DE102016103788B4

DE102016103788B4 - Kunststoffkühler für Halbleitermodule

Info

Publication number: DE102016103788B4
Application number: DE102016103788.5A
Authority: DE
Inventors: Andreas Grassmann; Inpil Yoo
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2015-03-03
Filing date: 2016-03-03
Publication date: 2019-06-06
Anticipated expiration: 2036-03-04
Also published as: US20170140946A1; DE102016103788A1; US9613885B2; US10199238B2; CN105938822B; US9934990B2; CN105938822A; US20180182643A1; US20160260654A1

Abstract

Kühlvorrichtung, umfassend:
eine Mehrzahl von diskreten Modulen (100), von denen jedes umfasst:
einen Halbleiterchip, der von einer Formmasse (102) eingekapselt ist;
eine Mehrzahl von Anschlüssen (104), die mit dem Halbleiterchip elektrisch verbunden sind und aus der Formmasse (102) hervorstehen; und
eine erste Kühlplatte (106), die von der Formmasse (102) mindestens teilweise nicht abgedeckt ist; und
ein Kunststoffgehäuse (200), das eine Peripherie jedes Moduls (100) umgibt, um ein Mehrchipmodul zu bilden, wobei das Kunststoffgehäuse (200) Folgendes umfasst:
ein erstes singuläres Kunststoffteil (204), das die Module (100) aufnimmt; und
ein zweites singuläres Kunststoffteil (206), das an einer Peripherie des ersten Kunststoffteils (204) befestigt ist, wobei das zweite Kunststoffteil (206) Ausschnitte (210), die die ersten Kühlplatten (106) freilegen, und eine Abdichtstruktur (212) aufweist, die ein Dichtungsmaterial enthält, das eine wasserdichte Dichtung um die Peripherie jedes Moduls (100) auf einer Seite der Module (100) mit den ersten Kühlplatten (106) bildet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Anmeldung betrifft Halbleitermodule und genauer Kühlsysteme für Halbleitermodule.
Allgemeiner Stand der Technik
Leistungsmodule mit doppelseitiger Kühlung verbessern die thermische Leistung des „Package“ (Gehäuses) durch Verringern des Wärmewiderstands erheblich und erhöhen dadurch die Leistungsdichte des gesamten Systems. Allerdings stellen Leistungsmodule mit doppelseitiger Kühlung eine Herausforderung im Hinblick auf die Integration einer Wärmesenke mit dem Modul dar. Die Konzipierung des Kühlers ist oft eine kritische Angelegenheit bei der Erzielung der höchstmöglichen Leistung. Zum Beispiel sollte das Kühlfluid in zwei verschiedenen Kanälen über und unter den Leistungsmodulen verteilt werden, die in dem Package enthalten sind, um die thermische Leistung des Package zu erhöhen. Ferner muss das gesamte System wasserdicht sein. Die Wärmesenke sollte robust, kostengünstig und leicht sein.
Herkömmliche Kühltechnologien mit doppelseitigem Modul erfordern zusätzliche Teile wie O-Ringe und Bolzen oder Schrauben, um ein wasserdichtes System zu erzielen. Herkömmliche Aluminiumkühler verwenden auch dickere Aluminiumblöcke. Wieder andere Komponenten werden typischerweise benötigt, um eine wasserdichte Wärmesenke und eine bidirektionale Kühlmittelverteilung zu erzielen. Darüber hinaus erhöhen zusätzliche Teile das Systemgewicht und stellen immernoch eine reale Gefahr für das Austreten von Fluid dar. Ferner erhöht die Notwendigkeit für zahlreiche Montageschritte die Herstellungskosten.
JP 2013 - 030 579 A beschreibt eine Leistungsumwandlungsvorrichtung. Die Leistungsumwandlungsvorrichtung umfasst zwei Leistungsmodule, die jeweils ein Kühlgehäuse aufweisen, das über ein Isolierelement mit einem Halbleiterelement verbunden ist. Jedes der Kühlgehäuse der beiden Leistungsmodule weist auf: ein Wärmestrahlungsteil, das sich planar erstreckt und stiftförmige Rippen auf einer Rückseite hat; ein Kopfteil, das sich angrenzend an das Wärmestrahlungsteil planar erstreckt; Wasserkanalteile, in denen Kühlmittel ein- und ausströmt; und ein Randteil, das einen Kühlmittelraum bildet, in welchem das Kühlmittel fließt. Das Wärmestrahlungsteil, das Kopfteil, die Wasserkanalteile und das Randteil sind integral vergossen. Die beiden Leistungsmodule sind so montiert, dass ihre jeweiligen stiftförmigen Rippen einander zugewandt sind und ihre jeweiligen Randteile verschlossen sind.
JP 2012 - 044 828 A beschreibt einen Leistungswandler, welcher aufweist: eine Basis; ein Durchgangsbildungselement, das einen Kühlmittelkanal zu der Basis ausbildet; ein Halbleitermodul, das auf das Durchgangsbildungselement laminiert ist; eine Rückplatte, die auf das Halbleitermodul laminiert ist; und ein Dichtungselement, das zwischen der Basis und dem Durchgangsbildungselement angeordnet ist und das elastische Kraft hat. Der Leistungswandler dichtet den Kühlmittelkanal mit einem Dichtungselement ab, indem die Rückplatte auf der Basis befestigt wird, und fixiert sandwichartig das Durchgangsbildungselement und das Halbleitermodul zwischen der Rückplatte und der Basis, wobei das Dichtungselement elastische Kraft ausübt.
DE 10 2014 106 134 A1 beschreibt ein Kühlsystem für geformte Module. Das System beinhaltet eine Vielzahl von einzelnen Modulen, die jeweils aufweisen: einen Halbleiterchip, der von einer Formmasse verkapselt ist, eine Vielzahl von Leitungen, die elektrisch mit dem Halbleiterchip verbunden sind und zumindest teilweise von der Formmasse freigelegt sind, und eine Kühlplatte, die zumindest teilweise von der Formmasse freigelegt ist. Ein Formkörper umschließt einen Umfang jedes einzelnen Moduls, um ein Multi-Chip-Modul auszubilden. Die Leitungen der einzelnen Module und die Kühlplatten sind zumindest teilweise von dem Formkörper freigelegt. Ein Deckel mit einer Öffnung ist an einem Umfang des Formkörpers auf einer ersten Seite des Multi-Chip-Moduls befestigt. Der Deckel dichtet das Multi-Chip-Modul auf der ersten Seite ab, um einen Hohlraum zwischen dem Deckel und dem Formkörper zu bilden, der es ermöglicht, dass ein Fluid durch die Öffnung ein- oder austritt, um die Kühlplatten jedes einzelnen Moduls zu kontaktieren.
JP 2012 - 009 734 A beschreibt ein Laminat von Halbleitermodulen, das eine Vielzahl von laminierten Halbleitermodulen hat, die durch die Anordnung von Halbleitervorrichtungen in einem Formharz gebildet werden. Das Formharz weist auf: Kältemittelkanäle; Dichtungsfüllnuten, die auf der Umfangsseite der Kältemittelkanäle gebildet sind; und eine Füllanschlussöffnung, die mit den Dichtungsfüllnuten in Kontakt steht. Deckel sind auf beide Laminierungsenden in Bezug auf die Vielzahl der Halbleitermodule laminiert. Auf einem Deckel ist eine Fülleinspritzöffnung ausgebildet, die mit den Dichtungsfüllnuten in Kontakt steht. In das Laminat der Halbleitermodule wird ein Dichtungsmaterial, das von der Dichtungseinspritzöffnung eingespritzt wird, kontinuierlich in die Vielzahl der Dichtungsfüllnuten durch die Füllanschlussöffnung gefüllt.
Kurzdarstellung
Hierin beschriebene Ausführungsformen stellen ein Kühlsystem für geformte Halbleitermodule ohne die Verwendung von Schraubenverbindungen oder O-Ringen bereit. Das hierin beschriebene Kühlsystem weist eine viel geringere Gefahr des Austretens von Fluid und eine höhere Gestaltungsflexibilität im Vergleich zu herkömmlichen Leistungsmodulkühlsystemen auf, sodass die Systemkosten, die Anzahl der Montageschritte und das Systemgewicht erheblich reduziert werden.
Gemäß einer Ausführungsform einer Kühlvorrichtung umfasst die Kühlvorrichtung eine Mehrzahl von diskreten Modulen und ein Kunststoffgehäuse. Jedes Modul umfasst einen Halbleiterchip, der von einer Formmasse eingekapselt ist, eine Mehrzahl von Anschlüssen, die mit dem Halbleiterchip elektrisch verbunden sind und aus der Formmasse hervorstehen, und eine erste Kühlplatte, die von der Formmasse mindestens teilweise nicht abgedeckt ist. Das Kunststoffgehäuse umgibt die Peripherie jedes Moduls umgibt, um ein Mehrchipmodul zu bilden. Das Kunststoffgehäuse weist ein erstes singuläres Kunststoffteil, das die Module aufnimmt, und ein zweites singuläres Kunststoffteil auf, das an einer Peripherie des ersten Kunststoffteils befestigt ist. Das zweite Kunststoffteil weist Ausschnitte, die die ersten Kühlplatten freilegen, und eine Abdichtstruktur auf, die ein Dichtungsmaterial enthält, das eine wasserdichte Dichtung um die Peripherie jedes Moduls auf einer Seite der Module mit den ersten Kühlplatten bildet.
Gemäß einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen einer Kühlvorrichtung umfasst das Verfahren: Aufnehmen einer Mehrzahl von Modulen von einem ersten singulären Kunststoffteil, wobei jedes der Module einen Halbleiterchip, der von einer Formmasse eingekapselt ist, eine Mehrzahl von Anschlüssen, die mit dem Halbleiterchip elektrisch verbunden sind und aus der Formmasse hervorstehen, und eine erste Kühlplatte umfasst, die von der Formmasse mindestens teilweise nicht abgedeckt ist; Befestigen eines zweiten singulären Kunststoffteils an einer Peripherie des ersten Kunststoffteils, um ein Kunststoffgehäuse zu bilden, wobei das Kunststoffgehäuse eine Peripherie jedes Moduls umgibt, um ein Mehrchipmodul zu bilden, wobei das zweite Kunststoffteil Ausschnitte, die die ersten Kühlplatten freilegen, und eine Dichtungsstruktur aufweist, die zu einer Seite der Module mit den ersten Kühlplatten weisen; und Füllen der Abdichtstruktur mit einem Dichtungsmaterial, das eine wasserdichte Dichtung um die Peripherie jedes Moduls an der Seite der Module mit den ersten Kühlplatten bildet.
Gemäß einer anderen Ausführungsform einer Kühlvorrichtung umfasst die Kühlvorrichtung eine Mehrzahl von diskreten Modulen, von denen jedes einen Halbleiterchip, der von einer Formmasse eingekapselt ist, eine Mehrzahl von Anschlüssen, die mit dem Halbleiterchip elektrisch verbunden sind und aus der Formmasse hervorstehen, und eine erste Kühlplatte umfasst, die von der Formmasse mindestens teilweise nicht abgedeckt ist. Die Kühlvorrichtung umfasst ferner ein erstes und ein zweites Kunststoffgehäuse, von denen jedes eine Peripherie eines anderen Teilsatzes der Module umgibt, um separate Mehrchipmodule zu bilden. Jedes der Kunststoffgehäuse umfasst ein erstes singuläres Kunststoffteil, das den entsprechenden Teilsatz von Modulen aufnimmt, und ein zweites singuläres Kunststoffteil, das an einer Peripherie des ersten Kunststoffteils befestigt ist, wobei das zweite Kunststoffteil Ausschnitte, die die ersten Kühlplatten freilegen, und eine Abdichtstruktur aufweist, die ein Dichtungsmaterial enthält, das eine wasserdichte Dichtung um die Peripherie jedes Moduls auf einer Seite der Module mit den ersten Kühlplatten bildet. Die Kühlvorrichtung umfasst auch eine erste, eine zweite und eine dritte Abdeckung. Die erste Abdeckung ist an einer Peripherie des zweiten Kunststoffteils des ersten Kunststoffgehäuses befestigt, um so eine wasserdichte Dichtung mit dem zweiten Kunststoffteil des ersten Kunststoffgehäuses und einen eingeschlossenen Hohlraum zwischen der ersten Abdeckung und dem zweiten Kunststoffteil zu bilden, wobei der eingeschlossene Hohlraum konfiguriert ist, eine Fluidströmung über die ersten Kühlplatten jedes diskreten Moduls zu ermöglichen, das in dem ersten Kunststoffgehäuse enthalten ist. Die zweite Abdeckung ist zwischen dem ersten und dem zweiten Kunststoffgehäuse angeordnet und daran befestigt. Die zweite Abdeckung ist an einer Peripherie des zweiten Kunststoffteils des zweiten Kunststoffgehäuses befestigt, um so eine wasserdichte Dichtung mit dem zweiten Kunststoffteil des zweiten Kunststoffgehäuses und einen eingeschlossenen Hohlraum zwischen der zweiten Abdeckung und dem zweiten Kunststoffteil zu bilden, wobei der eingeschlossene Hohlraum konfiguriert ist, eine Fluidströmung über die ersten Kühlplatten jedes diskreten Moduls zu ermöglichen, das in dem zweiten Kunststoffgehäuse enthalten ist. Die dritte Abdeckung ist auf einer Seite des zweiten Kunststoffgehäuses gegenüber der zweiten Abdeckung befestigt.
Figurenliste
Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht zueinander. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen entsprechende gleiche Teile. Die Merkmale der verschiedenen dargestellten Ausführungsformen können kombiniert werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Ausführungsformen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der folgenden Beschreibung ausführlich erläutert.

1 stellt ein Beispiel einer Mehrzahl von diskreten Modulen dar.
2A und 2B stellen eine Ausführungsform mit einem Kunststoffgehäuse dar, das die Periphere einer Mehrzahl von Modulen umgibt, um ein Mehrchipmodul zu bilden.
3 stellt eine Schnittansicht des zusammengebauten Mehrchipmoduls entlang der Linie mit der Bezeichnung A-A' in 2B dar.
4A und 4B stellen eine Ausführungsform mit zwei Abdeckungen dar, die an jeweiligen Seiten eines Kunststoffgehäuses befestigt sind, um eine wasserdichte Kühlvorrichtung zu bilden.
5A und 5B stellen eine Ausführungsform mit einer Mehrzahl von Abdeckungen dar, die an einer Mehrzahl von Kunststoffgehäusen befestigt sind, um eine wasserdichte Kühlvorrichtung zu bilden.
6A und 6B stellen eine andere Ausführungsform mit einer Mehrzahl von Abdeckungen dar, die an einer Mehrzahl von Kunststoffgehäusen befestigt sind, um eine wasserdichte Kühlvorrichtung zu bilden.
7 stellt eine Querschnittsansicht in der Breite eines Kunststoffgehäuses dar, das zwischen zwei Abdeckungen angeordnet ist.
8 stellt eine Querschnittsansicht in der Länge eines Kunststoffgehäuses dar, das zwischen zwei Abdeckungen angeordnet ist.

Ausführliche Beschreibung
Gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen wird ein Kühlsystem für geformte Halbleitermodule bereitgestellt. Jedes Halbleitermodul weist einen Halbleiterchip, der von einer Formmasse eingekapselt ist, eine Mehrzahl von Anschlüssen, die mit dem Halbleiterchip elektrisch verbunden sind und mindestens teilweise nicht von der Formmasse abgedeckt sind, und eine erste Kühlplatte auf, die von der Formmasse mindestens teilweise nicht abgedeckt ist. Das Kühlsystem umfasst ferner ein Kunststoffgehäuse, das die Peripherie jedes Moduls umgibt, um ein Mehrchipmodul zu bilden. Das Kunststoffgehäuse weist ein erstes singuläres Kunststoffteil, das die Module aufnimmt, und ein zweites singuläres Kunststoffteil auf, das an einer Peripherie des ersten Kunststoffteils befestigt ist. Das zweite Kunststoffteil weist Ausschnitte, die die ersten Kühlplatten freilegen, und eine Abdichtstruktur auf, die ein Dichtungsmaterial enthält, das eine wasserdichte Dichtung um die Peripherie jedes Moduls auf einer Seite der Module mit den ersten Kühlplatten bildet.
Im Falle einer doppelseitigen Kühlung weist jedes diskrete Modul eine zweite Kühlplatte auf einer Seite gegenüber der ersten Kühlplatte auf, wobei das erste Kunststoffteil Ausschnitte aufweist, die die zweiten Kühlplatten freilegen. Das erste Kunststoffteil weist auch eine Abdichtstruktur auf, die ein zusätzliches Dichtungsmaterial enthält, das eine wasserdichte Dichtung um die Peripherie jedes Moduls an der Seite der Module mit den zweiten Kühlplatten bildet. Eine Abdeckung kann an der Peripherie eines oder beider Kunststoffteile befestigt sein, um eine wasserdichte Dichtung mit dem entsprechenden Kunststoffteil zu bilden. Ein eingeschlossener Hohlraum zwischen jeder Abdeckung und dem entsprechenden Kunststoffteil ermöglicht eine Fluidströmung über die Kühlplatten jedes diskreten Moduls. Das Kühlsystem macht keine Bolzenverbindungen oder O-Ringe erforderlich. Dementsprechend weist das Kühlsystem eine viel geringere Gefahr des Austretens von Fluid und eine höhere Gestaltungsflexibilität im Vergleich zu herkömmlichen Leistungsmodulkühlsystemen auf, sodass die Systemkosten, die Anzahl der Montageschritte und das Systemgewicht erheblich reduziert werden.
1 stellt ein Beispiel einer Mehrzahl von diskreten Modulen 100 dar. Das Modul 100 kann gekauft oder hergestellt sein. In jedem Fall umfasst jedes Modul 100 einen Halbleiterchip, der von einer Formmasse 102 wie Epoxid eingekapselt ist, eine Mehrzahl von Anschlüssen 104, die mit dem Halbleiterchip elektrisch verbunden sind und mindestens teilweise nicht von der Formmasse 102 abgedeckt sind, und eine Kühlplatte 106, die von der Formmasse 102 mindestens teilweise nicht abgedeckt ist. Die Anschlüsse 104 stellen die notwendigen elektrischen Verbindungen zu dem Halbleiterchip bereit. Die Anschlüsse 104 können vom Leadframe-Typ sein, der aus der Formmasse 102 der Module 100 hervorsteht, wie in 1 dargestellt. Andere Arten von Anschlüssen 104 können verwendet werden, wie von der Art, die in oberflächenmontierten Modulen verwendet werden, z. B. Flügel-, J-Anschlüsse oder flache Anschlüsse.
Der bzw. die Halbleiterchip(s), die in jedem diskreten Modul 100 enthalten sind und mit den entsprechenden Anschlüssen 104 verbunden sind, können von einem beliebigen Typ von Halbleiterchip sein, der eine Flüssigkeitskühlung während des Betriebs erfordert, wie ein IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) -Chip, Leistungs-MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) -Chip, JFET (Junction Field Effect Transistor) -Chip, GaN-Chip, SiC-Chip, Thyristor-Chip, Leistungsdiodenchip usw. Mehr als ein Halbleiterchip kann in einigen oder allen der Module 100 enthalten sein, sowie passive Komponenten. Die Halbleiterchips können eine beliebige Art von gewünschter Schaltung wie eine Halbbrückenschaltung, Vollbrückenschaltung oder 3-Phasen-Schaltung usw. bilden.
Jedes diskrete Modul 100 kann eine einzige Kühlplatte 106 auf einer Seite des Moduls 100 oder ein Paar beabstandeter Kühlplatten 106 auf gegenüberliegenden Seiten des Moduls 100 aufweisen, wobei der entsprechende Halbleiterchip zwischen dem Paar Kühlplatten 106 angeordnet ist (die unteren Modulkühlplatten sind in 1 nicht zu sehen). In jedem Fall bleiben die Modulkühlplatten 106 von der Formmasse 102 des entsprechenden Moduls 100 mindestens teilweise nicht abgedeckt. Die Kühlplatten 106 können Oberflächenstrukturen wie Stifte, Rippen oder eine absichtlich aufgeraute Oberfläche auf einer Seite der Kühlplatten aufweisen, um die Turbulenz von Fluid zu erhöhen, das über die Kühlplatten strömt.
In 2A und 2B ist das Kunststoffgehäuse 200 ausgebildet, das die Peripherie jedes Moduls 102 umgibt, um ein Mehrchipmodul 202 zu bilden. 2A zeigt das Kunststoffgehäuse 200 vor der Montage und 2B zeigt das Kunststoffgehäuse 200 nach dem Zusammenbau.
Das Kunststoffgehäuse 200 weist ein erstes und ein zweites singuläres (d. h. einzelnes oder diskretes Kunststoffteil 204, 206 auf. Die Kunststoffteile 204, 206 können mittels eines beliebigen standardmäßigen Prozesses wie Spritzgießen, 3-D-Drucken usw. gebildet werden. Im Allgemeinen nimmt das erste Kunststoffteil 204 die Module 102 auf. Das zweite singuläre Kunststoffteil 206 ist an der Peripherie 208 des ersten Kunststoffteils 204 befestigt und weist Ausschnitte 210 auf, die die ersten Kühlplatten 106 der Module 102 freilegen. Das zweite Kunststoffteil 206 weist auch eine Abdichtstruktur 212 auf, um ein Dichtungsmaterial aufzunehmen, das eine wasserdichte Dichtung um die Peripherie 212 jedes Moduls 102 auf einer Seite der Module 102 mit den ersten Kühlplatten 106 nach der Montage bildet.
Im Falle einer doppelseitigen Kühlkonfiguration wie in 2A und 2B dargestellt, weist jedes diskrete Modul 102 eine zweite Kühlplatte (nicht ersichtlich) auf der Seite gegenüber der ersten Kühlplatte 106 auf. Gemäß dieser Ausführungsform weist das erste Kunststoffteil 204 auch Ausschnitte oder Fenster 214, die die zweiten Kühlplatten freilegen, und eine Abdichtstruktur 216 auf, die ein Dichtungsmaterial enthält, das eine wasserdichte Dichtung um die Peripherie 212 jedes Moduls 102 auf der Seite der Module mit den zweiten Kühlplatten bildet.
Beide Kunststoffteile 204, 206 weisen eine oder mehrere Öffnungen 218 entlang ihrer jeweiligen Längen auf, um das Dichtungsmaterial in die Abdichtstruktur 212, 216 des entsprechenden Kunststoffteils 204, 206 einzuspritzen. Die Kunststoffteile 204, 206 können auch eine oder mehrere Öffnungen 220 an einem oder beiden Enden der Kunststoffteile 204, 206 aufweisen, um zu ermöglichen, dass Fluid aus einer Seite des Gehäuses 200 zu der anderen Seite strömt, nachdem Abdeckungen an beiden Seiten des montierten Kunststoffgehäuses 200 befestigt wurden. Das erste Kunststoffteil 204 kann an dem zweiten Kunststoffteil 206 mittels eines beliebigen standardmäßigen Kunststoffbefestigungsprozesses wie Kunststoffschweißen, Laserschweißen, Heißsiegeln, Kleben usw. befestigt sein.
3 stellt eine Schnittansicht des zusammengebauten Mehrchipmoduls 202 entlang der Linie mit der Bezeichnung A-A' in 2B dar. Das erste Kunststoffteil 204 weist versenkte Bereiche 300 zum Aufnehmen der diskreten Module 102 auf. Die diskreten Module 102 sind in die jeweiligen versenkten Bereiche 300 eingepasst. Gemäß dieser Ausführungsform weist jedes diskrete Modul 102 ein Paar beabstandete Kühlplatten 106 auf, wie vorstehend hierin beschrieben. Die versenkten Bereiche 300 weisen Ausschnitte oder Fenster 302 auf, sodass die unteren Kühlplatten 106 nach der Montage mindestens teilweise von dem Kunststoffgehäuse 200 nicht abgedeckt bleiben. Das Kunststoffgehäuse 200 kann offene Durchgänge 220 an gegenüberliegenden Enden des Gehäuses 200 aufweisen, wie in 2A und 2B dargestellt, um zu ermöglichen, dass ein Fluid in direktem Kontakt mit den Kühlplatten 106 auf beiden Seiten der diskreten Module 102 strömt.
Die Anschlüsse 104 jedes diskreten Moduls 104 bleiben von dem Kunststoffgehäuse 200 mindestens teilweise nicht abgedeckt. Im Falle eines Leadframe-Typs oder ähnlicher Anschlüsse stehen die Anschlüsse 104 jedes diskreten Moduls 102 aus dem Kunststoffgehäuse 200 hervor, wie in 2B und 3 dargestellt. Eine andere Modulanschlusskonfiguration ist mit anderen Typen von Modulanschlüssen wie oberflächenmontierten Anschlüssen möglich. In jedem Fall können elektrische Verbindungen an den diskreten Modulen 102 vorgenommen werden und die diskreten Module 102 können direkt auf der freiliegenden Seite der Kühlplatten 106 gekühlt werden.
Ferner weisen gemäß der Ausführungsform der doppelseitigen Kühlung, die in 3 dargestellt ist, das erste und das zweite Kunststoffteil 204, 206 des Kunststoffgehäuses 200 beide jeweilige Abdichtstrukturen 216, 212 auf. Jede Abdichtstruktur 216, 212 umfasst eine Nut oder einen Kanal 304, der in dem entsprechenden Kunststoffteil 204, 206 ausgebildet ist, das die Peripherie jedes Moduls 102 auf der Seite des Moduls 102 mit einer Kühlplatte 106 umgibt. Jede Nut 304 ist konfiguriert, mit einem Dichtungsmaterial gefüllt zu werden, das eine wasserdichte Dichtung um die Peripherie des entsprechenden Moduls 102 bildet. Die (obere und untere) Kühlplatte 106 bleiben aufgrund der Ausschnitte oder Fenster 302, die in dem ersten und dem zweiten Kunststoffteil 204, 206 des Kunststoffgehäuses 200 ausgebildet sind, freiliegend. Ein Teil 306 jedes Kunststoffteils 204, 206, das im Inneren der Nuten 304 angeordnet ist, kontaktiert die Seite der Module 102 mit einer Kühlplatte 106 und bildet eine dammartige Struktur, die verhindert, dass Dichtungsmaterial auf die Kühlplatten 106 austritt. Das Dichtungsmaterial kann in die Nuten 304 durch eine oder mehrere Öffnungen 220 eingespritzt werden, die in dem ersten und dem zweiten Kunststoffteil 204, 206 des Gehäuses 200 ausgebildet sind. Die Kunststoffgehäuseteile 204, 206 können zusätzliche Öffnungen 308 zur Belüftung aufweisen.
In 4A und 4B sind jeweilige Abdeckungen 400, 402 an beiden Seiten des Kunststoffgehäuses 200 befestigt, um eine Kühlvorrichtung 404 zu bilden. 4A zeigt die Abdeckungen 400, 402 und das Kunststoffgehäuse 200 vor der Montage und 4B zeigt die Kühlvorrichtung 404 nach dem Zusammenbau.
Eine erste Abdeckung 400 ist an der Peripherie des zweiten Kunststoffteils 406 befestigt ist und eine wasserdichte Dichtung mit dem zweiten Kunststoffteil 206. Ein eingeschlossener Hohlraum 406 ist zwischen der ersten Abdeckung 400 und dem zweiten Kunststoffteil 206 ausgebildet. Der eingeschlossene Hohlraum 406 ist konfiguriert, eine Fluidströmung über die ersten Kühlplatten 106 jedes diskreten Moduls 102 zu ermöglichen. Die zweite Abdeckung 402 ist an einer Peripherie des ersten Kunststoffteils 204 befestigt ist und bildet eine wasserdichte Dichtung mit dem ersten Kunststoffteil 204. Ein eingeschlossener Hohlraum 406 zwischen der zweiten Abdeckung 402 und dem ersten Kunststoffteil 204 ist konfiguriert, eine Fluidströmung über die zweiten Kühlplatten 106 jedes diskreten Moduls 102 zu ermöglichen.
Eine oder beide Abdeckungen 400, 402 weisen mindestens eine Öffnung 410 auf, um eine Fluidströmung in die und aus der Kühlvorrichtung 404 zu ermöglichen. Das Fluid strömt in den eingeschlossenen Hohlräumen 406, 408, die zwischen den jeweiligen Abdeckungen 400, 402 und Kunststoffteilen 204, 206 des Kunststoffgehäuses 200 ausgebildet sind, und überquert die Kühlplatten 106 der diskreten Module 102. Jedes Kunststoffteil 204, 206 des Kunststoffgehäuses 200 kann eine oder mehrere Öffnungen 220 an einem oder beiden Enden des Kunststoffteils 204, 206 aufweisen, um zu ermöglichen, dass Fluid aus einer Seite des Gehäuses 200 zu der anderen Seite strömt, nachdem die Abdeckungen 400, 402 an beiden Seiten des montierten Kunststoffgehäuses 200 befestigt wurden. In einer Ausführungsform sind die Abdeckungen 400, 402 aus Kunststoff gefertigt und an der Peripherie der jeweiligen Kunststoffteile 204, 206 des Kunststoffgehäuses 200 durch einen standardmäßigen Kunststoffbefestigungsprozess wie Kunststoffschweißen, Laserschweißen, Heißsiegeln, Kleben usw. befestigt.
5A und 5B stellen eine andere Ausführungsform einer Kühlvorrichtung 500 dar. 5A stellt eine auseinandergezogene Ansicht der Kühlvorrichtung 500 dar und 5B stellt eine montierte Ansicht der Kühlvorrichtung 500 dar. Gemäß dieser Ausführungsform weist die Kühlvorrichtung 500 eine Mehrzahl von diskreten Modulen, zwei Kunststoffgehäuse 502, 504 und drei Abdeckungen 506, 508, 510 auf. Jedes der diskreten Module weist einen Halbleiterchip, der von einer Formmasse eingekapselt ist, eine Mehrzahl von Anschlüssen, die mit dem Halbleiterchip elektrisch verbunden sind und aus der Formmasse hervorstehen, und eine erste Kühlplatte 106 auf, die von der Formmasse mindestens teilweise nicht abgedeckt ist, wie hierin vorstehend in Verbindung mit 1 beschrieben. Jedes der Kunststoffgehäuse 502, 504 umgibt eine Peripherie eines anderen Teilsatzes der Module, um separate Mehrchipmodule zu bilden. Jedes Kunststoffgehäuse 502, 504 weist ein erstes singuläres Kunststoffteil, das den entsprechenden Teilsatz von Modulen aufnimmt, und ein zweites singuläres Kunststoffteil auf, das an einer Peripherie des ersten Kunststoffteils befestigt ist, wobei das zweite Kunststoffteil Ausschnitte, die die ersten Kühlplatten 106 freilegen, und eine Abdichtstruktur aufweist, die ein Dichtungsmaterial enthält, das eine wasserdichte Dichtung um die Peripherie jedes Moduls auf einer Seite der Module mit den ersten Kühlplatten 106 bildet, wie hierin vorstehend in Verbindung mit 2A, 2B und 3 beschrieben.
Die erste Abdeckung 506 ist an der Peripherie des zweiten Kunststoffteils des ersten Kunststoffgehäuses 502 befestigt, um so eine wasserdichte Dichtung mit dem zweiten Kunststoffteil des ersten Kunststoffgehäuses 502 und einen eingeschlossenen Hohlraum 512 zwischen der ersten Abdeckung 506 und dem zweiten Kunststoffteil zu bilden, wie hierin vorstehend in Verbindung mit 4A und 4B beschrieben. Der eingeschlossene Hohlraum 512 zwischen der ersten Abdeckung 506 und dem zweiten Kunststoffteil des ersten Kunststoffgehäuses 502 ist konfiguriert, eine Fluidströmung über die ersten Kühlplatten 106 jedes diskreten Moduls zu ermöglichen, das in dem ersten Kunststoffgehäuse 502 aufgenommen ist.
Die zweite Abdeckung 508 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Kunststoffgehäuse 502, 504 angeordnet und daran befestigt. Die zweite Abdeckung 508 ist an der Peripherie des zweiten Kunststoffteils des zweiten Kunststoffgehäuses 504 befestigt, um so eine wasserdichte Dichtung mit dem zweiten Kunststoffteil des zweiten Kunststoffgehäuses 504 und einen eingeschlossenen Hohlraum 514 zwischen der zweiten Abdeckung und dem zweiten Kunststoffteil zu bilden, wie hierin vorstehend in Verbindung mit 4A und 4B beschrieben. Der eingeschlossene Hohlraum 514 zwischen der zweiten Abdeckung 508 und dem zweiten Kunststoffteil des zweiten Kunststoffgehäuses 504 ist konfiguriert, eine Fluidströmung über die ersten Kühlplatten 106 jedes diskreten Moduls zu ermöglichen, das in dem zweiten Kunststoffgehäuse 504 aufgenommen ist. Die dritte Abdeckung 510 ist an der Seite des zweiten Kunststoffgehäuses 504 gegenüber der zweiten Abdeckung 508 befestigt. In einer Ausführungsform sind die Abdeckungen 506, 508, 510 aus Kunststoff gefertigt und an der Peripherie der jeweiligen Kunststoffteile 502, 504 durch einen standardmäßigen Kunststoffbefestigungsprozess wie Kunststoffschweißen, Laserschweißen, Heißsiegeln, Kleben usw. befestigt.
Die zweite Abdeckung 508 ist an der Peripherie des ersten Kunststoffteils des ersten Kunststoffgehäuses 502 auf einer Seite des ersten Kunststoffgehäuses 502 befestigt, die weg von der ersten Abdeckung 506 weist, um so eine wasserdichte Dichtung mit dem ersten Kunststoffteil des ersten Kunststoffgehäuses 502 und einen eingeschlossenen Hohlraum (nicht ersichtlich) zwischen der zweiten Abdeckung und dem ersten Kunststoffteil zu bilden, wie hierin vorstehend in Verbindung mit 4A und 4B beschrieben. Der eingeschlossene Hohlraum zwischen der zweiten Abdeckung 508 und dem ersten Kunststoffteil des ersten Kunststoffgehäuses 502 ist konfiguriert, eine Fluidströmung über die zweiten Kühlplatten 106 jedes diskreten Moduls zu ermöglichen, das in dem ersten Kunststoffgehäuse 502 aufgenommen ist, die auf einer Seite der Module angeordnet sind, die weg von der ersten Abdeckung 506 weist.
Die dritte Abdeckung 510 ist an der Peripherie des ersten Kunststoffteils des zweiten Kunststoffgehäuses 504 auf einer Seite des zweiten Kunststoffgehäuses befestigt, die weg von der zweiten Abdeckung 508 weist, um so eine wasserdichte Dichtung mit dem ersten Kunststoffteil des zweiten Kunststoffgehäuses 508 und einen eingeschlossenen Hohlraum (nicht ersichtlich) zwischen der dritten Abdeckung 510 und dem ersten Kunststoffteil zu bilden. Der eingeschlossene Hohlraum zwischen der dritten Abdeckung und dem ersten Kunststoffteil des zweiten Kunststoffgehäuses 508 ist konfiguriert, eine Fluidströmung über die zweiten Kühlplatten 106 jedes diskreten Moduls zu ermöglichen, das in dem zweiten Kunststoffgehäuse 504 aufgenommen ist, die auf einer Seite der Module angeordnet sind, die weg von der zweiten Abdeckung 508 weist.
Gemäß der Ausführungsform, die in 5A und 5B dargestellt ist, weist die erste Abdeckung 506 eine Einlassöffnung 516 zum Aufnehmen von (gekühltem) Fluid in die Kühlvorrichtung 500 und eine Auslassöffnung 518 zum Entfernen von (erwärmtem) Fluid aus der Kühlvorrichtung 500 auf. Gemäß dieser Ausführungsform weist die zweite Abdeckung 508 eine oder mehrere Öffnungen 520 auf, die konfiguriert sind, eine Fluidströmung zwischen dem ersten und dem zweiten Kunststoffgehäuse 502, 504 zu ermöglichen und eine doppelseitige Kühlung aller Module zu ermöglichen, die in beiden Kunststoffgehäusen 502, 504 enthalten sind. Die dritte Abdeckung 510 weist gemäß dieser Ausführungsform keine Öffnungen auf. Als Alternative kann die dritte Abdeckung 510 sowohl Einlass- als auch Auslassöffnungen aufweisen oder die erste Abdeckung 506 kann eine Öffnung aufweisen und die dritte Abdeckung 510 kann die andere Öffnung aufweisen. In jedem Fall sind die Öffnungen 520 in der zweiten Abdeckung 508 mit entsprechenden Öffnungen 522 in dem ersten und dem zweiten Kunststoffgehäuse 502, 504 derart ausgerichtet, dass sie eine Fluidströmung über die Kühlplatten 106 auf gegenüberliegenden Seiten der Module ermöglichen, die in beiden Kunststoffgehäusen 502, 504 enthalten sind.
6A und 6B stellen eine noch andere Ausführungsform einer Kühlvorrichtung 600 dar. 6A stellt eine auseinandergezogene Ansicht der Kühlvorrichtung 600 dar und 6B stellt eine montierte Ansicht der Kühlvorrichtung 600 dar. Die Ausführungsform, die in 6A und 6B dargestellt ist, ist der Ausführungsform ähnlich, die in 5A und 5B dargestellt ist. Das Kühlsystem 500, das in 5A und 5B dargestellt ist, ist auf mindestens drei Kunststoffgehäuse 502, 504, 602 und mindestens vier Abdeckungen 506, 508, 510, 604 erweitert. Das dritte Kunststoffgehäuse 602 umgibt die Peripherie eines anderen Teilsatzes der Module als das erste und das zweite Kunststoffgehäuse 502, 504, um ein zusätzliches Mehrchipmodul zu bilden, wie vorstehend hierin beschrieben. Die dritte Abdeckung 510 ist an der Peripherie des ersten Kunststoffteils des zweiten Kunststoffgehäuses 504 auf einer Seite des zweiten Kunststoffgehäuses 504 befestigt, die weg von der zweiten Abdeckung 508 weist, um so eine wasserdichte Dichtung mit dem ersten Kunststoffteil des zweiten Kunststoffgehäuses 504 und einen eingeschlossenen Hohlraum 606 zwischen der dritten Abdeckung 510 und dem ersten Kunststoffteil zu bilden. Der eingeschlossene Hohlraum 606 zwischen der dritten Abdeckung 510 und dem ersten Kunststoffteil des zweiten Kunststoffgehäuses 504 ist konfiguriert, eine Fluidströmung über zweite Kühlplatten 106 jedes diskreten Moduls zu ermöglichen, das in dem zweiten Kunststoffgehäuse 504 aufgenommen ist, die weg von der zweiten Abdeckung 508 weisen.
Die vierte Abdeckung 604 ist an der Peripherie des ersten Kunststoffteils des dritten Kunststoffgehäuses 602 auf einer Seite des dritten Kunststoffgehäuses 602 befestigt, die weg von der dritten Abdeckung 510 weist, um so eine wasserdichte Dichtung mit dem ersten Kunststoffteil des dritten Kunststoffgehäuses 602 und einen eingeschlossenen Hohlraum (nicht ersichtlich) zwischen der vierten Abdeckung 604 und dem ersten Kunststoffteil zu bilden. Der eingeschlossene Hohlraum zwischen der vierten Abdeckung 604 und dem ersten Kunststoffteil des dritten Kunststoffgehäuses 602 ist konfiguriert, eine Fluidströmung über zweite Kühlplatten 106 jedes diskreten Moduls zu ermöglichen, das in dem dritten Kunststoffgehäuse 602 aufgenommen ist, die weg von der dritten Abdeckung 510 weisen.
Die Kühlvorrichtungsabdeckungen können Oberflächenmerkmale aufweisen, die die Fluidströmung mit der entsprechenden Kühlvorrichtung verbessern.
7 zeigt eine Querschnittsansicht in der Breite einer Ausführungsform eines Kunststoffgehäuses 700 der oben hierin beschriebenen Art mit einer wasserdichten Dichtung zwischen zwei Abdeckungen 702, 704. Fluid tritt in eine Einlassöffnung 706 in einer Abdeckung 702 ein. Die andere Abdeckung 704 kann ein abgeschrägtes oder abgewinkeltes Oberflächenmerkmal 708 aufweisen, um das Fluid zu einer Öffnung oder einem Kanal 710 in dem entsprechenden Ende des Kunststoffgehäuses 700 umzuleiten. Dieses Merkmal ermöglicht, dass Fluid, das in die Einlassöffnung 706 in der ersten Abdeckung 702 eintritt, leichter ungehindert zu den Kunststoffgehäusen über und unter dem Kunststoffgehäuse 700, das in 7 dargestellt ist, strömt. Der Fluidströmungsweg ist in 7 durch gestrichelte Linien angegeben.
8 zeigt eine Querschnittsansicht in der Länge eines Kunststoffgehäuses 800 der oben hierin beschriebenen Art mit einer wasserdichten Dichtung zwischen zwei Abdeckungen 802, 804. Fluid tritt in ein Ende des Kunststoffgehäuses 800 von der oberen Abdeckung 802 in der linken Seite der 8 ein. Diese Ende des Kunststoffgehäuses 800 weist eine Öffnung 806 auf, die ermöglicht, dass sich das Fluid aufteilt und in einen abgedichteten Hohlraum 808 zwischen der oberen Abdeckung 802 und dem Kunststoffgehäuse 800 und einem abgedichteten Hohlraum 810 zwischen der unteren Abdeckung 804 und dem Kunststoffgehäuse 800 strömt. An dem gegenüberliegenden Ende des Kunststoffhohlraums 800 läuft die Fluidströmung in einer zweiten Öffnung 812 in dem Kunststoffgehäuse 800 zusammen und wird nach unten durch eine Öffnung 814 in der unteren Abdeckung 804 auf der rechten Seite von 8 geleitet. Der Fluidströmungsweg ist in 8 durch gestrichelte Linien angegeben.
Ausdrücke mit räumlichem Bezug wie „unter“, „unterhalb“, „niedriger“, „über“, „oberer“ und dergleichen dienen zur Erleichterung der Beschreibung, um die Positionierung eines Elements in Bezug auf ein zweites Element zu beschreiben. Diese Ausdrücke sollen zusätzlich zu verschiedenen Ausrichtungen, die in den Figuren dargestellt sind, verschiedene Ausrichtungen des Bauelements umfassen. Ferner werden Ausdrücke wie „erster“, „zweiter“ und dergleichen auch verwendet, um verschiedene Elemente, Bereiche, Abschnitte usw. zu beschreiben, und sind nicht als einschränkend aufzufassen. In der gesamten Beschreibung sind gleiche Elemente mit gleichen Begriffen bezeichnet.
Die Ausdrücke „aufweisen“, „enthalten“, „einschließen“, „umfassen“ und dergleichen sind offene Begriffe, die das Vorhandensein der genannten Elemente oder Merkmale angeben, aber keine zusätzlichen Elemente oder Merkmale ausschließen. Die Artikel „ein“, „einer“, „eine“ und „der“, „die“, „das“ sowie deren Deklinationen sollen sowohl den Plural als auch den Singular umfassen, wenn der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes vorgibt.

Claims

Kühlvorrichtung, umfassend: eine Mehrzahl von diskreten Modulen (100), von denen jedes umfasst: einen Halbleiterchip, der von einer Formmasse (102) eingekapselt ist; eine Mehrzahl von Anschlüssen (104), die mit dem Halbleiterchip elektrisch verbunden sind und aus der Formmasse (102) hervorstehen; und eine erste Kühlplatte (106), die von der Formmasse (102) mindestens teilweise nicht abgedeckt ist; und ein Kunststoffgehäuse (200), das eine Peripherie jedes Moduls (100) umgibt, um ein Mehrchipmodul zu bilden, wobei das Kunststoffgehäuse (200) Folgendes umfasst: ein erstes singuläres Kunststoffteil (204), das die Module (100) aufnimmt; und ein zweites singuläres Kunststoffteil (206), das an einer Peripherie des ersten Kunststoffteils (204) befestigt ist, wobei das zweite Kunststoffteil (206) Ausschnitte (210), die die ersten Kühlplatten (106) freilegen, und eine Abdichtstruktur (212) aufweist, die ein Dichtungsmaterial enthält, das eine wasserdichte Dichtung um die Peripherie jedes Moduls (100) auf einer Seite der Module (100) mit den ersten Kühlplatten (106) bildet.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Abdichtstruktur (212) des zweiten Kunststoffteils (206) eine Nut (304) umfasst, die in dem zweiten Kunststoffteil (206) ausgebildet ist, umgebend die Peripherie jedes Moduls (100) an der Seite der Module (100) mit den ersten Kühlplatten (106), und wobei das Dichtungsmaterial die Nuten (304) füllt.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Teil (306) des zweiten Kunststoffteils (206), das im Inneren der Nuten (304) angeordnet ist, die Seite der Module (100) mit den ersten Kühlplatten (106) kontaktiert, um zu verhindern, dass das Dichtungsmaterial auf die ersten Kühlplatten (106) austritt.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine erste Abdeckung (400, 506), die an einer Peripherie des zweiten Kunststoffteils (206) befestigt ist und eine wasserdichte Dichtung mit dem zweiten Kunststoffteil (206) bildet; und einen eingeschlossenen Hohlraum (406) zwischen der ersten Abdeckung (400) und dem zweiten Kunststoffteil (206), der konfiguriert ist, eine Fluidströmung über die ersten Kühlplatten (106) jedes diskreten Moduls (100) zu ermöglichen.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jedes diskrete Modul (100) eine zweite Kühlplatte an einer gegenüberliegenden Seite der ersten Kühlplatte (106) aufweist, und wobei das erste Kunststoffteil (204) Ausschnitte (214), die die zweiten Kühlplatten freilegen, und eine Abdichtstruktur (216) aufweist, die zusätzliches Dichtungsmaterial enthält, das eine wasserdichte Dichtung um die Peripherie jedes Moduls (100) auf einer Seite der Module (100) mit den zweiten Kühlplatten bildet.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Abdichtstruktur (212) des ersten Kunststoffteils (204) eine Nut (304) umfasst, die in dem ersten Kunststoffteil (204) ausgebildet ist, umgebend die Peripherie jedes Moduls (100) an der Seite der Module (100) mit den zweiten Kühlplatten, und wobei das zusätzliche Dichtungsmaterial die Nuten (304) in dem ersten Kunststoffteil (204) füllt.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 6, wobei ein Teil des ersten Kunststoffteils (204), das im Inneren der Nuten (304) angeordnet ist, die Seite der Module (100) mit den zweiten Kühlplatten kontaktiert, um zu verhindern, dass das zusätzliche Dichtungsmaterial auf die zweiten Kühlplatten austritt.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 5, ferner umfassend: eine zweite Abdeckung (402), die an einer Peripherie des ersten Kunststoffteils (204) befestigt ist und eine wasserdichte Dichtung mit dem ersten Kunststoffteil (204) bildet; und einen eingeschlossenen Hohlraum (408) zwischen der zweiten Abdeckung (402) und dem ersten Kunststoffteil (204), der konfiguriert ist, eine Fluidströmung über die zweiten Kühlplatten jedes diskreten Moduls (100) zu ermöglichen.
Verfahren zum Herstellen einer Kühlvorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Aufnehmen einer Mehrzahl von Modulen (100) von einem ersten singulären Kunststoffteil (204), wobei jedes der Module (100) einen Halbleiterchip, der von einer Formmasse (102) eingekapselt ist, eine Mehrzahl von Anschlüssen (104), die mit dem Halbleiterchip elektrisch verbunden sind und aus der Formmasse (102) hervorstehen, und eine erste Kühlplatte (106) umfasst, die von der Formmasse (102) mindestens teilweise nicht abgedeckt ist; Befestigen eines zweiten singulären Kunststoffteils (206) an einer Peripherie des ersten Kunststoffteils (204), um ein Kunststoffgehäuse (200) zu bilden, wobei das Kunststoffgehäuse (200) eine Peripherie jedes Moduls (100) umgibt, um ein Mehrchipmodul zu bilden, wobei das zweite Kunststoffteil (206) Ausschnitte (210), die die ersten Kühlplatten (106) freilegen, und eine Dichtungsstruktur aufweist, die zu einer Seite der Module (100) mit den ersten Kühlplatten (106) weisen; und Füllen der Abdichtstruktur (216, 212) mit einem Dichtungsmaterial, das eine wasserdichte Dichtung um die Peripherie jedes Moduls (100) an der Seite der Module (100) mit den ersten Kühlplatten (106) bildet.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Abdichtstruktur (212) des zweiten Kunststoffteils (206) eine Nut (304) umfasst, die in dem zweiten Kunststoffteil (206) ausgebildet ist, umgebend die Peripherie jedes Moduls (100) an der Seite der Module (100) mit den ersten Kühlplatten (106), und wobei das Dichtungsmaterial in die Nuten (304) durch eine Öffnung (218) in dem zweiten Kunststoffteil (206) eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei ein Teil des zweiten Kunststoffteils (206), das im Inneren der Nuten (304) angeordnet ist, die Seite der Module (100) mit den ersten Kühlplatten (106) kontaktiert, um zu verhindern, dass das Dichtungsmaterial auf die ersten Kühlplatten (106) austritt, wenn es in die Nuten (304) durch die Öffnung (218) in dem zweiten Kunststoffteil (206) eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: Befestigen einer ersten Abdeckung (400) an einer Peripherie des zweiten Kunststoffteils (206), um so eine wasserdichte Dichtung mit dem zweiten Kunststoffteil (206) und einen eingeschlossenen Hohlraum (406) zwischen der ersten Abdeckung (400) und dem zweiten Kunststoffteil (206) zu bilden, wobei der eingeschlossene Hohlraum (406) konfiguriert ist, eine Fluidströmung über die ersten Kühlplatten (106) jedes diskreten Moduls (100) zu ermöglichen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei jedes diskrete Modul (100) eine zweite Kühlplatte auf einer Seite gegenüber der ersten Kühlplatte (106) aufweist, und wobei das erste Kunststoffteil (204) Ausschnitte (214), die die zweiten Kühlplatten freilegen, und eine Dichtungsstruktur aufweist, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Füllen der Abdichtstruktur (216) des ersten Kunststoffteils (204) mit zusätzlichem Dichtungsmaterial, das eine wasserdichte Dichtung um die Peripherie jedes Moduls (100) an der Seite der Module (100) mit den zweiten Kühlplatten bildet.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Abdichtstruktur (216) des ersten Kunststoffteils (204) eine Nut (304) umfasst, die in dem ersten Kunststoffteil (204) ausgebildet ist, umgebend die Peripherie jedes Moduls (100) an der Seite der Module (100) mit den zweiten Kühlplatten, und wobei das zusätzliche Dichtungsmaterial in die Nuten (304) durch eine Öffnung (218) in dem ersten Kunststoffteil (204) eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei ein Teil (306) des ersten Kunststoffteils (204), das im Inneren der Nuten (304) angeordnet ist, die Seite der Module (100) mit den zweiten Kühlplatten kontaktiert, um zu verhindern, dass das zusätzliche Dichtungsmaterial auf die zweiten Kühlplatten austritt, wenn es in die Nuten (304) durch die Öffnung (218) in dem ersten Kunststoffteil (204) eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend: Befestigen einer zweiten Abdeckung (402) an einer Peripherie des ersten Kunststoffteils (204), um so eine wasserdichte Dichtung mit dem ersten Kunststoffteil (204) und einen eingeschlossenen Hohlraum (408) zwischen der zweiten Abdeckung (402) und dem ersten Kunststoffteil (204) zu bilden, wobei der eingeschlossene Hohlraum (408) konfiguriert ist, eine Fluidströmung über die zweiten Kühlplatten jedes diskreten Moduls (100) zu ermöglichen.
Kühlvorrichtung, umfassend: eine Mehrzahl von diskreten Modulen (100), von denen jedes einen Halbleiterchip, der von einer Formmasse (102) eingekapselt ist, eine Mehrzahl von Anschlüssen (104), die mit dem Halbleiterchip elektrisch verbunden sind und aus der Formmasse (102) hervorstehen, und eine erste Kühlplatte (106) umfasst, die von der Formmasse (102) mindestens teilweise nicht abgedeckt ist; ein erstes und ein zweites Kunststoffgehäuse (502, 504), von denen jedes eine Peripherie eines anderen Teilsatzes der Module (100) umgibt, um separate Mehrchipmodule zu bilden, wobei jedes der Kunststoffgehäuse (502, 504) ein erstes singuläres Kunststoffteil (204), das den entsprechenden Teilsatz von Modulen (100) aufnimmt, und ein zweites singuläres Kunststoffteil (206) umfasst, das an einer Peripherie des ersten Kunststoffteils (204) befestigt ist, wobei das zweite Kunststoffteil (206) Ausschnitte (210), die die ersten Kühlplatten (106) freilegen, und eine Abdichtstruktur (212) aufweist, die ein Dichtungsmaterial enthält, das eine wasserdichte Dichtung um die Peripherie jedes Moduls (100) auf einer Seite der Module (100) mit den ersten Kühlplatten (106) bildet; eine erste Abdeckung (506), die an einer Peripherie des zweiten Kunststoffteils (206) des ersten Kunststoffgehäuses (502) befestigt ist, um so eine wasserdichte Dichtung mit dem zweiten Kunststoffteil (206) des ersten Kunststoffgehäuses (502) und einen eingeschlossenen Hohlraum (512) zwischen der ersten Abdeckung (506) und dem zweiten Kunststoffteil (206)zu bilden, wobei der eingeschlossene Hohlraum (512) konfiguriert ist, eine Fluidströmung über die ersten Kühlplatten (106) jedes diskreten Moduls (100) zu ermöglichen, das in dem ersten Kunststoffgehäuse (502) enthalten ist; eine zweite Abdeckung (508), die zwischen dem ersten und dem zweiten Kunststoffgehäuse (502, 504) angeordnet und daran befestigt ist, wobei die zweite Abdeckung (508) an einer Peripherie des zweiten Kunststoffteils (206) des zweiten Kunststoffgehäuses (504) befestigt ist, um so eine wasserdichte Dichtung mit dem zweiten Kunststoffteil (206) des zweiten Kunststoffgehäuses (504) und einen eingeschlossenen Hohlraum (514) zwischen der zweiten Abdeckung (508) und dem zweiten Kunststoffteil (206) zu bilden, wobei der eingeschlossene Hohlraum (514) konfiguriert ist, eine Fluidströmung über die ersten Kühlplatten (106) jedes diskreten Moduls (100) zu ermöglichen, das in dem zweiten Kunststoffgehäuse (504) enthalten ist; und eine dritte Abdeckung (510), die auf einer Seite des zweiten Kunststoffgehäuses (504) gegenüber der zweiten Abdeckung (508) befestigt ist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 17, wobei die zweite Abdeckung (508) eine oder mehrere Öffnungen (520) aufweist, die konfiguriert sind, eine Fluidströmung zwischen dem ersten und dem zweiten Kunststoffgehäuse (502, 504) zu ermöglichen.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 17, wobei die zweite Abdeckung (508) an einer Peripherie des ersten Kunststoffteils (204) des ersten Kunststoffgehäuses (502) auf einer Seite des ersten Kunststoffgehäuses (502), die weg von der ersten Abdeckung (506) weist, befestigt ist, um so eine wasserdichte Dichtung mit dem ersten Kunststoffteil (204) des ersten Kunststoffgehäuses (502) und einen eingeschlossenen Hohlraum zwischen der zweiten Abdeckung (508) und dem ersten Kunststoffteil (204) zu bilden, wobei der eingeschlossene Hohlraum konfiguriert ist, eine Fluidströmung über zweite Kühlplatten jedes diskreten Moduls (100) zu ermöglichen, das in dem ersten Kunststoffgehäuse (502) enthalten ist, die auf einer Seite der Module (100) gegenüber den ersten Kühlplatten (106) angeordnet sind.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 17, wobei die dritte Abdeckung (510) an einer Peripherie des ersten Kunststoffteils (204) des zweiten Kunststoffgehäuses (504) auf einer Seite des zweiten Kunststoffgehäuses (504), die weg von der zweiten Abdeckung (508) weist, befestigt ist, um so eine wasserdichte Dichtung mit dem ersten Kunststoffteil (204) des zweiten Kunststoffgehäuses (504) und einen eingeschlossenen Hohlraum zwischen der dritten Abdeckung (510) und dem ersten Kunststoffteil (204) zu bilden, wobei der eingeschlossene Hohlraum konfiguriert ist, eine Fluidströmung über zweite Kühlplatten jedes diskreten Moduls (100) zu ermöglichen, das in dem zweiten Kunststoffgehäuse (504) enthalten ist, die auf einer Seite der Module (100) gegenüber den ersten Kühlplatten (106) angeordnet sind.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 17, ferner umfassend: ein drittes Kunststoffgehäuse (602), das eine Peripherie eines anderen Teilsatzes der Module (100) als das erste und das zweite Kunststoffgehäuse (502, 504) umgibt, um zusätzliche Mehrchipmodule zu bilden, wobei das dritte Kunststoffgehäuse (602) ein erste singuläres Kunststoffteil, das den entsprechenden Teilsatz von Modulen (100) aufnimmt, und ein zweites singuläres Kunststoffteil umfasst, das an einer Peripherie des ersten Kunststoffteils befestigt ist, wobei das zweite Kunststoffteil Ausschnitte, die die ersten Kühlplatten (106) freilegen, und eine Abdichtstruktur aufweist, die ein Dichtungsmaterial enthält, das eine wasserdichte Dichtung um die Peripherie jedes Moduls (100) auf einer Seite der Module (100) mit den ersten Kühlplatten (106) bildet; eine vierte Abdeckung (604), die auf einer Seite des dritten Kunststoffgehäuses (602) gegenüber der dritten Abdeckung (510) befestigt ist, wobei die dritte Abdeckung (510) an einer Peripherie des ersten Kunststoffteils des zweiten Kunststoffgehäuses (504) auf einer Seite des zweiten Kunststoffgehäuses (504), die weg von der zweiten Abdeckung (508) weist, befestigt ist, um so eine wasserdichte Dichtung mit dem ersten Kunststoffteil des zweiten Kunststoffgehäuses (504) und einen eingeschlossenen Hohlraum (606) zwischen der dritten Abdeckung (510) und dem ersten Kunststoffteil zu bilden, wobei der eingeschlossene Hohlraum (606) konfiguriert ist, eine Fluidströmung über zweite Kühlplatten (106) jedes diskreten Moduls (100) zu ermöglichen, das in dem zweiten Kunststoffgehäuse (504) enthalten ist, die auf einer Seite der Module (100) gegenüber den ersten Kühlplatten angeordnet sind.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 21, wobei die vierte Abdeckung (604) an einer Peripherie des ersten Kunststoffteils des dritten Kunststoffgehäuses (602) auf einer Seite des dritten Kunststoffgehäuses (602), die weg von der dritten Abdeckung (510) weist, befestigt ist, um so eine wasserdichte Dichtung mit dem ersten Kunststoffteil des dritten Kunststoffgehäuses (602) und einen eingeschlossenen Hohlraum zwischen der vierten Abdeckung (604) und dem ersten Kunststoffteil zu bilden, wobei der eingeschlossene Hohlraum konfiguriert ist, eine Fluidströmung über zweite Kühlplatten (106) jedes diskreten Moduls (100) zu ermöglichen, das in dem dritten Kunststoffgehäuse (602) enthalten ist, die auf einer Seite der Module (100) gegenüber den ersten Kühlplatten angeordnet sind.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 22, wobei die dritte Abdeckung (510) eine oder mehrere Öffnungen aufweist, die konfiguriert sind, eine Fluidströmung zwischen dem zweiten und dem dritten Kunststoffgehäuse (504, 602) zu ermöglichen.