[发明专利]电力电子模块

说明书

本申请提供了一种电力电子模块。电力电子部件包括：表面，其适于附接至散热器，所述表面形成电力电子部件的底表面；一个或更多个电力电子半导体芯片(3)，其在底表面上方安装在基板(4)上；以及壳体(2)，其包围一个或更多个电力电子半导体芯片。电力电子部件包括设置在一个或更多个电力电子半导体芯片上方的热绝缘体(21；31；41；51)，使得底表面和热绝缘体(21；31；41；51)处在一个或更多个电力电子半导体芯片(3)的相对侧。

技术领域

本发明涉及电力电子器件，具体地，涉及电力电子部件或电力电子模块。

背景技术

电力电子部件和电力电子模块在它们被操作时产生热。典型的电力电子部件包括二极管、晶体管、IGBT和晶闸管。典型的电力电子模块包括多个电力电子部件，所述多个电力电子部件内部地被布线在一起并且用作用于某些电气设备的构造块。电力电子模块可以例如内部地被布线成形成逆变桥。

电力电子部件和电力电子模块中的热主要在打开或关闭部件时在部件的切换瞬间期间生成。耗散的电力的量可以高达数百瓦，而且甚至超过一千瓦。

生成热的损耗在具有几平方厘米的面积的二极管和晶体管半导体芯片中形成。因此损耗密度可以超过每平方厘米100瓦，并且芯片的温度可能在使用期间升高到175摄氏度。

电力电子模块被构造成使得耗散的热通过模块的基板被传递到稳固地附接至基板的外部散热器。也可以在没有底板的情况下构造电力电子模块，在这种情况下，模块的底部附接至散热器。不管电力电子模块是否具有底板，都要使用散热器，并且电力电子模块具有意在附着在散热器上的表面。电力电子模块到散热器的热传递由于放置在电力电子模块的表面与散热器之间的热界面材料层而增加。

从半导体芯片到电力电子模块的底表面的热传递路径被设计为有效的，使得尽可能多的热通过该路径被传递至散热器。尽管大部分热都被传递至模块的底部，但是耗散的热中的某一部分被传递到模块中的其他位置。这种热通过诸如塑料构造部件和电气控制销的结构元件传递到模块的结构的其他部分。热还被传递到电力电子模块的壳体，并且从壳体进一步被传递到控制板，该控制板用于向模块的部件提供所需的控制电压。当控制板的温度增加时，控制板的可靠性减弱。增加的温度可能导致控制板的寿命缩短以及控制板故障。此外，驱动器卡的部件可能必须被选择成承受更高的温度，这增加了驱动器卡的成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于解决以上问题的电力电子部件。本发明的目的通过如下电力电子部件来实现，所述电力电子部件的特征在于独立权利要求中陈述的那些特征。在从属权利要求中公开了本发明的优选实施方式。

本发明基于以下想法：将热绝缘材料提供给电力电子部件，使得部件外部的热传递受到其中热可能损坏或损害其他电气部件的区域限制。

本发明的电力电子部件的优点在于：电力半导体部件的产生的热不能过度地加热放置在电力电子部件附近的其他电子部件或电路。此外，本发明的电力电子部件在如下高IP等级设备中是有利的，其中，该高IP等级设备的壳体内部的热是问题所在。该有利特征基于以下事实：利用本发明的部件，热更有效地被传递到部件的底表面，热可以从部件的底表面被传递到外壳外部。

此外，当增加从电力半导体部件的底表面的热传递时，本发明允许增加电力电子半导体芯片的集成度。

附图说明

在下文中，将参照附图借助于优选实施方式更详细地描述本发明，在附图中：

图1示出了已知电力电子模块的截面的示例；

图2、图3、图4和图5示出了本发明的不同实施方式的截面。

具体实施方式