[發(fā)明專利]具有連接裝置和內(nèi)部接頭元件的功率半導(dǎo)體模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010143190.4
• 申請(qǐng)日: 2010-03-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101859753A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬庫(kù)斯·克內(nèi)貝爾;彼得·貝克達(dá)爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 賽米控電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L25/00
• 分類號(hào): H01L25/00;H01L23/538;H01L23/48
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 車文;樊衛(wèi)民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明描述了一種具有內(nèi)部連接裝置的功率半導(dǎo)體模塊，該連接裝置構(gòu)成為層復(fù)合體，該層復(fù)合體由多數(shù)個(gè)導(dǎo)電層組成，這些導(dǎo)電層從其那方面可以構(gòu)成多數(shù)個(gè)導(dǎo)體帶和在這些層之間布置的絕緣層。該連接裝置有助于功率半導(dǎo)體部件彼此間的電連接或者到襯底的其它導(dǎo)體帶的電連接。

背景技術(shù)

本發(fā)明的出發(fā)點(diǎn)是功率半導(dǎo)體模塊，像功率半導(dǎo)體模塊例如由DE103?55?925?A1公知的那樣。它原則上公開(kāi)了一種上述類型的連接裝置。這里借助于超聲波焊接將功率半導(dǎo)體部件與第一導(dǎo)電層持久地可靠地電連接。功率半導(dǎo)體元件的模塊內(nèi)部的符合線路要求的連接部在這里敞開(kāi)地放置，該連接部既包括內(nèi)部的負(fù)載接頭又包括控制器接頭。為此，連接裝置具有在導(dǎo)電層之間穿過(guò)絕緣層的穿通接觸部。以這種方式將一層的導(dǎo)體帶與另一層的導(dǎo)體帶電連接。

例如DE?10?2006?027?482?A1公開(kāi)了所稱類型的功率半導(dǎo)體模塊的外部連接裝置。此處一方面公開(kāi)的是螺紋接觸連接部且另一方面公開(kāi)的是彈簧加載的插塞接觸連接部。

與此相對(duì)的是，DE?10?2006?013?078公開(kāi)了一種具有上述連接裝置的功率半導(dǎo)體模塊，在該功率半導(dǎo)體模塊中，借助于薄引線接合來(lái)構(gòu)成兩個(gè)導(dǎo)電層之間的穿通接觸部。因?yàn)樗Q類型的連接裝置還應(yīng)當(dāng)用于代替功率半導(dǎo)體模塊內(nèi)的接合連接，并且應(yīng)當(dāng)通過(guò)它們的使用來(lái)改善內(nèi)部連接部的抗疲勞強(qiáng)度，所以在這里用于構(gòu)成穿通接觸部的薄引線接合連接的使用可能不完全令人滿意。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，通過(guò)如下方式進(jìn)一步形成一種具有連接裝置的功率半導(dǎo)體模塊，即，減少引線接合連接部的數(shù)量。

根據(jù)本發(fā)明，本任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求1所述的方法來(lái)解決。優(yōu)選的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中描述。

本發(fā)明的思想以開(kāi)頭所稱類型的功率半導(dǎo)體模塊為出發(fā)點(diǎn)，該功率半導(dǎo)體模塊具有至少一個(gè)功率半導(dǎo)體部件以及連接裝置，該連接裝置用于將至少一個(gè)功率半導(dǎo)體部件與另一功率半導(dǎo)體部件或與襯底的導(dǎo)體帶進(jìn)行符合線路要求的模塊內(nèi)部的連接。優(yōu)選借助于襯底可以將這種功率半導(dǎo)體模塊布置在冷卻裝置上。此外，這種功率半導(dǎo)體模塊優(yōu)選具有絕緣的、包圍帶有至少一個(gè)功率半導(dǎo)體部件的襯底和連接裝置的殼體。

連接裝置由層復(fù)合體組成，該層復(fù)合體由至少兩個(gè)導(dǎo)電層和布置在這些導(dǎo)電層之間的絕緣層組成。優(yōu)選的是還可以設(shè)置由連接裝置的絕緣層和導(dǎo)電層組成的其它層狀序列。在不限制普遍性的情況下，出于清楚明了的原因，下面僅還涉及具有兩個(gè)導(dǎo)電層和一個(gè)絕緣層的連接裝置的最簡(jiǎn)單的方案。

相應(yīng)的導(dǎo)電層可以自身結(jié)構(gòu)化并且由此形成多數(shù)個(gè)彼此絕緣的第一導(dǎo)體帶。第一導(dǎo)電層的至少一個(gè)第一導(dǎo)體帶與功率半導(dǎo)體部件的接觸面導(dǎo)電連接。此處，材料配合的連接或者還有壓力接觸連接根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)被證實(shí)是特別具有優(yōu)點(diǎn)的。在層狀序列中，在面向功率半導(dǎo)體部件的該第一導(dǎo)電層之后是連接裝置的絕緣層，并且鄰接的再是連接裝置的遠(yuǎn)離功率半導(dǎo)體部件的導(dǎo)電層。

根據(jù)本發(fā)明，功率半導(dǎo)體部件具有至少一個(gè)內(nèi)部接頭元件，其中，該內(nèi)部接頭元件構(gòu)成為具有第一和第二接觸區(qū)段以及有彈性的區(qū)段的接觸彈簧。該接觸彈簧的第一接觸區(qū)段具有與連接裝置的第一或第二導(dǎo)體帶共同的接觸面。

此處優(yōu)選的是，與第一或第二導(dǎo)體帶的接觸面布置在連接裝置的凹隙中。由此提高了導(dǎo)體帶與接觸彈簧之間的接觸可靠性，即使是在機(jī)械影響或熱影響下，這些影響會(huì)引起整個(gè)接觸彈簧或者接觸彈簧的第一接觸裝置橫向運(yùn)動(dòng)。由此還簡(jiǎn)化了在殼體中對(duì)接觸彈簧的可能的固定和引導(dǎo)，這是因?yàn)楸仨殱M足對(duì)接觸彈簧或其第一接觸區(qū)段的定位的這些低的要求。

在第一優(yōu)選構(gòu)造方案中，通過(guò)第二導(dǎo)體帶的和絕緣層的空隙形成該凹隙。于是出現(xiàn)了連接裝置的開(kāi)口，該開(kāi)口以穿過(guò)的方式到達(dá)第一導(dǎo)體帶，由此接觸面因此布置在該第一導(dǎo)體帶上并且接觸彈簧因此建立到該第一導(dǎo)體帶的導(dǎo)電連接。

在第二優(yōu)選的構(gòu)造方案中，通過(guò)第二導(dǎo)體帶的凹陷部形成該凹隙，該凹陷部沒(méi)有完全切穿該導(dǎo)體帶，由此將接觸面布置在第二導(dǎo)體帶上，并且接觸彈簧因此建立到該第二導(dǎo)體帶的導(dǎo)電連接。

此外特別具有優(yōu)點(diǎn)的是，接觸彈簧的第二接觸裝置從功率半導(dǎo)體模塊的殼體中突出。由此功率半導(dǎo)體模塊并且因此連接裝置可以與外部接頭元件直接連接。

附圖說(shuō)明

結(jié)合圖1至4的實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步闡述本發(fā)明的解決方案。

圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的功率半導(dǎo)體模塊的剖面圖。

圖2示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的功率半導(dǎo)體模塊的連接裝置的詳圖。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體模塊的連接裝置的詳圖。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體模塊的剖面圖。

具體實(shí)施方式