特表 2022-524751 溶接技術に基づいて設計された電子コンバータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-05-10

(54)【発明の名称】溶接技術に基づいて設計された電子コンバータ

(51)【国際特許分類】

   H01L 25/07 20060101AFI20220427BHJP

   H01L 23/473 20060101ALI20220427BHJP

【ＦＩ】

H01L25/04 C

H01L23/46 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2021552646

(86)(22)【出願日】2020-02-27

(85)【翻訳文提出日】2021-10-28

(86)【国際出願番号】 EP2020055141

(87)【国際公開番号】W WO2020178133

(87)【国際公開日】2020-09-10

(31)【優先権主張番号】102019202903.5

(32)【優先日】2019-03-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519431812

【氏名又は名称】ヒタチ・エナジー・スウィツァーランド・アクチェンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】ＨＩＴＡＣＨＩ ＥＮＥＲＧＹ ＳＷＩＴＺＥＲＬＡＮＤ ＡＧ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】グラディンガー，トーマス

(72)【発明者】

【氏名】バウマン，ダビド

(72)【発明者】

【氏名】リウ，チュンレイ

(72)【発明者】

【氏名】トッレジン，ダニエレ

【テーマコード（参考）】

5F136

【Ｆターム（参考）】

5F136CB07

5F136DA27

5F136FA02

5F136GA04

(57)【要約】

本発明は、少なくとも１つの半導体モジュール（１１）と冷却ハウジング（１２）とを備えるコンバータに関し、半導体モジュール（１１）は、半導体チップ（１３）と、第１の面（１５）および第２の面（１６）を有する基板（１４）と、第１の面（１８）および第２の面（１９）を有するベースプレート（１７）と、成形化合物（２０）とを含み、半導体チップ（１３）は基板（１４）の第１の面（１５）に接続され、基板（１４）の第２の面（１６）はベースプレート（１７）の第１の面（１８）に接続され、ベースプレート（１７）の第２の面（１９）は、第１の領域（２１）と第２の領域（２２）とを有し、第１の領域（２１）は、冷却リブ（２３）の形態の表面延在部（２３）を有し、動作状態では、表面延在部（２３）を有する第１の領域（２１）は、冷却液体と直接接触し、第２の領域（２２）は、第１の領域（２１）の周囲に閉じた通路を形成し、冷却ハウジング（１２）は、少なくとも１つの開口部（２５）を含むプレート（２４）を有し、プレート（２４）は、開口部（２５）の周囲でベースプレート（１７）の第２の領域（２２）に溶接によって接続される。さらに、本発明は、上記コンバータの製造方法に関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの半導体モジュール（１１）および冷却ハウジング（１２）を備えるコンバータ（１０）であって、前記少なくとも１つの半導体モジュール（１１）は、半導体チップ（１３）と、第１の面（１５）および第２の面（１６）を有する基板（１４）と、第１の面（１８）および第２の面（１９）を有するベースプレート（１７）と、成形化合物（２０）とを含み、前記半導体チップ（１３）は前記基板（１４）の前記第１の面（１５）に接続され、前記基板（１４）の前記第２の面（１６）は前記ベースプレート（１７）の前記第１の面（１８）に接続され、前記ベースプレート（１７）の前記第２の面（１９）は、第１の領域（２１）および第２の領域（２２）を有し、前記第１の領域（２１）は、冷却構造（２３）の形態の表面延在部（２３）を有し、動作状態では、前記表面延在部（２３）を有する前記第１の領域（２１）は、冷却液体と直接接触し、前記第２の領域（２２）は、前記第１の領域（２１）の周囲に閉じた通路を形成し、前記冷却ハウジング（１２）は、少なくとも１つの開口部（２５）を含むプレート（２４）を有し、前記プレート（２４）は、前記開口部（２５）の周囲で前記ベースプレート（１７）の前記第２の領域（２２）に溶接によって接続される、コンバータ（１０）。

【請求項2】

前記プレート（２４）は、アルミニウムまたはアルミニウム系合金から形成されることを特徴とする、請求項１に記載のコンバータ（１０）。

【請求項3】

前記ベースプレート（１７）は、前記第２の領域（２２）上にアルミニウム富化ゾーンを有するＡｌＳｉＣから形成され、または前記ベースプレート（１７）はアルミニウム被覆銅からなることを特徴とする、前記請求項１に記載のコンバータ（１０）。

【請求項4】

前記ベースプレート（１７）の前記第２の面（１９）は縁部（２８）を含み、前記第２の領域（２２）は前記縁部（２８）の突出部であることを特徴とする、請求項１に記載のコンバータ（１０）。

【請求項5】

前記縁部（２８）は肩部として設計され、それぞれの肩部は各場合に前記ベースプレート（１７）の前記第２の面（１９）の前記第２の領域（２２）に形成され、少なくとも１つの肩部がアルミニウムコーティングとともに形成されることを特徴とする、請求項４に記載のコンバータ。

【請求項6】

前記半導体チップ（１１）および前記基板（１４）は、エポキシ樹脂によって成形化合物内に封入されていることを特徴とする、請求項１に記載のコンバータ（１０）。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載のコンバータ（１０）を製造するための方法であって、前記コンバータ（１０）は、少なくとも１つの半導体モジュール（１１）と冷却ハウジング（１２）とを備え、前記少なくとも１つの半導体モジュール（１１）は、半導体チップ（１３）と、第１の面（１５）および第２の面（１６）を有する基板（１４）と、第１の面（１８）および第２の面（１９）を有するベースプレート（１７）と、成形化合物（２０）とを含み、前記方法は、
ａ）前記少なくとも１つの半導体モジュールをプレートに組み込むことと、
ｂ）前記少なくとも１つの半導体モジュールの前記ベースプレートの前記第２の面を前記プレートに溶接することと、
ｃ）カバーを前記プレートに適用することと、
ｄ）前記カバーを前記プレートに溶接して冷却路を形成することとを含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

詳細な説明：
本発明は、半導体モジュールと冷却ハウジングとを備えるコンバータに関し、半導体モジュールは、半導体チップと、第１および第２の面を有する基板と、第１および第２の面を有するベースプレートと、成形化合物とを備える。

【背景技術】

【0002】

先行技術では、樹脂に包まれたモジュールを共通のベースプレートまたは共通の冷却器にはんだ付けすることが公知である。

【0003】

文献ＵＳ６，５９４，１４９Ｂ２は、液冷式回路装置を開示しており、この液冷式回路装置は、回路素子およびこの回路素子の表面に実装されるモジュールベースプレートを有するモジュールと、モジュールを収容するための回路ハウジングと、冷却液がモジュールのモジュールベースプレートの裏面側に接触して流れるための冷却液室とを含む。モジュールのモジュールベースプレートは、冷却液室を構成する要素に設けられた開口部に嵌合され、隙間なく溶接される。

【0004】

文献ＵＳ６，４７３，３０３Ｂ２は、冷却器底部と冷却器頂部とを有し、冷却器頂部が材料嵌合接続を介して冷却器底部に接続される、高出力半導体モジュール用の冷却装置を開示している。この場合、冷却器頂部は、少なくとも１つの半導体部品を取り付けることができる、金属マトリックス複合材からなる冷却プレートを有する。冷却プレートには、冷却器頂部と冷却器底部との間の材料嵌合接続を可能にするために、金属縁部が一体的に形成される。

【0005】

文献ＤＥ １０ ２００６ ００９ ９７８ Ｂ４からは、少なくとも１つの半導体ユニットを有し、ベースプレートを担持体として有するパワー半導体モジュールを作製することが公知である。それぞれの半導体ユニットは、上面および下面を有する基板からなる。少なくとも１つの半導体ユニットが基板の上面に設けられる。次いで、ベースプレートは上面を有し、その上面に、それぞれの半導体ユニットが、その底面、すなわち半導体ユニットのそれぞれの基板の底面で、適用される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、成形および焼結されたコンパクトなハーフブリッジモジュールを、閉じた冷却器内に６パック構成で収容することを可能にする装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この目的は、請求項１の特徴を有するコンバータ、および請求項５の特徴を有する方法によって達成される。有利な展開および実施形態は、明細書の記載および図面の記載の主題である。

【0008】

本発明の主題は、少なくとも１つの半導体モジュールと冷却ハウジングとを含むコンバータであって、少なくとも１つの半導体モジュールは、半導体チップと、第１の面および第２の面を有する基板と、第１の面および第２の面を有するベースプレートと、成形化合物または鋳造化合物（モールド化合物）とを含むコンバータである。

【0009】

本発明によれば、半導体チップは、基板の第１の面に接続され、基板の第２の面は、ベースプレートの第１の面に接続され、ベースプレートの第２の面は、第１の領域および第２の領域を有し、第１の領域は、例えば冷却リブおよび／または冷却ピンによって実現される冷却構造の形態の表面延在部を有し、動作状態において、表面延在部を有する第１の領域は、冷却構造を通って流れる冷却液体と直接接触し、第２の領域は、第１の領域の周囲に閉じた通路を形成し、冷却ハウジングは、少なくとも１つの穴を含むプレートを有し、プレートは、穴の周囲で溶接によってベースプレートの第２の領域に接続される。

【0010】

本発明は、冷却路または流体トラフを形成するために、３つの半導体モジュール、特に個別のハーフブリッジモジュールを、共通のプレートにおいて、溶接技術を用い、およびカバーを上に溶接して、統合することを可能にする。溶接工程は、半導体モジュールの機能を損なわず、Ｏリングやねじを使用せずに防漏容器を形成することができる。したがって、充分な信頼性および高温耐性を有するコンパクトな解決策を達成することができる。

【0011】

基板は一般に焼結される。基板は、ベースプレートを受けるように構成される。
半導体モジュールのベースプレートは、プレート、特に金属プレートに溶接可能であるように構成および設計される。一開発では、プレートは、３つの（組み付けられた）ハーフブリッジモジュールが合計６つの半導体スイッチを含む６パック構成を有する。少なくとも１つの半導体モジュールを備えるプレートは、カバーによって閉じられることが可能であるように構成される。少なくとも１つの半導体モジュールを含むプレートおよびカバーは、接合状態において冷却路を形成するように構成される。冷却路は、冷却流体を案内するように構成される。本発明のコンバータは、概して、３つの半導体モジュール、特にハーフブリッジモジュールを備える。

【0012】

ベースプレートとプレートを接続するために、溶接はレーザ溶接とすることができる。したがって、最大温度および温度によって誘導される機械的応力は制限される。プレートをカバーに接続するために、溶接は、レーザ溶接、摩擦撹拌溶接またはアーク溶接、特にＣＭＴ溶接とすることができる。ＣＭＴは、冷間金属転写の略であり、特別なアーク溶接方法である。

【0013】

ベースプレートおよびプレートは、一般に、同じ材料を含み、適用可能な溶接技術は様々であり得る。ベースプレートおよびプレートは、任意選択で、異なるアルミニウム合金を含むことができる。レーザ溶接は、圧力がなく、非常に迅速であり、高い溶接温度を特徴としないという利点を与える。レーザ溶接は、半導体モジュールをプレートに接続するのに特に有利である。

【0014】

摩擦撹拌溶接およびＣＭＴ溶接は、プレートをカバーに接続するのに特に有利であり、なぜならば、最大温度および機械的歪みに関する要件が、半導体モジュールのプレートへの接続に対する要件よりも低いからである。

【0015】

ベースプレートは、一般に、冷却液体に必要な防漏性を達成するために、選択された溶接技術の１つにおいて使用することができる材料を含む。この材料は、熱出力、信頼性、耐腐食性および溶接性の間の最良の妥協を与えるべきである。

【0016】

ベースプレートは、一般に、ベースプレートが冷却回路内に配置される場合に電食保護のためにコーティング（例えばニッケル）を必要としない表面設計を有する。一例として、ベースプレートは、銅／アルミニウムプレートとして設計される。この場合、ベースプレートは、冷却媒体、特に冷却流体と接触状態にある、または接触するように構成されたアルミニウム被覆領域を有する。冷却流体と接触する領域においてアルミニウムから形成される、またはアルミニウムで被覆されるベースプレートは、一般に、腐食保護としての表面仕上げまたはさらなる被覆を必要としないという利点を与える。一方、銅は、一般に、冷却流体と接触するために、ニッケルで被覆される。あるいは、ベースプレートは、ＡｌＳｉＣから形成され、ベースプレートは、溶接領域においてアルミニウムが富化された領域を有する。

【0017】

カバーは、冷却路を形成するための少なくとも１つの入口および出口ポートを含む。
本発明の展開において、プレートは、アルミニウムまたはアルミニウム系合金から形成される。

【0018】

一実施形態では、ベースプレートは、第２の領域上にアルミニウム富化ゾーンを伴ってＡｌＳｉＣから形成され、適用性を容易にする。あるいは、ベースプレートは、アルミニウムで被覆された銅からなる。

【0019】

一展開では、ベースプレートの第２の面は縁部を含み、第２の領域は縁部の頭部または突出部を形成する。縁部は、溶接シームまたは溶接シームの少なくとも１つの溶接点と半導体チップとの間の間隔が増大されるという利点を与える。溶接シームと半導体チップとの間のより大きな間隔は、溶接技術の選択において、より大きな柔軟性を与える。溶接技術は、重複または組み合わせ実行においても、レーザ溶接または摩擦撹拌溶接とすることができる。レーザビーム溶接装置または摩擦撹拌溶接装置は、プレートとベースプレートとの間の接続点を達成するために、プレート厚を貫通する必要がある。あるいは、溶接技術としてアーク溶接、特にＣＭＴ溶接を使用することができ、それによって、プレートとベースプレートとの間の接続点に接続材料が適用される。

【0020】

一展開では、縁部は肩部として設計され、それぞれの肩部は、各場合にベースプレートの第２の面の第２の領域に形成され、少なくとも１つの肩部がアルミニウムコーティングとともに形成される。ベースプレートの材料は、一般に、溶接可能であるように構成される。脆い金属間相の形成を防ぐために、溶接点またはそれぞれの溶接点におけるベースプレートの材料はアルミニウムである。

【0021】

一実施形態では、半導体チップおよび基板は、エポキシ樹脂によって成形化合物内に封入される。

【0022】

本発明の主題はまた、少なくとも１つの半導体モジュールと冷却ハウジングとを含む上述のコンバータを製造する方法であって、少なくとも１つの半導体モジュールは、半導体チップと、第１の面および第２の面を有する基板と、第１の面および第２の面を有するベースプレートと、成形化合物とを含む。

【0023】

本発明によれば、第１のステップにおいて、少なくとも１つの半導体モジュールはプレートに組み込まれる。半導体モジュールは、個別のハーフブリッジモジュールである。３つのハーフブリッジモジュールは、一般に、共通のプレートに組み込まれる。

【0024】

さらなるステップでは、少なくとも１つの半導体モジュールのベースプレートの第２の面はプレートに溶接される。焼結された基板を備えた３つの封入された半導体モジュールは、一般に、共通のプレート、特にアルミニウムプレートに溶接される。この場合、溶接は、ベースプレートの第２の面である、冷却媒体の側から行われ、なぜならば、ベースプレートの第１の面は、成形化合物のため、アクセスできないからである。

【0025】

さらなる工程において、カバーがプレートに適用される。カバーはプレートに溶接される。

【0026】

カバーはプレートに後で溶接され、冷却路が形成される。冷却流体は、少なくとも１つの入口および出口ポートを介して冷却路を流れる。

【0027】

本発明は、実施形態に基づいて図中に模式的に示され、図面を参照してさらに説明され、図中、同一の構成要素には同一の参照符号を付してある。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1a】個別のハーフブリッジモジュールとして設計された本発明の半導体モジュールの一実施形態の斜視図である。

【図1b】本発明のコンバータの実施形態の冷却ハウジングのプレートの斜視図である。

【図2a】共通プレートに溶接された３つの個別のハーフブリッジモジュールの平面図である。

【図2b】共通プレートに溶接された３つの個別のブリッジモジュールの、図２ａに示す配置の断面図である。

【図3a】ショルダーベースプレートを有する本発明の個別のハーフブリッジモジュールの実施形態を示す。

【図3b】本発明による、ショルダーベースプレートを有する３つの個別のハーフブリッジモジュールの共通プレートへの溶接の配置の平面図を示す。

【図3c】共通プレート上の３つの個別のハーフブリッジモジュールの、図３ｂに示される配置の断面図を示す。

【図4a】冷却路を形成するための入口および出口ポートを有する、本発明のコンバータの実施形態の冷却ハウジングのカバーを示す。

【図4b】個別のハーフブリッジモジュールプレートが上に座した状態にあるプレートを覆う、図４ａに示されるカバーを示す。

【図5a】本発明のコンバータのベースプレートの実施形態を示す。

【図5b】本発明のコンバータのベースプレートのさらなる実施形態を示す。

【図5c】本発明のコンバータのベースプレートのさらなる実施形態を示す。

【図6】本発明のベースプレートの構造の一実施形態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0029】

図１ａは、個別のハーフブリッジモジュールとして設計された本発明の半導体モジュール１１の一実施形態の斜視図である。半導体モジュール１１は、半導体チップ１３と、第１の面１５および第２の面１６を有する基板１４と、第１の面１８（ここでは見えない）および第２の面１９を有するベースプレート１７と、成形化合物２０とを備える。

【0030】

半導体チップ１３は、基板１４の第１の面１５に接続され、基板１４の第２の面１６は、ベースプレート１７の第１の面１８に接続される。

【0031】

ベースプレート１７の第２の面１９は、第１の領域２１と第２の領域２２とを有する。第１の領域２１は、冷却リブ２３の形態の表面延在部２３を有する。動作状態において、表面延在部２３を有する第１の領域２１は、冷却液体と直接接触し、第２の領域２２は、コンバータにおいて閉じた状態で第１の領域２１の周囲に閉じた通路を形成する。

【0032】

図１ｂは、本発明のコンバータの実施形態の冷却ハウジング１２のプレート２４の斜視図である。プレート２４は、各々が図１ａに示す半導体モジュール１１を受容するように構成された３つの開口部２５を有する。プレート２４は、アルミニウムまたはアルミニウム系合金からなり、半導体モジュール１１に接合された状態において、開口部２５の周囲でベースプレート１７の第２の領域２２に溶接によって接続される。

【0033】

図２ａは、共通プレート２４に溶接される、コンバータ１０の３つの個別のハーフブリッジモジュール１１の平面図を示す。プレート２４の３つの開口部２５が図示されており、その中に、個別のハーフブリッジモジュール１１が受け入れられる。個別のハーフブリッジモジュール１１は、共通プレート２４に溶接される。したがって、３つの別個のハーフブリッジモジュールに基づく６パック構成が提供され、各場合において、転写成形され焼結された基板を有する２つの半導体スイッチを有する。

【0034】

図２ｂは、共通プレート２４に溶接された３つの個別のブリッジモジュール１１の、図２ａに示される配置の断面図を示す。この場合、冷却リブ２３はプレート２４の開口部２５内に突出している。

【0035】

図３ａは、ショルダーベースプレート２７を有する本発明の個別のハーフブリッジモジュール１１を示す。ショルダーベースプレート２７は、ベースプレート１７の第２の面１９上に形成される。ショルダーベースプレート２７は縁部２８を有する。縁部は、ベースプレート１７の第２の面１９に形成され、ベースプレート１７の第２の面１９の第２の領域２２は、縁部の突出部または頭部を形成する。本実施形態では、縁部２８は、第２の領域２２から始まって冷却リブ２３と同じ整列で形成される肩部として設計されている。肩部２８は、冷却リブ２３の周囲に形成されている。

【0036】

図３ｂは、本発明による、図３ａに示す３つの個別のハーフブリッジモジュール１１の、ショルダーベースプレート２７が共通プレート２４上にある状態での溶接の構成の平面図を示す。

【0037】

図３ｃは、共通プレート２４上の３つの個別のハーフブリッジモジュール１１の、図３ｂに示される配置の断面図を示す。肩部２８を有するショルダーベースプレート２７が示されている。さらに、３つの個別のハーフブリッジモジュール１１がプレート２４に溶接される溶接継ぎ目が示されている。

【0038】

図４ａは、２つの入口および出口ポート２９を有する、本発明のコンバータの冷却ハウジング１２のカバー２６を示す。冷却ハウジング１２のカバー２６が閉じられると、入口および出口ポート２９によって冷却路が形成される。カバー２６は、個別のハーフブリッジモジュールを伴うプレート２４に溶接される。

【0039】

図４ｂは、個別のハーフブリッジモジュール１１がプレート２４上に座してそれに溶接された状態においてプレート２４を被覆するための、図４ａに示すカバー２６を示す。

【0040】

図５ａは、本発明のコンバータのベースプレート１７の実施形態を示す。ベースプレート１７は、第１の面１８と第２の面１９とを有する。ベースプレート１７の第２の面１９は、第１の領域２１において、第２の面１９から効果的に一体的に突出する冷却リブ２３の形態の表面延在部と、第１の領域２１を取り囲む第２の領域２２とを有する。ベースプレート１７の第１の面１８は、銅から形成される。ベースプレート１７の第２の面１９は、表面延在部、すなわちここでは冷却リブ２３とともに、アルミニウムから形成される。したがって、ベースプレート１７は、冷却リブを有するアルミニウム被覆銅ベースプレートとして設計することができる。

【0041】

図５ｂは、本発明のコンバータのベースプレート１７のさらなる実施形態を示す。ベースプレート１７は、第１の面１８と面１９とを有する。ベースプレート１７の第２の面１９は、第１の領域２１において、第２の面１９から一体的に突出し、例えばここではアルミニウム冷却リブ２３の形態の冷却構造を有する表面延在部を有し、第２の領域２２において、アルミニウム製の肩部２８を有するショルダーベースプレート２７を有する。ベースプレート１７の第１の面１８は、銅から形成される。ベースプレート１７の第２の面１９は、冷却構造、すなわちここでは冷却リブ２３、および肩部２８とともに、アルミニウムから形成される。

【0042】

本実施形態では、ショルダーベースプレート２７は、ベースプレート１７において直接一体化されている。ショルダーベースプレート２７は、ベースプレート１７の第２の領域２２において、アルミニウムで被覆された肩部２８を有している。従って、ベースプレート１７の一実施形態は、冷却リブおよびアルミニウム被覆肩部２８を有するアルミニウム被覆銅ベースプレートとして設計することができる。

【0043】

図５ｃは、本発明のコンバータのベースプレート１７のさらなる実施形態を示す。ベースプレート１７は、第１の面１８と面１９とを有する。ベースプレート１７の第２の面１９は、第１の領域２１において、例えばここでは冷却リブ２３の形態の表面延在部を有し、それは、ベースプレートに一体化され、ベースプレートから突出する。ベースプレート１７は、ＡｌＳｉＣ（アルミニウムシリコンカーバイド）で形成される。図５ｃに示される実施形態は、第２の面１９の第２の領域２２内の溶接点において、密な間隔のハッチングによって識別される、アルミニウム富化領域を有する。脆性金属間相の形成は、アルミニウムベースプレート１７の第２の面１９の第２の領域２２における溶接点の設計の結果として防止される。

【0044】

図６は、本発明のベースプレート１７の構造の一実施形態を示す。ベースプレート１７は、第１の面１８と第２の面１９とを有する。第２の面１９では、冷却リブ２３の形態の表面延在部が第１の領域２１に配置され、第２の面１９に適用され、第２の面１９に配置される。第２の領域２２においては、ベースプレート１７の第２の面１９は、密な間隔のハッチングによって識別されるアルミニウムコーティングを有する。

【符号の説明】

【0045】

１０ コンバータ
１１ 半導体モジュール
１２ 冷却ハウジング
１３ 半導体チップ
１４ 基板
１５ 基板の第１の面
１６ 基板の第２の面
１７ ベースプレート
１８ ベースプレートの第１の面
１９ ベースプレートの第２の面
２０ 成形化合物
２１ ベースプレートの第２の面１９の第１の領域
２２ ベースプレートの第２の面１９の第２の領域
２３ 冷却構造、冷却リブ
２４ プレート、金属板
２５ 開口部
２６ カバー
２７ ショルダーベースプレート
２８ 縁部／肩部
２９ 入口および出口ポート

【図1a】

【図1b】

【図2a】

【図2b】

【図3a】

【図3b】

【図3c】

【図4a】

【図4b】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2021-02-17

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの半導体モジュール（１１）および冷却ハウジング（１２）を備えるコンバータ（１０）であって、前記少なくとも１つの半導体モジュール（１１）は、半導体チップ（１３）と、第１の面（１５）および第２の面（１６）を有する基板（１４）と、第１の面（１８）および第２の面（１９）を有するベースプレート（１７）と、成形化合物（２０）とを含み、前記半導体チップ（１３）は前記基板（１４）の前記第１の面（１５）に接続され、前記基板（１４）の前記第２の面（１６）は前記ベースプレート（１７）の前記第１の面（１８）に接続され、前記ベースプレート（１７）の前記第２の面（１９）は、第１の領域（２１）および第２の領域（２２）を有し、前記第１の領域（２１）は、冷却構造（２３）の形態の表面延在部（２３）を有し、動作状態では、前記表面延在部（２３）を有する前記第１の領域（２１）は、冷却液体と直接接触し、前記第２の領域（２２）は、前記第１の領域（２１）の周囲に閉じた通路を形成し、前記冷却ハウジング（１２）は、少なくとも１つの開口部（２５）を含むプレート（２４）を有し、前記プレート（２４）は、前記開口部（２５）の周囲で前記ベースプレート（１７）の前記第２の領域（２２）に溶接によって接続され、前記ベースプレート（１７）は、前記第２の領域（２２）上にアルミニウム富化ゾーンを有するアルミニウム炭化ケイ素ＡｌＳｉＣから形成されることを特徴とする、コンバータ（１０）。

【請求項2】

前記プレート（２４）は、アルミニウムまたはアルミニウム系合金から形成されることを特徴とする、請求項１に記載のコンバータ（１０）。

【請求項3】

前記ベースプレート（１７）の前記第２の面（１９）は縁部（２８）を含み、前記第２の領域（２２）は前記縁部（２８）の突出部であることを特徴とする、請求項１に記載のコンバータ（１０）。

【請求項4】

前記縁部（２８）は肩部として設計され、それぞれの肩部は各場合に前記ベースプレート（１７）の前記第２の面（１９）の前記第２の領域（２２）に形成され、少なくとも１つの肩部がアルミニウムコーティングとともに形成されることを特徴とする、請求項３に記載のコンバータ。

【請求項5】

前記半導体チップ（１１）および前記基板（１４）は、エポキシ樹脂によって成形化合物内に封入されていることを特徴とする、請求項１に記載のコンバータ（１０）。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載のコンバータ（１０）を製造するための方法であって、前記コンバータ（１０）は、少なくとも１つの半導体モジュール（１１）と冷却ハウジング（１２）とを備え、前記少なくとも１つの半導体モジュール（１１）は、半導体チップ（１３）と、第１の面（１５）および第２の面（１６）を有する基板（１４）と、第１の面（１８）および第２の面（１９）を有するベースプレート（１７）と、成形化合物（２０）とを含み、前記方法は、
ａ）前記少なくとも１つの半導体モジュールをプレートに組み込むことと、
ｂ）前記少なくとも１つの半導体モジュールの前記ベースプレートの前記第２の面を前記プレートに溶接することと、
ｃ）カバーを前記プレートに適用することと、
ｄ）前記カバーを前記プレートに溶接して冷却路を形成することとを含む、方法。

【国際調査報告】