專利名稱：用于元件或電路的冷卻盒的制作方法
用于元件或電路的冷卻盒
本發(fā)明涉及一種由材料制成的用于電氣或電子元件或電路的冷 卻盒，其中該冷卻盒不導(dǎo)電或幾乎不導(dǎo)電、整塊或者多塊地構(gòu)成并且 具有由該材料包圍的空腔，該空腔被封閉或設(shè)有至少一個開口 。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，為了從功率電子學(xué)模塊散熱而構(gòu)造平面結(jié)構(gòu)，這 些平面結(jié)構(gòu)將從熱源(主動或被動電氣部件)中擴(kuò)散出來的熱量通過 大量中間層(焊料、導(dǎo)電漿料、粘貼劑、金屬噴涂)排入不導(dǎo)電的、 均勻成形的、幾何形狀簡單的物體(圓盤、矩形襯底)。各個部件的 幾何形狀雖然簡單，但是整個層結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的并且要以連續(xù)應(yīng)用諸如 粘貼、沖壓、螺栓固定以及受限地還有焊接之類的非常不同且?guī)в腥?陷的方法為條件。這種堆垛結(jié)構(gòu)的每個界面代表熱傳遞的屏障并且要 么減少模塊的可靠性和/或使用壽命(氧化、燒穿、老化)要么限制 其功率。
在DE 296 12 943 Ul、 DE 91 10 268 Ul、 DE 92 01 158 Ul、 DE 195 27 674 C2或者DE 295 14 012 Ul中描述了冷卻盒。
電絕緣的中;司i:之類的'pfi"加措施被持久地形狀配合地'附加在金屬冷 卻體上。在熱負(fù)載上升時，熱源必須部分地從印刷電路板上移除并且 在傳統(tǒng)意義上安裝在金屬冷卻體上以及與電路載體電連接。
如果從長期可靠性來看，那么由多種不同材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)是復(fù)雜
的并且是一種妥協(xié)。增大功率密度僅在小范圍上是可能的。
由于涉及的是平面平行結(jié)構(gòu)，因而熱導(dǎo)率僅在一定條件下才被涉及。
可導(dǎo)電的冷卻體與熱源的直接連接也同樣是不可能的。
通常，在功率晶閘管中選擇冷卻體和晶閘管的交替結(jié)構(gòu)。為了使
熱傳遞最優(yōu)，這種結(jié)構(gòu)被機(jī)械地張緊。隨此張緊而來的是熱膨脹的動
態(tài)過程。在時間上對張緊力的控制僅可通過附加的耗費來確保。
本發(fā)明的任務(wù)在于，在散熱方面顯著改善根據(jù)權(quán)利要求1的前序
部分所述的冷卻盒。此外，應(yīng)擴(kuò)展冷卻盒的使用形式。在另一任務(wù)中，
應(yīng)改善冷卻盒的可靠性及其耐熱交變性。根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)是通過權(quán)利要求1的特征解決的。 根據(jù)本發(fā)明，冷卻盒的至少一個表面區(qū)域是由功能導(dǎo)電性和/或 導(dǎo)熱性定義的。在優(yōu)選的改進(jìn)方案中，冷卻盒的由功能導(dǎo)電性和/或 導(dǎo)熱性定義的表面區(qū)域是與冷卻盒的材料燒結(jié)的敷金屬層。
通過此燒結(jié)的敷金屬層顯著改善了與敷金屬層連接的(經(jīng)焊接 的)部件的散熱。
在作為具有極多廢熱的部件的小面積功率半導(dǎo)體情形中，冷卻體 與半導(dǎo)體的連接在匹配的膨脹系數(shù)情況下提供顯著更高的可靠性水平。
在一個根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計方案中，表面區(qū)域是印刷電路板。表面 區(qū)域指的是冷卻盒的由功能導(dǎo)電性和/或?qū)嵝远x的部分，即具有 與冷卻盒的材料燒結(jié)的敷金屬層的部分。因此，冷卻盒同時具有印刷 電路板的功能以及極高的導(dǎo)熱性。
通過敷金屬層將導(dǎo)體電路敷設(shè)到冷卻盒上，即可如此敷設(shè)經(jīng)燒結(jié) 的敷金屬層，以使得該敷金屬層構(gòu)成印刷電路板。因此，印刷電路板 的導(dǎo)體電路通過熱過程(燒結(jié))與冷卻盒緊密相連。附加地，還可以 粘上金屬的導(dǎo)體電路并且可應(yīng)用導(dǎo)電的粘貼劑。還可以使用不同導(dǎo)體 電路類型的紐Z^。
根據(jù)本發(fā)明，各部件具有進(jìn)入冷卻盒的直接散熱。這些部件可以 例如直接或通過一層或多層與冷卻盒相連接。
以下，元件和部件這兩個概念描述相同的物體。
在一種實施方式中，冷卻盒的空腔^皮加載了加熱或冷卻介質(zhì)。該 加熱或冷卻介質(zhì)可持久地保留在空腔內(nèi)或者通過空腔的至少一個入 口始終或者根據(jù)需要以具有相同或不同溫度的不同的加熱或冷卻介 質(zhì)來交換。
該加熱或冷卻介質(zhì)優(yōu)選是諸如空氣或氮氣之類的氣體或者諸如 水或油之類的液體。
在優(yōu)選的設(shè)計方案中，冷卻盒由至少一個陶瓷部件或者不同陶瓷 的復(fù)合組成。陶瓷部件在晶體學(xué)意義上可以單晶或多晶或單晶和多晶 的組合的形式出現(xiàn)。
優(yōu)選地，多塊的冷卻盒的各個分塊通過粘貼、燒結(jié)、釬焊、反應(yīng) 釬焊、夾緊、鉚接、張緊并且優(yōu)選通過用附加的密封材料的密封來彼此連接。至少兩種用于組裝由至少兩個分塊組成的冷卻盒的不同連接 技術(shù)的組合也是可能的。
陶瓷部件或陶瓷可以例如是氧化鋁、工業(yè)氧化鋁、氧化鋯、不同
摻雜的氧化鋯、氮化鋁、氮化硅、氧化硅、玻璃陶瓷、LTCC (低溫 共燒陶瓷)陶瓷、碳化硅、氮化硼、氧化硼。
具有特別技術(shù)意義的是具有熱導(dǎo)率約為24 W/mK的96%的工業(yè) 氧化鋁、以及具有約28 W/mK的>99%的工業(yè)氧化鋁、具有例如約 180 W/mKde的工業(yè)的或純的氮化鋁、具有約24W /mK的用氧化鋯 加強(qiáng)的氧化鋁、以及具有約2 W/mK的玻璃陶資。
高的熱導(dǎo)率在諸如功率電子學(xué)、高功率LED、惰性高負(fù)載熔絲、 處理器、功率電阻之類的應(yīng)用中具有特別的技術(shù)意義。低熱導(dǎo)率在快
速高負(fù)載電阻中以及在必須確保(冷卻盒的)表面上盡可能均勻的溫 度分布的應(yīng)用中具有特別的技術(shù)意義。此處例如可以提及熱分析的測 量裝置結(jié)構(gòu)。
在特定的設(shè)計方案中，冷卻盒由合成材料形成，并且該合成材料 包含具有導(dǎo)熱附加料的不導(dǎo)電或幾乎不導(dǎo)電的基體材料。 優(yōu)選地，將樹脂、聚合物或硅樹脂用作基體材料。 在優(yōu)選的設(shè)計方案中，合成材料是由混有陶瓷組分的聚4、物或硅 樹脂形成的多材料系統(tǒng)，例如
a) 混有A1203的聚合物
b) 混有AIN的聚合物
c) 混有A1203/AIN的珪樹脂
d) 混有Zr02/Y203的硅樹脂、聚合物
冷卻盒還可以是由金屬和/或陶瓷制成的合成物或者是陶瓷和金 屬的復(fù)合物。
還可以通過在冷卻盒是多塊的情況下將至少一塊實施為金屬的 方式將冷卻盒制造為是混合式冷卻盒。例如，可以使用鋁、銅、鎳、
鎢或者特種鋼。
在一種實施方式中，冷卻盒上的敷金屬層被構(gòu)造為多層。 有意義的是，電氣或電子元件導(dǎo)電地和/或?qū)岬嘏c冷卻盒相連
接。元件可以例如是電氣或電子或主動或被動或幾何的本體或者它們
的4壬意組合。在本發(fā)明的改進(jìn)方案中，至少一種裝配可能性與冷卻盒相聯(lián)系。
通過此裝配可能性，冷卻盒可以與其他具有或不具有電氣或電子 元件或電路的冷卻盒相連接。固定可通過螺松固定、鉚接、夾緊、粘 貼、巻曲、焊接、釬焊或者其他固定可能性來進(jìn)行。
冷卻盒的空腔的表面可以承擔(dān)不屬于冷卻盒的空腔的所有表面 的功能，反之亦然。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中，冷卻盒的表面和/或冷卻盒的屬于空腔 的表面承載或者具有導(dǎo)致表面變化效果的任意的表面結(jié)構(gòu)。
有利地，在冷卻盒上設(shè)置一個或多個表面結(jié)構(gòu)或其組合，并且這 些表面結(jié)構(gòu)例如是表面打毛、起皺、起槽、表面中穿孔或者樹枝狀的 或分叉結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，表面結(jié)構(gòu)例如是平坦的或不平的或粗糙的表面，這些表 面尤其形狀配合地和/或持久地和/或暫時地或作為它們的組合與要被 安裝的部件的同樣不平的或平坦的或粗糙的表面相連接。連接類型可 以例如是釬焊或者粘貼。
在特定的實施方式中，冷卻盒在整個表面上或者在部分表面上與 元件形狀配合連接。該連接可以例如持久地或暫時地或作為它們的組 合存在。元件可以例如是電氣或電子或主動或^f皮動或幾何的本體或者 它們的任意組合。
在一個設(shè)計方案中，冷卻盒是平面的或者設(shè)有凹坑或者設(shè)有凸 起，其中它們利用相應(yīng)的冷卻盒元件整塊地或者多塊地構(gòu)造。
此外優(yōu)選地，敷金屬層大于5jim并且通過DCB方法(直接敷銅) 或者AMB方法(活性金屬釬焊)來應(yīng)用。這些敷金屬層可以例如由 銅或鋁或它們的組合形成。
度下。在運(yùn)行期間，現(xiàn)在可以在這些部件處通過它們的運(yùn)4亍在極短的 時間內(nèi)產(chǎn)生局部的溫度最大值。在部件的周圍會出現(xiàn)所謂的溫度突 變。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可以在沒有自損害的情況下經(jīng)受住此狀態(tài)。如 果這些狀態(tài)交替地發(fā)生，即所謂的熱交變，那么在具有例如粘住的導(dǎo) 體電路的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中在相對較少的周期之后例如會出現(xiàn)冷卻盒的導(dǎo) 體電路的分離現(xiàn)象。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)顯著改善的 抗熱交變性。在本發(fā)明的改進(jìn)方案中，在冷卻盒上以相同或不同的空間定位來 固定相同或不同的元件。該定位可以例如是通過不同的釬料量或凹坑
或凸起或定位可能性的任意組合進(jìn)行的。由此例如在LED的情況下， 可以簡單的方式來校準(zhǔn)它們的定位并且因此校準(zhǔn)光線。
根據(jù)本發(fā)明的冷卻盒可有利地被用作用于元件，尤其是電氣或電 子元件的安裝體。
在本發(fā)明的一個設(shè)計方案中，冷卻盒與傳感部件相連接。傳感部 件可以例如輸出信號，從這些信號中推導(dǎo)諸如壓力、溫度、重量等參 量。
在本發(fā)明的一個設(shè)計方案中，從冷卻盒的部分變形或者完全變形 中導(dǎo)出傳感信號。
根據(jù)本發(fā)明，冷卻盒部分地設(shè)有金屬區(qū)域。這些區(qū)域可以例如與 冷卻盒的上側(cè)和下側(cè)彼此電氣相連。
優(yōu)選地，冷卻盒相對于其他材料幾乎沒有電化學(xué)電位。因此，可 以例如在相應(yīng)的耦合情況下顯著減少冷卻盒或者環(huán)境的腐蝕。
在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計方案中，通過將產(chǎn)生的熱量經(jīng)由冷卻盒釋放 到要被調(diào)節(jié)溫度的介質(zhì)的方式將冷卻盒用作熱源。該要被調(diào)節(jié)溫度的 介質(zhì)可以接觸空腔表面或者不屬于空腔的表面。
優(yōu)選地，冷卻盒通過所供應(yīng)的、傳遞到該冷卻盒上的熱量或冷量 而具有針對性的溫度分布。例如，因此可以針對性地補(bǔ)償環(huán)境的溫差。
優(yōu)選地，在冷卻盒上敷設(shè)了實現(xiàn)鍵合過程的物質(zhì)。此處例如可以 使用敷金屬結(jié)構(gòu)W-Ni-Au (鎢-鎳-金)，以便實現(xiàn)金絲鍵合。該物 質(zhì)可以由一種或多種材料形成，這些材料混合地或者構(gòu)成至少一層地 被敷設(shè)到冷卻盒上。例如，該物質(zhì)可以是諸如金之類的材料或者是由 諸如銅、鎳和金之類的多種材料構(gòu)成的層或者是由至少兩種不同的材 料(例如金屬和/或添加料)構(gòu)成的層以及由相同或不同的金屬或添 加料構(gòu)成的層。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中， 一種或多種發(fā)光材料或者一種或多種發(fā)
光部件或者它們的組合與冷卻盒相連接。例如，這些發(fā)光材料或部件
可以是半導(dǎo)體或者是具有半導(dǎo)體的如同被用于LED照明的殼體。
優(yōu)選地，金屬或者金屬層緊密地或者通過機(jī)械式的形狀配合連接 在整個.主工"^4*^^相同或者不同的熱導(dǎo)率。金屬或者金屬層可以例如是純的或者工業(yè)等 級的鎢、銀、金、銅、鉑、鈀、鎳或者至少兩種不同金屬的混合物。 金屬或者金屬層還可以例如用增附劑或者諸如玻璃或者聚合物材料 之類的其他添加料來混合。金屬或金屬層還可以例如是反應(yīng)釬料、軟 釬料或者硬釬料。
必須特別強(qiáng)調(diào)的是，在點狀熱源的情形中，熱量必須非?？焖俚?擴(kuò)展(即分布)到冷卻盒的整個表面上。因此，具有相對較小熱導(dǎo)率 的冷卻盒可以使產(chǎn)生的熱量通過金屬分布到冷卻盒的整個表面上。由
于冷卻盒是電絕緣的，因而金屬可同時實現(xiàn)導(dǎo)電和導(dǎo)熱功能。
在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計方案中，在冷卻盒上的金屬或者金屬層可以 具有不同的功能。因此，這些金屬或者金屬層可以具有導(dǎo)電和/或?qū)?熱的功能或者改變表面顏色的功能或者熱擴(kuò)散或者用于諸如釬料、粘 貼劑之類的第三材料的增附劑，以及相同或不同金屬區(qū)域的功能的任 意組合。
其優(yōu)點在于金屬區(qū)域的匹配的載流能力。因此，這些金屬或者金 屬層不必具有相同的高度或者厚度。
結(jié)果，這些金屬或者敷金屬層在相同或者不相同的金屬區(qū)域內(nèi)以 相同或者不同的厚度(高度)在整個表面上或者在一部分表面上與冷 卻盒的材料相連接。
在另一個根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計方案中，作為敷金屬層的相同或者不 同的金屬以相同或者不同的厚度(高度)按單層或者多層的方式在整 個表面上或者在部分表面上與冷卻盒的材料相連接。
在另一個設(shè)計方案中，冷卻盒在整個表面上或者在部分表面上具 有所使用的材料的本色，或者冷卻盒的部分區(qū)域的顏色不同于該本 色。
基于工業(yè)氧化鋁的冷卻盒可以例如在其制造過程期間設(shè)有生色 的添加料，以使得作為熱處理的結(jié)果，體積材料完全并且機(jī)械不可分 離地凈皮顏色浸染。
例如基于工業(yè)氧化鋯的冷卻盒可以在其制造過程之后例如在表 面上設(shè)有生色的添加料，以使得作為熱處理的結(jié)果，體積材料的表面 完全被顏色浸染。根據(jù)結(jié)果得到的色彩的侵入深度，體積材料還可以 在內(nèi)部保留其本色。該色彩的梯度可以呈現(xiàn)極其不同的特性。例如基于工業(yè)氮化鋁的冷卻盒可以設(shè)有生色層，以使得冷卻盒的 體積材料結(jié)果未被上色并且顏色的改變僅通過一個或多個機(jī)械可分 離的層來產(chǎn)生。生色層可以例如是漆、透明顏料、透明粘貼帶、金屬 等。
在另一個設(shè)計方案，冷卻盒通過合適的連接材料與至少一個其他 的幾何上相同或不同的冷卻盒相連接成一種三維陣列。
連接材料可以具有單層或者多層的本質(zhì)。連接材料可以是同類的 或者不同的或者還與單層或多層結(jié)構(gòu)組合使用。例如，可以提及諸如
粘貼劑、敷金屬、金屬、例如通過諸如DCB (直接敷銅)或者AMB (活性金屬釬焊)之類的方法與冷卻盒相連接的金屬之類的連接材 料。還可以例如使用釬料、反應(yīng)釬料、雙側(cè)透明粘貼帶等。
在一種實施方式中，冷卻盒與一種或多種發(fā)光材料或者一種或多
非標(biāo)準(zhǔn)^的電氣連接器f還可以使用相同或者^同的電氣連接器^組 合。優(yōu)選地，使用至冷卻盒的適用于電氣連接器的機(jī)械連接。電氣連 接器可以例如是燈座E27、 E14、 GU系列、G系列、U系列、S系列、 插座、卡口座、夾緊式連接器、螺旋式連接器、插入式連接器等。機(jī) 械連接或者機(jī)械連接的組合可以例如是粘貼、釬焊、擠壓、鉚接、夾 緊等。
在另一個設(shè)計方案中，至少一個冷卻盒通過合適的連接材料與至 少一個其他的幾何物體相連接以形成一種三維結(jié)構(gòu)。連接材料可以具 有單層或者多層的本質(zhì)。連接材料可以是相同或者不同的或者還與單 層或多層結(jié)構(gòu)組合使用。至少一個或多個相同或不同的冷卻盒可以在 相同或者不同的定位上被安裝在任意位置上。例如，可以提及諸如粘 貼劑、敷金屬、金屬、例如通過諸如DCB (直接敷銅)或者AMB (活 性金屬釬焊)之類的方法與冷卻盒相連接的金屬、釬料、反應(yīng)釬料、 雙側(cè)透明粘貼帶等的連接材料。例如，幾何物體可以是板，在該板上， 一個或多個相同或不同的冷卻盒位于不同的區(qū)域內(nèi)。
冷卻盒可以例如是塑料殼體的組成部分。
在另一個設(shè)計方案中，至少一個和/或不同或相同的冷卻盒以任 意定向或同向定向的方式被嵌入在基體材料中。該嵌入可以例如通過 注塑或壓鑄來進(jìn)行。填料本身可以任意地并且按照相應(yīng)的目標(biāo)功能來
16選擇。塑料尤其適用。
根據(jù)本發(fā)明，在冷卻盒中，通過更改尺寸或色彩或者更改被敷金 屬的區(qū)域或敷金屬層的幾何形狀或者它們的組合來實現(xiàn)熱量傳輸?shù)?改變。如果改變冷卻盒中空腔的設(shè)計，那么在恒定的熱輸入情況下可 以通過釋放或者吸收熱能來改變穩(wěn)定狀態(tài)中或者平衡狀態(tài)中的絕對 溫度。這還可以例如通過針對性地添加或去除或放大或縮小冷卻盒中 的空腔來進(jìn)行。該改變還可以例如通過顏色的變化來進(jìn)行。因此，黑 色物體的輻射特性不同于白色物體的輻射特性。
空腔的表面還可以承擔(dān)不屬于空腔的表面的功能，即例如被構(gòu)造 成印刷電路板。敷金屬層通過燒結(jié)被敷設(shè)到冷卻盒的外表面或內(nèi)表面 上。
諸如MOSFET、 IGBT、處理器內(nèi)核之類的具有或不具有熱損耗 功率的大功率半導(dǎo)體優(yōu)選直接地或間接地與冷卻盒相連接。由此，產(chǎn) 生的廢熱同時并且自動地被傳遞到冷卻盒的材料上。冷卻盒的材料隨 后可將熱量傳輸?shù)郊訜峄蚶鋮s介質(zhì)上。該過程還可以在相反的方向上 進(jìn)行，以使得從加熱或冷卻介質(zhì)提取熱量。還可以使用這兩個輸送方 向的組合。
在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計方案中，敷金屬區(qū)域由鎢形成并且被化學(xué)鍍 錫和/或鍍金。在一個設(shè)計方案中，敷金屬區(qū)域被構(gòu)造成是圓形的。
在特定的設(shè)計方案中，冷卻盒設(shè)有導(dǎo)體電路，通過這些導(dǎo)體電路 可輸送最高達(dá)kV范圍的電壓而不會通過冷卻盒的材料發(fā)生電壓流 失。具有特別技術(shù)利益的是1伏至600伏的電壓范圍，以及遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 2k伏(>>2000伏)的電壓。
在優(yōu)選的實施方式中，冷卻盒對電場或磁場或電不茲場或它們的組 合不具有或者具有微弱的屏蔽作用，由此這些場可以穿透冷卻盒。
在一個設(shè)計方案中，冷卻盒針對性地在整個表面上或者在部分表 面上設(shè)有材料，這些材料的功能是提供區(qū)域，與冷卻盒的材料的屏蔽 同的屏蔽作用。一 ，-, ,-, 、-.、 、
優(yōu)選地，通過針對性地敷設(shè)諸如金屬之類的合適材料來在冷卻盒 上設(shè)置區(qū)域，這些區(qū)域由于其幾何形狀而能夠通過電感或電容效應(yīng)或 者它們的組合接收或發(fā)送電信號或磁信號或電磁信號。最廣意義上的信號用于能量的無線傳輸。該能量還可以例如通過調(diào)制來一同傳輸附 加信息。
在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計方案中，冷卻盒配備有智能的自我識別功
能。自我識別可以例如是筆跡或記號或具有相應(yīng)信息的磁條或RFID (射頻識別)單元或它們的組合。
在一個設(shè)計方案中，冷卻盒直接或間接地與至少 一個相同或不同 波長的激光二極管相連接。激光二極管可以是模塊或者是發(fā)光半導(dǎo)體 本身。間接連接例如是螺栓固定、粘貼、夾緊。直接連接例如是釬焊。
在一種實施方式中，冷卻盒直接或間接地與至少一個相同或不同 結(jié)構(gòu)的電源模塊相連接，該電源模塊例如調(diào)節(jié)電動機(jī)的起動電流。間 接連接例如是螺栓固定、粘貼、夾緊。直接連接例如是釬焊。
在一種實施方式中，在一個冷卻盒上例如僅釬焊了功率半導(dǎo)體的 一個電導(dǎo)體并且在另一個冷卻盒上例如釬焊了功率半導(dǎo)體的至少一 個其他的電導(dǎo)體，以便在同時電絕緣的情況下確保最優(yōu)的熱傳遞。因 此，合適的功率半導(dǎo)體可以例如被釬焊到至少兩個冷卻盒，以便通過 一種三明治結(jié)構(gòu)來加強(qiáng)期望的冷卻效果。
在一種實施方式中，如此選擇冷卻盒的材料，以使得冷卻盒可以 與腐蝕性的或傳導(dǎo)離子的加熱或冷卻介質(zhì)接觸。
在一種實施方式中，冷卻盒配備有用于加熱或冷卻介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)化 或非標(biāo)準(zhǔn)化的連接器。
優(yōu)選地，冷卻盒的材料或者陶瓷材料包含主要成份和輔助成份， 所述主要成份是50.1Gew-。/。到100Gew-。/。的Zr02/Hf02或者 50.1Gew-。/o到100Gew-o/o的A1203或者50.1Gew-。/o到100Gew-。/o的 AIN或者50.1Gew畫o/o到100Gew-%的Si3N4或者50.1Gew-。/o到 100Gew-。/。的BeO或者50.1Gew-。/。到100Gew-。/o的SiC或者在所給 份額范圍內(nèi)任意組合的至少兩種所述主要成份的組合物，所述輔助成 份由^49.9Gew-Q/o份額的在至少一個氧化階段中的元素Ca、 Sr、 Si、 Mg、 B、 Y、 Sc、 Ce、 Cu、 Zn、 Pb和/或復(fù)合物單3蟲i也形成或者在所 給份額范圍內(nèi)以任意組合的方式形成，并且所述主要成份和所述輔助 成份在去除。Gew-。/。份額的污物的情況下以任意組合的方式彼此組 合成100Gew-。/。的總成份。
在一種實施方式中，在冷卻盒是多塊的情況下，冷卻盒的至少一塊由金屬材料形成。作為金屬材料的可以例如是鋁、銅、鎳以及純金 屬的技術(shù)變型或者特種鋼。
在一種實施方式中，冷卻盒的該金屬塊由不同金屬的組合物形
成o
在一種實施方式中，冷卻盒的整個表面上的區(qū)域或者部分表面上 的區(qū)域設(shè)有高載流能力的導(dǎo)體電路以及高載流能力的標(biāo)準(zhǔn)化或者非 標(biāo)準(zhǔn)化的導(dǎo)體端子。
在一種實施方式中，通過濺射方法或印刷方法或其組合在整個表
面上或在部分表面上將至少一個相同或不同材料的<1000|^1的薄層
敷設(shè)到冷卻盒上。
在一種實施方式中，冷卻盒與要被冷卻的部件的交替的堆垛結(jié)構(gòu)
接可:例如i粘貼i夾緊或:焊或硬釬焊i相變材料:人'
優(yōu)選地，用DCB (直接敷銅)或AMB (活性金屬釬焊)方法或 諸如鴒之類的敷金屬使各個多塊的冷卻盒彼此相連接。在此，金屬可 以在整個表面上或者在部分表面上覆蓋密封面和/或要比實際的密封 面更大。
在一種實施方式中，比密封面更大的金屬區(qū)域還承擔(dān)諸如密封之 類的其他功能。其他功能可以例如是安裝設(shè)施、信號轉(zhuǎn)發(fā)、電連接、
熱傳導(dǎo)、與另一冷卻盒連接或者它們的組合。
在一種實施方式中，至少兩個冷卻盒的加熱或冷卻介質(zhì)終端彼此 串聯(lián)或并聯(lián)。
在一種實施方式中，向至少一個冷卻盒供應(yīng)熱量并且從至少一個 其他的冷卻盒抽取熱量。該熱流方向的狀態(tài)就各個冷卻盒而言可以是 靜態(tài)的或可逆的或動態(tài)變化的。加熱或冷卻介質(zhì)循環(huán)可以是封閉的或 開放的或設(shè)有壓力補(bǔ)償。
在一種實施方式中，冷卻盒具有至少兩個分開的自封閉的空腔。 這些空腔可以是封閉的或者分別i殳有至少一個入口 。在這些空腔中可 以存在相同或不同狀態(tài)的相同或不同的加熱或冷卻介質(zhì)。
在一種實施方式中，至少兩個空腔在冷卻盒內(nèi)或者在冷卻盒外通 過加熱或冷卻介質(zhì)入口或其組合彼此串聯(lián)或并聯(lián)或以就此的組合的 方式設(shè)置。在一種實施方式中，加熱和冷卻介質(zhì)通過對流流過冷卻盒或者通 過泵來翻轉(zhuǎn)或者通過它們的組合來翻轉(zhuǎn)。
在一種實施方式中，冷卻盒設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)化的或非標(biāo)準(zhǔn)化的光學(xué)或光 電連接器或部件。連接器或部件可以例如是套圖或光電轉(zhuǎn)換器或光導(dǎo) 連接端。
在一種實施方式中，RFID單元與冷卻盒相連接。
在一種實施方式中，RFID單元的至少一根導(dǎo)體電路和/或RFID 單元的至少一個天線和/或RFID單元的至少一個主動和/或被動部件 與冷卻盒相連接。
在一個實施例中，冷卻盒由氧化鋁含量最小為89%的工業(yè)氧化鋁 形成。敷金屬區(qū)域適用于例如能夠釬焊各部件并且因此產(chǎn)生緊密的連 接。例如與商業(yè)上可獲得的LED的連接可以通過釬焊連接產(chǎn)生。該 釬焊連接至少具有LED與冷卻盒的機(jī)械連接功能。附加地，這些敷 金屬區(qū)域還使LED的電接觸以及熱接觸成為可能。
在冷卻盒的一種結(jié)構(gòu)示例中，冷卻盒具有經(jīng)印制和經(jīng)燒結(jié)的敷金 屬區(qū)域(以及導(dǎo)體電路橫截面)，這些敷金屬區(qū)域具有釬焊上的點熱 源例如LED，其中可將技術(shù)上必需的導(dǎo)體電路橫截面選得比需要的 顯著更大，因為與通過敷金屬區(qū)域和導(dǎo)體電路橫截面進(jìn)行導(dǎo)電的同時 還會發(fā)生向冷卻盒的較大表面的熱擴(kuò)散。與電氣上有意義的且夠更小 的敷金屬區(qū)域相比，通過放大的敷金屬區(qū)域和導(dǎo)體電路橫截面可以在 較短的時間內(nèi)使更多的熱量分散在冷卻盒的表面上。
冷卻盒，以下亦稱為本體，可以優(yōu)選由至少一種陶瓷組分或者不 同陶瓷的復(fù)合物形成。例如可提及的是80~99.9%的工業(yè)氧化鋁、氧 化鋁、氧化鈹、氧化鋯、穩(wěn)定化的氧化鋯、氮化鋁、鋯加強(qiáng)的氧化鋁、 玻璃陶瓷、或者通過至少兩種不同的陶瓷或添加物的混合物產(chǎn)生的陶 瓷。單晶陶瓷可以例如是藍(lán)寶石。
本體還可以由合成材料形成?？梢允褂弥T如帶有添加料的樹脂、 聚合物或硅樹脂之類的基體材料。這些添加料引起基體材料的熱導(dǎo)率 發(fā)生變化。多材料系統(tǒng)可以優(yōu)選是具有Al203的聚合物、具有AIN的 聚合物、具有A1203/AIN的硅樹脂。
本體可以是剛性的或柔性的或是剛?cè)岬慕M合。
本體可以是復(fù)合物金屬-陶瓷或者本體與金屬的復(fù)合。本體可以是具有內(nèi)部導(dǎo)體電路和諸如電阻、線圈、電容器等的電 氣部件的多層結(jié)構(gòu)，其中在各層之間存在導(dǎo)電區(qū)域也是可能的。
如果環(huán)境具有腐蝕效應(yīng)，那么本體還可以用作導(dǎo)電冷卻體的替代
口Cf n
本體也可以同時是安裝外殼。
使用根據(jù)本發(fā)明的冷卻盒具有以下優(yōu)點 >減少部件的多樣性 >擴(kuò)展功能的多樣性 >對熱過栽的自我保護(hù) >長期可靠性
>避免因極其不同的材料的使用所造成的TCE失配 5>因改進(jìn)的散熱所造成的功率增大 >克服了直接排出高熱損耗的困難 >可將基本原理使用到流行的應(yīng)用中 >"自動的"系統(tǒng)固有的熱平衡
>避免將熱源間接地安裝在可進(jìn)而被安裝到本體上的單獨外殼 中
熱源可以是"i者如加熱元件、珀耳貼元件、電阻、主動和^皮動半導(dǎo) 體之類的電氣或電子部件。
熱量可以是有意識地作為功能產(chǎn)生的或者作為執(zhí)行功能時的副 產(chǎn)品而出現(xiàn)。
熱源還可以在運(yùn)行期間因自身產(chǎn)生的熱量而經(jīng)歷功能能力的改變。
熱源可以直接與本體相連接，例如通過釬焊連接。 IGBT
各模塊在每面積上經(jīng)受越來越大的功率，并且這些模塊的持久功 能能力只能通過安裝冷卻體來保證。
此處，選擇根據(jù)本發(fā)明的冷卻盒來散熱。 LED (發(fā)光二極管)或者激光二極管
迄今，利用現(xiàn)有技術(shù)不能或者只能受限制地實現(xiàn)所要求較高的亮 度。其原因是與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)聯(lián)的差的熱管理。廢熱會隨著亮度的上 升而增多。這些廢熱顯著影響使用壽命和顏色恒定。同樣的情況也適用于帶有激光二極管的應(yīng)用。
根據(jù)本發(fā)明，半導(dǎo)體可直接被安裝在印刷電路板上或者首先被封裝然后作為部件被放置到印刷電路板上。根據(jù)本發(fā)明，被設(shè)置到印刷
卻盒。半導(dǎo)體還可以例如是太陽能電池，因為太陽能電池的功率輸出隨著溫度的上升而下降。在此情形中，半導(dǎo)體本身通過運(yùn)行并不產(chǎn)生
任何必須被排出的廢熱，而是在此處通過太陽光的IR部分而被加熱?？刂蒲b置
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，例如在汽車中，熱源與電路分開并且電氣相連。同樣在此處也使用具有導(dǎo)熱冷卻體的結(jié)構(gòu)。冷卻體的腐蝕
在一定的應(yīng)用條件下，在導(dǎo)電的冷卻體中會出現(xiàn)表面腐蝕現(xiàn)象。
能例如通過點蝕來改變表面。由陶瓷制成的冷卻盒消除了這個問題。陶瓷加熱元件
用于冷卻體本身的或者直接或間接環(huán)境的熱穩(wěn)定性。珀耳貼應(yīng)用
珀耳貼元件具有冷側(cè)和熱側(cè)。根據(jù)應(yīng)用，可以看到該結(jié)構(gòu)總是與單獨的冷卻體相結(jié)合。此處，珀耳貼元件被直接敷設(shè)到電絕緣的冷卻體上。還可以利用逆效應(yīng)，以便從溫差生成電壓(塞貝克效應(yīng))。
由于自身系統(tǒng)中的直接反饋所產(chǎn)生的內(nèi)部/表面的傳感機(jī)構(gòu)冷卻體本身可以包含被引入的或者被安裝/敷設(shè)到表面上的傳感
機(jī)構(gòu)。通過與該系統(tǒng)的直接耦合可以實現(xiàn)熱源的自我調(diào)節(jié)的保護(hù)功
6匕
月匕,
冷卻體的安裝
安裝點、襯墊、空腔、安裝螺栓主動和被動冷卻-鉆孔-通風(fēng)機(jī)
-在不同于空氣的冷卻介質(zhì)中的肋片
在安裝部件和冷卻體時，現(xiàn)有技術(shù)通常還要求所謂的導(dǎo)熱薄膜的第三部件，該第三部件也同時必須是電絕緣的。為了可以獲得期望的
22散熱效果，冷卻體和部件必須具有平坦且平面平行的表面，以便確保
100%的形狀配合連接。如果還添加了導(dǎo)熱薄膜，那么該導(dǎo)熱薄膜也
必須具有平坦且平面平行的表面。在安裝這樣的結(jié)構(gòu)時通常選擇螺栓固定。如果現(xiàn)在在安裝時或者在運(yùn)行期間在結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)變形，那么熱接觸可能部分丟失。因此，該結(jié)構(gòu)的功能和使用壽命是成問題的。
根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在首次存在在電絕緣的冷卻體上進(jìn)行釬焊連接的可能性，其中熱耦合的上述缺點在釬焊過程期間將不會出現(xiàn)。
多層三明治結(jié)構(gòu)
冷卻體的簡單機(jī)械連接，這些連接用于安裝單元本身以及用于與其他冷卻體的連接和/或與本體相關(guān)聯(lián)的功能。自冷卻的印刷電路板
現(xiàn)有技術(shù)中，使具有不充足的熱管理的印刷電路板設(shè)有導(dǎo)電的冷卻體。在此，對熱連接設(shè)置其必須長期穩(wěn)定的極限。限制因數(shù)例如是
電絕緣介質(zhì)的時間和幾何變化。以下根據(jù)附圖來說明本發(fā)明。


圖1示出了包括兩個分塊1的冷卻盒1。這兩個分塊1在此處示出的構(gòu)成中是相同的并且封閉設(shè)置在這兩個分塊l之間的空腔。該空
腔在本圖中是不可見的。此空腔通過兩個開口 2與外界相連。通過這兩個開口可以將冷卻介質(zhì)導(dǎo)入空腔。
圖2示出了兩個才艮據(jù)本發(fā)明的冷卻盒1，這兩個冷卻盒l(wèi)分別封閉一個在本圖中不可見的空腔。這兩個冷卻盒1都是整塊地構(gòu)成的并且通過安裝設(shè)施8彼此相連，該安裝設(shè)施8在此處為釬焊在冷卻盒1上的螺栓。這些空腔通過開口 2與外界相連。 一個冷卻盒僅具有一個唯一的開口 2。冷卻介質(zhì)在此情形中可以通過對流進(jìn)入該空腔。另一個示出的冷卻盒具有兩個開口 2。在此處，冷卻介質(zhì)可以例如#1抽入該空腔。這兩個冷卻盒都由陶瓷形成并且是不導(dǎo)電或者幾乎不導(dǎo)電的。根據(jù)本發(fā)明，在這兩個冷卻盒中，冷卻盒1的至少一個表面區(qū)域是由功能導(dǎo)電性和/或?qū)嵝远x的。冷卻盒1的由功能導(dǎo)電性和/或?qū)嵝远x的表面是與冷卻盒1的材料燒結(jié)的敷金屬層。在此處示出的實施方式中，該表面區(qū)域是印刷電路板5。這些表面區(qū)域可以被設(shè)置在冷卻盒1的所有側(cè)面上并且還可以設(shè)置在冷卻盒1的空腔中。
圖3示出了與圖1的冷卻盒類似的包括兩個分塊的冷卻盒l(wèi)。圖4示出了沿著圖3的線A-A的截面。這兩個分塊是相同地構(gòu)造的并且封閉設(shè)置在這兩個分塊之間的空腔4。此空腔4通過兩個開口 2與外界相連。通過這兩個開口可以將冷卻介質(zhì)導(dǎo)入空腔4。根據(jù)本發(fā)明，在冷卻盒1的上側(cè)敷設(shè)與冷卻盒1的材料燒結(jié)的敷金屬層3。
圖5示出了如圖2中左邊那個冷卻盒那樣的具有用于空腔的開口2的整塊冷卻盒1，在此處沒有示出該空腔。在冷卻盒1的表面6上敷設(shè)了被構(gòu)造成印刷電路板的敷金屬層5。冷卻盒1同樣在此處也由作為冷卻盒的材料的陶瓷形成。敷金屬層5同樣在此處也是與冷卻盒1的材料燒結(jié)的。
圖6示出了總共三個冷卻盒1，它們彼此相連以形成一種三維陣列。這些冷卻盒1的每一個具有用于供應(yīng)冷卻介質(zhì)的開口 2。沒有示出的是冷卻盒1的由功能導(dǎo)電性和/或?qū)嵝远x的表面，即冷卻盒1的表面具有與冷卻盒1的材料燒結(jié)的敷金屬層。
圖7示出了包括兩個相同分塊1的冷卻盒1。這些分塊l通過在此處為粘貼劑的連接材料7彼此相連。同樣在此處也沒有示出經(jīng)燒結(jié)的敷金屬層。
2權(quán)利要求
1.一種由材料制成的用于電氣或電子元件或電路的冷卻盒(1)，其中所述冷卻盒(1)不導(dǎo)電或幾乎不導(dǎo)電、整塊或多塊地構(gòu)成并且具有由所述材料包圍的空腔(4)，所述空腔(4)被封閉或設(shè)有至少一個開口(2)，其特征在于，所述冷卻盒(1)的至少一個表面區(qū)域是由功能導(dǎo)電性和/或?qū)嵝远x的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻盒，其特征在于，所述冷卻盒(l) 的由所述導(dǎo)電性和/或?qū)嵝缘墓δ芏x的表面區(qū)域是與所述冷卻盒(1)的材料燒結(jié)的敷金屬層(3)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻盒，其特征在于，所述表面區(qū)域 是印刷電路板(5)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的冷卻盒，其特征在于， 所述冷卻盒(1)的空腔(4)被加熱或冷卻介質(zhì)加載。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的冷卻盒，其特征在于，所述加熱或冷卻介質(zhì)是諸如空氣或氮氣之類的氣體或者諸如水或油之類的液體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的冷卻盒，其特征在于， 所述冷卻盒(1)的材料由至少一種陶瓷組分或者不同陶瓷的復(fù)合物 形成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項所述的冷卻盒，其特征在于， 多塊的冷卻盒(1)的分塊(1， 1，)優(yōu)選通過粘貼、燒結(jié)、釬焊、反 應(yīng)釬焊、夾緊、鉚接、張緊并且優(yōu)選通過用附加的密封材料的密封來 彼此連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項所述的冷卻盒，其特征在于， 所述冷卻盒(1)的材料由合成材料形成并且所述合成材料包含不導(dǎo) 電或幾乎不導(dǎo)電的帶有導(dǎo)熱的添加料的基體材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻盒，其特征在于，所述基體材料 是樹脂、聚合物或硅樹脂。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的冷卻盒，其特征在于，所述合成 材料是由混有陶瓷組分的聚合物或硅樹脂形成的多材料系統(tǒng)，例如a) 混有Al203的聚合物b) 混有AIN的聚合物c) 混有A1203/AIN的珪樹脂d)混有Zr02/Y203的硅樹脂以及聚合物
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(l)的材料是金屬和/或陶瓷和/或陶瓷與金屬的復(fù)合 物。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述敷金屬層(3)多層地構(gòu)成。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，電氣或電子部件導(dǎo)電地和/或?qū)岬嘏c所述冷卻盒(1)并優(yōu)選與 所述敷金屬層(3)相連接。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，至少一個安裝設(shè)施(8)與所述冷卻盒(1)相連接。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的冷卻盒，其特征在于，所述冷卻盒 (1)通過所述安裝設(shè)施(8)與具有或不具有電氣或電子元件或電路的其他冷卻盒(1)相連接。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的冷卻盒，其特征在于，所述安 裝設(shè)施(8)的固定是通過螺栓固定、鉚接、夾緊、粘貼、巻曲、焊 接、釬焊或者其他固定可能性進(jìn)行的。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1至16中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1)與至少一個冷卻體相連接。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1至17中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1)的表面和/或所述冷卻盒(1)的屬于所述空腔(4)的表面承載或者具有導(dǎo)致表面變化效果的任意的表面結(jié)構(gòu)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的冷卻盒，其特征在于，在一個或多 個冷卻盒(1)上設(shè)置一個或多個表面結(jié)構(gòu)或其組合，并且這些表面 結(jié)構(gòu)例如是表面打毛、起皺、起槽、所述表面中的穿孔或者樹枝狀的 結(jié)構(gòu)或分叉結(jié)構(gòu)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的冷卻盒，其特征在于，所述表 面結(jié)構(gòu)是平坦的或不平的或粗糙的表面，這些表面尤其形狀配合地并坦的或粗糙的表面相連接。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1至20中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1)在整個表面上或者在部分表面上與元件形狀配合連接。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1至21中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1 )是平面的或者設(shè)有凹坑或者設(shè)有凸起，其中它 們利用相應(yīng)的冷卻盒元件整塊地或者多塊地構(gòu)造。
23. 根據(jù)權(quán)利要求2至22中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述敷金屬層(3)大于5jim并且通過DCB方法(直接敷銅) 或者AMB方法(活性金屬釬焊)來敷設(shè)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1至23中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，在所述冷卻盒(1)上以相同或不同的空間定位來固定相同或不 同的元件。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1至24中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1)用作用于元件尤其用于電氣或電子元件的安裝 體。
26. 根據(jù)權(quán)利要求1至25中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，傳感部件與所述冷卻盒(1)相連接。
27. 根據(jù)權(quán)利要求1至26中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，從所述冷卻盒(1)的部分變形或全部變形導(dǎo)出傳感信號。
28. 根據(jù)權(quán)利要求1至27中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1 )部分地設(shè)有金屬區(qū)域。
29. 根據(jù)權(quán)利要求1至28中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1 )相對于其他材料幾乎沒有電化學(xué)電位。
30. 根據(jù)權(quán)利要求1至29中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，通過讓產(chǎn)生的熱量經(jīng)由所述冷卻盒(1)釋放給要被調(diào)節(jié)溫度的 介質(zhì)的方式將所述冷卻盒(1)用作熱源。
31. 根據(jù)權(quán)利要求1至30中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1 )通過所供應(yīng)的、傳遞到所述冷卻盒(1 )上的熱 量或冷量而具有針對性的溫度分布。
32. 根據(jù)權(quán)利要求1至31中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，在所述冷卻盒(1)上敷設(shè)了能夠?qū)崿F(xiàn)鍵合過程的材料。
33. 根據(jù)權(quán)利要求1至32中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于， 一種或多種發(fā)光材料或者一種或多種發(fā)光部件或者就此的組合與 所述冷卻盒(1)相連接。
34. 根據(jù)權(quán)利要求1至33中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，金屬或者金屬層(3)緊密地或者通過機(jī)械式的形狀配合連接在 整個表面上或者在部分表面上與所述冷卻盒(1)相連接并且具有與 所述冷卻盒(1)相同或者不同的熱導(dǎo)率。
35. 根據(jù)權(quán)利要求1至34中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述金屬的功能是導(dǎo)電性和/或?qū)嵝院?或所述表面的改色和/ 或熱擴(kuò)散和/或用于諸如釬料、粘貼劑之類的第三材料的增附劑，以 及相同或不同金屬區(qū)域的功能的任意組合。
36. 根據(jù)權(quán)利要求1至35中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述金屬或者敷金屬層(3)在相同或者不相同的金屬區(qū)域內(nèi)以 相同或者不同的厚度(高度)在整個表面上或者在部分表面上與所述 冷卻盒(1)的材料相連接。
37. 根據(jù)權(quán)利要求1至36中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，作為敷金屬層(3)的相同或者不同的金屬以相同或者不同的厚 度(高度)按單層或者多層的方式在整個表面上或者在部分表面上與 所述冷卻盒(1)的材料相連接。
38. 根據(jù)權(quán)利要求1至37中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1)在整個表面上或者在部分表面上具有所使用的 材料的本色，或者所述冷卻盒(l)的部分區(qū)域設(shè)有不同于該本色的 顏色。
39. 根據(jù)權(quán)利要求1至38中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1)通過合適的連接材料(7)與至少一個其他的幾 何上相同或不同的冷卻盒連接成一種三維陣列。
40. 根據(jù)權(quán)利要求1至39中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1)與一種或多種發(fā)光材料或者一種或多種發(fā)光部 件以及就此的組合相連接并且同時設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)化的或者非標(biāo)準(zhǔn)化的電 氣連接器。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的冷卻盒，其特征在于，所述電氣連 接器是諸如E27、 E14、 GU系列、G系列、U系列、或R系列之類 的燈座。
42. 根據(jù)權(quán)利要求1至41中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，至少一個和/或不同或相同的冷卻盒(1)以任意定向或同向定向的方式被嵌入到基體材料中。
43. 根據(jù)權(quán)利要求1至42中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，在所述冷卻盒(1)中，通過更改尺寸或色彩或者更改被敷金屬 的表面區(qū)域或敷金屬層(3)的幾何形狀或者它們的組合來實現(xiàn)熱量 傳輸?shù)母淖儭?br> 44. 根據(jù)權(quán)利要求1至43中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述空腔(4)的表面還承擔(dān)不屬于所述空腔(4)的表面的功能。
45. 根據(jù)權(quán)利要求44所述的冷卻盒，其特征在于，諸如MOSFET、 IGBT、處理器內(nèi)核之類的具有或不具有熱損耗功率的大功率半導(dǎo)體 直接地或間接地與所述冷卻盒(1)相連接并且因此產(chǎn)生的廢熱同時 并自動地被傳遞到所述冷卻盒(1)的材料上。
46. 根據(jù)權(quán)利要求2至45中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述敷金屬層(3)通過燒結(jié)被敷設(shè)到所述冷卻盒(1)的外表面 或內(nèi)表面上。
47. 根據(jù)權(quán)利要求2至46中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述敷金屬層(3)由鎢形成并且優(yōu)選被化學(xué)鍍錫和/或鍍金。
48. 根據(jù)權(quán)利要求1至47中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1 )設(shè)有導(dǎo)體電路，通過所述導(dǎo)體電路能夠輸送高 達(dá)kV范圍的電壓而不會通過所述冷卻盒(1)的材料發(fā)生電壓流失。
49. 根據(jù)權(quán)利要求1至48中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1)對電場或》茲場或電》茲場或它們的組合不具有或 者具有微弱的屏蔽作用，由此這些場可以穿透所述冷卻盒(1 )。
50. 根據(jù)權(quán)利要求1至49中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1)針對性地在整個表面上或者在部分表面上設(shè)有 材料，這些材料的功能是提供區(qū)域，與所述冷卻盒(1)的材料的屏 蔽作用相比，在這些區(qū)域中呈現(xiàn)對電場或^茲場或電磁場或它們的組合 不同的屏蔽作用。
51. 根據(jù)權(quán)利要求1至50中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，通過針對性地敷設(shè)諸如金屬之類的合適材料來在所述冷卻盒(1 ) 上設(shè)置區(qū)域，這些區(qū)域由于其幾何形狀而能夠通過電感或電容效應(yīng)或 者它們的組合來接收或發(fā)送電信號或磁信號或電磁信號。
52. 根據(jù)權(quán)利要求1至51中的任一項所述的冷卻盒，其特征在于，所述冷卻盒(1)配備有智能的自我識別功能。
53. 根據(jù)權(quán)利要求1至52中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1)直接或間接地與至少一個相同或不同波長的激 光二極管相連接。
54. 根據(jù)權(quán)利要求1至53中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1)直接或間接地與至少一個相同或不同結(jié)構(gòu)的電 源模塊相連接，該電源模塊例如調(diào)節(jié)電動機(jī)的起動電流。
55. 根據(jù)權(quán)利要求1至54中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，在一個冷卻盒(1)上例如僅釬焊了功率半導(dǎo)體的一個電導(dǎo)體并 且在另一個冷卻盒上例如釬焊了該功率半導(dǎo)體的至少一個其他的電 導(dǎo)體，以便在同時電絕緣的情況下確保最優(yōu)的熱傳遞。
56. 根據(jù)權(quán)利要求1至55中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，如此選擇所述冷卻盒(1)的材料，以使得所述冷卻盒(1)能夠 與腐蝕性的或傳導(dǎo)離子的加熱或冷卻介質(zhì)接觸。
57. 根據(jù)權(quán)利要求1至56中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1)配備有標(biāo)準(zhǔn)化的或非標(biāo)準(zhǔn)化的用于所述加熱或 冷卻介質(zhì)的連接器。
58. 根據(jù)權(quán)利要求1至57中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述陶瓷材料包含主要成份和輔助成份，所述主要成份是 50.1Gew-o/o到100Gew-Q/o的Zr02/Hf02或者50.1Gew-。/o到100Gew-% 的Al;j03或者50.1Gew-。/o到100Gew-o/。的AIN或者50.1Gew-。/。到 100Gew-o/o的Si3N4或者50.1Gew-%5'J 100Gew-%的BeO或者 50.1Gew-。/。到100Gew-。/o的SiC或者在所給份額范圍內(nèi)任意組合的至 少兩種所述主要成份的組合物，所述輔助成份由《49.9Gew,/。份額的 在至少一個氧化階段中的元素Ca、 Sr、 Si、 Mg、 B、 Y、 Sc、 Ce、 Cu、 Zn、 Pb和/或復(fù)合物單獨地形成或者在所給份額范圍內(nèi)以任意組 合的方式形成，并且所述主要成份和所述輔助成份在扣除。Gew-。/。 份額的污物的情況下以任意組合的方式彼此組合成100Gew-%的總 成份。
59. 根據(jù)權(quán)利要求1至58中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，對于多塊的冷卻盒(1)而言，所述冷卻盒(1)的至少一塊由金 屬材料形成。
60. 根據(jù)權(quán)利要求59所述的冷卻盒，其特征在于，所述冷卻盒 (1)的金屬塊由不同金屬的組合物形成。
61. 根據(jù)權(quán)利要求1至60中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1)的整個表面上的區(qū)域或者部分表面上的區(qū)域設(shè) 有高載流能力的導(dǎo)體電路以及高載流能力的標(biāo)準(zhǔn)化或者非標(biāo)準(zhǔn)化的 導(dǎo)體端子。
62. 根據(jù)權(quán)利要求1至61中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，通過濺射方法或印刷方法或其組合在整個表面上或在部分表面上 將至少一個相同或不同材料的〈1000nm的薄層敷設(shè)到所述冷卻盒(1) 上。
63. 根據(jù)權(quán)利要求1至62中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1)與要被冷卻的部件的交替的堆垛結(jié)構(gòu)通過部分 地或者完全地將堆垛的單個平面或所有平面連接來實現(xiàn)。
64. 根據(jù)權(quán)利要去1至63中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，用DCB (直接敷銅)或AMB (活性金屬釬焊)方法或諸如鎢之 類的敷金屬使多塊的冷卻盒(1)彼此連接起來。
65. 根據(jù)權(quán)利要求64所述的冷卻盒，其特征在于，比密封面更 大的金屬區(qū)域還承擔(dān)諸如密封之類的其他功能。
66. 根據(jù)權(quán)利要求1至65中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，至少兩個冷卻盒(1)的加熱或冷卻介質(zhì)終端彼此串聯(lián)或并聯(lián)。
67. 根據(jù)權(quán)利要求66所述的冷卻盒，其特征在于，向至少一個 冷卻盒(1)供應(yīng)熱量并且從至少一個其他的冷卻盒抽取熱量。
68. 根據(jù)權(quán)利要求1至67中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1)具有至少兩個分開的自封閉的空腔(4)。
69. 根據(jù)權(quán)利要求68所述的冷卻盒，其特征在于，至少兩個空 腔(4)在所述冷卻盒(1)之內(nèi)或者之外通過加熱或冷卻介質(zhì)入口或 其組合彼此串聯(lián)或并聯(lián)或以就此的組合的方式設(shè)置。
70. 根據(jù)權(quán)利要求1至69中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述加熱或冷卻介質(zhì)通過對流流過所述冷卻盒(1)或者通過泵 來翻轉(zhuǎn)或通過它們的組合來翻轉(zhuǎn)。
71. 根據(jù)權(quán)利要求1至70中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1)設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)化的或非標(biāo)準(zhǔn)化的光學(xué)或光電連接器或部件。
72. 根據(jù)權(quán)利要求1至71中的任一項所述的冷卻盒，其特征在 于，所述冷卻盒(1)與RFID單元相連接。
73. 根據(jù)權(quán)利要求72所述的冷卻盒，其特征在于，所述RFID單 元的至少一個導(dǎo)體電路和/或所述RFID單元的至少一個天線和/或所 述RFID單元的至少一個主動和/或^f皮動部件與所述冷卻盒(1)相連 接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由材料制成的用于電氣或電子元件或電路的冷卻盒(1)，其中該冷卻盒(1)不導(dǎo)電或幾乎不導(dǎo)電、整塊或多塊地構(gòu)成并且具有由該材料包圍的空腔(4)，該空腔(4)被封閉或設(shè)有至少一個開口(2)。為了改善散熱而提出冷卻盒(1)的至少一個表面區(qū)域由功能導(dǎo)電性和/或?qū)嵝詠矶x。
文檔編號H01L23/473GK101689537SQ200880021918
公開日2010年3月31日 申請日期2008年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月26日
發(fā)明者C·P·克盧格 申請人:陶瓷技術(shù)股份公司