DE102022111590A1

DE102022111590A1 - Leistungselektroniksystem und verfahren zur herstellung eines leistungselektroniksystems

Info

Publication number: DE102022111590A1
Application number: DE102022111590.9A
Authority: DE
Inventors: Christoph Koch
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2022-05-10
Filing date: 2022-05-10
Publication date: 2023-11-16
Also published as: CN117038608A; US20230369067A1

Abstract

Ein Leistungselektroniksystem weist ein Leistungshalbleitermodul auf, das Folgendes aufweist: eine Grundplatte, die eine erste Seite, eine gegenüberliegende zweite Seite und eine Kante, die die erste und die zweite Seite verbindet, aufweist, und einen Leistungshalbleiterchip, der an der ersten Seite der Grundplatte angeordnet ist; und einen Kühler, der eine Öffnung aufweist, wobei die Kante der Grundplatte in direktem Kontakt mit einer Kante der Öffnung steht, so dass ein durch den Kühler bereitgestellter Fluidkanal an der Öffnung durch die Grundplatte abgedichtet ist und die zweite Seite der Grundplatte eine Wand des Fluidkanals bildet, wobei eine Grenzfläche zwischen der Grundplatte und dem Kühler an der Öffnung frei von jeglicher Schweißverbindung ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Leistungselektroniksystem sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungselektroniksystems.
HINTERGRUND
Ein Leistungselektroniksystem weist mindestens ein Leistungshalbleitermodul und einen Kühler auf, der so konfiguriert ist, dass er die von dem Leistungshalbleitermodul während des Betriebs erzeugte Wärme ableitet. Eine Grundplatte des Leistungshalbleitermoduls bzw. der Leistungshalbleitermodule kann so mit dem Kühler verbunden sein, dass die Grundplatte eine Öffnung im Kühler abdichtet und dass eine untere Seite der Grundplatte in direktem Kontakt mit einer Kühlflüssigkeit innerhalb des Kühlers stehen kann. Um die Öffnung insbesondere wasserdicht abschließen zu können, kann es erforderlich sein, dass die Grundplatte einen vergleichsweise großen Außenrand aufweist, der für Befestigungsstrukturen, z. B. Schraubbefestigungsbereiche, und/oder einen Dichtungsbereich reserviert ist. Darüber hinaus kann das Bereitstellen eines dichten Abschlusses einen oder mehrere vergleichsweise fehleranfällige und/oder zeitaufwändige Anordnungsprozesse aufweisen, die beispielsweise die Gesamtkosten des Leistungselektroniksystems erhöhen können. Verbesserte Leistungselektroniksysteme sowie verbesserte Verfahren zur Herstellung von Leistungselektroniksystemen können eine Lösung für diese und andere Probleme bereitstellen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
KURZFASSUNG
Verschiedene Aspekte betreffen ein Leistungselektroniksystem, aufweisend: ein Leistungshalbleitermodul, aufweisend: eine Grundplatte, die eine erste Seite, eine gegenüberliegende zweite Seite und eine die erste und zweite Seite verbindende Kante aufweist, und einen Leistungshalbleiterchip, der an der ersten Seite der Grundplatte angeordnet ist; und einen Kühler, der eine Öffnung aufweist, wobei die Kante der Grundplatte in direktem Kontakt mit einer Kante der Öffnung steht, so dass ein von dem Kühler bereitgestellter Fluidkanal an der Öffnung durch die Grundplatte abgedichtet ist und die zweite Seite der Grundplatte eine Wand des Fluidkanals bildet, wobei eine Grenzfläche zwischen der Grundplatte und dem Kühler an der Öffnung frei von jeglicher Schweißverbindung ist.
Verschiedene Aspekte beziehen sich auf ein Leistungselektroniksystem, das Folgendes aufweist: ein Leistungshalbleitermodul, das Folgendes aufweist: eine Grundplatte, die eine erste Seite, eine gegenüberliegende zweite Seite und eine die erste und zweite Seite verbindende Kante aufweist, und einen Leistungshalbleiterchip, der an der ersten Seite der Grundplatte angeordnet ist; und einen Kühler, der eine Öffnung aufweist, wobei die Kante der Grundplatte in direktem Kontakt mit einer Kante der Öffnung steht, so dass ein von dem Kühler bereitgestellter Fluidkanal an der Öffnung durch die Grundplatte abgedichtet wird und die zweite Seite der Grundplatte eine Wand des Fluidkanals bildet, wobei das Leistungshalbleitermodul und der Kühler in reversibler Weise verbunden sind, wobei das Erwärmen des Kühlers und/oder das Abkühlen der Grundplatte auf eine relative Temperaturdifferenz von 60°C oder mehr die Verbindung löst.
Verschiedene Aspekte beziehen sich auf ein Leistungselektroniksystem, das Folgendes aufweist: ein Leistungshalbleitermodul, das Folgendes aufweist: eine Grundplatte, die eine erste Seite, eine gegenüberliegende zweite Seite und eine die erste und zweite Seite verbindende Kante aufweist, und einen Leistungshalbleiterchip, der an der ersten Seite der Grundplatte angeordnet ist; und einen Kühler, der eine Öffnung aufweist, wobei die Kante der Grundplatte in direktem Kontakt mit einer Kante der Öffnung steht, so dass ein von dem Kühler bereitgestellter Fluidkanal an der Öffnung durch die Grundplatte abgedichtet wird und die zweite Seite der Grundplatte eine Wand des Fluidkanals bildet, wobei eine Verbindung zwischen der Grundplatte und dem Kühler durch einen Wärmeschrumpfungsprozess oder einen Wärmeausdehnungsprozess hergestellt ist.
Verschiedene Aspekte beziehen sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungselektroniksystems, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Bereitstellen eines Leistungshalbleitermoduls, umfassend: eine Grundplatte, die eine erste Seite, eine gegenüberliegende zweite Seite und eine die erste und zweite Seite verbindende Kante aufweist, und einen Leistungshalbleiterchip, der auf der ersten Seite der Grundplatte angeordnet ist, Bereitstellen eines Kühlers, der eine Öffnung aufweist, und Verbinden des Leistungshalbleitermoduls mit dem Kühler unter Verwendung eines Wärmeschrumpfungsprozesses und/oder eines Wärmeausdehnungsprozesses, so dass die Kante der Grundplatte in direktem Kontakt mit einer Kante der Öffnung steht und so dass ein von dem Kühler bereitgestellter Fluidkanal an der Öffnung durch die Grundplatte abgedichtet wird und die zweite Seite der Grundplatte eine Wand des Fluidkanals bildet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen zeigen Beispiele und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Offenbarung. Andere Beispiele und viele der beabsichtigten Vorteile der Offenbarung werden in Anbetracht der folgenden detaillierten Beschreibung leicht zu erkennen sein. Die Elemente in den Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu zueinander. Identische Bezugsziffern bezeichnen entsprechende ähnliche Teile.

Die 1A und 1B zeigen jeweils eine Schnittdarstellung eines Leistungselektroniksystems vor der Montage (1A) und nach der Montage (1B).
Die 2A und 2B zeigen jeweils eine Draufsicht auf einen Kühler (2A) und ein Leistungshalbleitermodul (2B), die Bestandteile eines Leistungselektroniksystems sein können.
3 zeigt eine Draufsicht auf eine untere Seite einer Grundplatte, wobei die Grundplatte so konfiguriert ist, dass sie mit einem Kühler verbunden werden kann.
4 zeigt eine Schnittdarstellung eines Details eines Leistungselektroniksystems, bei dem eine Polymerdichtung zwischen einer Grundplatte und einem Kühler angeordnet ist.
5 zeigt eine Schnittdarstellung eines Details eines Leistungselektroniksystems, bei dem eine Kante einer Grundplatte einen Grat aufweist.
6 zeigt eine Schnittdarstellung eines weiteren Leistungselektroniksystems, bei dem ein Leistungselektroniksubstrat zwischen einem Leistungshalbleiterchip und einer Grundplatte angeordnet ist.
7 zeigt eine Draufsicht auf einen Kühler für ein Leistungselektroniksystem, wobei der Kühler eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, die jeweils zur Aufnahme einer Grundplatte konfiguriert sind.
8 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Herstellung eines Leistungselektroniksystems.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden richtungsbezogene Begriffe wie „oben“, „unten“, „links“, „rechts“, „obere“, „untere“ usw. mit Bezug auf die Ausrichtung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da die Komponenten der Offenbarung in einer Reihe von verschiedenen Ausrichtungen positioniert werden können, wird die richtungsbezogene Terminologie nur zur Veranschaulichung verwendet. Es versteht sich, dass auch andere Beispiele verwendet und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können.
Darüber hinaus kann ein bestimmtes Merkmal oder ein bestimmter Aspekt eines Beispiels zwar nur in Bezug auf eine von mehreren Ausführungsformen offenbart werden, doch kann ein solches Merkmal oder ein solcher Aspekt mit einem oder mehreren anderen Merkmalen oder Aspekten der anderen Ausführungsformen kombiniert werden, wie es für eine gegebene oder bestimmte Anwendung erwünscht und vorteilhaft ist, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes vermerkt oder technisch eingeschränkt ist. Soweit in der ausführlichen Beschreibung oder in den Ansprüchen die Begriffe „umfassen“, „haben“, „mit“ oder andere Varianten davon verwendet werden, sind diese Begriffe in ähnlicher Weise umfassend zu verstehen wie der Begriff „aufweisen“. Die Begriffe „gekoppelt“ und „verbunden“ sowie deren Ableitungen können verwendet werden. Es ist davon auszugehen, dass diese Begriffe verwendet werden können, um anzuzeigen, dass zwei Elemente zusammenwirken oder miteinander interagieren, unabhängig davon, ob sie in direktem physischen oder elektrischen Kontakt stehen, oder ob sie nicht in direktem Kontakt miteinander stehen; zwischen den „zusammengefügten“, „angebrachten“ oder „verbundenen“ Elementen können Zwischenelemente oder Schichten bereitgestellt werden. Es ist jedoch auch möglich, dass die „zusammengefügten“, „angebrachten“ oder „verbundenen“ Elemente in direktem Kontakt zueinander stehen. Auch ist der Begriff „beispielhaft“ lediglich als Beispiel gemeint und nicht als das Beste oder Optimum.
Ein effizientes Leistungselektroniksystem und ein effizientes Verfahren zur Herstellung eines Leistungselektroniksystems können zum Beispiel den Materialverbrauch, die ohmschen Verluste, den chemischen Abfall usw. reduzieren und somit Energie- und/oder Ressourceneinsparungen ermöglichen. Verbesserte Leistungselektroniksysteme und verbesserte Verfahren zur Herstellung eines Leistungselektroniksystems, wie in dieser Beschreibung angegeben, können somit zumindest indirekt zu grünen Technologielösungen beitragen, d.h. zu klimafreundlichen Lösungen, die eine Verringerung des Energie- und/oder Ressourcenverbrauchs bereitstellen.
1A zeigt eine Schnittdarstellung eines Leistungshalbleitermoduls 110 und eines Kühlers 140 eines Leistungselektroniksystems 100 vor der Montage. 1B zeigt das Leistungselektroniksystem 100, nachdem das Leistungshalbleitermodul 110 und der Kühler 140 zusammengefügt worden sind.
Einem Beispiel zufolge weist das Leistungselektroniksystem 100 ein einziges Leistungshalbleitermodul 110 auf. Nach einem anderen Beispiel weist das Leistungselektroniksystem 100 eine Vielzahl von Leistungshalbleitermodulen 110 auf. Bei den Leistungshalbleitermodulen 110 kann es sich um identische Module oder um unterschiedliche Typen von Modulen handeln. Ferner können die Leistungshalbleitermodule 110 elektrisch miteinander gekoppelt sein. Es ist jedoch auch möglich, dass zumindest eines der Leistungshalbleitermodule 110 nicht mit anderen Leistungshalbleitermodulen 110 des Leistungselektroniksystems 100 elektrisch gekoppelt ist.
Das Leistungshalbleitermodul 110 weist eine Grundplatte 120 und einen Leistungshalbleiterchip 130 auf. Die Grundplatte 120 weist eine erste Seite 121, eine gegenüberliegende zweite Seite 122 und eine Kante 123 auf, die die erste und zweite Seite 121, 122 verbindet.
Das Leistungshalbleitermodul 110 kann so konfiguriert sein, dass es mit einer hohen elektrischen Spannung und/oder einem hohen Strom arbeitet. Das Leistungshalbleitermodul 110 kann jede geeignete Schaltung aufweisen, zum Beispiel eine Konverter-Schaltung, eine Inverter-Schaltung, eine Halbbrückenschaltung usw.
Das Leistungshalbleitermodul 110 kann eine Verkapselung aufweisen, die den Leistungshalbleiterchip 130 (in 1 nicht dargestellt) einkapselt. Die Verkapselung kann zum Beispiel einen Formkörper und/oder einen Kunststoffrahmen aufweisen. Außerdem kann das Leistungshalbleitermodul 110 externe Kontakte aufweisen, die aus der Verkapselung herausragen. Die externen Kontakte können als Leistungskontakte, Steuerkontakte, Messkontakte usw. ausgeführt sein.
Die Grundplatte 120 kann jedes geeignete Material aufweisen oder daraus bestehen, insbesondere ein Metall oder eine Metalllegierung. Die Grundplatte 120 kann z.B. Al oder Cu aufweisen oder daraus bestehen. Die Grundplatte 120 kann z.B. eine Beschichtung aufweisen, insbesondere eine Ni-Beschichtung.
Die Grundplatte 120 kann jede geeignete Form und jede geeignete Abmessung haben. Die Grundplatte 120 kann z.B. eine im Wesentlichen rechteckige oder quadratische Form haben, von der ersten Seite 121 aus gesehen. Die Grundplatte 120 kann zum Beispiel eine Länge und/oder Breite im Bereich von etwa 3 cm bis etwa 30 cm haben. Die Länge und/oder Breite kann z.B. etwa 6 cm, etwa 10 cm, etwa 14 cm, etwa 18 cm, etwa 22 cm oder etwa 26 cm betragen. Im Falle einer rechteckigen Form kann die Breite beispielsweise etwa 40 % oder etwa 60 % oder etwa 80 % der Länge der Grundplatte 120 betragen.
Darüber hinaus kann die Grundplatte 120 eine beliebige, zwischen der ersten und zweiten Seite 121, 122 gemessene Dicke aufweisen. Die Dicke der Grundplatte 120 kann z.B. im Bereich von 2 mm bis 20 mm liegen, z.B. etwa 4 mm, etwa 8 mm, etwa 12 mm, oder etwa 16 mm.
Der Leistungshalbleiterchip 130 ist auf der ersten Seite 121 der Grundplatte 120 angeordnet. Gemäß einem Beispiel weist das Leistungshalbleitermodul 110 mindestens zwei Leistungshalbleiterchips 130 auf. Die mindestens zwei Leistungshalbleiterchips 130 können alle auf der ersten Seite 121 der Grundplatte 120 angeordnet sein. Die mindestens zwei Leistungshalbleiterchips 130 können elektrisch miteinander gekoppelt sein, um eine geeignete elektrische Schaltung bereitzustellen.
Gemäß einem Beispiel weist das Leistungshalbleitermodul 110 ferner mindestens ein Leistungselektroniksubstrat auf, das zwischen dem Leistungshalbleiterchip 130 und der Grundplatte 120 angeordnet ist. Das Leistungselektroniksubstrat kann mindestens eine elektrisch isolierende Schicht aufweisen. Das Leistungselektroniksubstrat kann ferner eine erste und eine zweite elektrisch leitende Schicht aufweisen, wobei die erste und die zweite elektrisch leitende Schicht auf gegenüberliegenden Seiten der elektrisch isolierenden Schicht angeordnet sind. Das Leistungselektroniksubstrat kann beispielsweise ein Substrat des Typs DCB (Direct-Copper-Bonded), DAB (Direct-Aluminium-Bonded), AMB (Active-Metal-Brazed) usw. sein.
Für den Fall, dass das Leistungshalbleitermodul 110 mehr als ein Leistungselektroniksubstrat aufweist, können diese Leistungselektroniksubstrate alle seitlich nebeneinander auf der ersten Seite 121 der Grundplatte 120 angeordnet sein.
Der Leistungshalbleiterchip 130 kann auf dem Leistungselektroniksubstrat angeordnet sein. Der Leistungshalbleiterchip 130 kann durch Löten, Sintern und/oder Kleben mit dem Leistungselektroniksubstrat verbunden sein. Außerdem kann der Leistungshalbleiterchip 130 mit dem Leistungselektroniksubstrat elektrisch gekoppelt sein (insbesondere kann eine Leistungselektrode auf der unteren Seite des Leistungshalbleiterchips 130 mit dem Leistungselektroniksubstrat elektrisch gekoppelt sein).
Der Kühler 140 weist eine Öffnung 141 auf. Die Öffnung 141 kann an einer oberen Seite des Kühlers 140 angeordnet sein. Die Öffnung 141 kann im Wesentlichen die gleiche Form wie die Grundplatte 120 haben. Die Öffnung 141 kann im Wesentlichen die gleichen Abmessungen wie die Grundplatte 120 haben. Ferner kann eine Dicke einer Wand des Kühlers 140 ähnlich oder gleich der Dicke der Grundplatte 120 sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die Wand des Kühlers 140 eine andere Dicke aufweist.
Der Kühler 140 kann ein Metall oder eine Metalllegierung aufweisen oder daraus bestehen. Der Kühler 140 kann zum Beispiel Al oder Fe aufweisen oder daraus bestehen. Die Grundplatte 120 und der Kühler 140 können dasselbe Metall oder dieselbe Metalllegierung aufweisen oder daraus bestehen oder die Grundplatte 120 und der Kühler 140 können unterschiedliche Metalle oder Metalllegierungen aufweisen oder daraus bestehen. Es ist auch möglich, dass zumindest ein Teil des Kühlers 140 ein anderes Material, z.B. einen Kunststoff, aufweist oder daraus besteht. In diesem Fall kann jedoch der Teil des Kühlers 140, der die Öffnung 141 aufweist (d.h. der Teil des Kühlers 140 um die Öffnung 141 herum), weiterhin aus einem Metall oder einer Metalllegierung bestehen. Gemäß einem Beispiel unterscheidet sich der Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials der Grundplatte 120 von dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Materials des Kühlers 140.
Wenn das Leistungshalbleitermodul 110 und der Kühler 140 wie in 1B gezeigt montiert sind, kann die Kante 123 der Grundplatte 120 in direktem Kontakt mit einer Kante 142 der Öffnung 141 stehen. Dies bedeutet, dass ein von dem Kühler 140 bereitgestellter Fluidkanal 143 an der Öffnung 141 durch die Grundplatte 120 verschlossen wird. Die zweite Seite 122 der Grundplatte 120 bildet eine Wand des Fluidkanals 143. Der Fluidkanal 143 kann so konfiguriert sein, dass er mit jedem geeigneten Kühlfluid, z.B. Wasser oder Luft, betrieben werden kann.
Die Kante 123 der Grundplatte 120 und die Kante 142 der Öffnung 141 können im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein. Die erste Seite 121 der Grundplatte 120 und eine Oberseite des Kühlers 140 können im Wesentlichen komplanar sein, wie in 1B gezeigt. Dies muss jedoch nicht unbedingt der Fall sein. Es ist auch möglich, dass die zweite Seite 122 der Grundplatte 120 komplanar mit einer Innenseite des Kühlers 140 ist. Auch dies muss nicht unbedingt der Fall sein.
Die Grundplatte 120 und der Kühler 140 können durch einen Kraftschluss zwischen der Kante 123 der Grundplatte 120 und der Kante 142 der Öffnung 141 miteinander verbunden sein. Insbesondere ist eine Grenzfläche zwischen der Grundplatte 120 und dem Kühler 140 an der Öffnung 141 frei von einer Schweißnaht. Der Fluidkanal kann durch den Kraftschluss an der Öffnung 141 abgedichtet sein, und es kann keine Schweiß- oder Lötverbindung erforderlich sein, um eine Abdichtung bereitzustellen.
Ein solcher Kraftschluss kann durch einen Wärmeschrumpfungsprozess oder einen Wärmeausdehnungsprozess hergestellt sein. Bei diesen Prozessen wird eine Temperaturänderung genutzt, um einen der Verbindungspartner entweder auszudehnen oder zu schrumpfen. Der Temperaturunterschied kann beliebig groß sein, solange die Temperaturen für die Komponenten des Leistungselektroniksystems 100 nicht schädlich sind. Zum Beispiel kann für den Wärmeschrumpfungsprozess oder den Wärmeausdehnungsprozess eine Temperaturdifferenz von etwa 30°C oder mehr, oder 40°C oder mehr, oder 60°C oder mehr, oder 80°C oder mehr, oder 100°C oder mehr verwendet werden.
Die Tatsache, dass die Grundplatte 120 und der Kühler 140 durch einen Kraftschluss verbunden sind, bedeutet auch, dass diese beiden Komponenten reversibel miteinander verbunden sind. Eine Erwärmung des Kühlers und/oder eine Abkühlung der Grundplatte bis zu einer bestimmten relativen Mindesttemperaturdifferenz führen zum Lösen der Verbindung. Die minimale relative Temperaturdifferenz kann z.B. etwa 30°C oder mehr, oder 40°C oder mehr, oder 60°C oder mehr, oder 80°C oder mehr, oder 100°C oder mehr betragen.
Bei einem Wärmeschrumpfungsprozess wird der Kühler 140 aufgeheizt, wodurch sich die Öffnung 141 ausdehnt, wie in 2A schematisch dargestellt. Die Grundplatte 120 wird in die erweiterte Öffnung 141 eingesetzt und der Kühler 140 kann dann auf Raumtemperatur abkühlen. Dadurch schrumpft die Öffnung 141 zurück und der Kraftschluss zwischen den Kanten 123 und 142 wird hergestellt.
Zum Aufheizen des Kühlers 140 können beispielsweise eine Heizplatte, ein Ofen, ein Bunsenbrenner, eine Induktionsheizung usw. verwendet werden.
Im Falle eines Wärmeausdehnungsprozesses wird die Grundplatte 120 abgekühlt, wodurch die Grundplatte 120 schrumpft, wie in 2B schematisch dargestellt. Die geschrumpfte Grundplatte 120 wird in die Öffnung 141 eingesetzt. Wenn sich die Grundplatte 120 wieder erwärmt, wird der Kraftschluss hergestellt.
Zum Abkühlen der Grundplatte 120 kann beispielsweise eine Gefriertruhe, ein Kältebad, flüssiger Stickstoff usw. verwendet werden.
Die Verbindung der Grundplatte 120 und des Kühlers 140 durch einen Kraftschluss, wie oben beschrieben, anstelle von z.B. Schrauben oder einer Schweißverbindung, kann mehrere Vorteile haben. Zum Beispiel kann der Fügeprozess weniger fehleranfällig sein; die Dichtung kann dichter sein; es kann eine kleinere Grundplatte 120 verwendet werden, wie weiter unten erläutert wird; im Gegensatz zum Schweißen werden durch den Fügeprozess keine Splitter erzeugt (insbesondere beim Rührreibschweißen können Splitter entstehen, die Komponenten des Leistungselektroniksystems 100 verunreinigen können); usw.
3 zeigt eine Draufsicht auf die zweite Seite 122 der Grundplatte 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Insbesondere in dem in 3 gezeigten Beispiel weist die zweite Seite 122 eine Vielzahl von Kühlstrukturen 124 auf. Die Kühlstrukturen 124 können so ausgebildet sein, dass sie sich in den Fluidkanal 143 hinein erstrecken und in direktem Kontakt mit einem Kühlfluid innerhalb des Fluidkanals 143 stehen. Die Kühlstrukturen 124 können zum Beispiel Stifte und/oder Bänder aufweisen oder daraus bestehen. Die Kühlstrukturen 124 können mit dem Rest der Grundplatte 120 fortlaufend sein oder die Kühlstrukturen 124 können mit der Grundplatte 120 verbunden sein, beispielsweise durch Löten oder Schweißen.
Wie in 3 gezeigt, ist die Grundplatte 120 im Wesentlichen frei von jeglichem Rand zwischen den Kühlstrukturen 124 und der Kante 123. „Im Wesentlichen frei von jeglichem Rand“ kann bedeuten, dass ein Rand m zwischen der Vielzahl von Kühlstrukturen 124 und der Kante 123 der Grundplatte 120 8 mm oder weniger, oder 5 mm oder weniger, oder 3 mm oder weniger, oder 1 mm oder weniger beträgt.
Die Grundplatte 120 ist mit dem Kühler 140 durch den Kraftschluss verbunden, der durch einen Wärmeschrumpfungsprozess oder einen Wärmeausdehnungsprozess erzeugt wird, wie oben beschrieben. Aus diesem Grund ist es möglicherweise nicht erforderlich, einen vergleichsweise großen Rand bereitzustellen, der Befestigungsstrukturen um die Vielzahl von Kühlstrukturen 124 aufweist. In 3 ist ein solcher vergleichsweise großer Rand 310 mit Befestigungsstrukturen 320 (z.B. Löcher für Schrauben) durch gestrichelte Linien angedeutet. Durch das Verbinden der Grundplatte 120 und des Kühlers 140 mit einem Kraftschluss kann die Oberfläche des großen Randes 310 eingespart werden, was die erforderliche Größe der Grundplatte 120 erheblich reduziert. Beispielsweise können auf diese Weise etwa 30 % oder mehr bzw. 40 % oder mehr der Oberfläche der Grundplatte 120 eingespart werden. Da die Grundplatte 120 über einen Kraftschluss mit dem Kühler 140 verbunden ist, müssen außerdem keine Schrauben in die Befestigungsstrukturen 320 eingebracht werden, wodurch Prozessschritte eingespart werden. Diese Einsparungen können die Kosten des Leistungselektroniksystems 100 erheblich reduzieren.
4 zeigt eine Schnittdarstellung eines Details des Leistungselektroniksystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Insbesondere ist in 4 die Grenzfläche zwischen der Grundplatte 120 und dem Kühler 140 dargestellt.
Im Beispiel der 4 ist zwischen der Kante 123 der Grundplatte 120 und der Kante 142 der Öffnung 141 eine Polymerdichtung 410 angeordnet. Die Polymerdichtung 410 kann zum Beispiel einen Dichtungsring aufweisen. Die Kante 123 der Grundplatte 120 und/oder die Kante 142 der Öffnung 141 können eine Einkerbung zur Aufnahme der Polymerdichtung 410 aufweisen.
Einem Beispiel zufolge berühren sich die Kanten 123, 142 nicht und nur die Polymerdichtung 410 verbindet die Kante 123 der Grundplatte 120 mit der Kante 142 der Öffnung 141. Nach einem anderen Beispiel berühren sich die Kanten 123, 142 oberhalb und/oder unterhalb der Polymerdichtung 410 tatsächlich.
5 zeigt eine ähnliche Schnittdarstellung eines Details des Leistungselektroniksystems 100 wie 4, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Bei dem in 5 dargestellten Beispiel weist die Kante 123 der Grundplatte 120 einen Grat 510 auf. Der Kante 142 der Öffnung 141 kann eine entsprechende Kerbe 520 aufweisen, die zur Aufnahme des Grats 510 ausgebildet ist. Gemäß einem anderen Beispiel weist die Kante 142 der Öffnung 141 den Grat 510 auf, und die Kante 123 der Grundplatte 120 weist die Kerbe auf.
Gemäß einem Beispiel weist das Leistungselektroniksystem 100 sowohl die Polymerdichtung 410 als auch die Grat-Kerben-Struktur 510, 520 auf. Die Polymerdichtung 410 kann z.B. innerhalb der Kerbe 520 oder oberhalb oder unterhalb der Kerbe 520 angeordnet sein.
6 zeigt ein weiteres Leistungselektroniksystem 600, das dem Leistungselektroniksystem 100 ähnlich oder identisch sein kann, mit Ausnahme der im Folgenden beschriebenen Unterschiede.
Das Leistungselektroniksystem 600 weist insbesondere ein Leistungselektroniksubstrat 610 auf, das zwischen dem Leistungshalbleiterchip 130 und der Grundplatte 120 angeordnet ist. Das Leistungselektroniksubstrat 610 weist zumindest eine elektrisch isolierende Schicht auf. Das Leistungselektroniksubstrat 610 kann beispielsweise ein Substrat des Typs DCB, DAB, AMB, etc. sein.
Das Leistungselektroniksubstrat 610 kann ein Teil des Leistungshalbleitermoduls 110 sein. Das Leistungselektroniksubstrat 610 kann zum Beispiel durch Löten, Schweißen, Kleben, Schrauben oder Klemmen an der Grundplatte 120 befestigt sein.
Gemäß einem Beispiel weist das Leistungselektroniksystem 600 eine Vielzahl von Leistungselektroniksubstraten 610 auf. Die Leistungselektroniksubstrate 610 können lateral nebeneinander auf einer einzigen Grundplatte 120 oder auf mehr als einer Grundplatte 120 angeordnet sein.
Das Leistungselektroniksystem 600 kann eine Verkapselung 620 aufweisen, die den Leistungshalbleiterchip 130 verkapselt. Die Verkapselung 620 kann zum Beispiel einen Formkörper und/oder einen Kunststoffrahmen aufweisen. Die Verkapselung 620 kann mit der Grundplatte 120 und/oder mit dem Leistungselektroniksubstrat 610 verbunden sein.
7 zeigt eine Draufsicht auf den Kühler 140 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Insbesondere weist der Kühler 140 in diesem Beispiel nicht nur die Öffnung 141, sondern mindestens eine weitere Öffnung 141' auf. Der Kühler 140 kann zum Beispiel zwei weitere Öffnungen 141' aufweisen. Die Öffnung 141 und die mindestens eine weitere Öffnung 141' können seitlich nebeneinander auf der gleichen Seite des Kühlers 140 angeordnet sein.
Die weiteren Öffnungen 141' sind dazu ausgebildet, weitere Grundplatten 120 aufzunehmen und einen Kraftschluss mit der jeweiligen weiteren Grundplatte 120 zu bilden. Mit anderen Worten: In dem in 7 gezeigten Beispiel ist der Kühler 140 so konfiguriert, dass er mit mehr als einem Leistungshalbleitermodul 110 verbunden werden kann. Die mehreren Leistungshalbleitermodule 110 können identische Module sein oder die mehreren Leistungshalbleitermodule 110 können sich unterscheiden.
Wenn eine weitere Grundplatte 120 innerhalb einer weiteren Öffnung 141' angeordnet ist, steht ein Rand der weiteren Grundplatte 120 in direktem Kontakt mit einem Rand der weiteren Öffnung 141'. Außerdem wird der vom Kühler 140 bereitgestellte Fluidkanal 143 an der weiteren Öffnung 141' durch die weitere Grundplatte 120 verschlossen, und eine zweite Seite der weiteren Grundplatte 120 bildet eine Wand des Fluidkanals 143.
8 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 800 zur Herstellung eines Leistungselektroniksystems. Das Verfahren 800 kann zum Beispiel zur Herstellung der Leistungselektroniksysteme 100 und 600 verwendet werden.
Das Verfahren 800 weist bei 801 einen Prozess des Bereitstellens eines Leistungshalbleitermoduls auf, das Folgendes umfasst: eine Grundplatte, die eine erste Seite, eine gegenüberliegende zweite Seite und eine Kante, die die erste und die zweite Seite verbindet, aufweist, und einen Leistungshalbleiterchip, der an der ersten Seite der Grundplatte angeordnet ist. Das Verfahren 800 weist bei 802 einen Prozess des Bereitstellens eines Kühlers auf, der eine Öffnung aufweist, und bei 803 einen Prozess des Verbindens des Leistungshalbleitermoduls mit dem Kühler unter Verwendung eines Wärmeschrumpfungsprozesses und/oder eines Wärmeausdehnungsprozesses, so dass die Kante der Grundplatte in direktem Kontakt mit einer Kante der Öffnung steht und so dass ein von dem Kühler bereitgestellter Fluidkanal an der Öffnung durch die Grundplatte abgedichtet wird und die zweite Seite der Grundplatte eine Wand des Fluidkanals bildet.
BEISPIELE
Im Folgenden werden das Leistungselektroniksystem und das Verfahren zur Herstellung eines Leistungselektroniksystems anhand konkreter Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1 ist ein Leistungselektroniksystem, das Folgendes aufweist: ein Leistungshalbleitermodul, das Folgendes aufweist: eine Grundplatte, die eine erste Seite, eine gegenüberliegende zweite Seite und eine die erste und zweite Seite verbindende Kante aufweist, und einen Leistungshalbleiterchip, der an der ersten Seite der Grundplatte angeordnet ist; und einen Kühler, der eine Öffnung aufweist, wobei die Kante der Grundplatte in direktem Kontakt mit einer Kante der Öffnung steht, so dass ein durch den Kühler bereitgestellter Fluidkanal an der Öffnung durch die Grundplatte abgedichtet ist und die zweite Seite der Grundplatte eine Wand des Fluidkanals bildet, wobei eine Grenzfläche zwischen der Grundplatte und dem Kühler an der Öffnung frei von jeglicher Schweißverbindung ist.
Beispiel 2 ist das Leistungselektroniksystem nach Beispiel 1, wobei die zweite Seite der Grundplatte eine Vielzahl von Kühlstrukturen aufweist, die sich in den Fluidkanal erstrecken, und wobei insbesondere ein Abstand zwischen der Vielzahl von Kühlstrukturen und dem Rand der Grundplatte 5 mm oder weniger beträgt.
Beispiel 3 ist das Leistungselektroniksystem nach Beispiel 1 oder 2, das ferner aufweist: eine Polymerdichtung, die zwischen dem Rand der Grundplatte und dem Rand der Öffnung angeordnet ist.
Beispiel 4 ist das Leistungselektroniksystem eines der vorhergehenden Beispiele, wobei der Rand der Grundplatte und/oder der Rand der Öffnung einen Grat aufweist.
Beispiel 5 ist das Leistungselektroniksystem eines der vorhergehenden Beispiele, das ferner aufweist: ein Leistungselektroniksubstrat, das zwischen dem Leistungshalbleiterchip und der Grundplatte angeordnet ist, wobei das Leistungselektroniksubstrat mindestens eine elektrisch isolierende Schicht aufweist.
Beispiel 6 ist das Leistungselektroniksystem eines der vorhergehenden Beispiele, das ferner aufweist: ein weiteres Leistungshalbleitermodul, das eine weitere Grundplatte aufweist, wobei der Kühler eine weitere Öffnung aufweist, wobei eine Kante der weiteren Grundplatte in direktem Kontakt mit einer Kante der weiteren Öffnung steht, so dass der durch den Kühler bereitgestellte Fluidkanal an der weiteren Öffnung durch die weitere Grundplatte abgedichtet ist und eine zweite Seite der weiteren Grundplatte eine Wand des Fluidkanals bildet.
Beispiel 7 ist das Leistungselektroniksystem eines der vorhergehenden Beispiele, wobei die Grundplatte Cu aufweist oder daraus besteht und der Kühler Al aufweist oder daraus besteht.
Beispiel 8 ist das Leistungselektroniksystem eines der vorhergehenden Beispiele, wobei das Leistungshalbleitermodul nur durch einen Kraftschluss zwischen dem Rand der Grundplatte und dem Rand der Öffnung gehalten wird.
Beispiel 9 ist ein Leistungselektroniksystem, das aufweist: ein Leistungshalbleitermodul, das aufweist: eine Grundplatte, die eine erste Seite, eine gegenüberliegende zweite Seite und eine Kante aufweist, die die erste und die zweite Seite verbindet, und einen Leistungshalbleiterchip, der an der ersten Seite der Grundplatte angeordnet ist; und einen Kühler, der eine Öffnung aufweist, wobei die Kante der Grundplatte in direktem Kontakt mit einer Kante der Öffnung steht, so dass ein von dem Kühler bereitgestellter Fluidkanal an der Öffnung durch die Grundplatte abgedichtet wird und die zweite Seite der Grundplatte eine Wand des Fluidkanals bildet, wobei das Leistungshalbleitermodul und der Kühler in einer reversiblen Weise verbunden sind, wobei das Erwärmen des Kühlers und/oder das Abkühlen der Grundplatte auf eine relative Temperaturdifferenz von 60°C oder mehr die Verbindung lösen wird.
Beispiel 10 ist das Leistungselektroniksystem nach Beispiel 9, wobei sich der Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials der Grundplatte von dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Kühlers unterscheidet.
Beispiel 11 ist ein Leistungselektroniksystem, das Folgendes aufweist: ein Leistungshalbleitermodul, das Folgendes aufweist: eine Grundplatte, die eine erste Seite, eine gegenüberliegende zweite Seite und eine Kante aufweist, die die erste und die zweite Seite verbindet, und einen Leistungshalbleiterchip, der an der ersten Seite der Grundplatte angeordnet ist; und einen Kühler, der eine Öffnung aufweist, wobei die Kante der Grundplatte in direktem Kontakt mit einer Kante der Öffnung steht, so dass ein durch den Kühler bereitgestellter Fluidkanal an der Öffnung durch die Grundplatte abgedichtet wird und die zweite Seite der Grundplatte eine Wand des Fluidkanals bildet, wobei eine Verbindung zwischen der Grundplatte und dem Kühler durch einen Wärmeschrumpfungsprozess oder einen Wärmeausdehnungsprozess hergestellt ist.
Beispiel 12 ist das Leistungselektroniksystem nach Beispiel 11, bei dem eine Grenzfläche zwischen der Grundplatte und dem Kühler an der Öffnung frei von jeder Schweißverbindung ist.
Beispiel 13 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungselektroniksystems, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines Leistungshalbleitermoduls, welches aufweist: eine Grundplatte, die eine erste Seite, eine gegenüberliegende zweite Seite und eine Kante aufweist, die die erste und die zweite Seite verbindet, und einen Leistungshalbleiterchip, der auf der ersten Seite der Grundplatte angeordnet ist, Bereitstellen eines Kühlers, der eine Öffnung aufweist, und Verbinden des Leistungshalbleitermoduls mit dem Kühler unter Verwendung eines Wärmeschrumpfungsprozesses und/oder eines Wärmeausdehnungsprozesses, so dass die Kante der Grundplatte in direktem Kontakt mit einer Kante der Öffnung steht, und so dass ein von dem Kühler bereitgestellter Fluidkanal an der Öffnung durch die Grundplatte abgedichtet wird und die zweite Seite der Grundplatte eine Wand des Fluidkanals bildet.
Beispiel 14 ist das Verfahren nach Beispiel 13, wobei der Wärmeschrumpfungsprozess und/oder der Wärmeausdehnungsprozess das Bereitstellen einer Temperaturdifferenz zwischen der Grundplatte und dem Kühler von 60°C oder mehr aufweist.
Beispiel 15 ist das Verfahren nach Beispiel 13 oder 14, wobei ein Wärmeschrumpfungsprozess verwendet wird und der Wärmeschrumpfungsprozess das Erhitzen des Kühlers in einem Ofen aufweist.
Beispiel 16 ist das Verfahren eines der Beispiele 13 bis 15, das ferner aufweist: Bereitstellen eines weiteren Leistungshalbleitermoduls, das eine weitere Grundplatte aufweist, wobei der Kühler eine weitere Öffnung aufweist, wobei eine Kante der weiteren Grundplatte in direktem Kontakt mit einer Kante der weiteren Öffnung steht, so dass der durch den Kühler bereitgestellte Fluidkanal an der weiteren Öffnung durch die weitere Grundplatte abgedichtet wird und eine zweite Seite der weiteren Grundplatte eine Wand des Fluidkanals bildet, und wobei die weitere Grundplatte und der Kühler durch den Wärmeschrumpfungsprozess oder den Wärmeausdehnungsprozess verbunden werden.
Beispiel 17 ist eine Vorrichtung, die Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Beispiele 13 bis 16 aufweist.
Während die Offenbarung in Bezug auf eine oder mehrere Ausführungsformen illustriert und beschrieben wurde, können an den illustrierten Beispielen Änderungen und/oder Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Geist und Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Insbesondere im Hinblick auf die verschiedenen Funktionen, die von den oben beschriebenen Bauteilen oder Strukturen (Anordnungen, Vorrichtungen, Schaltungen, Systemen usw.) ausgeführt werden, sollen die Begriffe (einschließlich des Verweises auf ein „Mittel“), die zur Beschreibung solcher Bauteile verwendet werden, sofern nicht anders angegeben, jedem Bauteil oder jeder Struktur entsprechen, das/die die angegebene Funktion des beschriebenen Bauteils ausführt (z. B. das funktionell äquivalent ist), auch wenn es strukturell nicht äquivalent zu der offengelegten Struktur ist, die die Funktion in den hier dargestellten beispielhaften Implementierungen der Offenbarung ausführt.

Claims

Leistungselektroniksystem (100, 600), das Folgendes aufweist: ein Leistungshalbleitermodul (110), aufweisend: eine Grundplatte (120), die eine erste Seite (121), eine gegenüberliegende zweite Seite (122) und eine Kante (123) aufweist, die die erste und zweite Seite (121, 122) verbindet, einen Leistungshalbleiterchip (130), der an der ersten Seite (121) der Grundplatte (120) angeordnet ist, und einen Kühler (140), der eine Öffnung (141) aufweist, wobei die Kante (123) der Grundplatte (120) in direktem Kontakt mit einer Kante (142) der Öffnung (141) steht, so dass ein von dem Kühler (140) bereitgestellter Fluidkanal (143) an der Öffnung (141) durch die Grundplatte (120) abgedichtet wird und die zweite Seite (122) der Grundplatte (120) eine Wand des Fluidkanals (143) bildet, wobei eine Grenzfläche zwischen der Grundplatte (120) und dem Kühler (140) an der Öffnung (141) frei von jeder Schweißverbindung ist.
Leistungselektroniksystem (100, 600) nach Anspruch 1, wobei die zweite Seite (122) der Grundplatte (120) eine Vielzahl von Kühlstrukturen (124) aufweist, die sich in den Fluidkanal (143) erstrecken, und insbesondere wobei ein Abstand zwischen der Vielzahl von Kühlstrukturen (124) und der Kante (123) der Grundplatte (120) 5 mm oder weniger beträgt.
Leistungselektroniksystem (100, 600) nach Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: eine Polymerdichtung (410), die zwischen der Kante (123) der Grundplatte (120) und der Kante (142) der Öffnung (141) angeordnet ist.
Leistungselektroniksystem (100, 600) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kante (123) der Grundplatte (120) und/oder der Kante (142) der Öffnung (141) einen Grat (510) aufweist.
Leistungselektroniksystem (100, 600) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend: ein Leistungselektroniksubstrat (610), das zwischen dem Leistungshalbleiterchip (130) und der Grundplatte (120) angeordnet ist, wobei das Leistungselektroniksubstrat (610) mindestens eine elektrisch isolierende Schicht aufweist.
Leistungselektroniksystem (100, 600) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend: ein weiteres Leistungshalbleitermodul (110), das eine weitere Grundplatte (120) aufweist, wobei der Kühler (140) eine weitere Öffnung (141') aufweist, wobei eine Kante (123) der weiteren Grundplatte (120) in direktem Kontakt mit einer Kante (142) der weiteren Öffnung (141') steht, so dass der durch den Kühler (140) bereitgestellte Fluidkanal (143) an der weiteren Öffnung (141') durch die weitere Grundplatte (120) abgedichtet ist und eine zweite Seite (122) der weiteren Grundplatte (120) eine Wand des Fluidkanals (143) bildet.
Leistungselektroniksystem (100, 600) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Grundplatte (120) Cu aufweist oder daraus besteht und der Kühler (140) Al aufweist oder daraus besteht.
Leistungselektroniksystem (100, 600) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Leistungshalbleitermodul (110) nur durch einen Kraftschluss zwischen der Kante (123) der Grundplatte (120) und der Kante (142) der Öffnung (141) gehalten wird.
Leistungselektroniksystem (100, 600), das Folgendes aufweist: ein Leistungshalbleitermodul (110), aufweisend: eine Grundplatte (120), die eine erste Seite (121), eine gegenüberliegende zweite Seite (122) und eine Kante (123) aufweist, der die erste und die zweite Seite (121, 122) verbindet, einen Leistungshalbleiterchip (130), der an der ersten Seite (121) der Grundplatte (120) angeordnet ist, und einen Kühler (140), der eine Öffnung (141) aufweist, wobei die Kante (123) der Grundplatte (120) in direktem Kontakt mit einer Kante (142) der Öffnung (141) steht, so dass ein von dem Kühler (140) bereitgestellter Fluidkanal (143) an der Öffnung (141) durch die Grundplatte (120) abgedichtet wird und die zweite Seite (122) der Grundplatte (120) eine Wand des Fluidkanals (143) bildet, wobei das Leistungshalbleitermodul (110) und der Kühler (140) reversibel verbunden sind, wobei eine Erwärmung des Kühlers (140) und/oder eine Abkühlung der Grundplatte (120) auf eine relative Temperaturdifferenz von 60°C oder mehr die Verbindung löst.
Leistungselektroniksystem (100, 600) nach Anspruch 9, wobei ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials der Grundplatte (120) von einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Kühlers (140) verschieden ist.
Leistungselektroniksystem (100, 600), das Folgendes aufweist: ein Leistungshalbleitermodul (110), aufweisend: eine Grundplatte (120), die eine erste Seite (121), eine gegenüberliegende zweite Seite (122) und eine Kante (123) aufweist, der die erste und die zweite Seite (121, 122) verbindet, einen Leistungshalbleiterchip (130), der an der ersten Seite (121) der Grundplatte (120) angeordnet ist, und einen Kühler (140), der eine Öffnung (141) aufweist, wobei die Kante (123) der Grundplatte (120) in direktem Kontakt mit einer Kante (142) der Öffnung (141) steht, so dass ein von dem Kühler (140) bereitgestellter Fluidkanal (143) an der Öffnung (141) durch die Grundplatte (120) abgedichtet wird und die zweite Seite (122) der Grundplatte (120) eine Wand des Fluidkanals (143) bildet, wobei eine Verbindung zwischen der Grundplatte (120) und dem Kühler (140) durch einen Wärmeschrumpfungsprozess oder einen Wärmeausdehnungsprozess hergestellt ist.
Leistungselektroniksystem (100, 600) nach Anspruch 11, wobei eine Grenzfläche zwischen der Grundplatte (120) und dem Kühler (140) an der Öffnung (141) frei von jeder Schweißverbindung ist.
Verfahren (800) zum Herstellen eines Leistungselektroniksystems, wobei das Verfahren (800) aufweist: Bereitstellen (801) eines Leistungshalbleitermoduls, aufweisend: eine Grundplatte, die eine erste Seite, eine gegenüberliegende zweite Seite und eine Kante aufweist, die die erste und zweite Seite verbindet, und einen Leistungshalbleiterchip, der auf der ersten Seite der Grundplatte angeordnet ist, Bereitstellen (802) eines Kühlers, der eine Öffnung aufweist, und Verbinden (803) des Leistungshalbleitermoduls mit dem Kühler unter Verwendung eines Wärmeschrumpfungsprozesses und/oder eines Wärmeausdehnungsprozesses, so dass die Kante der Grundplatte in direktem Kontakt mit einer Kante der Öffnung steht und so, dass ein von dem Kühler bereitgestellter Fluidkanal an der Öffnung durch die Grundplatte abgedichtet ist und die zweite Seite der Grundplatte eine Wand des Fluidkanals bildet.
Verfahren (800) nach Anspruch 13, wobei der Wärmeschrumpfungsprozess und/oder der Wärmeausdehnungsprozess das Bereitstellen einer Temperaturdifferenz zwischen der Grundplatte und dem Kühler von 60°C oder mehr aufweist.
Verfahren (800) nach Anspruch 13 oder 14, wobei ein Wärmeschrumpfungsprozess verwendet wird und wobei der Wärmeschrumpfungsprozess das Erhitzen des Kühlers in einem Ofen aufweist.
Verfahren (800) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, ferner aufweisend: Bereitstellen eines weiteren Leistungshalbleitermoduls, das eine weitere Grundplatte aufweist, wobei der Kühler eine weitere Öffnung aufweist, wobei eine Kante der weiteren Grundplatte in direktem Kontakt mit einer Kante der weiteren Öffnung steht, so dass der durch den Kühler bereitgestellte Fluidkanal an der weiteren Öffnung durch die weitere Grundplatte abgedichtet wird und eine zweite Seite der weiteren Grundplatte eine Wand des Fluidkanals bildet, und wobei die weitere Grundplatte und der Kühler durch den Wärmeschrumpfungsprozess oder den Wärmeausdehnungsprozess miteinander verbunden sind.