技术摘要：
一种电力电子模块和制造电力电子模块的方法。该模块包括：并入在壳体中的多个电力电子半导体芯片；以及具有如下表面的热传递结构，该表面形成模块的外表面并且适于接纳冷却装置的表面，其中，热传递结构包括具有软覆层的金属结构。
背景技术：
电力电子模块通常在用于切换高电流以及对高电压进行操作的高功率装置中使 用。电力电子模块包含位于同一部件壳体中并且通常彼此内部连接以提供某种电路结构的 多个开关部件。 电力电子模块被用于例如制造某种电力转换电路，诸如逆变器和转换器。电力电 子模块的示例包含在模块内部串联连接的两个IGBT(绝缘栅双极晶体管)。其他示例可以包 括容易在模块内部电连接的桥拓扑或者桥拓扑的部件。 电力电子模块还可以包括通常由铜制成的基底板。基底板的目的是将由半导体产 生的热传导至冷却装置，例如散热器。基底板的表面通常是散热器可以附接至其的基本上 平坦的表面。散热器的尺寸还要考虑到由模块中的半导体部件所产生的热量。 图1示出了附接至散热器2的电力电子模块1的截面的示例。该示例的电力电子模 块包括焊接至直接铜键合(direct  copper  bonding，DCB)结构的两个半导体芯片11、12。该 示例的DCB结构具有两个铜板3和在铜板3之间的陶瓷层4。该DCB结构与模块的铜基底板7的 顶部上的焊料层5焊接。该模块还包括在DCB结构和芯片周围以点划线示出的壳体6。 图1的示例的模块附接至外部散热器，使得热界面材料层8被放置在模块的基底板 与散热器的基底板之间。热界面材料的目的是将来自模块的基底板的热尽可能有效地传递 至散热器。应注意，提供图1仅为了示出附接至散热器的电力电子模块的结构的示例。应清 楚的是存在其他种类的结构。 电力电子模块也可以在没有基底板的情况下形成。在这样的模块中，DCB结构的铜 板形成模块的外表面。为了使模块冷却，将散热器或任何其他冷却装置附接至DCB结构的铜 板。 电力电子模块的热损失主要通过其基底板消散，该基底板必须与适当的冷却装置 保持良好的热连接。适当的冷却装置具有明确的尺寸任务，但是管理该模块与其冷却器之 间的良好且可靠的热连接更具挑战性。两个表面之间的热连接取决于包括其表面粗糙度 (Ra)和表面平坦度的若干个特性。实际上，两个表面的接触是不完美的并且在它们之间存 在填充有空气的间隙。因为空气是不良热导体，所以可以通过以下操作来减小接触热阻：使 得接触表面非常光滑和平坦以及/或者通过以较好的热传导物质取代空气。 已经开发了特定材料来填充接触的表面之间的空气间隙并且减小接触热阻。这些 所谓的热界面材料可以以不同的物理形式如可分散的脂剂或糊剂、各种厚度的橡胶类垫、 金属箔等得到。这些材料通常是包括已经填充有较高导热材料如氮化硼或碳纳米管的载体 或基板化学品(如硅油或橡胶)的混合物。常规TIM的典型热导率相对低，例如0 .7W/ mK、……、5W/mK，这对于典型应用通常是可行的，因为热界面材料键合线厚度仅为25μm至 3 CN 111615746 A 说　明　书 2/4 页 100μm。热界面材料的热导率越高并且热界面材料越薄，则得到越低的电力模块与冷却装置 之间的热阻。这进一步导致较低的芯片温度水平。一些热界面材料还具有相变特性，该相变 特性例如在循环操作应用中可能是有益的。这种类型的热界面材料已经被证明在接触表面 面积相对小且平坦的许多应用例如在CPU中工作很好。最近，在市场上还出现了石墨/石墨 烯基热界面材料箔，并且它们的物理特性与常规的TIM显著不同。石墨片的作用类似于非常 柔软的固体材料，但它们具有高度各向异性的热导率，例如，面内k为约1000W/mK以及全厚 度k为约6W/mK。 电力电子模块的内部电子封装密度随着先进的构造材料和制造方法而逐渐地增 加。这导致了更有挑战性的模块外部冷却解决方案，因为装置能够在散热器表面产生很高 的超过35W/cm2的热点。 考虑到冷却，当模块以其最大电流和电压水平即以最大功率工作时，情况最为严 峻。在该条件下，对于模块基底板的高热点，常规的铝散热器的基底板传播热阻太高。也就 是说，常规的铝散热器不能足够快地传播从模块的基底板传递的热。这导致了较高的散热 器至基底板温度以及相应地较高的芯片至接合点温度两者。尽管由于新型芯片材料，新型 的部件可以允许比之前高的接合点温度，但该部件可能不会被充分地利用，除非电力电子 模块的外部冷却不处于适当的水平。 为了使冷却装置运行，电力电子模块和冷却装置应处于热接触，在热接触中热尽 可能有效且可靠地从电力电子模块传递至冷却装置。也就是说，模块与散热器或相应的冷 却装置之间的热阻应尽可能低，并且应在运行期间不改变。在模块与冷却装置之间使用热 界面材料层需要在装置安装期间小心和注意，因为热界面材料层薄且操作麻烦。此外，当使 用散热糊剂时，应该仔细确定所用糊剂的量，因为太厚的层增加热阻。常规的热界面材料层 的另一个问题是当电力电子模块在使用期间扭曲和弯曲时，箔状层可能破裂并且脂状或糊 状材料可能泵出。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种电力电子模块和一种制造电力电子模块的方法，以减轻 以上缺点。本发明的目的通过一种方法和一种装置来实现，其特征在于独立权利要求中所 述的特征。本发明的优选实施方式在从属权利要求中公开。 本发明基于将软覆层直接施加至电力电子模块的底部即热传递结构的底部的构 思。该覆层被施加至作为电力电子模块的一部分的金属结构。形成模块的外表面的金属结 构是模块的基底板或者DCB(直接键合铜)结构的铜板。 优选地，施加至金属结构的软覆层材料是铟、铜、锡、石墨、聚合物或所述材料的混 合物。 本发明的电力电子模块的优点在于，软覆层易于在模块中就位，并且不需要附加 的热界面层。与在安装期间需要处理薄膜或糊剂的现有解决方案相比，将模块安装至冷却 装置更容易。 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 4 CN 111615746 A 说　明　书 3/4 页 图1示出了已知的具有附接至散热器的基底板的电力电子模块； 图2示出了本发明的具有基底板的电力电子模块的实施方式； 图3示出了本发明的没有基底板的电力电子模块的实施方式；以及 图4示出了本发明的另一实施方式。