用于制造開關模塊及所屬的格柵模塊的方法及所屬的格柵模塊和相應的電子的標準組件的制作方法
【專利說明】用于制造開關模塊及所屬的格柵模塊的方法及所屬的格柵模塊和相應的電子的標準組件現有技術
[0001]本發明涉及一種按獨立權利要求1所述類型的、用于制造開關模塊的方法，并且涉及一種按獨立權利要求8所述類型的、用于制造格柵模塊的方法，并且涉及一種按獨立權利要求11所述類型的格柵模塊、以及一種具有這樣的格柵模塊的電子的標準組件。
[0002]通常對于用于制造開關模塊的方法來說，至少一個電子的結構元件與至少一個冷卻體相耦合，并且至少部分地被塑料所包裹。所述冷卻體在所制造的開關模塊的運行過程中對所述電子的結構元件進行冷卻。
[0003]在公開文獻DE 199 12 443 Al中說明了一種用于安裝并且用于電接觸包括金屬的冷卻體的功率半導體結構元件的方法。所述冷卻體構造為用于半導體芯片的基座并且同時排出熱量。此外，所述冷卻體提供用于所述半導體芯片的連接觸點。所述冷卻體通過激光焊接與導線組的連接觸點區域機械地并且電地并且熱地連接。
[0004]在公開文獻DE 101 54 878 Al中說明了一種用于將至少一個布置在電路板上的電子的功率構件固定在冷卻體上的保持元件。所述保持元件包括一彈簧元件，通過該彈簧元件來將所述電子的功率構件朝所述冷卻體擠壓。
【發明內容】
[0005]相對于此，所述按本發明的、具有獨立權利要求1的特征的、用于制造開關模塊的方法和所述按本發明的、具有獨立權利要求8的特征的、用于制造格柵模塊的方法以及所述按本發明的格柵模塊和所述按本發明的電子的標準組件具有以下優點:不僅相同的而且不同的電子結構元件都可以被合并在一個模塊中，其中這些結構元件可以具有不同的結構高度和不同的幾何形狀。
[0006]從現有技術中知道的方法會至少部分地用塑料來包裹用電子的結構元件來裝備的基片基座，與這種方法不同的是，在所述按本發明的方法中，至少部分地用塑料來包裹優選已經被包裝的或者被罩住的電子的結構元件，用于制造開關模塊或者格柵模塊。
[0007]本發明的實施方式提供一種用于制造開關模塊的方法，所述開關模塊包括至少一個電子的結構元件和至少一個用于對所述至少一個電子的結構元件進行冷卻的冷卻體。所述至少一個電子的結構元件與所述至少一個冷卻體相耦合，并且至少部分地被塑料所包裹。按照本發明，將所述至少一個電子的結構元件和所述至少一個冷卻體放入到壓鑄模具中，其中在所述至少一個電子的結構元件與所述壓鑄模具的內側面之間布置了彈簧元件。所述彈簧元件如此在所述壓鑄模具的內側面上得到支撐，從而將所述至少一個冷卻體擠壓到所述壓鑄模具的壁體上。
[0008]在按本發明的、用于制造包括多個開關模塊的格柵模塊的方法中，將相應的開關模塊的構件放入到同一個壓鑄模具中，并且在共同的過程中將其包裹。
[0009]為了部分地包裹所述電子的結構元件和所述冷卻體，可以優選使用液態的塑料，所述液態的塑料在所述包裹過程之后得以時效硬化。
[0010]所述電子的結構元件可以構造為功率結構元件，所述功率結構元件在運行中產生大量的熱。
[0011]所述至少一個冷卻體比如可以構造為具有較好的導熱性的金屬的本體。
[0012]可以在制造方法的過程中以有利的方式通過所述彈簧元件來對所述電子的結構元件的不同的結構高度和不同的幾何形狀進行補償。由此，盡管各個電子的構件的不精確的機械構造，也可以以有利的方式在復合結構中提供高度精確的機械構造。
[0013]此外，建議一種具有至少兩個電子的結構元件的格柵模塊，所述電子的結構元件已經被包裝和/或被罩住，并且布置在一復合結構(Verbund)中，其中所述復合結構裝置(Verbundanordnung)的每個電子的結構元件分別與一個冷卻體相親合，并且至少部分地用塑料來包裹。按照本發明，所述冷卻體分別形成所述格柵模塊的外部的表面的一部分，并且為了通過所述外部的表面來給所述電子的結構元件冷卻而布置在一平面中。
[0014]按本發明的電子的標準組件包括至少一個這樣的、具有至少兩個電子的結構元件的格柵模塊。
[0015]所述按本發明的格柵模塊可以以有利的方式作為模塊并且不是作為帶有公差的、單個被包裝的結構元件來安裝。通過將所述冷卻體布置在一個平面中這種方式，可以以有利的方式對所述電子的結構元件進行均勻的散熱。此外，所述塑料包套以有利的方式使所述格柵模塊的定位變得容易。此外，通過所述復合結構裝置能夠實現較小的、僅僅通過壓鑄過程產生的公差。
[0016]通過在從屬權利要求中所列舉的措施以及拓展方案，可以實現在獨立權利要求1中所說明的、用于制造開關模塊的方法的以及在獨立權利要求8中所說明的、用于制造格柵模塊的方法的以及在獨立權利要求11中所說明的格柵模塊的、有利的改進方案。
[0017]在所述按本發明的、用于制造開關模塊的方法的有利的設計方案中，所述至少一個電子的結構元件可以由所述彈簧元件朝所述至少一個冷卻體擠壓。所述至少一個電子的結構元件可以以有利的方式在包裹之前可靠地通過所述彈簧元件的彈力與所述相應的冷卻體形狀配合地并且/或者傳力連接地相耦合。
[0018]在所述按本發明的、用于制造開關模塊的方法的另一種有利的設計方案中，所述至少一個電子的結構元件連同所述至少一個冷卻體由所述彈簧元件朝預先給定的方向定向。所述冷卻體和所述相應的結構元件可以以有利的方式通過所述定向在所述開關模塊的內部轉換到預先給定的位置中。因為所述電子的結構元件單個地定向，所以所述電子的結構元件可以以有利的方式在所述包裹用的材料的復合結構中不僅在所述平面中而且關于所述撐開面在高度中都具有很小的公差。
[0019]在所述按本發明的、用于制造開關模塊的方法的另一種有利的設計方案中，所述電子的結構元件的不同的結構高度和/或公差可以通過所述相應的彈簧元件得到補償。具有不同的結構高度和公差的電子的結構元件可以以有利的方式布置在同一個壓鑄模具中，并且在一個共同的過程中被包裹。也可以以有利的方式通過所述共同的包裹過程來節省時間。
[0020]在所述按本發明的、用于制造開關模塊的方法的另一種有利的設計方案中，所述彈簧元件的、在所述至少一個電子的結構元件上的支承面可以在包裹時被空出。這能夠實現這一點:在所述至少一個電子的結構元件通過所述包裹用的材料與所述冷卻體相耦合時，所述彈簧元件在所述包裹過程之后可以被從所制成成品的開關模塊上移走。所述支承面的空出最好可以通過所述壓鑄模具來實現，如果所述壓鑄模具比如包括一面將所述彈簧元件與所述包裹用的材料分開的內壁的話。
[0021]在所述按本發明的、用于制造開關模塊的方法的另一種有利的設計方案中，所述至少一個冷卻體的、背向至少一個電子的結構元件的表面在包裹時被空出，并且平坦地定向。所制成的開關模塊可以以有利的方式通過所述平坦的表面容易地布置在一個平面上，這個平面比如構造為電路板的和/或沖裁格柵的一部分。此外，被從所述電子的結構元件傳遞到所述冷卻體上的熱量可以通過在所述包套中的空出的表面進一步從所述冷卻體上排出，其中直接對通過其它的冷卻元件進行的冷卻來說可以通過所述空出的表面來接近所述冷卻體。由此可以以有利的方式實現對于所述開關模塊的、均勻的散熱。此外，可以通過所述冷卻體的空出的表面來電接觸所制成的開關模塊，如果所述冷卻體由導電的材料制成的話。這比如能夠通過向下猛擊方法(Slug Down Methode)和/或向上猛擊方法(Slug UpMethode)來安裝所述開關模塊的方式來實現。
[0022]在所述按本發明的、用于制造開關模塊的方法的另一種有利的設計方案中，電的連接元件可以與所述至少一個電子的結構元件導電地連接并且至少部分地被包裹。所述電的連接元件可以在所述包裹過程之后以有利的方式從所述包裹材料中伸出來，并且由此以有利的方式來容易地進行接觸。
[0023]在所述按本發明的、用于制造格柵模塊的方法的有利的設計方案中，可以在所述包裹過程中在所述開關模塊之間構造連接片。由此可以以有利的方式通過連接片的構成來節省材料和重量。此外，各個開關模塊比如可以通過將所述連接片切斷的方式來容易地彼此分開，從而可以在一個包裹過程中使許多開關模塊的制造變得容易。
[0024]在所述按本發明的、用于制造格柵模塊的方法的另一種有利的設計方案中，在包裹過程中可以構造至少一根定心銷。所構成的定心銷可以以有利的方式使所述格柵模塊容易地在電路板上并且/或者在標準組件中定向。為此可以將所述定心銷插入到預先給定的凹坑中，從而阻止所述格柵模塊的平移運動，并且能夠實現圍繞著所述定心銷的旋轉運動。
[0025]在所述按本發明的格柵模塊的另一種有利的設計方案中，所述包裹用的塑料可以構成至少一根定心銷，用于在安裝時使所述格柵模塊的定位變得容易。
[0026]在所述按本發明的格柵模塊的另一種有利的設計方案中，所述電子的結構元件的、相同定向的電的連接元件可以布置在背向所述冷卻體的一側上。這能夠以有利的方式比如通過沖裁格柵來實現同時的電接觸。
[0027]在所述按本發明的格柵模塊的另一種有利的設計方案中，所述包裹用的塑料比如可以是玻璃纖維增強的塑料。
[0028]在所述按本發明的格柵模塊的另一種有利的設計方案中，所述冷卻體被連接到至少一個散熱片上，用于能夠進行較好的散熱。優選所述電子的結構元件通過塑料連接件彼此相連接。由此可以以有利的方式節省用于所述構件復合結構的塑料包套的材料。
[0029]本發明的實施例在附圖中示出，并且在下面的描述中進行詳細解釋。在附圖中，相同的附圖標記表示了執行相同的或者類似的功能的組件或者元件。
[0030]附圖簡要說明圖1是壓鑄模具連同根據按本發明的方法來制造的開關模塊的示意性的剖面圖； 圖2是根據所述按本發明的方法來制造的格柵模塊的示意性的剖面圖；并且圖3是圖2的格柵模塊的示意性的透視圖。
[0031 ] 常見的、用于制造開關模塊的方法在一個方法步驟中將至少一個電子的結構元件與至少一個冷卻體耦合起來。所述耦合比如可以通過焊接方法來進行，其中所述至少一個電子的結構元件要固定地與所述至少一個冷卻體焊接在一起。在另一個方法步驟中，所述至少一個電子的結構元件和所述至少一個冷卻體至少部分地被塑料包裹。
[0032]正如可以從圖1中看出的那樣，將開關模塊20的至少一個電子的結構元件22和至少一個冷卻體24按照本發明放入到壓鑄模具30中，其中在所述至少一個電子的結構元件22與所述壓鑄模具30的內側面