具有壳体的功率半导体模块制造技术

本发明专利技术涉及一种具有壳体(2)的功率半导体模块，其具有由弹性体制成的弹性变形元件(30)，并且具有布置于壳体(2)中的功率半导体部件(T1、T2)，所述功率半导体部件(T1、T2)以导电方式连接到箔复合材料(5)，其中所述箔复合材料(5)包括导电的结构化或非结构化的第一箔(6)和导电的结构化或非结构化的第二箔(7)以及布置于第一和第二箔(6、7)之间的不导电的第三箔(8)，其中所述壳体(2)具有开口(33)，箔复合材料(5)的一部分被引导通过所述开口(33)，其中为了功率半导体模块(1)与电连接元件装置(17、17')导电接触。

Power semiconductor module having a housing

The present invention relates to a housing (2) of the power semiconductor module, which is made of elastic body elastic deformation element (30), and is arranged in the shell (2) power semiconductor components in (T1, T2), the power semiconductor components (T1, T2) to connect to the conductive type foil composite material (5), wherein the foil composite material (5) includes a first conductive foil structured or unstructured (6) and conducting structured or unstructured second foil (7) and arranged in the first and second foil (6, 7) between the third conductive foil (8) among them, the housing (2) having an opening (33), foil composite material (5) part is guided through the opening (33), to which the power semiconductor module (1) is connected with the electric device (17, 17') conductive contact.

【技术实现步骤摘要】
具有壳体的功率半导体模块
本专利技术涉及一种具有壳体的功率半导体模块。
技术介绍
从DE102012218868B3的图6和所附的说明，已知一种功率半导体模块，其包括功率半导体部件、基材、箔复合材料以及第一和第二负载电流连接元件(为了功率半导体模块与电连接元件装置导电接触)，其中所述箔复合材料包括第一金属箔层和结构化的第二金属箔层以及布置于所述第一和第二金属箔层之间的电绝缘箔层，其中所述功率半导体部件以导电方式连接到所述箔复合材料和所述基材，其中所述第二负载电流连接元件与所述第一金属箔层形成单件，其中所述电绝缘箔层的一部分布置在所述第一负载电流连接元件的第一部分和第二负载电流连接元件之间。负载电流连接元件通过螺钉连接与连接元件装置进行导电接触，该螺钉连接延伸穿过形成在负载连接元件中的连续孔。功率半导体部件和电连接元件装置之间的电连接具有杂散电感，其可能在功率半导体模块的运行期间导致功率半导体部件上的电压浪涌。为了最小化该电压浪涌，需要功率半导体模块的特别低的电感设计和功率半导体模块与电连接元件装置的可靠的低电感电接触。从DE102012218868B3已知的功率半导体模块具有下述缺点，即第一负载电流连接元件以及第一负载电流连接元件与连接元件装置之间的电连接具有相对高的杂散电感。此外，当负载电流连接元件连接到连接元件装置时，可能在第二负载电流连接元件(即第一金属箔层)上施加大的力，这可能导致第一金属箔层的损坏或破坏。此外，由于负载电流连接元件和连接元件装置的不同的热膨胀系数，在各元件的机械冲击负荷和振动负荷的情况下，可能存在负载电流连接元件与连接元件装置的导电接触的故障。
技术实现思路
本专利技术提出要解决的问题是创造一种功率半导体模块，其具有特别低电感设计且其可以与电连接元件装置进行可靠的低电感电接触。通过一种具有壳体的功率半导体模块来解决该问题，该功率半导体模块具有由弹性体制成的弹性变形元件，并且具有布置于壳体中的功率半导体部件，所述功率半导体部件以导电方式连接到箔复合材料，其中所述箔复合材料包括导电的结构化或非结构化的第一箔和导电的结构化或非结构化的第二箔以及布置于第一和第二箔之间的不导电的第三箔，其中所述壳体具有开口，箔复合材料的一部分被引导通过所述开口，其中用于导电接触的箔复合材料包括可从壳体外接近的导电的第一和第二箔复合材料接触表面，该导电接触是功率半导体模块与电连接元件装置的导电接触，所述接触表面中的每一个都是箔复合材料的一个表面区域的形式，其中所述变形元件布置于所述壳体的外侧与所述第一和第二箔复合材料接触表面之间。已经证明，因为硅树脂具有良好的弹性性能，特别是因为交联的液体硅橡胶或交联的固体硅橡胶具有非常好的弹性性能，因此弹性体被形成为硅树脂，特别是被形成为交联的液体硅橡胶或形成为交联的固体硅橡胶是有利的。此外，已经证明，变形元件通过粘结连接而被结合到壳体的外侧是有利的，因为粘结连接代表特别可靠的连接形式。此外，已经证明，变形元件具有带有至少两个高度的凸起结构(reliefstructure)是有利的。以这种方式，如果连接元件装置的第一和第二连接接触表面距离壳体的外侧间距不同，则可以通过变形元件的结构来协调不同的间距，使得对于两个压力接触位置而言各个压力是大致相同的，该各个压力是各个箔复合材料接触表面与各个连接接触表面实现各个压力接触所经由的压力。此外，已经证明，功率半导体模块具有箔复合材料保持装置是有利的，该箔复合材料保持装置被设计成保持箔复合材料，使得第一和第二箔复合材料接触表面被布置成使得它们被固定并且抵靠变形元件。这确保即使在机械冲击负荷和振动负荷的情况下，第一和第二箔复合材料接触表面也必定保持布置于变形元件的顶部上。此外，已经证明，壳体的外侧通过其几何形状而在壳体中形成凹部是有利的，其中变形元件布置于凹部的底表面上。凹部构成一种机械防范，防范(例如在功率半导体模块的组装期间)可能意外地横向作用于变形元件上的任何物体。此外，已经证明，至少在功率半导体模块不与外部电连接元件装置导电接触的一种状态下，变形元件具有在底表面的法向方向上的高度，使得第一和第二箔复合材料接触表面布置于凹部外是有利的。这使得连接元件装置具有平坦的几何形状并且因此具有特别低的电感设计成为可能。此外，已经证明，壳体的开口通到凹部中是有利的。以这种方式，布置于开口的区域中的箔复合材料的部分被很好地保护免受从外界作用的机械负荷。此外，已经证明，凹部形成用于安装箔复合材料的端部部分的安装装置是有利的。以这种方式，箔复合材料的端部部分被很好地保护免受从外界作用的机械负荷。此外，已经证明，功率半导体模块具有箔复合材料保持装置是有利的，该箔复合材料保持装置被设计成保持箔复合材料，使得第一和第二箔复合材料接触表面被布置成使得它们被固定并且抵靠变形元件，其中所述箔复合材料保持装置具有将所述箔复合材料的端部部分固定在所述安装装置中的第一保持元件。以这种方式，箔复合材料的端部部分被可靠地保持在安装装置中。此外，已经证明，箔复合材料保持装置具有布置在壳体的开口的区域中的第二保持元件是有利的，该第二保持元件将箔复合材料固定在壳体的开口的区域中。以这种方式，布置在开口的区域中的箔复合材料的部分被可靠地保持在壳体的开口的区域中。此外，已经证明，变形元件被形成为单件或者由至少两个单独的主体部件组成是有利的，其中变形元件的第一主体部件布置在壳体的外侧和第一箔复合材料接触表面之间，且变形元件的第二主体部件布置在壳体的外侧和第二箔复合材料接触表面之间。如果变形元件被形成为单件，则变形元件的制造就特别容易。如果变形元件由至少两个单独的主体部件组成，则当形成变形元件时可以节约材料。此外，已经证明有利的是，使得功率半导体装置具有根据本专利技术的功率半导体模块以及具有电连接元件装置，所述电连接元件装置具有导电的第一连接接触表面和导电的第二连接接触表面，所述第二连接接触表面布置成与所述第一连接接触表面电绝缘，其中所述第一连接接触表面被布置成在朝向所述功率半导体模块的变形元件的方向上挤压所述功率半导体模块的第一箔复合材料接触表面，并且以这种方式所述第一连接接触表面与第一箔复合材料接触表面以导电的方式压力接触，其中所述第二连接接触表面被布置成在朝向功率半导体模块的变形元件的方向上挤压功率半导体模块的第二箔复合材料接触表面，并且以这种方式所述第二连接接触表面与第二箔复合材料接触表面以导电的方式压力接触，由于那样根据本专利技术的功率半导体模块具有非常低的电感以及以导电的方式与连接元件装置的可靠的接触，并且功率半导体装置具有非常低的电感设计。此外，已经证明有利的是，连接元件装置被形成为印刷电路板，并且第一和第二连接接触表面由印刷电路板的至少一个导电层的表面区域形成，因为那样根据本专利技术的功率半导体模块具有非常低的电感以及与连接元件装置的可靠的导电接触。此外，已经证明有利的是，连接元件装置被形成为电流母线布置，该电流母线布置包括导电的第一电流母线和导电的第二电流母线，所述第二电流母线布置成通过电流母线布置的非导电的绝缘层从第一电流母线电绝缘，其中所述第一连接接触表面由所述第一电流母线的一个表面区域形成，并且所述第二连接接触表面由所述第二电流母线的一个表面区域形成，因为那样根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有壳体(2)的功率半导体模块，其具有由弹性体制成的弹性变形元件(30)，并且具有布置于所述壳体(2)中的功率半导体部件(T1、T2)，所述功率半导体部件(T1、T2)以导电方式连接到箔复合材料(5)，其中所述箔复合材料(5)包括导电的结构化或非结构化的第一箔(6)和导电的结构化或非结构化的第二箔(7)以及布置于所述第一箔和所述第二箔(6、7)之间的不导电的第三箔(8)，其中所述壳体(2)具有开口(33)，所述箔复合材料(5)的一部分被引导通过所述开口(33)，其中用于导电接触的所述箔复合材料(5)包括可从壳体(2)外接近的导电的第一和第二箔复合材料接触表面(5a、5b)，所述导电接触是所述功率半导体模块(1)与所述电连接元件装置(17、17')的导电接触，所述接触表面(5a、5b)中的每一个都是所述箔复合材料(5)的表面区域的形式，其中所述变形元件(30)布置于所述壳体(2)的外侧(3)与所述第一和第二箔复合材料接触表面(5a、5b)之间。

【技术特征摘要】
2016.03.09 DE 102016104283.81.一种具有壳体(2)的功率半导体模块，其具有由弹性体制成的弹性变形元件(30)，并且具有布置于所述壳体(2)中的功率半导体部件(T1、T2)，所述功率半导体部件(T1、T2)以导电方式连接到箔复合材料(5)，其中所述箔复合材料(5)包括导电的结构化或非结构化的第一箔(6)和导电的结构化或非结构化的第二箔(7)以及布置于所述第一箔和所述第二箔(6、7)之间的不导电的第三箔(8)，其中所述壳体(2)具有开口(33)，所述箔复合材料(5)的一部分被引导通过所述开口(33)，其中用于导电接触的所述箔复合材料(5)包括可从壳体(2)外接近的导电的第一和第二箔复合材料接触表面(5a、5b)，所述导电接触是所述功率半导体模块(1)与所述电连接元件装置(17、17')的导电接触，所述接触表面(5a、5b)中的每一个都是所述箔复合材料(5)的表面区域的形式，其中所述变形元件(30)布置于所述壳体(2)的外侧(3)与所述第一和第二箔复合材料接触表面(5a、5b)之间。2.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于所述弹性体被形成为硅树脂，特别是被形成为交联的液体硅橡胶或被形成为交联的固体硅橡胶。3.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于变形元件(30)通过粘结连接而被结合到所述壳体(2)的所述外侧(3)。4.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于所述变形元件(30)具有凸起结构，所述凸起结构有至少两个高度(H1、H2)。5.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于所述功率半导体模块(1)具有箔复合材料保持装置(9a、9b)，所述箔复合材料保持装置(9a、9b)被设计成保持所述箔复合材料(5)，使得所述第一和第二箔复合材料接触表面(5a、5b)被布置成使得它们被固定并且抵靠所述变形元件(30)。6.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于所述壳体(2)的所述外侧(3)通过其几何形状而在所述壳体(3)中形成凹部(10)，其中所述变形元件(30)布置在所述凹部(10)的底表面(11)上。7.根据权利要求6所述的功率半导体模块，其特征在于至少在一种状态下，所述变形元件(30)在所述凹部(10)的所述底表面(11)的法向方向(N)上具有高度，使得所述第一和第二箔复合材料接触表面(5a、5b)被布置于所述凹部(10)外，在所述一种状态中所述功率半导体模块(1)不与外部电连接元件装置(28)导电接触。8.根据权利要求6所述的功率半导体模块，其特征在于所述壳体(3)的所述开口(33)通到所述凹部(10)中。9.根据权利要求6所述的功率半导体模块，其特征在于所述凹部(10)形成安装装置(34)，所述安装装置(34)用于安装所述箔复合材料(5)的端部部分。10.根据权利要求9所述的功率半导体模块，其特征在于所述功率半导体模块(1)具有箔复合材料保持装置(9a、9b)，所述箔复合材料保持装置(9a、9b)被设计成保持所述箔复合材料(5)，使得所述第一和第二箔复合材料接触表面(5a、5b)被布置成使得它们被固定并且抵靠所述变形元件(30)，其中所述箔复合材料保持装置(9a、9b)具有第一保持元件(9a)，所述第一保持元件(9a...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·阿蒙，H·科博拉，
申请(专利权)人：赛米控电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE