DE102019120130A1 - Leistungshalbleitermodul und fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Ein Leistungshalbleitermodul, das eine Kühleinrichtung und eine Leistungshalbleitervorrichtung, die an der Kühleinrichtung montiert ist, enthält wobei die Kühleinrichtung enthält: eine Deckenplatte, die eine Bodenfläche aufweist, ein Gehäuse, das einen Kühlmitteldurchflussabschnitt und einen Außenkantenabschnitt aufweist, der den Kühlmitteldurchflussabschnitt umgibt, wobei der Kühlmitteldurchflussabschnitt an der Bodenflächenseite der Deckenplatte in Kontakt, entweder direkt oder indirekt, mit der Bodenfläche der Deckenplatte am Außenkantenabschnitt angeordnet ist; und eine Kühllamelle, die im Kühlmitteldurchflussabschnitt angeordnet ist, wobei die Deckenplatte und das Gehäuse jeweils Befestigungsabschnitte enthalten, die miteinander überlappend in der Deckenplatte und dem Außenkantenabschnitt angeordnet sind und zum Befestigen der Deckenplatte und des Gehäuses an einer externen Einrichtung verwendet werden, wobei die Leistungshalbleitervorrichtung ein Schaltungssubstrat und ein Anschlussgehäuse enthält, die Befestigungsabschnitte weiter nach außen vorstehen als eine Peripherie der Deckenplatte und das Anschlussgehäuse einen Gehäusekörper der entlang eines Umfangs des Schaltungssubstrats angeordnet ist, und Verstärkungsabschnitte, die sich zu Seiten der Deckfläche der Befestigungsabschnitte erstrecken, enthält.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungshalbleitermodul und ein Fahrzeug.
  • VERWANDTE TECHNIK
  • Ein herkömmliches Halbleitermodul ist bekannt, das ein Halbleiterelement wie einen Leistungshalbleiterchip enthält und mit einer Kühleinrichtung bereitgestellt ist, wie zum Beispiel in Patentdokumenten 1 bis 5 dargestellt.
    • Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2017-17195
    • Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2014-179563
    • Patentdokument 3: Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. H7-176642
    • Patentdokument 4: WO 2013/157467
    • Patentdokument 5: Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2017-183421
  • Wenn sich die Temperatur der Kühleinrichtung aufgrund einer Änderung in Umgebungstemperatur, Wärmeerzeugung durch eine Halbleitervorrichtung oder dergleichen ändert, wird auf die Befestigungsabschnitte, die die Kühleinrichtung an der externen Einrichtung oder dergleichen befestigen, eine Belastung ausgeübt.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Zur Lösung dieses Problems ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Leistungshalbleitermodul bereitgestellt, umfassend eine Kühleinrichtung und eine Leistungshalbleitervorrichtung, die an der Kühleinrichtung montiert ist. Die Kühleinrichtung kann eine Deckenplatte enthalten, die eine Bodenfläche aufweist; ein Gehäuse, das einen Kühlmitteldurchflussabschnitt und einen Außenkantenabschnitt, der den Kühlmitteldurchflussabschnitt umgibt, aufweist, wobei der Kühlmitteldurchflussabschnitt an der Bodenflächenseite der Deckenplatte in festem Kontakt, entweder direkt oder indirekt, mit der Bodenfläche der Deckenplatte am Außenkantenabschnitt angeordnet ist; und eine Kühllamelle, die im Kühlmitteldurchflussabschnitt angeordnet ist. Die Deckenplatte und das Gehäuse können jeweils Befestigungsabschnitte enthalten, die zum Befestigen der Deckenplatte und des Gehäuses an einer externen Einrichtung verwendet werden, während die Deckenplatte und der Außenkantenabschnitt überlappend angeordnet sind. Die Leistungsha!bleitervorrichtung kann ein Schaltungssubstrat und ein Anschlussgehäuse enthalten. Die Befestigungsabschnitte können weiter nach außen als eine Peripherie der Deckenplatte vorstehen. Das Anschlussgehäuse kann einen Gehäusekörper enthalten, der entlang eines Umfangs des Schaltungssubstrats angeordnet ist, und Verstärkungsabschnitte, die sich zu Deckflächenseiten der Befestigungsabschnitte erstrecken.
  • Die Deckenplatte kann zwei Sätze gegenüberliegender Kanten, in einer Draufsicht, und vier Eckenabschnitte enthalten. Der Befestigungsabschnitt, mindestens an einem der Eckenabschnitte, kann weiter nach außen vorstehend als die Peripherie der Deckenplatte bereitgestellt sein. Das Gehäuse kann mit einer Öffnung bereitgestellt sein, die den Kühlmitteldurchflussabschnitt mit der Außenseite verbindet. Die Öffnung kann in der Deckenplatte gegenüber dem Eckenabschnitt angeordnet sein, der mit dem Befestigungsabschnitt bereitgestellt ist.
  • Eine Höhe des Verstärkungsabschnitts ist kleiner oder gleich einer Höhe des Gehäusekörpers. Die Verstärkungsabschnitte und die Befestigungsabschnitte können durch einen Klebstoff aneinander gesichert sein. Die Verstärkungsabschnitte können weiter nach außen als eine Peripherie des Gehäusekörpers vorstehen.
  • Die Verstärkungsabschnitte können einen flachen Oberflächenabschnitt enthalten, der entlang eines Umfangs eines Durchgangslochs angeordnet ist, das in einer Auf-/Abwärtsrichtung durchgeht, und einen Zylinder, der den flachen Oberflächenabschnitt umgibt und in der Auf-/Abwärtsrichtung dicker ist als der flache Oberflächenabschnitt. Die Verstärkungsabschnitte können mit dem Gehäusekörper durch eine sanft gekrümmte Oberfläche mit einer Höhe, die vom Gehäusekörper weg zunehmend geringer wird, verbunden sein. Die Verstärkungsabschnitte können mit dem Gehäusekörper durch eine sanft gekrümmte Oberfläche mit einer Breite, die vom Gehäusekörper weg zunehmen schmaler wird, verbunden sein.
  • Eine Dicke des Gehäuses an einer Position gegenüber einem Mittelpunkt der Bodenfläche der Deckenplatte kann dieselbe sein wie eine Dicke des Gehäuses an den Befestigungsabschnitten. An den Befestigungsabschnitten können die Deckenplatte und das Gehäuse dieselbe Dicke aufweisen. Das Leistungshalbleitermodul kann ferner ein Verstärkungselement an den Befestigungsabschnitten umfassen, das zwischen der Deckenplatte und dem Außenkantenabschnitt bereitgestellt ist.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug bereitgestellt, umfassend das oben beschriebene Leistungshalbleitermodul.
  • In dem Absatz Kurzdarstellung sind nicht unbedingt alle notwendigen Merkmale der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann auch eine Teilkombination der oben beschriebenen Merkmale sein.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels eines Leistungshalbleitermoduls 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Ausführungsform.
    • 2A zeigt ein Beispiel der Form der Deckenplatte 20 in einer Draufsicht (xy-Ebene).
    • 2B ist eine schematische Darstellung zur Beschreibung von Vorstehrichtungen des Befestigungsabschnitts 81.
    • 3 zeigt ein Beispiel der Form des Gehäuses 40 in einer Draufsicht (xy-Ebene).
    • 4 zeigt ein Beispiel der Form der Leistungshalbleitervorrichtung 70 in einer Draufsicht (xy-Ebene).
    • 5 ist eine in Einzelteile zerlegte perspektivische Ansicht des Leistungshalbleitermoduls 100.
    • 6 ist eine teilweise vergrößerte perspektivische Ansicht eines Beispiels eines Verstärkungsabschnitt 171-1.
    • 7 ist eine teilweise vergrößerte perspektivische Ansicht eines Vergleichsbeispiels.
    • 8 ist eine teilweise vergrößerte perspektivische Ansicht eines Beispiels eines anderen Verstärkungsabschnitts 181.
    • 9 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines anderen Leistungshalbleitermoduls 102 zeigt.
    • 10 zeigt ein Beispiel der Form des Verstärkungselements 30 in der Draufsicht (xy-Ebene).
    • 11 zeigte die Grundelemente eines Fahrzeugs 200 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 12 ist ein Hauptschaltungsdiagramm des Leistungshalbleitermoduls 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • In der Folge werden einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Ausführungsformen schränken die Erfindung gemäß den Ansprüchen nicht ein und alle Kombinationen der Merkmale, die in den Ausführungsformen beschrieben sind, sind nicht unbedingt für Mittel wesentlich, die durch Aspekte der Erfindung bereitgestellt sind.
  • 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels eines Leistungshalbleitermoduls 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Leistungshalbleitermodul 100 enthält eine Leistungshalbleitervorrichtung 70 und eine Kühleinrichtung 10. Die Leistungshalbleitervorrichtung 70 der vorliegenden Ausführungsform ist an der Kühleinrichtung 10 montiert. In dieser Beschreibung ist die Ebene der Kühleinrichtung 10, auf der die Leistungshalbleitervorrichtung 70 montiert ist, die xy-Ebene, und die Ebene senkrecht zur xy-Ebene verläuft entlang der z-Achse. In dieser Beschreibung verläuft eine Richtung von der Kühleinrichtung 10 zur Leistungshalbleitervorrichtung 70 in der z-Achsenrichtung nach oben und die entgegengesetzte Richtung nach unten, aber die Aufwärts- und Abwärtsrichtungen sind nicht auf die Richtung der Schwerkraft begrenzt. Darüber hinaus wird in dieser Beschreibung für die Oberflächen jeder Komponente die Oberfläche an der Deckseite als die Deckfläche bezeichnet, die Oberfläche an der Bodenseite als die Bodenfläche bezeichnet und Oberflächen zwischen der Deckfläche und der Bodenfläche werden als Seitenflächen bezeichnet.
  • Die Leistungshalbleitervorrichtung 70 enthält einen oder mehrere Halbleiterchips 78, wie Leistungshalbleiter. Als ein Beispiel weist der Halbleiterchip 78 ein Schaltelement auf, das auf einem Halbleitersubstrat bereitgestellt ist, das aus Silizium, Siliziumkarbid oder dergleichen besteht. Das Schaltelement ist zum Beispiel ein bipolarer Transistor mit isoliertem Gate (IGBT) oder ein MOSFET.
  • Die Leistungshalbleitervorrichtung 70 enthält ein Schaltungssubstrat 76 und ein Anschlussgehäuse 72. Das Schaltungssubstrat 76 ist ein isoliertes Substrat, das eine Deckfläche und eine Bodenfläche aufweist, mit einer Schaltungsstruktur an der Deckfläche bereitgestellt ist und zum Beispiel mit einer Metallschicht an der Bodenfläche bereitgestellt ist. Die Schaltungsstruktur kann durch eine Metallschicht gebildet sein. Der Halbleiterchip 78 ist am Schaltungssubstrat 76 durch ein Lötmittel oder dergleichen gesichert. Das Anschlussgehäuse 72 ist aus einem Isoliermaterial wie Harz gebildet. Das Anschlussgehäuse 72 hat einen Innenraum, in dem der Halbleiterchip 78, das Schaltungssubstrat 76, Verdrahtungen und dergleichen aufgenommen sind. Der Innenraum des Anschlussgehäuses 72 ist mit einem Dichtungsabschnitt 74 gefüllt, der den Halbleiterchip 78, das Schaltungssubstrat 76, die Verdrahtungen und dergleichen abdichtet. Der Dichtungsabschnitt 74 ist zum Beispiel ein Isoliermaterial wie Silikongel oder Epoxidharz.
  • Das Anschlussgehäuse 72 enthält einen Gehäusekörper 170, eine Vielzahl von Verstärkungsabschnitten 171 und einen Seitenflächenabschnitt 172. Der Gehäusekörper 170 ist entlang des Umfangs des Schaltungssubstrats 76 angeordnet. Mindestens einer der Vielzahl von Verstärkungsabschnitten 171 erstreckt sich vom Gehäusekörper 170 und dem Verbindungsabschnitt 180 nach außen. Die Einzelheiten jedes der Vielzahl von Verstärkungsabschnitten 171 sind in der Folge näher beschrieben. Die Verstärkungsabschnitte 171, der Seitenflächenabschnitt 172 und der Gehäusekörper 170 sind durch ein Isoliermaterial wie Harz, z.B. Polyphenylensulfid (PPS), einstückig gebildet. Anstelle von PPS kann das Harz, das für das Anschlussgehäuse 72 verwendet wird, aus einem Isolierharz wie Polybutylenterephthalat (PBT), Polybutylacrylat (PBA), Polyamid (PA), Acrylonitrilbutadienstyrol (ABS), Flüssigkristallpolymer (LCP), Polyetheretherketon (PEEK), Polybutylensuccinat (PBS), Urethan und Silizium gewählt werden. Das Harz kann ein Gemisch von zwei oder mehr Arten von Harz sein. Das Harz kann ein Füllmittel (z.B. ein GlasHillmittel) enthalten, um dessen Funktionalität zu verstärken und/oder zu verbessern.
  • Die Kühleinrichtung 10 enthält eine Deckenplatte 20 und ein Gehäuse 40. Die Deckenplatte 20 kann eine tafelförmige Metallplatte sein, die eine Deckfläche 22 und eine Bodenfläche 24 aufweist, die parallel zur xy-Ebene sind. Als ein Beispiel ist die Deckenplatte 20 aus Metall gebildet, enthaltend Aluminium. Die Leistungshalbleitervorrichtung 70 ist an der Deckfläche 22 der Deckenplatte 20 montiert. Wärme, die durch den Halbleiterchip 78 erzeugt wird, wird zur Deckenplatte 20 übertragen, vorwiegend über das Schaltungssubstrat 76. Zum Beispiel sind die wärmeleitenden Komponenten wie das Schaltungssubstrat 76 und Lötmittel zwischen der Deckenplatte 20 und dem Halbleiterchip 78 angeordnet. Das Schaltungssubstrat 76 kann direkt an der Deckfläche 22 der Deckenplatte 20 durch Lötmittel oder dergleichen gesichert werden. In diesem Fall ist das Anschlussgehäuse 72 bereitgestellt, das die Region umgibt, wo das Schaltungssubstrat 76 an der Deckfläche 22 der Deckenplatte 20 angeordnet ist. Als ein anderes Beispiel kann die Leistungshalbleitervorrichtung 70 eine Metallplatte enthalten, die in der Bodenfläche des Anschlussgehäuses 72 freiliegt, das Schaltungssubstrat 76 kann an der Deckfläche dieser Metallplatte gesichert sein und diese Metallplatte kann an der Deckfläche 22 der Deckenplatte 20 gesichert sein.
  • Das Gehäuse 40 ist so angeordnet, dass ein Hohlraum 92 zwischen der Deckenplatte 20 und der Bodenfläche 24 gebildet ist. Der Hohlraum 92 dient als ein Kühlmitteldurchflussabschnitt, durch den ein Kühlmittel wie Wasser fließt. Darüber hinaus ist das Gehäuse 40 so angeordnet, dass es in festem Kontakt, entweder direkt oder indirekt, mit der Bodenfläche 24 der Deckenplatte 20 an der Deckfläche 16 eines Rahmens 62 ist, der als ein Außenkantenabschnitt dient, der den Hohlraum 92 in der xy-Ebene umgibt. Auf diese Weise wird der Hohlraum 92 verschlossen. Hier bezieht sich „indirekter fester Kontakt“ auf einen Zustand, in dem die Bodenfläche 24 der Deckenplatte 20 und das Gehäuse 40 durch ein Hartlötmaterial, Dichtungsmaterial, Klebstoff oder ein anderes Element, das zwischen der Bodenfläche 24 der Deckenplatte 20 und dem Gehäuse 40 bereitgestellt ist. in festem Kontakt sind. Darüber hinaus bezieht sich „fester Kontakt“ auf einen Zustand, in dem das Kühlmittel im Inneren des Hohlraums 92 nicht aus den Abschnitten leckt, die in festem Kontakt sind. Eine Kühllamelle 94 ist im Inneren des Hohlraums 92 angeordnet. Die Kühllamelle 94 kann mit der Bodenfläche 24 der Deckenplatte 20 verbunden sein. Die Wärme, die durch den Halbleiterchip 78 erzeugt wird, wird zum Kühlmittel weitergeleitet, indem das Kühlmittel veranlasst wird, nahe der Kühllamelle 94 zu fließen. Auf diese Weise ist es möglich, die Leistungshalbleitervorrichtung 70 zu kühlen. Das Gehäuse 40 des vorliegenden Beispiels enthält den Rahmen 62. eine Bodenplatte 64 und eine Seitenwand 63.
  • Der Rahmen 62 ist den Hohlraum 92 umgebend in der xy-Ebene angeordnet. Die Deckfläche 16 des Rahmens 62 ist in festem Kontakt, entweder direkt oder indirekt, mit der Bodenfläche 24 der Deckenplatte 20 angeordnet. Mit anderen Worten, die Deckfläche 16 des Rahmens 62 und die Bodenfläche 24 der Deckenplatte 20 sind so bereitgestellt, dass sie den Hohlraum 92 verschließen. Ein Dichtungsmaterial oder ein anderes Element kann zwischen der Deckfläche 16 des Rahmens 62 und der Bodenfläche 24 der Deckenplatte 20 bereitgestellt sein.
  • Im vorliegenden Beispiel ist Hartlötmaterial zwischen der Deckenplatte 20 und dem Gehäuse 40 bereitgestellt. Als ein Beispiel sind die Deckenplatte 20 und das Gehäuse 40 aus Metallen derselben Zusammensetzung gebildet und das Hartlötmaterial ist aus einem Metall mit einem niedrigeren Schmelzpunkt gebildet als die Deckenplatte 20 und dergleichen. Metall, enthaltend Aluminium, kann als dieses Metall verwendet werden. Eine Aluminiumlegierung wie eine Al-Mn-Legierung (3000 Serie Aluminiumlegierung) oder Al-Mg-Si-Legierung (6000 Serie Aluminiumlegierung) kann als dieses Metall, enthaltend Aluminium, verwendet werden. Eine Aluminiumlegierung wie eine Al-Si-Legierung (4000 Serie Aluminiumlegierung) kann als das Hartlötmaterial verwendet werden. Die Aluminiumlegierung, die im vorliegenden Beispiel verwendet wird, ist vorzugsweise eine Legierung, deren Belastbarkeit bei Raumtemperatur in einem Bereich von 35 MPa bis 65 MPa liegt. Die Belastbarkeit bezieht sich auf die Belastung, bei der eine permanente Spannung von 0,2% bei Entladung verursacht wird.
  • Die Bodenplatte 64 ist so angeordnet, dass der Hohlraum 92 zwischen der Deckenplatte 20 und der Bodenfläche 24 gebildet wird. Die Bodenplatte 64 des vorliegenden Beispiels ist mit zwei oder mehr Öffnungen 42 bereitgestellt, um das Kühlmittel in den und aus dem Hohlraum 92 zu leiten. Rohre 90, die das Kühlmittel transportieren, sind mit den Öffnungen 42 verbunden. Die Rohre 90 stehen von der Kühllamelle 94 (in der -z-Achsenrichtung im vorliegenden Beispiel) vor, mit der Bodenplatte 64 als eine Referenz. Die Rohre 90 können Rohrverbindungen (Rohrstutzen) zur Verbindung der Kühleinrichtung 10 mit einem externen Kühlsystem sein.
  • Die Seitenwand 63 definiert den Hohlraum 92 durch Verbinden des Rahmens 62 und der Bodenplatte 64. Die Seitenwand 63 der vorliegenden Ausführungsform verbindet die periphere Kante der Bodenplatte 64 mit der Innenfläche 13 des Rahmens 62. Die Innenfläche 13 des Rahmens 62 ist eine Seitenwand, die zum Hohlraum 92 gerichtet ist. Die periphere Kante der Bodenplatte 64 ist ein peripherer Abschnitt der Bodenplatte 64 in der xy-Ebene.
  • Die Deckenplatte 20 und das Gehäuse 40 enthalten Befestigungsabschnitte 80, die diese Komponenten aneinander befestigen. Die Befestigungsabschnitte 80 befestigen den Verstärkungsabschnitt 171 gemeinsam mit der Deckenplatte 20, dem Gehäuse 40 und der Leistungshalbleitervorrichtung 70. Die Befestigungsabschnitte 80 und der Verstärkungsabschnitt 171 können zum Sichern des Leistungshalbleitermoduls 100 an einer externen Einrichtung verwendet werden.
  • Als ein Beispiel sind die Befestigungsabschnitte 80 Regionen, wo die Deckenplatte 20 und das Gehäuse 40 in festem Kontakt, entweder direkt oder indirekt, gebildet und in der z-Achsenrichtung gestapelt sind, und auch Regionen, wo ein Durchgangsloch 79, das durch die Deckenplatte 20 und das Gehäuse 40 geht, gebildet ist. In 1 sind die Regionen, wo Durchgangslöcher 79 in der Deckenplatte 20 und dem Gehäuse 40 gebildet sind, durch gestrichelte Linien gezeigt. Die Befestigungsabschnitte 80 des vorliegenden Beispiels sind am Rahmen 62 bereitgestellt.
  • 2A zeigt ein Beispiel der Form der Deckenplatte 20 in einer Draufsicht (xy-Ebene). Die Deckenplatte 20 enthält zwei Sätze gegenüberliegender Kanten 26 und 28 in der Draufsicht. Die Deckenplatte 20 des vorliegenden Beispiels hat eine im Wesentlichen rechteckige Form, mit kurzen Kanten 26 und langen Kanten 28. Die Deckenplatte 20 weist vier Eckenabschnitte 29 auf. In dieser Beschreibung ist die Richtung, in der sich die kurzen Kanten 26 erstrecken, die y-Achse, und die Richtung, in der sich die langen Kanten 28 erstrecken, ist die x-Achse.
  • Die rechteckige Peripherie 88, die durch die langen Kanten 28 und die kurzen Kanten 26 definiert ist, ist die Peripherie der Deckenplatte 20. Mit anderen Worten, die Form der Peripherie 88 ist eine Form die durch Ersetzen der unebenen Abschnitte der langen Kanten 28 und kurzen Kanten 26 der Deckenplatte 20 durch gerade Linien entlang der langen Kanten 28 und kurzen Kanten 26 erhalten wird. In 2A ist die Peripherie 88 durch gestrichelte Linien gezeigt.
  • Die Eckenabschnitte 29 beziehen sich auf Regionen nahe den jeweiligen Spitzen der Peripherie 88 der Deckenplatte 20. Als ein Beispiel, wie durch die punktierten Linien in 2A gezeigt, sind die vier Regionen, die an den Ecken der Peripherie 88 angeordnet sind, von den 16 Regionen, die durch Teilen der Peripherie 88 der Deckenplatte 20 in vier gleiche Sektoren in jeder der x-Achsenrichtung und y-Achsenrichtung erhalten werden, die Eckenabschnitte 29. Im vorliegenden Beispiel sind die Eckenabschnitte 29, die gegenüber den Öffnungen 42 des Gehäuses 40 angeordnet sind, die ersten Eckenabschnitte 29-1 und die anderen Eckenabschnitte 29 sind zweite Eckenabschnitte 29-2. Die ersten Eckenabschnitte 29-1 können alle oder einen Teil der Regionen gegenüber den Öffnungen 42 enthalten. In 2A sind die Regionen gegenüber den Öffnungen 42 durch gestrichelte Linien gezeigt.
  • Die Deckenplatte 20 ist mit einem oder mehreren Befestigungsabschnitten 81 bereitgestellt, die Teil der Befestigungsabschnitte 80 sind, die in 1 gezeigt sind. Mindestens ein Befestigungsabschnitt 81 kann an einem Eckenabschnitt 29 bereitgestellt sein. Im vorliegenden Beispiel sind Befestigungsabschnitte 81 an allen der Eckenabschnitte 29 bereitgestellt. Darüber hinaus kann jede lange Kante 28 auch mit einem Befestigungsabschnitt 81 bereitgestellt sein, muss aber nicht mit einem Befestigungsabschnitt 81 bereitgestellt sein. Jede kurze Kante 26 kann mit einem Befestigungsabschnitt 81 bereitgestellt sein, muss aber nicht mit einem Befestigungsabschnitt 81 bereitgestellt sein.
  • Jeder Befestigungsabschnitt 81 ist bereitgestellt, von der Peripherie 88 der Deckenplatte 20 nach außen vorzustehen. Im vorliegenden Beispiel bezieht sich „nach außen“ auf eine Richtung weg vom Mittelpunkt der Deckenplatte 20 in der xy-Ebene. Jeder Befestigungsabschnitt 81 enthält ein Durchgangsloch 82, das Teil der Durchgangslöcher 79 ist, die in 1 gezeigt sind. Jedes Durchgangsloch 82 kann von der Peripherie 88 nach außen, von der Peripherie 88 nach innen oder mit der Peripherie 88 überlappend angeordnet sein.
  • Im vorliegenden Beispiel sind alle der Durchgangslöcher 82 von der Peripherie 88 nach außen an einem jeweiligen ersten Befestigungsabschnitt 81-1 bei einem ersten Eckenabschnitt 29-1 angeordnet. Darüber hinaus können Durchgangslöcher 79 von der Peripherie 88 nach innen oder mit der Peripherie 88 überlappend an den zweiten Befestigungsabschnitten 81-2 der zweiten Eckenabschnitte 29-2 und den dritten Befestigungsabschnitten 81-3 an den Kanten angeordnet sein. Die Rohre 90 sind mit den Öffnungen 42 verbunden. Durch Anordnen der Durchgangslöcher 82 der ersten Befestigungsabschnitte 81-1 von der Peripherie 88 nach außen, kann die Arbeit, die zum Verbinden der Rohre 90 aufzuwenden ist, die Arbeit, die zum Befestigen von Schrauben oder dergleichen in den Durchgangslöchern 82 der ersten Befestigungsabschnitte 81-1 aufzuwenden ist, und dergleichen erleichtert werden.
  • Die Länge, die sich jeder erste Befestigungsabschnitt 81-1 von der Peripherie 88 nach außen erstreckt, ist vorzugsweise größer als die Länge, die sich die anderen Befestigungsabschnitte 81 von der Peripherie 88 nach außen erstrecken. Auf diese Weise ist es möglich, die Durchgangslöcher 82 der ersten Befestigungsabschnitte 81-1 fern der Öffnungen 42 anzuordnen. Darüber hinaus, wie in 1 beschrieben, sind die Befestigungsabschnitte 81 mit den Verstärkungsabschnitten 171 überlappend bereitgestellt und daher kann die Festigkeit jedes ersten Befestigungsabschnitts 81-1 selbst dann beibehalten werden, wenn seine vorstehende Länge lang ist.
  • Jeder erste Befestigungsabschnitt 81-1 kann von der Peripherie 88 in einer Richtung parallel zu den langen Kanten 28 (d.h. die x-Achsenrichtung) in der xy-Ebene vorstehend bereitgestellt sein. Diese parallele Richtung kann einen vorgeschriebenen Fehler enthalten. Zum Beispiel kann eine Neigung von 20 Grad oder weniger zwischen der Richtung der langen Kanten 28 und den Vorstehrichtungen der ersten Befestigungsabschnitte 81-1 vorhanden sein. Die Vorstehrichtung jedes Befestigungsabschnitts 81 kann eine Richtung sein, die die Spitze des Befestigungsabschnitts 81 (des Punkts, der von der Peripherie 88 am weitesten entfernt ist) und die Peripherie 88 über die kürzeste Distanz verbindet. In 2A sind die Vorstehrichtungen einiger der Befestigungsabschnitte 81 durch Pfeile gezeigt. Auf diese Weise, selbst wenn die vorstehenden Längen der ersten Befestigungsabschnitte 81-1 lang sind, ist es möglich zu verhindern, dass die Deckenplatte 20 in der y-Achsenrichtung lang wird.
  • Die zweiten Befestigungsabschnitte 81-2 können so bereitgestellt sein, dass sie in anderen Richtungen vorstehen als die ersten Befestigungsabschnitte 81-1, In dem Beispiel von 2A stehen die zweiten Befestigungsabschnitte 81-2 in Richtungen vor, die 45 Grad Winkel in Bezug auf die y-Achse bilden. Da jeder zweite Befestigungsabschnitt 81-2 eine relativ kurze vorstehende Länge aufweist, wird die Deckenplatte 20 nicht signifikant größer, auch wenn diese zweite Befestigungsabschnitte 81-2 in diese Richtungen vorstehen. Darüber hinaus stehen die dritten Befestigungsabschnitte 81-3 in der y-Achsenrichtung von der Peripherie 88 vor. Die Länge, die die zweiten Befestigungsabschnitte 81-2 in der y-Achsenrichtung von der Peripherie 88 vorstehen, kann dieselbe sein wie die Länge, die die dritten Befestigungsabschnitte 81-3 in der y-Achsenrichtung von der Peripherie 88 vorstehen. In 2A können zwei erste Befestigungsabschnitte 81-1 symmetrisch in Bezug auf den Mittelpunkt der Deckenplatte 20 in der xy-Ebene angeordnet sein. Ebenso können zwei zweite Befestigungsabschnitte 81-2 symmetrisch in Bezug auf den Mittelpunkt der Deckenplatte 20 in der xy-Ebene angeordnet sein.
  • 2B ist eine schematische Darstellung zur Beschreibung von Vorstehrichtungen der Befestigungsabschnitte 81. 2B ist eine vergrößerte Ansicht einer Region nahe einem Befestigungsabschnitt 81-1 und einem Befestigungsabschnitt 81-2. In 2B fehlen die Durchgangslöcher 82 der Befestigungsabschnitte 81. Im vorliegenden Beispiel ist für jeden Befestigungsabschnitt 81 der Punkt. der am weitesten von der Peripherie 88 in der xy-Ebene entfernt ist, eine Spitze 95. Wie oben beschrieben, ist die Vorstellrichtung jedes Befestigungsabschnitts 81 eine Richtung, die die Spitze 95 mit der Peripherie 88 über die kürzeste Distanz verbindet. Wie jedoch durch den Befestigungsabschnitt 81-2 gezeigt, kann in einem Fall, wo eine Vielzahl von Spitzen 95 vorhanden ist, die Vorstehrichtung des Befestigungsabschnitts 81 eine Richtung sein, die die Peripherie 88 und eine Position 96, die der Durchschnitt der Vielzahl von Spitzen 95 in einem xy-Koordinatenraum ist, über die kürzeste Distanz verbindet. Die Position 96, die der Durchschnitt der Vielzahl von Spitzen 95 ist, ist eine Position, die den Durchschnitt der Koordinatenwerte der Vielzahl von Spitzen 95 für jede der x-Koordinate und der y-Koordinate angibt.
  • 3 zeigt ein Beispiel der Form des Gehäuses 40 in einer Draufsicht (xy-Ebene). Die äußere Form des Gehäuses 40 des vorliegenden Beispiels in der xy-Ebene ist dieselbe wie die äußere Form der Deckenplatte 20. Im vorliegenden Beispiel entspricht die äußere Form des Rahmens 62 der äußeren Form des Gehäuses 40. Der Rahmen 62 enthält eine Innenfläche 13 an der Seite des Hohlraums 92 und eine Außenfläche 11 an einer Seite gegenüber der Innenfläche 13. Jede Seitenfläche im vorliegenden Beispiel ist im Wesentlichen senkrecht zur xy-Ebene. In 3 ist die Peripherie 88 der Deckenplatte 20 die Form des Gehäuses 40 überlappend gezeigt. Darüber hinaus weist das Gehäuse 40, in derselben Weise wie die Deckenplatte 20, auch Eckenabschnitte 29 in der xy-Ebene auf.
  • Jeder Eckenabschnitt 29 des Gehäuses 40 ist mit einem Befestigungsabschnitt 85, der einer der Befestigungsabschnitte 80 ist, in derselben Weise wie die Deckenplatte 20 bereitgestellt. Darüber hinaus können Befestigungsabschnitte 85 an jeder Kante des Gehäuses 40 bereitgestellt sein. Jeder Befestigungsabschnitt 85 ist so bereitgestellt, dass er vom Rahmen 62 nach außen, über die Peripherie 88 hinaus, vorsteht. Hier bezieht sich „nach außen“ auf eine Richtung weg vom Mittelpunkt des Hohlraums 92 in der xy-Ebene.
  • Im vorliegenden Beispiel ist die Form jedes Befestigungsabschnitts 85 in der xy-Ebene dieselbe wie die Form des gegenüberliegenden Befestigungsabschnitts 81. Jeder Befestigungsabschnitt 85 ist mit einem Durchgangsloch 86 bereitgestellt. Jedes Durchgangsloch 86 ist an einer Position bereitgestellt, die mit einem Durchgangsloch 82 überlappt, wie in 2A gezeigt.
  • Die Bodenplatte 64 ist im Inneren des Rahmens 62 in der xy-Ebene bereitgestellt. Die Bodenplatte 64 weist vier Eckenabschnitte 19 auf. Die Eckenabschnitte 19 können die vier Regionen, die an den Ecken angeordnet sind, von den 16 Regionen sein, die durch Teilen der Peripherie der Bodenplatte 64 in vier gleiche Sektoren in jeder der x-Achsenrichtung und y-Achsenrichtung erhalten werden, in derselben Weise wie die Eckenabschnitte 29. Die Befestigungsabschnitte 85 sind in der Peripherie 88 der Deckenplatte 20 so bereitgestellt, dass sie nach außen, weg von den Eckenabschnitten 19 der Bodenplatte 64 und den Öffnungen 42 vorstehen.
  • Eine Öffnung 42, die den Hohlraum 92 mit der Außenseite verbindet, ist an einigen der Eckenabschnitte 19 der Bodenplatte 64 bereitgestellt. Die Bodenplatte 64 des vorliegenden Beispiels weist eine Öffnung 42 auf, die an jedem vom zwei Eckenabschnitten 19 bereitgestellt ist, die symmetrisch in Bezug auf den Mittelpunkt der Bodenplatte 64 in der xy-Ebene angeordnet sind. Wie in 2A und 3 gezeigt, sind die Eckenabschnitte 29-1 der Deckenplatte 20, die mit den Befestigungsabschnitten 81-1 bereitgestellt sind, und die Eckenabschnitte 19-1 der Bodenplatte 64, die mit den Öffnungen 42 bereitgestellt sind, an einander gegenüberliegenden Positionen angeordnet.
  • Im vorliegenden Beispiel werden die jeweiligen Eckenabschnitte 19 unter Verwendung der relativen Positionen auf der x-Achse und y-Achse identifiziert, so dass ein Eckenabschnitt 19 an der positiven x-Achsenseite und positiven y-Achsenseite (ein Eckenabschnitt 19-1 in dem Beispiel von 3), ein Eckenabschnitt 19 an der positiven x-Achsenseite und negativen y-Achsenseite (ein Eckenabschnitt 19-2 in dem Beispiel von 3), ein Eckenabschnitt 19 an der negativen x-Achsenseite und positiven y-Achsenseite (ein Eckenabschnitt 19-2 in dem Beispiel von 3) und ein Eckenabschnitt 19 an der negativen x-Achsenseite und negativen y-Achsenseite (ein Eckenabschnitt 19-1 in dem Beispiel von 3) vorhanden sind. Ebenso werden die jeweiligen Eckenabschnitte 29 unter Verwendung der relativen Positionen auf der x-Achse und y-Achse identifiziert, sodass ein Eckenabschnitt 29 an der positiven x-Achsenseite und positiven y-Achsenseite (ein Eckenabschnitt 29-1 in dem Beispiel von 2A), ein Eckenabschnitt 29 an der positiven x-Achsenseite und negativen y-Achsenseite (ein Eckenabschnitt 29-2 in dem Beispiel von 2A), ein Eckenabschnitt 29 an der negativen x-Achsenseite und positiven y-Achsenseite (ein Eckenabschnitt 29-2 in dem Beispiel von 2A) und ein Eckenabschnitt 29 an der negativen x-Achsenseite und negativen y-Achsenseite (ein Eckenabschnitt 29-1 in dem Beispiel von 2A) vorhanden sind. Zwei Eckenabschnitte, die einander in der Bodenplatte 64 und der Deckenplatte 20 gegenüberliegen, beziehen sich auf einen Eckenabschnitt 19 und einen Eckenabschnitt 29, die entsprechende relative Positionen auf der x-Achse und y-Achse haben. Insbesondere liegen der Eckenabschnitt 19 an der positiven x-Achsenseite und positiven y-Achsenseite und der Eckenabschnitt 29 an der positiven x-Achsenseite und positiven y-Achsenseite einander gegenüber, der Eckenabschnitt 19 an der positiven x-Achsenseite und negativen y-Achsenseite und der Eckenabschnitt 29 an der positiven x-Achsenseite und negativen y-Achsenseite liegen einander gegenüber. der Eckenabschnitt 19 an der negativen x-Achsenseite und positiven y-Achsenseite und der Eckenabschnitt 29 an der negativen x-Achsenseite und positiven y-Achsenseite liegen einander gegenüber und der Eckenabschnitt 19 an der negativen x-Achsenseite und negativen y-Achsenseite und der Eckenabschnitt 29 an der negativen x-Achsenseite und negativen y-Achsenseite liegen einander gegenüber.
  • 4 zeigt ein Beispiel der Form der Leistungshalbleitervorrichtung 70 in einer Draufsicht (xy-Ebene) und 5 ist eine in Einzelteile zerlegte perspektivische Ansicht des Leistungshalbleitermoduls 100. Zur Vereinfachung der Beschreibung bezüglich 5 ist ein Zustand gezeigt, in dem die Leistungshalbleitervorrichtung 70, die Deckenplatte 20 und das Gehäuse 40 voneinander getrennt sind, und Komponenten wie die Kühllamelle 94 in der Zeichnung fehlen.
  • Der Gehäusekörper 170 der Leistungshalbleitervorrichtung 70 des vorliegenden Beispiels weist vier Eckenabschnitte 179 entsprechend den vier Eckenabschnitten 29 der Deckenplatte 20 auf und bildet einen im Wesentlichen rechteckigen Rahmen in der xy-Ebene. Daher kann auch behauptet werden, dass die Peripherie des Gehäusekörpers 170 im Wesentlichen rechteckig ist. Jeder Eckenabschnitt 179 des Gehäusekörpers 170 ist mit einem Verstärkungsabschnitt 171-1 oder 171-2 bereitgestellt, der sich von diesem Eckenabschnitt 179 nach außen erstreckt. Im Speziellen stehen diese Verstärkungsabschnitte 171-1 und 171-2 weiter nach außen vor als die Peripherie des Gehäusekörpers 170. Hier bezieht sich „nach außen“ auf eine Richtung weg vom Mittelpunkt der Leistungshalbleitervorrichtung 70 in der xy-Ebene.
  • Im Speziellen stehen alle der Verstärkungsabschnitte 171-1 der Eckenabschnitte 179-1, die den Eckenabschnitten 29-1 gegenüberliegen, weiter nach außen vor als die Peripherie des Gehäusekörpers 170. Andererseits stehen einige der Verstärkungsabschnitte 171-2 der Eckenabschnitte 179-2, die den Eckenabschnitten 29-2 gegenüberliegen, weiter nach außen vor als die Peripherie des Gehäusekörpers 170, während die anderen weiter nach innen als die Peripherie des Gehäusekörpers 170 angeordnet sind. Darüber hinaus ist jeder von dem Paar langer Kantenabschnitte des rechteckigen Gehäusekörpers 170 mit zwei Verstärkungsabschnitten 171-3 bereitgestellt, die im Gehäusekörper 170 angeordnet sind.
  • Die Durchgangslöcher 173, die durch die Verstärkungsabschnitte 171-1 gehen, überlappen mit den Durchgangslöchern 82 der Befestigungsabschnitte 81-1 der Deckenplatte 20 in der Draufsicht. Ebenso überlappen die Durchgangslöcher 173, die durch die Verstärkungsabschnitte 171-2 gehen, mit den Durchgangslöchern 82 der Befestigungsabschnitte 81-2 der Deckenplatte 20 in der Draufsicht und die Durchgangslöcher 173, die durch die Verstärkungsabschnitte 171-3 gehen, überlappen mit den Durchgangslöchern 82 der Befestigungsabschnitte 81-3 der Deckenplatte 20 in der Draufsicht.
  • Die äußere Form der Leistungshalbleitervorrichtung 70 der vorliegenden Ausführungsform in der xy-Ebene ist der äußeren Form der Deckenplatte 20 ähnlich, ist aber etwas größer. Im Speziellen weist die Peripherie des Gehäusekörpers 170 der Leistungshalbleitervorrichtung 70 in der xy-Ebene eine ähnliche Form auf wie die Peripherie 88 der Deckenplatte 20, ist aber etwas größer. Darüber hinaus ist jeder Verstärkungsabschnitt 171 der Leistungshalbleitervorrichtung 70 im vorliegenden Beispiel gegenüber einem Befestigungsabschnitt 81 der Deckenplatte 20 im Leistungshalbleitermodul 100 angeordnet. Jeder Verstärkungsabschnitt 171 und entsprechende Befestigungsabschnitt 81 überlappen in der Draufsicht und jeder Verstärkungsabschnitt 171 steht mit der gesamten Deckfläche des entsprechenden Befestigungsabschnitts 81 in Kontakt, um diese Deckfläche zu bedecken. Mit anderen Worten, die Befestigungsabschnitte 81 der Deckenplatte 20 liegen in der Draufsicht nicht frei. Verstärkungsabschnitte 171 und Befestigungsabschnitte 81, die einander gegenüberliegen, können durch einen Klebstoff aneinander gesichert werden.
  • Mit anderen Worten, die zwei Verstärkungsabschnitte 171-1 der Leistungshalbleitervorrichtung 70 erstrecken sich zur Seite der Deckfläche der zwei Befestigungsabschnitte 81-1 der Deckenplatte 20. Ebenso erstrecken sich die zwei Verstärkungsabschnitte 171-2 der Leistungshalbleitervorrichtung 70 zur Seite der Deckfläche der zwei Befestigungsabschnitte 81-2 der Deckenplatte 20 und die vier Verstärkungsabschnitte 171-3 der Leistungshalbleitervorrichtung 70 erstrecken sich zur Seite der Deckfläche der vier Befestigungsabschnitte 81-3 der Deckenplatte 20. Darüber hinaus erstrecken sich, gemäß den Befestigungsabschnitten 81-1 der Deckenplatte 20, die sich weiter nach außen als die Befestigungsabschnitte 81-2 erstrecken, die Verstärkungsabschnitte 171-1 vom Gehäusekörper 170 weiter nach außen als die Verstärkungsabschnitte 171-2.
  • Wie oben beschrieben sind die Befestigungsabschnitte 80, enthaltend die Befestigungsabschnitte 81 der Deckenplatte 20 und die Befestigungsabschnitte 85 des Gehäuses 40, weiter nach außen vorstehend bereitgestellt als die Seitenwand 63 des Gehäuses 40. Darüber hinaus sind von den Befestigungsabschnitten 81 die Befestigungsabschnitte 81-1 und 81-2 in der Draufsicht weiter nach außen vorstehend bereitgestellt als der Gehäusekörper 170. Mit anderen Worten, die Spitzen der Befestigungsabschnitte 81-1 und 81-2 in der xy-Ebene weisen Auslegerstrukturen auf, die nicht durch andere Elemente des Leistungshalbleitermoduls 100 gestützt werden. Daher verformen sich die Befestigungsabschnitte 81-1 und 81-2 relativ leicht, aber es ist möglich, die Festigkeit der Befestigungsabschnitte 80 durch Bereitstellen der Verstärkungsabschnitte 171-1 und 171-2 zu verbessern.
  • Andererseits sind von den Befestigungsabschnitten 81 alle der Befestigungsabschnitte 81-3 in der Draufsicht weiter nach innen positioniert als der Gehäusekörper 170. Daher stehen die Verstärkungsabschnitte 171-3, die den Befestigungsabschnitten 81-1 gegenüberliegen, nicht weiter nach außen vor als der Gehäusekörper 170. Es kann behauptet werden, dass sich der Gehäusekörper 170 selbst zur Seite der Deckfläche der Befestigungsabschnitte 81-3 erstreckt, um die Befestigungsabschnitte 81-3 zu verstärken.
  • Wie oben beschrieben, ist es durch Bereitstellen der Verstärkungsabschnitte 171 an den Deckflächen der Befestigungsabschnitte 80 möglich, die Festigkeit der Befestigungsabschnitte 80 zu verbessern, in welchen sich Belastung tendenziell konzentriert. Darüber hinaus ist es durch Bereitstellen der Verstärkungsabschnitte 171 möglich, die Festigkeit der Befestigungsabschnitte 80 zu verbessern, ohne die Dicken der Seitenwand 63 und der Bodenplatte 64 zu erhöhen. Da die Dicken der Seitenwand 63 und der Bodenplatte 64 nicht erhöht werden, können sich die Seitenwand 63 und die Bodenplatte 64 relativ leicht in Reaktion auf Belastung verformen. Daher, selbst wenn sich das Kühlmittel im Hohlraum 92 aufgrund zum Beispiel einer Temperaturänderung der Kühllamelle 94 oder dergleichen ausdehnt oder zusammenzieht, ist es leicht, diese Volumenänderung zu absorbieren, indem sich die Seitenwand 63 und die Bodenplatte 64 verformen. Darüber hinaus, selbst wenn in einem Fall, wo das Leistungshalbleitermodul 100 mit einer externen Einrichtung durch die Rohre 90 und Befestigungselemente verbunden ist, Kraft auf das Gehäuse 40 für die Verbindung ausgeübt wird und dann eine weitere Kraft aufgrund einer Vibration ausgeübt wird, werden diese Kräfte durch die Seitenwand 63 und die Bodenplatte 64 absorbiert und die Auslegerstruktur der Befestigungsabschnitte 80 wird durch die Verstärkungsabschnitte 171 gestützt. Daher ist es möglich, die Befestigungsabschnitte 80 zu schützen.
  • 6 ist eine teilweise vergrößerte perspektivische Ansicht eines Beispiels eines Verstärkungsabschnitts 171-1. Der Verstärkungsabschnitt 171-1 des vorliegenden Beispiels wird durch eine Kombination eines Paares dreieckiger Säulenabschnitte 175, die sich über den Gehäusekörper 170 hinaus nach außen erstrecken, und einen zylindrischen Abschnitt 176, der sich über die dreieckigen Säulenabschnitte 175 hinaus weiter nach außen erstreckt, gebildet. Das Paar dreieckiger Säulenabschnitte 175 ist an der Seite des Gehäusekörpers 170 angeordnet, wobei deren Spitzen in der Draufsicht zueinander gerichtet sind. Jeder dreieckige Säulenabschnitt 175 kann hohl sein und eine Bodenfläche enthalten. Stattdessen kann jeder dreieckige Säulenabschnitt 175 massiv sein. Die dreieckigen Säulenabschnitte 175 und der zylindrische Abschnitt 176 können jeweils so angeordnet sein, dass deren Seitenfläche parallel zur z-Achse ist. Anstelle der dreieckigen Säulenabschnitte 175 können andere säulenförmige Körper wie polygonale Säulen oder kreisförmige Säulen mit dem zylindrischen Abschnitt 176 kombiniert werden.
  • Der zylindrische Abschnitt 176 enthält einen flachen Oberflächenabschnitt 177, der um das oben beschriebene Durchgangsloch 173 angeordnet ist, und einen zylindrischen Abschnitt 178, der diesen flachen Oberflächenabschnitt 177 umgibt. Der zylindrische Abschnitt 178 ist in der Auf-/Abwärtsrichtung dicker als der flache Oberflächenabschnitt 177, Darüber hinaus, wie im Querschnitt von 1 gezeigt, ist die Dicke des zylindrischen Abschnitts 178, d.h. die Höhe H2, ausschließlich des Seitenflächenabschnitts 172 in der Auf-/Abwärtsrichtung kleiner oder gleich der Gesamthöhe H1 des Gehäusekörpers 170, ausschließlich des Seitenflächenabschnitts 172. Es kann behauptet werden, dass dieser zylindrische Abschnitt 176 auch hohl ist und eine Teilbodenfläche enthält. Darüber hinaus kann der gesamte Gehäusekörper 170, d.h. der Abschnitt des Anschlussgehäuses 72 ausschließlich der Verstärkungsabschnitte 171, eine gleichförmige Höhe 111 haben, wodurch die Festigkeit des Gehäusekörpers 170 erhöht wird. Das Durchgangsloch 173 und der zylindrische Abschnitt 178 können so angeordnet werden, dass sie koaxial sind.
  • Die dreieckigen Säulenabschnitte 175 und der zylindrische Abschnitt 176 sind von geringem Gewicht und werden leicht gebildet und daher ist es möglich, die Festigkeit der Verstärkungsabschnitte 171 selbst zu erhöhen, wodurch die Festigkeit des Befestigungsabschnitts 80 verbessert wird. Darüber hinaus, indem der flache Oberflächenabschnitt 177 kürzer als der zylindrische Abschnitt 178 gemacht wird, kann der Kopf der Schraube, die zum Befestigen verwendet wird, im zylindrischen Abschnitt 178 aufgenommen werden, und daher kann der Befestigungsabschnitt kleiner gestaltet werden.
  • <Erste beispielhafte Ausführungsform>
  • Ein Abschnitt des Leistungshalbleitermoduls 100, gezeigt in 1 bis 6, der einen Verstärkungsabschnitt 171-1 und einen Befestigungsabschnitt 80-1 enthält, ist als eine erste beispielhafte Ausführungsform bereitgestellt. In der ersten beispielhaften Ausführungsform sind der Verstärkungsabschnitt 171-1 und der Befestigungsabschnitt 80-1 in der Auf-/Abwärtsrichtung in Kontakt, aber nicht mit einem Klebstoff aneinander gesichert.
  • <Zweite beispielhafte Ausführungsform>
  • In der zweiten beispielhaften Ausführungsform wird eine Konfiguration verwendet, die dieselbe wie der Abschnitt des Leistungshalbleitermoduls 100 der ersten beispielhaften Ausführungsform ist, der den Verstärkungsabschnitt 171-1 und den Befestigungsabschnitt 80-1 enthält, und der Verstärkungsabschnitt 171-1 und Befestigungsabschnitt 80-1 wurden mit einem Klebstoff aneinander gesichert. Der verwendete Klebstoff war ein Klebstoff auf Siliziumbasis.
  • <Vergleichsbeispiel>
  • Wie in 7 gezeigt, wird das in 1 bis 6 gezeigte Leistungshalbleitermodul 100 als ein Vergleichsbeispiel verwendet, das nicht mit den Verstärkungsabschnitten 171-1 bereitgestellt ist. Mit anderen Worten, in dem Vergleichsbeispiel liegen die Deckflächen der Befestigungsabschnitte 80-1 der Deckenplatte 20 frei.
  • Es wurde eine Wärmebelastungssimulation unter Verwendung der ersten und zweiten beispielhaften Ausführungsform und des Vergleichsbeispiels durchgeführt. Im Speziellen wurde die Wärmebelastungssimulation zum Berechnen der Belastungsamplitude in dem Abschnitt, wo die größte Belastung durch den Kühler bei ΔT = 100 °C erzeugt wird, in einer TcP/C-Auswertung verwendet, wo angenommen wurde, dass eine große Last simultan in allen Phasen ausgeübt wird. Darüber hinaus wurde angenommen, dass das verwendete Material A3003 war. Auf diese Weise wurden die unten gezeigten Ergebnisse erhalten.
    • Erste beispielhafte Ausführungsform: 4,5 N/mm2
    • Zweite beispielhafte Ausführungsform: 3,7 N/mm2
    • Vergleichsbeispiel: 5,8 N/mm2
  • Nachdem weiters die Lebensdauern vorhergesagt wurden, wurden Ergebnisse erhalten, die angeben, dass die zweite beispielhafte Ausführungsform eine Lebensdauer erzielen kann, die etwa das Vierfache jener des Vergleichsbeispiels ist.
  • 8 ist eine teilweise vergrößerte perspektivische Ansicht eines Beispiels eines anderen Verstärkungsabschnitts 181. Der Verstärkungsabschnitt 181 des vorliegenden Beispiels hat eine sogenannte Wabenstruktur, in der drei hexagonale Säulenabschnitte 185 miteinander verbunden sind. Ein Durchgangsloch 173 ist in dem flachen Oberflächenabschnitt 177 des hexagonalen Säulenabschnitts 185 bereitgestellt, der sich am weitesten nach außen erstreckt. Die anderen zwei hexagonalen Säulenabschnitte 185 können Bodenflächen haben, müssen aber keine Bodenflächen haben.
  • Auf die gleiche Weise wie der Verstärkungsabschnitt 171-1 steht der Verstärkungsabschnitt 181 mit der Deckfläche des Befestigungsabschnitts 81-1 der Deckenplatte 20 in Kontakt, um diese gesamte Deckfläche zu bedecken. Der Verstärkungsabschnitt 181 kann am Befestigungsabschnitt 81-1 durch einen Klebstoff gesichert sein. Mit anderen Worten, der Verstärkungsabschnitt 181 weist in der Draufsicht keine Form ähnlich dem Befestigungsabschnitt 81-1 auf.
  • Darüber hinaus ist die vorliegende Ausführungsform nicht auf die in 6 und 8 gezeigten Beispiele beschränkt und der Verstärkungsabschnitt kann durch andere kreisförmige Säulen oder polygonale Säulen wie quadratische Säulen oder eine Kombination dieser Säulen gebildet werden. Jeder säulenförmige Körper im Verstärkungsabschnitt kann hohl oder massiv sein und kann eine Bodenfläche haben oder nicht, wenn der Verstärkungsabschnitt hohl ist. Die säulenförmige Körper sind so angeordnet, dass ihre Seitenflächen parallel zur z-Achse sind.
  • Der Verstärkungsabschnitt 171-1 von 6 und der Verstärkungsabschnitt 181 von 8 stehen jeweils mit der Deckfläche des Befestigungsabschnitts 81-1 der Deckenplatte 20 in Kontakt, um diese gesamte Deckfläche zu bedecken. Darüber hinaus, wie in 1 gezeigt, ist der Seitenflächenabschnitt 172 so angeordnet, dass er sich außerhalb des Verstärkungsabschnitts 171-1 oder dergleichen nach unten erstreckt, und dieser Seitenflächenabschnitt 172 bedeckt die gesamte Seitenfläche des Befestigungsabschnitts 81-1. Stattdessen kann der Seitenflächenabschnitt 172 nur einen Abschnitt der Seitenfläche des Befestigungsabschnitts 81-1 bedecken. Darüber hinaus kann der Seitenflächenabschnitt 172 die gesamte oder einen Abschnitt der Seitenfläche der Kühleinrichtung 10 bedecken. Im Speziellen kann der Seitenflächenabschnitt 172 die gesamte oder einen Abschnitt der Seitenstirnfläche des Rahmens 62 und der Seitenstirnfläche der Deckenplatte 20 bedecken. Auf diese Weise ist es möglich, die elektrische Isolierung zwischen der Sammelschiene, Kühleinrichtung 10 und Anschlüssen eines Kondensators, die an der Bodenfläche der Kühleinrichtung 10 angeordnet sind, die während Verwendung des Leistungshalbleitermoduls verbunden sind, zu erhöhen. Es sollte festgehalten werden, dass der Seitenflächenabschnitt 172 nicht bereitgestellt sein muss.
  • Anstatt dass der Verstärkungsabschnitt 171-1 oder dergleichen die gesamte Deckfläche des Befestigungsabschnitts 81-1 bedeckt, kann der Verstärkungsabschnitt 171-1 oder dergleichen einen Abschnitt dieser Deckfläche bedecken. Mit anderen Worten, ein Abschnitt des Befestigungsabschnitts 81-1 kann in der Draufsicht freiliegen. In diesem Fall erstreckt sich der Verstärkungsabschnitt 171-1 oder dergleichen vorzugsweise, um mindestens den Umfang der Durchgangsloch 82 in der Draufsicht zu bedecken.
  • Jeder Verbindungsabschnitt 180, der einen Verstärkungsabschnitt 171 mit dem Gehäusekörper 170 verbindet, ist im Wesentlichen im rechten Winkel in der Querschnittsansicht von 1 bereitgestellt, aber der Verbindungszustand ist nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann der Verbindungsabschnitt 180 eine sanft gekrümmte Oberfläche aufweisen. Im Speziellen kann der Verstärkungsabschnitt 171 mit dem Gehäusekörper 170 durch eine sanft gekrümmte Oberfläche mit einer Höhe, die vom Gehäusekörper 170 weg zunehmend geringer wird, verbunden sein. Alternativ kann der Verstärkungsabschnitt 171 mit dem Gehäusekörper 170 durch eine sanft gekrümmte Oberfläche mit einer Breite, die vom Gehäusekörper 170 weg zunehmend schmaler wird, bereitgestellt sein. Durch Verbinden des Verstärkungsabschnitts 171 und des Gehäusekörpers 170 unter Verwendung einer sanft gekrümmten Oberfläche ist es möglich zu verhindern, dass sich eine Belastung am Verbindungsabschnitt 180 konzentriert.
  • Die Deckenplatte 20 und das Gehäuse 40 können dieselbe Dicke an den Befestigungsabschnitten 80 aufweisen. Die Deckenplatte 20 und das Gehäuse 40 können dieselbe Dicke an anderen Regionen als den Befestigungsabschnitten 80 aufweisen.
  • Im Gehäuse 40 können der Rahmen 62 und die Seitenwand 63 einstückig bereitgestellt sein. Der Rahmen 62 und die Seitenwand 63 können durch Schmieden eines einzigen Stücks plattenförmigen Metalls gebildet werden. Darüber hinaus können die Bodenplatte 64 und die Seitenwand 63 einstückig bereitgestellt sein oder die Bodenplatte 64 kann an die Seitenwand 63 hartgelötet sein. Die Bodenplatte 64, der Rahmen 62 und die Seitenwand 63 können dieselbe Dicke aufweisen. Als ein Beispiel kann die Dicke der Bodenplatte 64 an einer Position gegenüber dem Mittelpunkt der Bodenfläche 24 der Deckenplatte 20 dieselbe sein wie die Dicke des Rahmens 62 bei jedem Befestigungsabschnitt 80. Da jede Komponente dieselbe Dicke aufweist, ist es möglich, die Kühleinrichtung 10 unter Verwendung eines allgemeinen Metallrollenmaterials herzustellen.
  • 9 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines anderen Leistungshalbleitermoduls 102 zeigt. In 9 sind Konfigurationen, die dieselben wie in 1 bis 8 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen und auf deren Beschreibung wird verzichtet. Das Leistungshalbleitermodul 102 unterscheidet sich vom Leistungshalbleitermodul 100 von 1, indem es ein Verstärkungselement 30 aufweist, das zwischen der Deckfläche 16 des Rahmens 62 des Gehäuses 40 und der Bodenfläche 24 der Deckenplatte 20 bereitgestellt ist.
  • Das Verstärkungselement 30 ist zwischen dem Gehäuse 40 und der Deckenplatte 20 bei einem Befestigungsabschnitt 80 bereitgestellt. Die Deckenplatte 20 und das Verstärkungselement 30 sind in festem Kontakt miteinander angeordnet, wie auch das Verstärkungselement 30 und das Gehäuse 40. Im vorliegenden Beispiel wird ein Hartlöten zwischen diesen Komponenten durchgeführt. Die Durchgangslöcher 79 sind auch so bereitgestellt, dass sie durch das Verstärkungselement 30 gehen.
  • Das Verstärkungselement 30 kann von jeder Region bereitgestellt sein, wo ein Durchgangsloch 79 an einer Position gegenüber der Seitenwand 63 des Gehäuses 40 in der xy-Ebene bereitgestellt ist. Auf diese Weise ist es möglich zu verhindern, dass sich der Rahmen 62 an den Positionen gegenüber der Seitenwand 63 verformt, und zu verhindern, dass sich eine Belastung am Verbindungsabschnitt zwischen der Seitenwand 63 und dem Rahmen 62 konzentriert. Daher ist es möglich, die Seitenwand 63 zu schützen. Die Seitenwand 63 und die Innenfläche 13 des Verstärkungselements 30 können bündig miteinander angeordnet werden.
  • 10 zeigt ein Beispiel der Form des Verstärkungselements 30 in der Draufsicht (xy-Ebene). Das Verstärkungselement 30 des vorliegenden Beispiels ist den Hohlraum 92 umgebend bereitgestellt, wie in 9 gezeigt. Die äußere Form des Verstärkungselements 30 des vorliegenden Beispiels in der xy-Ebene ist dieselbe wie die äußere Form der Deckenplatte 20. In 10 ist die Peripherie 88 der Deckenplatte 20 die Form des Verstärkungselements 30 überlappend gezeigt.
  • Das Verstärkungselement 30 kann dieselbe Form wie der Rahmen 62 des Gehäuses 40 in der xy-Ebene aufweisen. Das Verstärkungselement 30 ist zwischen der Deckfläche 16 des Rahmens 62 und der Bodenfläche 24 der Deckenplatte 20 angeordnet. Das Verstärkungselement 30 enthält eine Innenfläche 34 an der Seite des Hohlraums 92 und eine Außenfläche 36 an der Seite, die der Seite der Innenfläche 34 gegenüberliegt. Die Innenfläche 34 des Verstärkungselements 30 kann bündig mit der Innenfläche 13 des Rahmens 62 des Gehäuses 40 angeordnet sein. Die Außenfläche 36 des Verstärkungselements 30 kann bündig mit der Außenfläche 11 des Rahmens 62 des Gehäuses 40 angeordnet sein.
  • Auf die gleiche Weise wie die Deckenplatte 20 enthält das Verstärkungselement 30 auch Eckenabschnitte 29 in der xy-Ebene. Jeder Eckenabschnitt 29 des Verstärkungselements 30 ist in derselben Weise wie die Deckenplatte 20 mit einem Befestigungsabschnitt 83 bereitgestellt. Darüber hinaus können einige der Kanten des Verstärkungselements 30 mit Befestigungsabschnitten 83 bereitgestellt sein. Im vorliegenden Beispiel ist die Form jedes Befestigungsabschnitts 83 in der xy-Ebene dieselbe wie die Form des gegenüberliegenden Befestigungsabschnitts 81. Jeder Befestigungsabschnitt 83 ist mit einem Durchgangsloch 84 bereitgestellt. Die Durchgangslöcher 84 sind an Positionen bereitgestellt, die mit den Durchgangslöchern 82 überlappen, die in 2A gezeigt sind.
  • Durch Bereitstellen des Verstärkungselements 30 zusätzlich zu den Verstärkungsabschnitten 171 ist es möglich, die Festigkeit der Befestigungsabschnitte 80 weiter zu verbessern. Das Verstärkungselement 30 kann aus einem Material mit höherer Belastbarkeit als die Deckenplatte 20 und das Gehäuse 40 gebildet werden. Beispiele für ein solches Material enthalten eine Aluminiumlegierung mit einer Belastbarkeit größer oder gleich 50 MPa, vorzugsweise eine Aluminiumlegierung mit einer Belastbarkeit von 50 MPa bis 65 MPa. Auf diese Weise ist es möglich, die Festigkeit der Befestigungsabschnitte 80 weiter zu verbessern.
  • 11 zeigt die Grundelemente eines Fahrzeugs 200 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug 200 ist ein Fahrzeug, das mindestens etwas von seinem Impetus durch Strom erzeugt. Als ein Beispiel ist das Fahrzeug 200 eine Elektroauto, das seinen gesamten Impetus mit einer Stromantriebsvorrichtung wie einem Motor erzeugt, oder ein Hybridfahrzeug, das sowohl eine Stromantriebsvorrichtung wie einen Motor als auch einen Verbrennungsmotor verwendet, der einen Antrieb unter Verwendung eines Treibstoffs wie Benzin durchführt.
  • Das Fahrzeug 200 enthält eine Steuereinrichtung 210 (externe Einrichtung), die die Stromantriebsvorrichtung wie den Motor steuert. Die Steuereinrichtung 210 ist mit dem Leistungshalbleitermodul 100 bereitgestellt. Das Leistungshalbleitermodul 100 kann den Strom steuern, der der Stromantriebsvorrichtung zugeführt wird. Das Leistungshalbleitermodul 100 kann an der Steuereinrichtung 210 durch Befestigungselemente gesichert sein, die in die Befestigungsabschnitte 80 und dergleichen eingesetzt sind. Die Kühleinrichtung 10 des Leistungshalbleitermoduls 100 kann Kühlmittel von einem Kühlsystem der Steuereinrichtung 210 zu leiten, die mit den Öffnungen 42 über die Rohre 90 verbunden ist. Das Leistungshalbleitermodul 102 kann anstelle des Leistungshalbleitermoduls 100 verwendet werden.
  • 12 ist ein Hauptschaltungsdiagramm des Leistungshalbleitermoduls 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Leistungshalbleitermodul 100 kann ein Abschnitt einer On-Board Unit (fahrzeugseitigen Erfassungseinheit) sein, die den Motor des Fahrzeugs antreibt. Das Leistungshalbleitermodul 100 kann als eine Dreiphasen-AC-Wechselrichterschaltung dienen, die Ausgangsanschlüsse U, V und W enthält.
  • Halbleiterchips 78-1, 78-2 und 78-3 können einen unteren Arm des Leistungshalbleitermoduls 100 bilden und Halbleiterchips 78-4, 78-5 und 78-6 können einen oberen Arm des Leistungshalbleitermoduls 100 bilden. Der Satz von Halbleiterchips 78-1 und 78-4 kann einen Schenkel bilden. Der Satz von Halbleiterchips 78-2 und 78-5 und der Satz von Halbleiterchips 78-3 und 78-6 können auch jeweils in derselben Weise einen Schenkel bilden. Im Halbleiterchip 78-1 kann die Emitterelektrode elektrisch mit einem Eingangsanschluss N1 verbunden sein und die Kollektorelektrode kann elektrisch mit dem Ausgangsanschluss U verbunden sein. Im Halbleiterchip 78-4 kann die Emitterelektrode elektrisch mit dem Ausgangsanschluss U verbunden sein und die Kollektorelektrode kann elektrisch mit einem Eingangsanschluss P1 verbunden sein. Ebenso können in den Halbleiterchips 78-2 und 78-3 die Emitterelektroden jeweils elektrisch mit Eingangsanschlüssen N2 und N3 verbunden sein und die Kollektorelektroden können jeweils elektrisch mit den Ausgangsanschlüssen V und W verbunden sein. Darüber hinaus können in den Halbleiterchips 78-5 und 78-6 die Emitterelektroden jeweils elektrisch mit den Ausgangsanschlüssen V und W verbunden sein und die Kollektorelektroden können jeweils elektrisch mit Eingangsanschlüssen P2 und P3 verbunden sein.
  • Jeder Halbleiterchip 78-1 bis 78-6 kann abwechselnd gemäß einem Signal umschalten, das in ein Steuerelektrodenpad des Halbleiterchips 78 eingegeben wird. Im vorliegenden Beispiel kann jeder Halbleiterchip 78 beim Umschalten Wärme erzeugen. Die Eingangsanschlüsse P1. P2 und P3 können mit einer positiven Elektrode einer externen Stromquelle verbunden sein, die Eingangsanschlüsse N1, N2 und N3 können mit einem negativen Anschluss der externen Stromquelle verbunden sein und die Ausgangsanschlüsse U, V und W können mit einer Last verbunden sein. Die Eingangsanschlüsse P1, P2 und P3 können elektrisch miteinander verbunden sein und die anderen Eingangsanschlüsse N1, N2 und N3 können auch elektrisch miteinander verbunden sein.
  • In dem Leistungshalbleitermodul 100 kann die Vielzahl von Halbleiterchips 78-1 bis 78-6 jeweils ein RC-IGBT (umgekehrt leitender IGBT) Halbleiterchip sein. In einem RC-IGBT Halbleiterchip sind ein IGBT und eine freilaufende Diode (FWD) einstückig gebildet und der IGBT und die FWD können antiparallel verbunden sein. Die Vielzahl von Halbleiterchips 78-1 bis 78-6 kann jeweils eine Kombination eines Transistors wie eines MOSFET oder IGBT und einer Diode enthalten. Das Chipsubstrat des Transistors und der Diode kann ein Siliziumsubstrat, ein Siliziumkarbidsubstrat oder ein Galliumnitridsubstrat sein. Die Hauptschaltung des Leistungshalbleitermoduls 102 kann dieselbe sein wie die Hauptschaltung des Leistungshalbleitermoduls 100.
  • Während die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist der technische Umfang der Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Für Fachleute auf dem Gebiet ist klar, dass verschiedene Änderungen und Verbesserungen zu den oben beschriebenen Ausführungsformen hinzugefügt werden können. Aus dem Umfang der Ansprüche geht auch hervor, dass die Ausführungsformen, welchen solche Änderungen oder Verbesserungen hinzugefügt wurden, im technischen Umfang der Erfindung enthalten sein können.
  • Die Betriebe, Prozeduren, Schritte und Stufen jedes Prozesses, der durch eine Einrichtung, ein System, ein Programm und ein Verfahren, wie in den Ansprüchen, Ausführungsformen oder schematischen Darstellungen gezeigt, durchgeführt werden, können in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden, insofern die Reihenfolge nicht durch „früher als“, „bevor“ oder dergleichen angegeben ist und solange der Ausgang von einem vorangehenden Prozess nicht in einem späteren Prozess verwendet wird. Selbst wenn der Prozessablauf mit Begriffen wie „erster“ oder „nächster“ in den Ansprüchen, Ausführungsformen oder schematischen Darstellungen beschrieben ist, bedeutet dies nicht unbedingt, dass der Prozess in dieser Reihenfolge ausgeführt werden muss.
  • Bezugszeichenliste
  • 10: Kühleinrichtung, 11: Außenfläche. 13: Innenfläche, 16: Deckfläche, 19: Eckenabschnitt, 20: Deckenplatte, 22: Deckfläche, 24: Bodenfläche, 26: kurze Kante, 28: lange Kante, 29: Eckenabschnitt, 30: Verstärkungselement, 34: Innenfläche, 36: Außenfläche, 40: Gehäuse, 42: Öffnung, 62: Rahmen, 63: Seitenwand, 64: Bodenplatte, 70: Leistungshalbleitervorrichtung, 72; Anschlussgehäuse, 74: Dichtungsabschnitt, 76: Schaltungssubstrat, 78: Halbleiterchip, 79: Durchgangsloch, 80: Befestigungsabschnitt, 81: Befestigungsabschnitt, 82: Durchgangsloch, 83: Befestigungsabschnitt, 84: Durchgangsloch, 85: Befestigungsabschnitt, 86: Durchgangsloch, 88: Peripherie, 90: Rohr, 92: Hohlraum (Kühlmitteldurchflussabschnitt), 94: Kühllamelle, 95: Spitze, 96: Position, 100: Leistungshalbleitermodul, 102: Leistungshalbleitermodul, 170: Gehäusekörper, 171: Verstärkungselement, 173: Durchgangsloch, 175: dreieckiger Säulenabschnitt, 176: zylindrischer Abschnitt, 177: flacher Abschnitt, 178: zylindrischer Abschnitt, 179: Eckenabschnitt, 180: Verbindungsabschnitt, 181: Verstärkungsabschnitt, 185: hexagonaler Säulenabschnitt, 200: Fahrzeug, 210: Steuereinrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 201717195 [0002]
    • JP 2014179563 [0002]
    • JP H7176642 [0002]
    • WO 2013/157467 [0002]
    • JP 2017183421 [0002]

Claims (16)

  1. Leistungshalbleitermodul; umfassend eine Kühleinrichtung und eine Leistungshalbleitervorrichtung, die an der Kühleinrichtung montiert ist, wobei die Kühleinrichtung enthält: eine Deckenplatte, die eine Bodenfläche aufweist; ein Gehäuse, das einen Kühlmitteldurchflussabschnitt und einen Außenkantenabschnitt aufweist, der den Kühlmitteldurchflussabschnitt umgibt, wobei der Kühlmitteldurchflussabschnitt an der Bodenflächenseite der Deckenplatte in festem Kontakt, entweder direkt oder indirekt, mit der Bodenfläche der Deckenplatte am Außenkantenabschnitt angeordnet ist; und eine Kühllamelle, die im Kühlmitteldurchflussabschnitt angeordnet ist, die Deckenplatte und das Gehäuse jeweils Befestigungsabschnitte enthalten, die zum Befestigen der Deckenplatte und des Gehäuses an einer externen Einrichtung verwendet werden, während die Deckenplatte und der Außenkantenabschnitt überlappend angeordnet sind, die Leistungshalbleitervorrichtung ein Schaltungssubstrat und ein Anschlussgehäuse enthält, die Befestigungsabschnitte weiter nach außen als eine Peripherie der Deckenplatte vorstehen, das Anschlussgehäuse einen Gehäusekörper, der entlang eines Umfangs des Schaltungssubstrats angeordnet ist, und Verstärkungsabschnitte, die sich zur Seiten der Deckfläche der Befestigungsabschnitte erstrecken, enthält, und die Verstärkungsabschnitte Seitenflächenabschnitte enthalten, die Seitenflächen der Befestigungsabschnitte bedecken.
  2. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, wobei der Deckenabschnitt einen Satz langer Kanten, einen Satz kurzer Kanten und vier Eckenabschnitte in einer Draufsicht enthält und die Befestigungsabschnitte enthalten: einen ersten Befestigungsabschnitt, der ein Durchgangsloch aufweist, das weiter nach außen als die Peripherie der Deckenplatte angeordnet ist, und in einer Richtung parallel zu den langen Kanten der Deckenplatte vorsteht; und einen zweiten Befestigungsabschnitt, der ein Durchgangsloch aufweist, das weiter nach innen als die oder überlappend mit der Peripherie der Deckenplatte angeordnet ist, und in einer Richtung vorsteht, die nicht parallel zu den langen Kanten der Deckenplatte ist.
  3. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, wobei die Deckenplatte zwei Sätze gegenüberliegender Kanten, in einer Draufsicht, und vier Eckenabschnitte aufweist, der Befestigungsabschnitt, mindestens an einem der Eckenabschnitte, weiter nach außen als die Peripherie der Deckenplatte vorstehend bereitgestellt ist, das Gehäuse mit einer Öffnung bereitgestellt ist, die den Kühlmitteldurchflussabschnitt mit der Außenseite verbindet, und die Öffnung in der Deckenplatte gegenüber dem Eckenabschnitt angeordnet ist, der mit dem Befestigungsabschnitt bereitgestellt ist.
  4. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 3, wobei die Öffnung des Gehäuses durch eine Bodenfläche des Gehäuses in einer Auf-/Abwärtsrichtung durchgehend bereitgestellt ist.
  5. Leistungshalbleitermodul umfassend eine Kühleinrichtung und eine Leistungshalbleitervorrichtung, die an der Kühleinrichtung montiert ist, wobei die Kühleinrichtung enthält: eine Deckenplatte, die eine Bodenfläche aufweist; ein Gehäuse, das einen Kühlmitteldurchflussabschnitt, einen Außenkantenabschnitt, der den Kuhlmitteldurchflussabschnitt umgibt, eine Bodenplatte, die den Kühlmitteldurchflussabschnitt zwischen der Deckenplatte und ihrer Bodenfläche enthält, und eine Seitenwand, die den Außenkantenabschnitt und die Bodenplatte verbindet, aufweist, wobei das Gehäuse in festem Kontakt, entweder direkt oder indirekt, mit der Bodenfläche der Deckenplatte am Außenkantenabschnitt angeordnet ist; und eine Kühllamelle, die im Kühlmitteldurchflussabschnitt angeordnet ist, die Deckenplatte und das Gehäuse jeweils Befestigungsabschnitte enthalten, die zum Befestigen der Deckenplatte und des Gehäuses an einer externen Einrichtung verwendet werden, während die Deckenplatte und der Außenkantenabschnitt überlappend angeordnet sind, die Leistungshalbleitervorrichtung ein Schaltungssubstrat und ein Anschlussgehäuse enthält, das Gehäuse mit einer Öffnung in der Bodenplatte zum Verbinden des Kühlmitteldurchflussabschnitts mit der Außenseite bereitgestellt ist, die Befestigungsabschnitte weiter nach außen vorstehen als eine Peripherie der Deckenplatte und das Anschlussgehäuse einen Gehäusekörper, der entlang eines Umfangs des Schaltungssubstrats angeordnet ist, und Verstärkungsabschnitte, die sich zu Seiten der Deckfläche der Befestigungsabschnitte erstrecken, enthält.
  6. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 5, wobei die Befestigungsabschnitte von einer Seite gegenüber der Öffnung und der Bodenplatte an der Peripherie der Deckenplatte nach außen vorstehend bereitgestellt sind.
  7. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Höhe des Verstärkungsabschnitts kleiner oder gleich einer Höhe des Gehäusekörpers ist.
  8. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Verstärkungsabschnitte und die Befestigungsabschnitte durch einen Klebstoff aneinander gesichert sind.
  9. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Verstärkungsabschnitte weiter nach außen vorstehen als eine Peripherie des Gehäusekörpers.
  10. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Verstärkungsabschnitte einen flachen Oberflächenabschnitt, der entlang eines Umfangs eines Durchgangslochs angeordnet ist, das in einer Auf-/Abwärtsrichtung hindurchgeht, und einen Zylinder, der den flachen Oberflächenabschnitt umgibt, und dicker als der flache Oberflächenabschnitt in der Auf-/Abwärtsrichtung ist, enthalten.
  11. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Verstärkungsabschnitte mit dem Gehäusekörper durch eine sanft gekrümmte Oberfläche mit einer Höhe, die vom Gehäusekörper weg zunehmend niedriger wird, verbunden sind.
  12. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Verstärkungsabschnitte mit dem Gehäusekörper durch eine sanft gekrümmte Oberfläche mit einer Breite, die vom Gehäusekörper weg zunehmen schmaler wird, verbunden sind.
  13. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei eine Dicke des Gehäuses an einer Position gegenüber einem Mittelpunkt der Bodenfläche der Deckenplatte dieselbe ist wie eine Dicke des Gehäuses an den Befestigungsabschnitten.
  14. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei an den Befestigungsabschnitten die Deckenplatte und das Gehäuse dieselbe Dicke aufweisen.
  15. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 14, ferner umfassend ein Verstärkungselement, das zwischen der Deckenplatte und dem Außenkantenabschnitt an den Befestigungsabschnitten bereitgestellt ist.
  16. Fahrzeug umfassend das Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
DE102019120130.6A 2018-08-13 2019-07-25 Leistungshalbleitermodul und fahrzeug Active DE102019120130B4 (de)

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