带有功率半导体的电子组件制造技术

本发明专利技术涉及一种电子组件(1)，其具有基底(2)、至少一个安装在基底(2)上的功率半导体(7)、至少一个与基底(2)热连接的散热体(6)以及至少一个温度传感器(14)，其中，所述至少一个温度传感器(14)具有至需要检测的至少一个功率半导体(7)的第一热阻，它小于至散热体(6)的第二热阻。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种电子组件(1)，其具有基底(2)、至少一个安装在基底(2)上的功率半导体(7)、至少一个与基底(2)热连接的散热体(6)以及至少一个温度传感器(14)，其中，所述至少一个温度传感器(14)具有至需要检测的至少一个功率半导体(7)的第一热阻，它小于至散热体(6)的第二热阻。【专利说明】带有功率半导体的电子组件
本专利技术涉及一种电子组件，其具有基底、至少一个安装在基底上的功率半导体、至少一个与基底热连接的散热体和至少一个温度传感器。 本专利技术能够特别有利地运用在靠电力运行的车辆中，例如电动车或者基于混合动力技术的车辆。本专利技术还能够特别有利地用在轨道技术中，例如用于地下车辆，或者用在航空航天领域中。本专利技术能够有利地运用在具有快速波动(也就是说，在热时间常数的范围内)的负荷的功率电子件的情况下。在例如用风车进行风能利用时，能够特别有利地运用本专利技术，特别是用于风车中的变流器。
技术介绍
迄今为止都是如下地测量所涉及类型的电子组件的功率半导体的温度或温度值，即，将温度传感器直接安装在散热体上或者用作基底的电路载体上。在那里检测的温度值被视为能够表征所述至少一个功率半导体的温度值。这里的缺点在于，基于功率半导体、散热体和温度传感器之间的热阻和热容量，使得所述至少一个功率半导体的温度提升只能在延迟并缩小的情况下被温度传感器接收到。如果至散热体的温度传感器的热阻比至需要检测的功率半导体的温度传感器的热阻小很多，那么测得的温度值也可能是在瞬态振荡的状态下获得的虚假值。特别是在将温度传感器安装在散热体上时就会如此。时间上的延迟和缩小量可能会很大，以至于在冷却器意外地有故障时危害到功率半导体，或者它在正常运行时不能最优化地充分发挥作用。 为了构建现代的电子组件，例如已知了 Semikron公司的所谓的“SKiN”工艺，其例如在以下文章中被公开:2011年5月，电子，《提前一步:构造及连接工艺优化的功率电子件》(Einen Schritt Voraus sein:Aufbau-und Verbindungstechnik optimiertLeistungselektronik);出自 Power Electronics Europe (欧洲功率电子件)，期号 5，2011年7月/8月，《功率模块:无键合线、焊料和热胶的功率电子件封装革命》(POWER MODULES:Power Electronics Packaging Revolut1n Without Bond Wires, Solder and ThermalPaste)，或者KEM中，2011年10月《功率电子件:无焊料和键合线的构造及连接技术:传统与演变〉〉(Leistungselektronik:Aufbau-und Verbindungstechnik ohne Lot undBonddraht:Klassik und Evolut1n)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，至少部分地克服现有技术的缺点，并且特别是以简单且便宜的方式提供一种功率半导体的延迟更少和/或更可靠的温度测量法。 该目的根据独立权利要求所述的特征得以实现。特别是可以在从属权利要求中获取优选的实施方式。 该目的通过一种电子组件得以实现，其具有基底、至少一个安装在基底上的功率半导体、至少一个与基底热连接的散热体和至少一个温度传感器，其中，所述至少一个温度传感器具有至需要检测的至少一个功率半导体的第一热阻，它小于至散热体的第二热阻。 由此使得相比于散热体，所述至少一个温度传感器明显更高强度地与至少一个功率半导体热耦合。散热体的迄今对温度传感器测量温度的影响可以减少到很小的程度。由此能够通过至少一个温度传感器更迅速并更可靠地确定功率半导体的温度变化。 根据功率半导体和温度传感器之间的第一热阻与温度传感器和散热体之间的第二热阻之间的比例关系，温度传感器的温度(在其自身的热容量处于瞬时振荡状态时)与功率半导体的温度有偏差。这个比例越小，测量错误就越小。典型地，所述至少一个散热体具有很大的热容量。因此，，散热体的温度晚于功率半导体的温度发生瞬时振荡。在这段时间内，功率半导体和散热体之间的温差相应地较大。 一种构造方案是，基底具有前侧和背侧，并且所述至少一个功率半导体安装在前侧上。 还有一种构造方案是，所述至少一个散热体与背侧热连接，并且所述至少一个温度传感器布置在基底前侧的区域内。 也还有一种构造方案是，第一热阻不大于第二热阻。特别是第一热阻可以至少与第二热阻差不多大，却并不明显地更大。在这种情况下，温度偏差已经减半了，并且确保了从温度传感器至散热体的(散)热流并不主导温度传感器和所属的至少一个需要冷却的功率半导体之间的热流。 当第一热阻比第二热阻小了至少50%时，特别是小了至少75%，特别是小了至少90%时，这个优点会更加明显。于是，相对于从温度传感器至散热器的(散)热流，温度传感器和所属的至少一个需要检测的功率半导体之间的热流肯定占主导地位。 至少一个温度传感器特别是可以被设计用于检测特定的功率半导体的温度。作为代替或者作为附加，至少一个温度传感器可以被设计用于检测两个或者更多功率半导体的“集体的”、平均温度，例如通过布置在两个或者更多功率半导体之间。特别是可以设计多个温度传感器用于检测相应的功率传感器的温度和/或至少一个集体的温度。 一种改进方案是，将至少一个温度传感器固定在功率半导体上，而不碰触基底，也就是与功率半导体直接接触，或者通过导热性良好的接触中介，特别是像导热胶、导热膜、导热垫等等这样的附着中介。由此能够实现温度测量的特别小的延迟和/或偏差。 散热体特别是可以(直接地)安装在基底上，特别是安装在其背侧上，例如通过导热的附着中介或者通过烧结等等。散热体可以是具有至少一种散热结构(例如散热肋、散热棒等)的专用散热体，或者例如可以是用于电子组件的可导热载体，例如壳体或者其他支承性的底座。散热体例如可以由铜、铝或者陶瓷制成。 一种构造方案是，至少一个温度传感器在由电路板分隔开的情况下直接布置在需要检测的功率半导体上方。换句话说，至少一个温度传感器经由电路板安置在功率半导体上。至少一个温度传感器和至少一个功率半导体布置在电路板不同的侧上。通过电路板一方面可以实现至少一个功率半导体和/或至少一个温度传感器的特别简单且可自动化的接触。另一个方面可以通过电路板在至少一个功率半导体和至少一个温度传感器之间提供一个电绝缘层。相反地，电路板由于其厚度范围通常很小，所以仅具有很小的热阻。 一种改进方案是，电路板是机械柔性电路板。这就简化了电路板的固定，此外还能够在不产生其他耗费的情况下平衡不同高度的构造元件的高度，以方便它们的电接触和/或机械接触。特别是机械柔性的电路板或其主体可以是薄膜。 一种作为附加或者作为代替的构造方案是，至少一个温度传感器在由电路板分隔开的情况下布置在功率半导体上方，并且至少部分布置在功率半导体的旁边。“在功率半导体的旁边”这个布置方式特别是要理解成在侧面布置在功率半导体的旁边。因此，温度传感器特别是可以布置在电路板背离功率半导体的一侧上(也就是功率半导体的“上方”)，此外还在侧面错开，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子组件(1；21)，具有‑基底(2)，‑至少一个安装在所述基底(2)上的功率半导体(7)，‑至少一个与所述基底(2)热连接的散热体(6)，以及‑至少一个温度传感器(14；23)，其中‑至少一个所述温度传感器(14；23)具有至需要检测的至少一个功率半导体(7)的第一热阻，所述第一热阻小于至所述散热体(6)的第二热阻。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赖纳·埃德尔豪瑟尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE