[发明专利]具有以亚模块方式集成的冷却器的功率半导体模块

权利要求书

1．功率半导体模块(1)具有许多亚模块(2)，每个亚模块(2)分别具有至少一片材料连接固定在衬底(6)的上侧(6a)的半导体芯片(3)，其中衬底(6)是电绝缘的、但具有良好的热传导，具有对半导体芯片(3)匹配的膨胀系数，

其特征为：

(a)亚模块(2)正好具有一衬底(6)，后者具有由良好导热材料制成的一冷却器(7)，以及

(b)冷却器(7)与衬底(6)的底面(6b)浇铸在一起。

2．根据权利要求1的功率半导体模块(1)，其特征：冷却器(7)具有冷却体(7a)和/或冷却结构(7b)。

3．根据权利要求2的功率半导体模块(1)，其特征为：冷却结构(7b)直接与衬底(6)一起浇铸并且具有针或筋。

4．根据权利要求2至3之一的功率半导体模块(1)，其特征为：

(a)冷却体(7a)由具有对衬底(6)匹配的膨胀系数的材料构成和/或

(b)冷却结构(7a)由具有对衬底(6)匹配的膨胀系数的材料或由金属构成。

5．根据权利要求4的功率半导体模块(1)，其特征为：

(a)衬底(6)由绝缘陶瓷构成；

(b)冷却体(7a)由金属陶瓷复合材料尤其是碳化硅构成；

(c)冷却结构(7a)由相同的复合材料或从属的金属构成；

6．根据权利要求2至5之一的功率半导体模块(1)，其特征为：

(a)亚模块(2)并排地安置在公共板或外壳上侧(8a)的空隙(9)里，和

(b)冷却器(7)指向同一面，尤其是指向外壳底面(8b)。

7．根据权利要求6的功率半导体模块(1)，其特征为：

(a)功率半导体模块(1)包含一外壳(8)，用于包围冷却器(7)和冷却介质(10)，和

(b)流体，尤其是水或气体用作冷却介质(10)。

8．根据权利要求7的功率半导体模块(1)，其特征为：

(a)外壳上侧(8a)在亚模块(2)的边缘区具有O环形式的密封件(11)，厚胶连接或类似物，和

(b)外壳(8)具有引导冷却介质流的装置。

9．根据权利要求4至8之一的功率半导体模块(1)，其特征为：

(a)亚模块(2)具有最少的半导体芯片(3)的配件，尤其是带有一个功率二极管的一个IGBT，

(b)衬底(6)由AlN-,Al₂O₃-,SiC-或金刚石-陶瓷构成，

(c)冷却体(7a)由AlSiC,CuSiC或AlSi构成和或冷却结构(7b)由AlSiC,AlSi，铝或铜构成，和

(d)外壳(6)由介质材料，尤其是由塑料或由金属构成。

10．根据权利要求1至9之一的功率半导体模块(1)，其特征为：

(a)功率半导体模块(1)具有电子控制线路(12)，印制电路板(13)以及用于印制电路板(13)与亚模块(2)电连接的接触点(14)，

(b)电子控制线路(12)，印制电路板(13)和亚模块(2)集成在一公共的外壳(8)内，以及

(c)尤其是用于印制电路板(13)接触的附加母线汇流排(16)安置在个壳(8)内。

11．根据权利要求1至10之一的功率半导体模块(1)，其特征为：根据权利要求1至10之一的两功率半导体模块(1)彼此镜面对称安置，具有一公共的冷却器(7)并且安放在一公共的外壳(8)内。

12．根据权利要求1至11之一的功率半导体模块(1)，其特征为：亚模块(2)的数目根据功率半导体模块(1)所要求的开关功率的标准选择。