使用冲压板对变流器的直接冷却的制作方法

carbide、铝碳化硅)构成。
12.接纳板被构造为框架并且通常具有至少一个缺口，该缺口被设置用于容纳基板的至少一部分。通常，缺口被设置用于容纳基板的散热结构。缺口通常被设计为矩形的。可选地，缺口可具有圆化的角部。基板具有连接区域，所述连接区域分别围绕基板的缺口设计。基板与接纳板在连接区域中焊接。这提供了如下优点，即，半导体模块也被设置成在焊接之后能够被检查。通过将半导体模块、特别是基板与接纳板焊接，半导体模块/半桥模块的散热结构不能扩展至冷却通道的边界，这是因为焊接设备必须能进入到接纳板和半导体模块的基板的重叠区域。因此，可以选择性地将绕流阻断器插入到冷却壳体中。
13.盖被设置成与接纳板一起形成冷却壳体或冷却通道。在此，盖通常焊接到接纳板上。通过焊接盖形成了旨在引导冷却流体的密封的冷却通道或密封的冷却壳体。盖可以构造为弯曲的，其中，该弯曲部可以朝向基板弯曲、远离基板弯曲或者平行于基板地构造。盖的朝向基板弯曲的设计方案提供的优点是，代替于将两个彼此成直角布置的板彼此焊接的t形焊接，可以实施凸缘焊接(flanschverschweiβung)，这是因为盖的圆化的棱边与基板不成直角。凸缘焊接提供的优点是，可以降低焊接过程的机械公差的敏感性并且可以提高封闭的冷却壳体的稳固性和密封性，这是因为凸缘焊接可以承受更高的压力。另一优点是，接纳板和盖可以通过深拉或通过冲压/压印制成。在此，冲压是深拉的不具有过大深度的特殊形式。
14.此外，接纳板的冲压实施方式提供了如下优点，即，能够将制造成本降低到最低限度并且同时可确保良好的可焊接性和密封性，尤其是与由铝压铸件制成的部件相比。因此，本发明对于将水冷却的、模压的半导体模块直接集成在电动车辆的牵引逆变器中是特别有利的。
15.在一种设计方案中，基板、接纳板和盖被设置用于形成冷却壳体或形成用于冷却流体的冷却通道。基板、接纳板和盖通常以如下方式彼此连接，即，在基板、接纳板和盖之间构造有间距，该间距被设计用于接纳基板的散热结构。冷却通道或冷却壳体被设置成可被冷却流体穿流。冷却流体可以是水、水
‑
乙二醇混合物或其他冷却剂。
16.盖被设置成能够与接纳板连接。盖与接纳板连接并且与接纳板一起形成冷却壳体或冷却通道。冷却壳体或冷却通道的必要的高度(容积)、特别是在冷却壳体或冷却通道中容纳散热结构所需的高度通过对接纳板和/或盖的冲压或深拉或通过对两者的冲压或深拉来实现。
17.因此，盖可选地具有冲压部或深拉结构。例如，冲压部可以被构造成弯曲的或盆状的。因此，接纳板也可选地具有冲压部或深拉结构。例如，冲压部可以被构造成弯曲的或盆状的。
18.在一种改进方案中，基板具有散热结构，该散热结构暴露在接纳板的缺口中的冷却流体中。散热结构例如可以以散热片或冷却针的形式构成。通常，散热结构与半导体芯片相邻地形成在基板上。
19.在另一改进方案中，接纳板或盖被构造成盆状，其中，盆状的冲压部的深度提供了冷却通道所需的高度和容纳散热结构、特别是容纳散热片所需的高度。
20.在一种设计方案中，盖具有入口和出口，以便流体引导地连通半导体模块。冷却流体可以通过入口被引入到冷却壳体中。冷却流体通常从入口流动到出口。在此，冷却流体流
过布置在板中的半导体模块的散热结构中的至少一个。入口和出口可以分别构造为单独的组件，它们可以在单独的步骤中安装到盖上。例如入口和出口可焊接到盖处。替代地，入口和出口被构造为盖的开口。入口和出口通常被构造成能与具有o形环或密封件的插头件连接。
21.在一个设计方案中，接纳板与基板通过焊接、尤其通过激光焊接连接，和/或盖与接纳板通过焊接、尤其通过cmt(cold metall transfer(、冷金属过渡)焊接方式连接。替代地，接纳板与基板借助于激光金属沉积(lmd
‑
laser metal deposition)焊接方式连接。通常，接纳板与基板在围绕所述接纳板的缺口环绕地设计的连接区域中相连接。
22.在一种改进设计中，接纳板和基板由铝或铝合金构成。另选地，接纳板由铝覆层的铜构成。
23.在一种设计方案中，接纳板具有冲压部，其中，接纳板被设置和构造成在冲压部中接纳绕流阻断器，其中，该绕流阻断器被设置用于将冷却流体引导经过散热结构。
24.可选地，接纳板可以包括绕流阻断器。在将盖与接纳板焊接而形成冷却通道之前，可以将绕流阻断器施加到接纳板上。因此，绕流阻断器被设计和设置成插入件。
25.绕流阻断器被设置用于引导冷却流体。绕流阻断器被设置用于按如下方式引导冷却流体，使冷却流体流过半导体模块的散热结构。因此，绕流阻断器防止冷却流体绕开半导体模块的散热结构或者减少这种绕流。这有助于改善冷却性能。此外，绕流阻断器可以被设计为置放面，在将盖安装到接纳板上之后，盖可以被放置到该置放面上。这确保了在将盖焊接到接纳板时盖的竖直取向。替代地，盖在焊接过程中可以仅置放在基板的散热结构上。绕流阻断器可以由塑料或金属构成。绕流阻断器的材料可以根据随后过程的温度上升情况来选择。在另一可选的设计方案中，绕流阻断器集成在盖中。
26.此外，本发明涉及一种用于制造根据上述特征之一的变流器的方法，该变流器包括冷却壳体和具有基板的半导体模块，其中，该冷却壳体包括接纳板和盖。
27.在第一步骤中，将接纳板焊接到基板上。为此，接纳板和基板在连接区域中具有可焊接的材料。在将接纳板与基板连接时，基板与接纳板被连接成，使得散热结构被引导穿过或者能够被引导穿过基板的缺口进而直接暴露或者能够暴露在冷却介质中。
28.在通常时间上在第一步骤之后的另一步骤中，将盖焊接到接纳板上。通过该步骤形成了冷却壳体或冷却通道。通过焊接形成了密封的壳体，该壳体可以引导冷却流体。
29.此外，上述方法提供的优点是，只需要用于接纳板的材料，特别是铝。此外，只需要冲压、切割和焊接工艺以用于制造。用于接纳板和盖的材料以及用于入口和出口的材料通常是铝。接纳板的缺口通常是被切割或冲裁成型。
30.为了将接纳板与半桥模块的基板连接并且将接纳板与盖连接，通常使用焊接工艺。这个过程对于实现高生产量而言是可自动化的。
31.在一种替代的实施方式中，冷却壳体或冷却通道由挤压成型的材料构成，其中，冷却壳体或冷却通道由至少两个部件构成。
32.在另一可选的实施方式中，冷却壳体或冷却通道由压铸的铝制成。
33.在本方法的一种改进方案中，在将盖焊接在接纳板上之前，将绕流阻断器插入接纳板中。绕流阻断器被设计为环绕半导体模块的围框。
附图说明
34.借助于实施方式在附图中示意性地示出本发明并且参考附图进一步描述本发明，其中，相同的部件用相同的附图标记表示。附图示出：
35.图1示出了根据本发明的变流器的结构的立体分解图，
36.图2示出了变流器的结构的侧视图，其中示出基板、接纳板和盖的布置结构的三个实施方式，
37.图3示出了焊接到接纳板的两个半导体模块的透视图，
38.图4示出了焊接到接纳板上的三个半导体模块的透视图，其中在接纳板中布置有绕流阻断器，
39.图5示出了根据本发明的变流器的结构的侧视图，其中示出基板、接纳板、绕流阻断器和盖。
具体实施方式
40.图1示出根据本发明的变流器10的结构的立体分解图。示出了三个半导体模块11，这些半导体模块分别具有基底22和基板12。在基板12上构造有散热片18。将三个半导体模块11安装到公共的接纳板14中，其中，接纳板14具有与半导体模块11的数量相对应的缺口16。缺口16分别构造成以如下方式容纳半导体模块11，即，将散热片18布置在缺口16中。
41.这三个半导体模块11分别在各个围绕缺口16构造的连接区域中与接纳板14焊接。接纳板14被设置用于接纳绕流阻断器21。绕流阻断器21可以可选地布置在接纳板14中。
42.绕流阻断器21被设计为环绕半导体模块的围框。接纳板14具有凹部，绕流阻断器21可以置入到该凹部中。带有绕流阻断器21的接纳板14可以借助盖15来封闭，由此形成冷却壳体或冷却通道。盖15分别具有入口19和出口20，通过入口和出口可以将冷却流体引入到冷却壳体或冷却通道中。
43.图2示出图1所示的变流器10的结构的侧视图，其中示出基板12、接纳板14和盖15的布置结构的3种实施方式。在第一实施方式中，图2a中示出基板12以及接纳板14和盖15。在此，不仅接纳板14而且盖15都具有弧形的、弯曲的形状。接纳板14经由构造为焊接点的连接区域23与该基板12相连。弯曲的盖15经由构造为焊接点的另一连接区域23与接纳板14连接。
44.在第二实施方式中，图2b示出基板12以及接纳板14和盖15。在此，接纳板14具有弯曲的、弧形的形状，而盖15被平坦地或笔直地构造。接纳板14通过构造为焊接点的连接区域23与基板12连接。直线形的盖15通过被设计为焊接点的另一连接区域23与接纳板14连接。
45.在第三实施方式中，图2c示出基板12以及接纳板14和盖15。在此，接纳板14具有平直的或直线形的构型，而盖15具有弯曲的、弧形的形状。平直的接纳板14通过被构造为焊接点的连接区域23与基板12连接。弯曲的盖15与接纳板14通过被构造为焊接点的另一连接区域23连接。
46.图3示出了焊接至接纳板14的两个半导体模块11的透视图。半导体模块11分别具有基底22和基板12。在基板12上分别构造有散热片18形式的散热结构。这两个半导体模块分别布置在接纳板14的缺口16中。两个半导体模块11分别通过围绕相应的缺口16构造的各个连接区域23与接纳板14连接、尤其是焊接。在此，散热片18穿过接纳板14的缺口16。
47.图4示出了焊接到接纳板14的三个半导体模块11的透视图，其中，在接纳板14中布置有绕流阻断器21。这三个半导体模块11分别与接纳板14连接、尤其是焊接。在此，散热片18穿过接纳板14的缺口16。接纳板14具有凹部，该凹部设置用于接纳绕流阻断器21。绕流阻断器21被设计为包围三个半导体模块11的围框。
48.图5示出了根据本发明的变流器10的结构的侧视图，该变流器具有基板12、接纳板14、绕流阻断器21和盖15。不仅盖15而且接纳板14都具有冲压部，该冲压部分别被构造为弧形的、弯曲的形状。接纳板14的冲压部与盖15的冲压部相反地/相对置地形成，由此构成冷却壳体13或冷却通道，该冷却壳体或冷却通道可以容纳半导体模块11的散热结构18。
49.接纳板14与基板12通过构造为焊接点的连接区域连接。弯曲的盖15与接纳板14通过构造为焊接点的连接区域连接。此外，示出了在接纳板14中的绕流阻断器21。
50.附图标记列表：
51.10 变流器
52.11 半导体模块
53.12 基板
54.13 冷却壳体
55.14 接纳板
56.15 盖
57.16 缺口
58.17 冷却通道
59.18 散热结构、散热片
60.19 入口
61.20 出口
62.21 绕流阻断器
63.22 基底
64.23 连接区域