[發明專利]帶有基礎模塊和連接模塊的功率半導體模塊

無效

• 申請號: 201110301405.5
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN102446866A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 湯姆斯·施托克邁爾;克里斯蒂安·約布爾;克里斯蒂安·克洛內達
• 申請（專利權）人: 賽米控電子股份有限公司
• 主分類號: H01L23/049
• 分類號: H01L23/049;H01L25/18
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 車文;樊衛民

技術領域

本發明描述了功率半導體模塊，所述功率半導體模塊電絕緣的殼體以及布置在其中地且電路適宜地連接的多個功率半導體器件。

背景技術

這種功率半導體模塊例如由DE?102006034964B3所公知。該文獻公開了帶有兩個串行連接的、優選構造為晶閘管的功率半導體器件的功率半導體模塊，這些功率半導體器件電絕緣地布置在基板上。借助兩個連接部元件，這些功率半導體器件與外部接觸元件連接。連接元件一方面構造成功率半導體器件的內部的電連接，并且另一方面充當其它的外部接觸元件。在這種情況下，接觸元件與功率半導體器件的模塊內部連接構造為力鎖合的連接，并且為此每個功率半導體器件具有特有的壓力裝置。

對于這種功率半導體器件不利的是復雜的制造方法，在該制造方法中，大量單個部件必須一個接一個地連接到功率半導體模塊。

發明內容

本發明基于如下任務，即，介紹一種模塊化構成的功率半導體模塊和所屬的簡化的制造方法，其中，預制的模塊可以相對彼此地布置，并且額外地可以簡單地實現功率半導體模塊的各種內部電路變化方案。

該任務依據本發明通過依據權利要求1的功率半導體模塊以及通過帶有權利要求6的特征的方法來解決。優選的實施方式在各個從屬權利要求中進行介紹。

本發明的出發點是構造一種功率半導體模塊，該功率半導體模塊具有：電絕緣的殼體、基板和用于電路適宜地在外部連接功率半導體模塊的功率半導體器件的外部接觸元件。在這種情況下，依據本發明的功率半導體模塊除了殼體之外還具有兩個基本的分模塊，即，基礎模塊和連接模塊，其中，基礎模塊本身作為主要部件具有至少兩個半導體組件。用于功率半導體模塊的所屬的依據本發明的制造方法在下文中與功率半導體模塊本身一起介紹。

在這種情況下，每個半導體組件都具有第一導電元件、至少一個布置在第一導電元件上的功率半導體器件以及一個用于接觸第一導電元件的第一接觸裝置和一個或者各一個用于接觸功率半導體器件的第二接觸裝置。由此，導電元件用于功率半導體器件的第一接觸面的電連接，并且借助第一接觸裝置用于其在功率半導體模塊內部的其它電連接。第二接觸裝置間接或者直接地與第二接觸面連接，該第二接觸面布置在與功率半導體器件的第一接觸面對置的主面上。對于間接的接觸而言，在這些接觸面上、在這些接觸面和第二接觸元件之間可以還設置有額外的、優選扁平的導電元件。

在設計為矩形的功率半導體器件中有利的是，第一和第二連接裝置構造為呈L形的金屬體，該金屬體具有在導電元件或者在功率半導體器件上的支腳，并且該支腳借助加壓燒結技術相應地導電連接。

在功率半導體模塊的依據本發明的制造方法的范疇中，這種半導體組件的構造形成了基本的方法步驟。在這種情況下優選的是，將所有在熱方面的或在電方面被特別要求的連接構造為加壓燒結連接。

半導體組件在制造方法的范疇中布置在基板上，其中，在基板和各個半導體組件的導電元件之間設置有共同的絕緣裝置，或者給每個半導體組件設置一個絕緣裝置。該絕緣裝置用于針對基板的電絕緣，由此，該基板在應用功率半導體模塊時可以持續地處在某個基本電位上。

在基板和必要時每個絕緣裝置之間的優選可用的連接同樣地可如同用于半導體組件的絕緣裝置的連接那樣構造為粘接。

可作為替代地或者額外優選地，此外基礎模塊具有基礎殼體，該基礎殼體框架式地構造，并且具有用于布置半導體組件或者半導體組件的部分的定位機構。這種定位機構可以例如在該制造方法的范疇中構造為引導元件，以及構造為用于半導體組件與基礎殼體的插塞式止動連接的止動凸起部。

連接模塊本身具有至少一個連接裝置。該至少一個連接裝置用于兩個半導體組件的電路適宜的連接，準確地說是用于兩個半導體組件的負載連接，而不是兩個半導體組件的控制連接。在這種情況下，取決于待實現的電路變形方案，示例性地構造了在兩個半導體組件的第一連接裝置之間的或者第二連接裝置之間的連接。同樣可行的是，構造在不同的半導體組件的第一和第二連接裝置之間的連接。

在這種情況下優選的是，至少一個連接元件構造為在多個額定彎曲部位中的每一個上變形的、三維的、扁平的金屬成型體。在制造方法的范疇內，原有的還沒有被三維變形的連接元件優選地借助焊接連接與所配屬的接觸裝置導電連接。隨后，通過連接裝置的在合適的額定彎曲部位上逐步彎邊和三維的構型構造在功率半導體模塊內。

在這種情況下，可以優選地在中間步驟中布置功率半導體模塊的蓋子。在這種情況下優選的是，該蓋子與基礎殼體一起構造成功率半導體模塊的殼體。