材料包括固化為電介質(zhì)材料的樹脂，則導(dǎo)熱材料比例如導(dǎo)電脂向周圍的部件和殼體內(nèi)部提供了更好的耐磨性和更大的粘附性。
[0064]在可替換的實(shí)施例中，作為未填充的(裸基板)電路板(例如，陶瓷基板)的基板34具有熱膨脹系數(shù)(CTE)界面層，以使金屬島(例如，較大的覆銅圖案)的第一 CTE與基板34的第二 CTE匹配，用于進(jìn)行熱調(diào)節(jié)。例如，CTE界面層包括位于金屬島(例如，30、24和28)和基板34之間的聚合物、塑料或纖維填充聚合物的介質(zhì)層(例如，大致平面層)。在一個(gè)說明性示例中，CTE界面層包括接合到諸如陶瓷基板(例如，F(xiàn)R4)的基板34上的聚酰亞胺或雙馬來酰亞胺三嗪(BT)材料。進(jìn)一步，包括接合到基板34上的聚酰亞胺或雙馬來酰亞胺三嗪(BT)材料的CTE界面層可以用于在基板34和輔助基板46之間或在基板34和連接器32下面的柵極驅(qū)動(dòng)電路板之間提供CTE —致性。
[0065]在一個(gè)實(shí)施例中，圖9的電子組件200類似于圖7的電子組件200，除圖9的電子組件200進(jìn)一步包括與基板34的與金屬島(24、28、30)的相反的一側(cè)上的散熱金屬島901或接地層(ground plane)熱連通的導(dǎo)熱通路900 (例如，塑料通路、聚合物通路、電介質(zhì)導(dǎo)熱通路、熱塑性通路或熱塑性插入件)外。一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)熱通路900 (例如，熱塑性通路或熱塑性插入件)可以由導(dǎo)熱的但電絕緣的電介質(zhì)材料構(gòu)成:(I)以確保金屬島(28、24、30)不形成電連接或不便于電連接(例如，電短路，如果金屬島被構(gòu)造成電漂移或處于操作電勢而非地電勢下)，或(2)用于隔離換流器或電子組件200的不同的相輸出端，在該換流器或電子組件中，共用接地層用在一個(gè)或多個(gè)金屬島(24、28、30)和對(duì)應(yīng)的散熱金屬島901或接地層之間。
[0066]在可替換的實(shí)施例中，圖9的電子組件200類似于圖7的電子組件200，除圖9的電子組件200進(jìn)一步包括與基板34的與金屬島(24、28、30)相反的一側(cè)上的散熱金屬島901或接地層熱連通的導(dǎo)熱通路900、傳導(dǎo)盲孔或電鍍通路外，其中導(dǎo)熱通路900包括導(dǎo)電和導(dǎo)熱的金屬通路。例如，在本公開內(nèi)容的某些實(shí)施例中，導(dǎo)熱通路900可以將基板34的第一側(cè)上的一個(gè)或多個(gè)金屬島(28、24、30)(例如，電學(xué)地和機(jī)械地)連接到基板34的第二側(cè)上的一個(gè)或多個(gè)散熱金屬島901或一個(gè)或多個(gè)接地層，其中第二側(cè)與第一側(cè)相反。圖9大致示出了，導(dǎo)熱通路900 (例如，電介質(zhì)導(dǎo)熱通路、導(dǎo)熱金屬通路或二者)(例如，熱學(xué)地、機(jī)械地、或電學(xué)地、或以前述的連接類型的任何組合的方式)連接在第一金屬島24和金屬接地層901之間，連接在第三金屬島28和散熱金屬島901 (也稱為金屬接地層或相專用接地層)之間，并且連接在第四金屬島30和金屬接地層901之間。圖7和8圖中的類似的附圖標(biāo)記指示類似的元件或特征。
[0067]圖10是包含圖1的電子組件200的流體冷卻系統(tǒng)900的說明性示例的透視圖。流體冷卻系統(tǒng)900包括通過管道958連接到泵952的散熱器950。泵952又通過管道(956、962,943)連接到電子組件200。散熱器950具有連接端口(948、951)。至少一個(gè)連接端口(例如，951)通過管道958連接到泵入口 954或泵出口 956，其中來自泵952的相反的連接件964通過管道連接到電子組件200。例如，第一散熱器連接端口 951連接到泵入口 954，而第二散熱器連接端口 948通過管道(944、946)、一個(gè)或多個(gè)接頭947、電子組件200中的內(nèi)部通道和管道(943、962、956)連接到泵出口 964。
[0068]電子組件200具有被固定到一起以形成殼體的第一外殼部分100和第二外殼部分102。殼體的特征還包括第三外殼部分104和第四外殼部分106。第一外殼部分100具有第一入口 116和第一出口 118。第二外殼部分102具有第二入口 120和第二出口 122。
[0069]如圖所示，泵出口 964通過管道(956、962、943)和T字接頭、Y形接頭或其它適當(dāng)?shù)倪B接器947連接到電子組件200的第一入口 116和第二入口 120。類似地，第二散熱器端口通過管道和T字接頭、Y形接頭，或其它適當(dāng)?shù)倪B接器947連接到第一出口 118和第二出P 122。
[0070]在操作過程中或在操作之前，向散熱器950填充流體或冷卻劑。散熱器950可以提供冷卻劑的貯存器；電子組件200中的通道和相關(guān)聯(lián)的腔可以提供冷卻劑的貯存器，或散熱器950和電子組件200 二者都可以提供冷卻劑的貯存器。泵952將流體或冷卻劑傳送進(jìn)入第一入口 116，用于流體或冷卻劑在第一外殼部分100中循環(huán)。流體或冷卻劑在通過管道連接到散熱器950的第一出口 118處離開第一外殼部分100。類似地，泵952將流體或冷卻劑傳送進(jìn)入第二入口 120，用于流體或冷卻劑在的第二外殼部分102中循環(huán)。流體或冷卻劑在通過管道連接到散熱器952的第二出口 122處離開第二外殼部分102。
[0071 ] 可以根據(jù)各種技術(shù)生產(chǎn)電路板組件11，在所述技術(shù)中，一些示例參照本文。通過或依靠將表面安裝式薄膜電容器元件、連接器插孔和平面的功率開關(guān)裝置安裝在基板34和輔助基板46的一側(cè)或兩側(cè)上，在板上組裝電路板組件11 (例如，功率開關(guān)印制電路板)。例如，可以使用貼裝機(jī)械化來安裝部件。電子組件提供了包括用于電池和電機(jī)導(dǎo)線的低壓連接器的控制和柵極驅(qū)動(dòng)功能電路。
[0072]殼體(100、102、104、106)可以包括被模制(例如，注入模制)的、通過三維打印構(gòu)造的或以其它方式形成的罩或蓋。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可以對(duì)于第一外殼部分100和第二外殼部分102在高度自動(dòng)化過程中使用三維打印來制造電子組件200，以支持在殼體中形成一體式冷卻劑通道。殼體包括第一外殼部分100和第二外殼部分102。每個(gè)外殼部分(100,102)都具有與放置在電路板組件11上的部件和互連件以及連接器32下方的控制柵極和驅(qū)動(dòng)電路板的形狀和輪廓一致的內(nèi)表面形狀/輪廓和特征。因此，電子組件200非常適合于高密度封裝并且使用更少的體積用于電子組件200的容量(例如，電流或功率)輸出端。在一個(gè)構(gòu)造中，基板34可以通過使用球陣列封裝(BGA)互連來連接到輔助基板46 (或柵極驅(qū)動(dòng)電路板)。例如，具有安裝在其上的部件的裝配基板34可以與控制和柵極驅(qū)動(dòng)電路板一起經(jīng)歷回熔焊接過程。
[0073]連接器(36、38、40、42、44)包括表面安裝式連接器，該表面安裝式連接器支持載荷(例如，電動(dòng)馬達(dá)，發(fā)電機(jī)或電機(jī))和用于電子組件200的能量源(例如，直流能量源)之間的電連接的插頭(引腳)和插孔類型。連接器被組裝在第一半導(dǎo)體開關(guān)20和第二半導(dǎo)體開關(guān)22的電容器元件和平面芯片組之間。連接器(36、38、40、42、44)在電子組件200中的以上布置支持電學(xué)設(shè)計(jì)功能(例如，最小化系統(tǒng)電感和避免不必要的電流回路)，熱學(xué)設(shè)計(jì)功能(例如，芯片組(20、22)和電容器(56)之間的用于分離在較大溫差下操作的部件的空間，以及用于改進(jìn)散熱的增加的插孔整體表面積)，和機(jī)械功能(例如，最小化電路板11需要的整體面積)。
[0074]在一個(gè)實(shí)施例中，連接器32下方的輔助基板46或電路板包括柵極驅(qū)動(dòng)電路和控制電路板。輔助基板46可以與用于控制第一半導(dǎo)體開關(guān)20和第二半導(dǎo)體開關(guān)的一個(gè)或多個(gè)相的柵極驅(qū)動(dòng)電路相關(guān)聯(lián)?？梢允褂脤Ｓ眉呻娐?ASIC)的方法將柵極驅(qū)動(dòng)電路小型化。用于小型化柵極驅(qū)動(dòng)電路的ASIC不僅通過電路隔離簡化了導(dǎo)電的布局，還增加了抵抗由電流和電壓隨著時(shí)間的改變而導(dǎo)致的雜散效應(yīng)和電磁干擾的能力。柵極驅(qū)動(dòng)電路的特征包括電流感測電路和對(duì)于分立電路的低電壓控制。在一個(gè)構(gòu)造中，電流感測電路接近或鄰近于換流器的交流電輸出端或一個(gè)或多個(gè)金屬島放置，其中電流感測電路伴隨有任何必要的防護(hù)和通量/場集中器。低壓控制和分立電路可以嵌入現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和分立電子部件和集成電路中。柵極驅(qū)動(dòng)電路和控制電路上組裝有與放置在由換流器驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)上的電池和傳感器連接的表面安裝式低壓連接器導(dǎo)線。
[0075]在一個(gè)實(shí)施例中，殼體可以通過三維(3-D)打印工藝或注入模制工藝形成。殼體具有與用于換流器組件中的電路板組件11 一致的表面形狀/輪廓和特征。殼體便于增強(qiáng)對(duì)于半導(dǎo)體開關(guān)(20、22)、薄膜電容器56 (例如，薄膜電容器)、在電路板11上互連的連接器(例如，36、38、40、42、44)和放置在電路板11上的所有熱生成電路的熱調(diào)節(jié)。
[0076]為通過3-D打印工藝形成殼體，首先，激光掃描儀被用于掃描電路板11。激光掃描儀產(chǎn)生電路板的輪廓的一個(gè)或多個(gè)三維圖像。電路板11每側(cè)的分離的激光圖像被收集為輸入數(shù)據(jù)。第二，預(yù)形成熱界面材料(??Μ)網(wǎng)(screen)可以沉積在組裝有部件的電路板11上。TIM允許在組件200中的熱生成部件或區(qū)域、熱傳導(dǎo)部件或區(qū)域、或散熱部件或區(qū)域與殼體的內(nèi)部之間緊密接觸。在可替換的構(gòu)造中，具有(例如，針對(duì)電絕緣和熱傳導(dǎo)優(yōu)化的)優(yōu)化厚度的一層TIM可以在第一外殼部分100和第二外殼部分102的內(nèi)表面上展開。
[0077]第三，殼體可以由聚合物、塑料或金屬材料購車。在一個(gè)構(gòu)造中，基于由激光掃描儀收集的一個(gè)或多個(gè)被掃描的輪廓或被掃描的圖像，將諸如鋁或高分子金屬復(fù)合物之類的輕質(zhì)金屬3-D打印成殼體。3-D打印的殼體與電路板11的部件和特征一致。例如，換流器的3-D打印的殼體可以接觸或觸摸到電路板11上的所有部件和零件。如圖4和圖7所示，3-D打印的殼體將具有用于產(chǎn)生冷卻劑渦流的冷卻劑的內(nèi)置冷卻劑通道或微通道。冷卻劑通道通過互連件的熱調(diào)節(jié)使得半導(dǎo)體開關(guān)(20、22)的雙側(cè)冷卻，以及對(duì)來自功率裝置的熱量的側(cè)向提取有效。用于換流器殼體的這種自動(dòng)的3-D打印工藝將有效地減少電子組件200中的未用容積或空閑空間，這支持減小電子組件200的封裝尺寸。3-D打印將允許優(yōu)化換流器殼體/外殼的厚度，因此，3-D打印工藝如果被適當(dāng)?shù)厥褂?，則可以顯著地減少所需要的材料，因而隨著3-D打印工藝成熟，可以實(shí)現(xiàn)大額的成本節(jié)省。3-D打印的殼體便于改進(jìn)半導(dǎo)體開關(guān)(20、22)到導(dǎo)熱流體的通道，這導(dǎo)致了換流器的更高的額定功率。
[0078]在可替換的實(shí)施例中，注入模制可以用于形成殼體或外殼部分(100、102)