的并行化变得更简单，反而形成价格降低的阻碍。

可实现的集成度受到通过带和微孔互连所占据的体积限制。这些通过带或微孔的互连引入了寄生电感，这些寄生电感与较高的斩波频率或切换频率相抵抗。为了减少产生的热量并保护电路免受潜在的破坏性过电压，需要降低寄生电感。然而，尤其是在功率转换器中切换频率的增加有利于紧凑性。

集成度的增高和电子功率模块的紧凑性需要提高对组件的热约束。需要高性能冷却以保持有源元件和无源元件的温度低于临界温度，从而达到热平衡并保证功率模块的可靠性。为此，功率模块的架构和所使用的技术必须允许在最接近组件处提取耗散的能量。

现在看来，期望提出一种新技术，该技术在诸如功率模块的集成电力电子设备的并行制造中、以及在电子芯片的集成和设备的紧凑性中实现进步。

发明内容

根据第一方面，本发明涉及一种用于集成电力电子芯片的方法，该方法用于制造层压分总成，该层压分总成用于集成电力电子设备。根据本发明，该方法包括：