[發明專利]功率半導體模塊和用于制造功率半導體模塊的方法

有效

• 申請號: 201410019521.1
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103928408B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 哈特姆特·庫拉斯
• 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;H01L23/48;H01L23/36;H01L21/60
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 鄒璐,安翔

技術領域

本發明涉及一種功率半導體模塊和用于制造功率半導體模塊的方法。

背景技術

在由現有技術公知的功率半導體模塊中，通常在基板上布置有功率半導體結構元件，像例如功率半導體開關和二極管，并且借助于基板的導體層以及焊線和/或復合薄膜彼此導電連接。在此，功率半導體開關通常以晶體管的形式，像例如IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）或者MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金屬氧化物半導體場效應晶體管）或者晶閘管的形式存在。

在此，布置在基板上的功率半導體結構元件通常與單個的或多個所謂的半橋電路電連接，這些半橋電路例如用于對電壓和電流進行整流和逆變。

由DE 10 2006 006 424 A1公知了一種具有在壓力接觸實施中的功率半導體模塊和冷卻構件的系統。在此，負載接口元件分別構造為具有帶狀部段以及分別從該部段出發的接觸腳的金屬成型體。

在技術上常見的功率半導體模塊具有負載電流引導元件以引導負載電流，借助這些負載電流引導元件基板與功率半導體模塊的負載電流接口導電地連接。在此，負載電流接口可以是負載電流引導元件的集成的組成部分，并且例如以負載電流引導元件的端部區域的形式存在。在此，負載電流與例如用于觸發功率半導體開關的輔助電流相比通常具有很高的電流強度。

在此，從外部作用到功率半導體模塊上的外部機械影響，像例如機械振動，經由負載電流引導元件傳遞到基板上，并且例如可以導致對基板的損傷，或者在負載電流引導元件借助材料鎖合的（stoffschlüssig）連接與基板連接的情況下導致材料鎖合連接的失效并因此導致功率半導體模塊停止運轉。

發明內容

本發明的任務是提供一種可靠的功率半導體模塊，并且說明一種用于制造與此相關的功率半導體模塊的方法。

該任務通過具有基板和布置在基板上且與基板連接的功率半導體結構元件的功率半導體模塊來解決，其中，功率半導體模塊具有一體式構造的導電的連接裝置，其中，連接裝置具有扁平的第一和扁平的第二聯接區域以及布置在第一與第二聯接區域之間的彈性區域，其中，彈性區域具有呈條狀的第一和第二成型元件，這些成型元件彼此具有反向的彎折部且交替地布置，其中，第一聯接區域與基板連接。

此外，該任務通過用于制造功率半導體模塊的方法來解決，該方法具有下述方法步驟：

a）提供基板和金屬板材元件，其中，金屬板材元件具有扁平的第一和扁平的第二聯接區域，并且具有布置在第一與第二聯接區域之間的連接區域，

b）將第一聯接區域與基板材料鎖合連接，其中，金屬板材元件平行于基板地延伸，

c）將金屬板材元件的未與基板連接的部分從基板卷起，

d）在連接區域中對金屬板材元件進行切割，從而構造出交替布置的呈條狀的第一和第二成型元件，并且將第一和第二成型元件反向彎折。

本發明的有利構造方案由從屬權利要求得出。

本方法的有利構造方案與功率半導體模塊的有利構造方案類似地得出，并且反之亦然。

已證實有利的是，連接裝置將基板與導電的負載電流引導元件導電地連接，其中，第二聯接區域與負載電流引導元件連接，由此實現了基板與負載電流引導元件的可靠的電連接。

此外，已證實有利的是，第一聯接區域的引導電流的線路橫截面和第二聯接區域的引導電流的線路橫截面關于彈性區域的引導電流的線路橫截面以彈性區域的引導電流的線路橫截面的最大±20%偏差，這是因為于是連接設備的電流承載能力通過連接設備的彈性區域幾乎不受影響或幾乎不被減小。

此外，已證實有利的是，第一聯接區域具有與基板連接的部段，該部段平行于基板地延伸，這是因為于是第一聯接區域可以特別可靠地與基板連接。

此外，已證實有利的是，第二聯接區域的至少一部分從基板延伸出去，這是因為于是負載電流引導元件可以遠離基板地布置。

此外，已證實有利的是，在功率半導體結構元件與基板之間的和/或在連接裝置的第一聯接區域與基板之間的連接分別實現為材料鎖合的或力鎖合的（kraftschlüssig）連接。由此實現了各待連接元件的特別可靠的連接。

此外，已證實有利的是，基板在其背離功率半導體結構元件的側上與金屬成型體連接，這是因為由此可以實現對功率半導體結構元件的很好的冷卻。