CN116171488A - 具有可靠绝缘的接触系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于与支承体(2)电绝缘和/或导热接触的冷却体(1)，其中冷却体(1)具有第一表面(10)。为了改进接触提出：第一表面(10)具有至少一个凹部(11)，其中凹部(11)布置在第一表面(10)的设置用于与支承体(2)的接触面(21)的边缘接触的区域中，其中凹部(11)在第一表面(10)上形成闭合的路径，其中第一表面(10)基本上构造为平面的面。本发明还涉及一种具有这种冷却体(1)和支承体(2)的接触系统(3)，其中支承体(2)的接触面(21)设置在冷却体(1)处，使得冷却体(1)的凹部(11)完全沿着接触面(21)的边缘延伸。本发明还涉及一种用于制造这种接触系统(3)的方法，其中支承体(2)安置在冷却体(1)上，使得支承体(2)的接触面(21)的全部边缘沿着冷却体(1)的凹部(11)延伸。

Description

具有可靠绝缘的接触系统
技术领域
本发明涉及一种冷却体，其中，冷却体为了与支承体接触、尤其电绝缘和/或导热地接触而具有第一表面。此外，本发明涉及一种具有这种冷却体和支承体的接触系统。本发明还涉及一种用于制造这种接触系统的方法。
背景技术
在构建电气设备或部件时通常存在如下任务：将两个主体、例如冷却体和支承体机械地且部分也热学地彼此连接。为了电绝缘地构成这种连接(也称为接触)，能够通过具有电绝缘作用的绝缘层将引导两个不同电势的构件分离。
已经表明：绝缘层在接触时或在设备或部件运行中经受损坏，并且由此然后随着时间的推移突然或逐渐失去电绝缘作用。
发明内容
本发明所基于的目的是：改进用于接触、特别是电绝缘接触的接触系统。
目的通过一种冷却体实现，其中，冷却体为了与支承体接触、尤其电绝缘和/或导热地接触而具有第一表面，其中，第一表面具有至少一个凹部，其中，凹部至少部段地布置在第一表面的设置用于与支承体的接触面的边缘接触的区域中。在此，凹部在第一表面上形成闭合的路径。此外，目的通过一种具有这种冷却体和支承体的接触系统来实现，其中，支承体的接触面布置在冷却体处，使得冷却体的凹部完全沿接触面的边缘延伸。该目的还通过一种用于制造这种接触系统的方法来实现，其中，支承体安置在冷却体上，使得支承体的接触面的全部边缘沿着冷却体的凹部延伸。
本发明的其他有利的设计方案在从属权利要求中说明。
本发明还基于以下认识：如果在冷却体处在为与支承体接触所设的部位处存在凹部，则显著地尤其在可靠性和使用寿命方面能够改进电绝缘作用。已经表明：例如由于构件缺陷，即例如通过切割过程形成的毛刺而存在损坏绝缘层的风险。危险随着在组装期间和/或持久地用于将支承体压到冷却体上的力而增加。绝缘层通常薄和/或软，使得毛刺能够导致绝缘层发生变化和/或损坏。在此，电绝缘作用会突然地失去或者也随着时间的推移而减弱。
具有电绝缘作用的绝缘层确保即使冷却体和支承体具有不同的电势也没有电流流动。
对于支承体直接布置在冷却体上的情况，即没有位于其之间的绝缘层，也称作为无绝缘层，则凹部提供优点。由于表面处存在的机械缺陷、即例如毛刺等，这两个主体、即冷却体和支承体不平坦地相互贴靠。这会负面地影响运行行为。例如，从电气或电子部件到冷却体的热传递由此劣化。因此，可能不能够再确保散热。结果是部件的使用寿命缩短或失效。换言之，能够通过冷却体中的凹部确保冷却体和支承体在凹部外的接触面处平坦地相互贴靠并且实现良好的热传递。
通过冷却体第一表面处的凹部能够很大程度上避免毛刺的负面作用。通过凹部，用于接触面边缘处的毛刺引起的过高不再导致冷却体与支承体之间的小间距。通过凹部容纳不平坦性，支承体的接触面的其余平坦部于是平坦地贴靠冷却体。由此，例如也在冷却体与支承体之间形成特别好的热传递。
如果在接触面的相关部位处、即尤其在支承体的接触面的边缘处没有通过冷却体形成反作用力，则毛刺对绝缘层的破坏作用同样能够通过凹部消除，或者至少显著地减小。于是，没有力或仅由小的力作用于位于其之间的绝缘层上。这通过凹部引起。有利地，凹部布置在第一表面处，使得其沿着支承体的接触面的边缘延伸。在这种情况下，可靠地防止存在于支承体的接触面的边缘处的毛刺损坏和/或破坏绝缘层。
在此，能够有利的是：在对应于支承体的接触面的边缘的仅一部分的部位处仅形成一个凹部。对于例如仅在支承体上的几个部位处存在机械干扰、即例如毛刺的风险，则凹部能够被限制于如下区域，在该区域处，支承体的接触面的设置用于接触的边缘具有存在毛刺的增加的风险。
已经表明：支承体的尺寸越大，特别是支承体的接触面的尺寸越大，绝缘层损坏的风险就越大。特别地，较大的边长也会增加损坏的风险。
通过冷却体上的凹部能够实现降低对无毛刺的要求，例如构件规格的形式的要求。因此，能够降低相关构件的制造成本。由于不能够始终确保没有毛刺，所以减少了废料或再加工、尤其手动再加工的耗费，废料，以确保所要求的质量。同样地，能够简化在组装范围内的质量测试。
此外，得到以下优点，绝缘层能够构成得更薄。由于凹部进而在接触面的毛刺处的较的小或不再存在力，绝缘层损坏的风险低，使得能够放弃预防性地构成用于确保电绝缘作用的绝缘层。绝缘层的厚度于是能够有利地仅针对电绝缘能力。借此，绝缘层能够设计得尤其薄。这样的绝缘层是便宜的并且可特别容易加工。同时保证良好的热传递。
绝缘层可部分遮盖凹部。由此，节约地使用绝缘层的材料。替代地，还有利的是：绝缘层完全覆盖凹部。例如，由此可靠地防止凹部中的灰尘堆积。
在此，第一表面基本上构造为平坦的面。基本上意味着：第一表面的大部分、例如超过80％构造为平坦的面。除了平坦的面之外，部分也能够偏离平坦表面。例如凹部、用于固定冷却体和支承体的设备、如具有或没有螺纹的螺纹杆或孔、以及安装设备、用于保持或运输冷却体的把手或手扣斗属于该部分。此外，冷却体能够具有多个平坦的面，要冷却的元件能够安置在该平坦的面处。因此，冷却体例如能够Z形地构成或者具有多个子板，子板例如彼此钎焊或熔焊。
至少在与支承体的所设的接触面的区域中有利的是：第一表面的该部分是平坦的。由此，能够实现良好的贴靠的连接，该连接除了高的机械稳定性之外还例如确保良好的热传递。此外，绝缘层、特别是用于电绝缘的绝缘层也能够布置在冷却体与支承体之间。绝缘层确保即使在冷却体与支承体的电势不同的情况下也可靠地防止不期望的电流。通过冷却体的第一表面和支承体的接触面的平面的设计确保绝缘层、特别是绝缘薄膜不受力或仅受小的力，力会导致层或薄膜撕裂。由于平坦表面，对薄膜或绝缘层的抗撕裂强度没有提出要求或只有很低的要求。
在本发明的一个有利的设计方案中，凹部构造为，使得凹部完全沿着设置用于与支承体的接触面的边缘接触的区域延伸。接触面的全部边缘通常形成用于产生棱边或毛刺的最大的潜在风险，棱边或毛刺阻止平面平放或引起绝缘层的损坏。因此，如果在支承体与冷却体接触时接触面的全部边缘恰好与该凹部相遇，则支承体平坦地平放在冷却体上。如果在支承体与冷却体之间存在绝缘层，则绝缘层由于凹部不经受或仅经受小的机械负荷。因此，有利地是，使得凹部沿着接触面的全部边缘延伸。
利用该设备，能够在冷却体与支承体之间的接触面的大部分上确保均匀的压力。这例如在直接接触的情况下还导致良好的热传递，或者在中间有绝缘层的情况下导致绝缘层的均匀且适当的负荷，该负荷可靠且持久地保护绝缘层免受损坏。
在本发明的另一有利的设计方案中，冷却体具有多个闭合的凹部路径。通过多个闭合的路径能够实现：将多个支承体与冷却体连接或者将不同设计的支承体与冷却体连接。于是，冷却体能够特别灵活地设计并且既适合于冷却多个部件又适合于容纳不同设计的支承体，进而能够特别灵活地使用。
在本发明的另一有利的设计方案中，凹部的横截面矩形或圆形地构成。凹部能够特别简单地以矩形的方式被引入到冷却体的第一表面中。这能够利用标准工具以简单的方式实现。圆形的横截面同样能够简单地利用标准工具引入。由于在圆形的横截面中不存在棱边，由此同时降低了组装时的受伤风险。同样地，尤其当绝缘层构造为薄膜时，在凹部设计有圆形的横截面的情况下仅存在小的损坏绝缘层的风险。
在本发明的另一有利的设计方案中，在凹部与第一表面的平坦部之间的过渡部以断掉的方式构成。通过断掉的设计方案能够确保：冷却体尤其在其第一表面处不具有毛刺。换言之，冷却体的第一表面无毛刺地构成。这确保支承体与冷却体平坦地相互贴靠，并且可能位于其之间的绝缘层不经受高负荷或高压。因此，如果凹部的棱边断掉地构成，则还进一步降低损坏风险并且提高绝缘作用的使用寿命。
在本发明的另一有利的设计方案中，电绝缘层布置在冷却体与支承体之间。冷却体和支承体的平坦和平面的贴靠对于布置在冷却体与支承体之间的绝缘层随之产生极低的负荷。随之不存在或仅存在小的绝缘层撕裂或穿透的风险。撕裂或穿透的结果是失去绝缘作用、特别是电绝缘作用。然后，能够将绝缘层特别薄地构造。同时，绝缘层也还遮盖凹部的一部分或全部凹部，使得形成没有污物和/或灰尘堆积物的平坦表面。
所描述的设计方案尤其在使用非常软或薄的绝缘部和非常厚的支承体时以及在支承体的力被施加到冷却体上时被证明是有效的。
有利的是：能够确保基体和支承体以及绝缘部不相对于彼此移动。于是，绝缘层的负荷特别小，并且即使在绝缘层薄的情况下也能够至少几乎完全排除损坏。
在本发明的另一有利的设计方案中，电绝缘层是导热的。这种设备的特别的优点在于：绝缘层能够特别薄地构造。因此，绝缘层也特别适合于：将两个主体相互连接，在主体之间应进行热交换。这种应用的实例是电气或电子元件作为冷却体上的支承体。为了电绝缘，通常在构件与冷却体之间布置具有电绝缘作用的导热绝缘层。
尽管每种物质都具有导热性，无论有多低。关于这一点，导热性可理解为导热性大于
Figure BDA0004113384260000061
对于绝缘层，电绝缘的和鲁棒的材料可用，该材料具有相应的导热性。此外，对于良好导热性的要求，能够使用导热性大于/>
Figure BDA0004113384260000062
的导热垫。该导热垫刚好在导热性方面被优化并且相应地相对于机械损坏是敏感的。因此，所提出的设备尤其适合于导热性大于/>
Figure BDA0004113384260000063
的绝缘层。
在本发明的另一有利的设计方案中，通过薄膜形成电绝缘层。薄膜在生产中特别容易使用和处理。在生产过程中，以卷到辊上的方式能够简单地提供所需的量并且进行处理。通过冷却体的凹部可靠地避免了薄膜撕裂风险的缺点。因此，使用薄膜作为绝缘层是特别有利的。此外，能够借助薄膜以仅小的薄膜厚度将特别高的电势差相互电绝缘。此外，使用胶覆层的薄膜是特别有利的。该薄膜也是薄的进而具有尤其良好的导热性。此外，可靠地避免了薄膜相对于冷却体和/或支承体的移动。这确保持久良好的热传递和持久良好的电绝缘。
在本发明的另一有利的设计方案中，绝缘层覆盖凹部，使得由凹部和绝缘层产生闭合的通道。通过覆盖凹部降低了凹部污染的风险。接触通常需要冷却体与支承体之间的电绝缘特性。由于污染刚好在凹部区域中会形成降低电绝缘能力的爬电距离。换言之，通过避免污染，能够持久确保电绝缘。借此，相应的设备具有长的使用寿命和可靠性。
在本发明的另一有利的设计方案中，在凹部中布置有凝胶状材料。例如，凝胶状材料能够是凝胶状液体。在此，其例如能够是液体，特别是导热液体，该液体具有比水更高的粘度。通过闭合的通道，该液体被保持在凹部中并且能够改进热行为(即向冷却体的热传输)。替代地，也能够将形状可变的材料、即例如橡胶引入凹部中。借此，尤其薄膜作为导热层贴靠并且显著降低撕裂的风险。
在本发明的另一有利的设计方案中，支承体通过汇流排形成。通常由铜形成汇流排。铜通过切割过程成型为汇流排，该切割过程在汇流排边缘处会形成毛刺。在借助于绝缘层、即例如薄膜接触时，毛刺会损坏薄膜或层。因此，所提出的冷却体尤其适合于使汇流排与冷却体接触，因为，因此即使汇流排未被后处理过，其仍能够可靠且安全地与冷却体连接。
在本发明的另一有利的设计方案中，接触系统具有多个汇流排、特别是三个汇流排，其中，冷却体具有多个闭合的凹部路径，其中，凹部路径的数量对应于汇流排的数量。在该情况下，能够通过冷却体冷却汇流排的三相系统，例如以与变流器连接。通过汇流排固定在冷却体处，除了散热之外，还能够通过将汇流排固定在冷却体处来确保汇流排之间的用于电绝缘所需的间距。此外，简化了汇流排的组装以及降低了对于在组装时通过冷却体中的凹部引起损坏的敏感性。
在本发明的另一有利的设计方案中，支承体借助于固定设备无移动地与冷却体连接。通过这种类型的连接防止在冷却体与支承体之间的相对移动。这种相对移动导致接触面的磨损和随之产生的劣化。如果面彼此直接接触，则造成表面粗化。在层、例如薄膜位于其之间的情况下，层受到机械应力。由于无移动的连接，持久地避免了磨损现象，并且在确保电绝缘能力的同时确保可靠和持久的热传递功能。
附图说明
下面，根据附图中示出的实施例更详细地描述和解释本发明。附图示出：
图1示出现有技术的接触系统，
图2示出前述的接触系统的细节图，
图3、图4示出具有所提出的凹部的接触系统的实施例，和
图5示出凹部的闭合的路径。
具体实施方式
图1示出接触系统3的横截面。接触系统包括冷却体1和支承体2，支承体具有借助于绝缘层4的可靠的绝缘部。绝缘层4布置在冷却体1与支承体2之间。为此，冷却体1具有第一表面10，第一表面设置用于接触支承体2。支承体2具有接触面21，该接触面设置用于与冷却体1的第一表面10接触。
为了清楚起见，省去用于确保冷却体1与支承体2之间的持久接触的元件。这例如能够通过螺纹连接、弹簧连接、张紧绷带等来实现。通常，其能够称为固定设备。支承体2例如能够通过半导体模块或汇流排来形成。例如，在接触系统3由冷却体1和汇流排构成的情况下，必须附加地确保：用于不同的电势不造成在冷却体1与支承体2之间的补偿电流。因此，冷却体1和支承体2借助于绝缘层4彼此电绝缘。由此，抑制了主体1、2之间的不期望的补偿电流。
因此，接触系统3具有三层结构，三层结果由具有第一电势的冷却体1、绝缘层4和引导第二电势的支承体2构成，其中，第一电势与第二电势通常彼此不同。该实施例的结构例如用于经由冷却体1对汇流排散热。在此，汇流排形成支承体2。
图2是图1所示的支承体2的左边缘处的圆形区域的细节图。为了避免重复，参考对图1的描述和那里引入的附图标记。在此，对支承体2假设：其具有超过常规的构件几何形状的几何误差，例如毛刺5。在支承体2按压或挤压到冷却体1上时，该误差会完全穿透绝缘层4，这导致冷却体1和支承体2电接触，进而引起要分离的电势的不期望的电连接。但是，毛刺也能够仅部分地穿透绝缘层4，由此，例如由于沉降或局部放电效应引起的接触只能时间延迟地出现并且在测试中不能够可靠地识别。
如果绝缘层4非常薄和/或软，这例如在有限的构建空间的情况下或对于热过渡必要的情况下存在，则误差引起特别严重的影响。
图3示出所提出的接触系统3的一个实施例的横截面。为了避免重复，参考图1和图2的描述以及那里引入的附图标记。在该实施例中，凹部在第一表面10中引入冷却体1中。该凹部抵消现有的几何误差，例如支承体1的毛刺5。
支承体2理想地根据其规格具有开槽的棱边以保护绝缘层4免受损坏。在此，在图3的视图中，支承体2的左侧的棱边在到接触面21的过渡部处构造为倒角的棱边，并且支承体2的左侧的棱边在到接触面21的过渡部处构造为圆形的棱边。然而这不是针对免于支承体2的突出部分的影响的可靠的保护。损坏的风险因此尽管降低，但并未消除。
因此，为了在电绝缘接触方面改进接触系统3而提出：在冷却体1的第一表面10处设有一个或多个凹部。凹部能够在没有将压力施加到作用于位于其之间的绝缘层4上的情况下，容纳显着的几何误差，例如毛刺5。这为绝缘层4通过以下方式提供可靠的保护：绝缘层4的凹部11提供在竖立的毛刺5或其他突出的几何误差的情况下缩回到凹部11的空腔中的可行性。在绝缘层4上的由此大大减小的力作用防止通过支承体2对绝缘层4损伤或甚至穿透。空腔通过冷却体1中的材料凹部(也称为凹部11的)形成。凹部有利地在接触系统3中位于支承体1的接触面21的棱边处。凹部尤其能够具有矩形成型的横截面，如其在左侧的凹部11中示出。替代地或附加地，还可行的是：凹部11构成有圆形的横截面、尤其在到第一表面10的过渡部处的横截面。此外，不同成型的横截面对于凹部11也是可行的和有意义的。
如所示的那样，绝缘层4能够完全地、但是替代地也仅部分地遮盖空腔。
此外，图4示出具有凹部11的椭圆形横截面的另一实施例的横截面。为了避免重复，对于图4的解释，参考图1至图3的描述以及那里引入的附图标记。有利地，冷却体1具有开槽的棱边，特别是在穿过支承体2伸出的一侧上具有开槽的棱边。这再次降低了绝缘层4上的负荷。刚好对于绝缘层4遮盖全部凹部11的情况，证实为有利的是：附加地也在凹部的相对置的侧上将棱边构造为开槽的棱边。开槽的棱边防止冷却体1浸入绝缘层中。
图5示出具有凹部11的另一冷却体1。通过立体图能够识别凹部11的闭合的路径。在冷却体1的左部中存在两个单独的凹部11，该凹部能够实现接触两个支承体2。在此，支承体2具有近似矩形的接触面，接触面于是在接触时重叠凹部11的一部分。在冷却体1的右侧部分中示出8形的凹部。在此，凹部的不同部段能够具有不同宽度。在凹部11的8形的设计方案中，中间接片能够选择得更宽。借此，在使用冷却体时保证更高的灵活性。凹部11的8形的设计方案也为闭合的路径。例如两个支承体2能够在凹部11处接触。于是，在凹部11的中间接片处，两个支承体2使用凹部。替代地还可行的是：分别接触大的支承体2，支撑体仅使用凹部11的外置部分。这种类型的凹部11是特别灵活的，因为能够在使用所提及的优点的情况下将支承体2的不同的设计方案与冷却体1连接。
综上所述，本发明涉及一种用于与支承体电绝缘和/或导热接触的冷却体，其中，冷却体具有第一表面。为了改进接触提出：第一表面具有至少一个凹部，其中，凹部布置在第一表面的设置用于与支承体的接触面的边缘接触的区域中，其中，凹部在第一表面上形成闭合的路径，其中，第一表面基本上构造为平坦的面。本发明还涉及一种具有这种冷却体和支承体的接触系统，其中，支承体的接触面布置在冷却体处，使得冷却体的凹部完全沿着接触面的边缘延伸。本发明还涉及一种用于制造这种接触系统的方法，其中，支承体安置在冷却体上，使得支承体的接触面的全部边缘沿着冷却体的凹部延伸。

Claims (15)

1.一种用于与支承体(2)电绝缘和/或导热地接触的冷却体(1)，其中，所述冷却体(1)具有第一表面(10)，其中，所述第一表面(10)具有至少一个凹部(11)，其中，所述凹部(11)布置在所述第一表面(10)的设置用于与所述支承体(2)的接触面(21)的边缘接触的区域中，其中，所述凹部(11)在所述冷却体(1)的所述第一表面(10)上形成闭合的路径，其中，所述第一表面(10)基本上构造为平坦的面。
2.根据权利要求1所述的冷却体，其中，所述凹部(11)设计用于，使得所述凹部(11)完全沿着设置用于与所述支承体(2)的所述接触面(21)的边缘接触的区域延伸。
3.根据权利要求1或2所述的冷却体，其中，所述冷却体(1)具有多个凹部(11)的多个闭合的路径。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的冷却体(1)，其中，所述凹部(11)的横截面矩形地或圆形地构造。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的冷却体(1)，其中，在所述凹部(11)与所述第一表面(10)的平坦部之间的过渡部以开槽的方式构造。
6.一种接触系统(3)，具有根据权利要求1至5中任一项所述的冷却体(1)以及支承体(2)，其中，所述支承体(2)的接触面(21)布置在所述冷却体(1)处，使得所述冷却体(1)的凹部(11)完全沿着所述接触面(21)的边缘延伸。
7.根据权利要求6所述的接触系统(3)，其中，电绝缘层(4)布置在所述冷却体(1)与所述支承体(2)之间。
8.根据权利要求7所述的接触系统(3)，其中，所述电绝缘层(4)是导热的。
9.根据权利要求7或8所述的接触系统(3)，其中，由薄膜形成所述电绝缘层(4)。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的接触系统(3)，其中，所述绝缘层(4)覆盖所述凹部(11)，使得由所述凹部(11)和所述绝缘层(4)产生闭合的通道。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的接触系统(3)，其中，在所述凹部(11)中布置有凝胶状材料。
12.根据权利要求6至11中任一项所述的接触系统(3)，其中，由汇流排形成所述支承体(2)。
13.根据权利要求12所述的接触系统(3)，其中，所述接触系统(3)具有多个汇流排、特别是三个汇流排，其中，所述冷却体(1)具有多个凹部(11)的多个闭合的路径，其中，凹部的所述路径的数量对应于所述汇流排的数量。
14.根据权利要求6至13中任一项所述的接触系统(3)，其中，借助于固定设备，所述支承体(2)无移动地与所述冷却体连接。
15.一种用于制造根据权利要求6至14中任一项所述的接触系统(3)的方法，其中，支承体(2)安置在冷却体(1)上，使得所述支承体(2)的接触面(21)的全部边缘沿着所述冷却体(1)的凹部(11)延伸。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE112012005920B4 (de) * 2012-02-22 2022-03-24 Mitsubishi Electric Corporation Halbleitervorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung
JP2014029967A (ja) * 2012-07-31 2014-02-13 Toshiba Lighting & Technology Corp 半導体装置及びその製造方法
US10049960B2 (en) * 2014-01-06 2018-08-14 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device
CN105900231B (zh) * 2014-07-18 2018-09-07 富士电机株式会社 半导体装置
JP6790432B2 (ja) * 2016-04-15 2020-11-25 オムロン株式会社 半導体装置の放熱構造

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