功率半导体模块制造技术

本发明专利技术公开了一种功率半导体模块，其包括电路载体，所述电路载体包括功率导体轨道和控制导体轨道，其中功率半导体组件通过其第一负载连接区域布置在功率导体轨道上并且粘合地连接到功率导体轨道，其中设计成金属成形主体的负载连接元件布置在第二负载连接区域上并粘合地连接到第二负载连接区域，其中所述功率半导体组件的控制连接区域通过银接合线导电地连接到控制导体轨道，并且其中所述第二负载连接区域和控制连接区域具有相同的金属化结构。本发明专利技术可显著改善功率半导体模块在操作过程中的耐久性。

Power semiconductor module

The invention discloses a power semiconductor module, which comprises a circuit carrier, the circuit carrier includes a power conductor track and control conductor tracks, which power semiconductor components through its first load connection area is arranged in the power conductor tracks and adhesively attached to the power conductor rail, which is designed to load connection elements arranged in second load the connection area and adhesively attached to second load connection area of metal forming the main body, which control the power semiconductor components of the connection area by silver bonding wires conductively connected to the guide rail control body, and wherein the second load connection area and the control area has a metal structure connecting the same. The invention can remarkably improve the durability of the power semiconductor module in the operation process.

【技术实现步骤摘要】
功率半导体模块
本专利技术描述了一种功率半导体模块，其包括电路载体，所述电路载体包括功率导体轨道和控制导体轨道，其中功率半导体组件通过其第一负载连接区域布置在功率导体轨道上并且粘合地(cohesively)连接到功率导体轨道，其中设计成金属成形主体的负载连接元件布置在第二负载连接区域上并粘合地连接到第二负载连接区域，其中所述功率半导体组件的控制连接区域通过接合线导电地连接到控制导体轨道，并且其中所述第二负载连接区域和控制连接区域具有相同的金属化结构(metallizationstructure)。
技术介绍
在本领域内的常规实践是，所用的接合线被实施具有300微米直径的铝接合线，但是在可焊连接区域上的接合线的粘合强度通常是在连续操作中不足的粘合强度。
技术实现思路
本专利技术的目的是改进上述功率半导体模块以显著改善其在操作过程中的耐久性。根据本专利技术，设计出一种功率半导体模块，其包括电路载体，所述电路载体包括功率导体轨道和控制导体轨道，其中功率半导体组件通过其第一负载连接区域布置在功率导体轨道上并且粘合地连接到功率导体轨道，其中设计成金属成形主体的负载连接元件布置在第二负载连接区域上并粘合地连接到第二负载连接区域，其中所述功率半导体组件的控制连接区域通过银接合线导电地连接到控制导体轨道，并且其中所述第二负载连接区域和控制连接区域具有相同的金属化结构。优选地，该金属化结构具有可焊接或可烧结的表面。具体地，该表面可包括金、银、铜、镍或钯，或包含至少90％的这些金属的合金。在此和下文中，这样的百分比指示应当被理解为在DIN1310含义下的物质量比例。特别优选的是，银接合线具有50微米至200微米、特别是125微米至150微米的直径。在这种情况下，进一步优选的是银接合线包括至少70％含量、特别是至少90％含量，特别是至少99％含量的银。有利地，控制导体轨道和功率导体轨道包括铜或含有至少90％铜的合金。在功率半导体模块的一个有利的配置中，电路载体粘合地布置在基板上，优选金属基板上。同样优选的是，功率半导体模块的电路载体布置在塑料壳体内。不言而喻的是，除非本身被排除，否则以单数提及的特征可在根据本专利技术的功率半导体模块中以复数存在。通过示例的方式，电路载体可以是至少一个电路载体。不言而喻的是，本专利技术的不同配置可以单独的方式或以本身不相互排斥的任意组合的方式来实施以便实现改进。具体地，上文和下文所提及以及解释说明的特征可不仅以所指示的组合来使用，而且也可以其它的组合使用或以它们自身单独使用，而并不脱离本专利技术的范围。附图说明本专利技术的进一步解释说明、有利的细节和特征从在图1和图2中示意性示出的本专利技术示例性实施例或其相应部分的以下描述得到阐明。图1示出根据本专利技术的功率半导体模块。图2示出根据本专利技术的具有壳体的功率半导体模块。具体实施方式图1示出根据本专利技术的为晶闸管半桥电路的配置的功率半导体模块1。示出基板70，两个电路载体10粘合地布置在所述基板70上，在每种情况下通过焊接连接。每个电路载体10包括功率导体轨道20和控制导体轨道30。在此为晶闸管的功率半导体组件40布置在功率导体轨道20上。所述功率半导体组件40具有第一负载连接区域42，其通过焊接连接粘合地以及导电地连接到功率导体轨道20。功率半导体组件40在其背离电路载体10的一侧上具有第二负载连接区域44和控制连接区域46。如果仅出于简单生产的原因，则两个连接区域具有相同的金属化结构。所述金属化结构包括单层或优选多层，其与对应于可焊接的最后金属层的表面相接触。所述表面在此被实施为镍表面。从原则上而言，该表面可由金、银、铜或钯来形成，或由含有至少90％含量的这些相应金属的合金来形成。第二负载连接区域44通过焊接连接粘合地且导电地连接到扁平的金属成形主体，所述金属成形主体形成负载连接元件50。后者即负载连接元件50在此导电地连接到负载接触元件500，以用于功率半导体模块1的外部连接。从原则上而言，负载连接元件和负载接触元件也可一体地实施。功率半导体模块40的控制连接区域46通过银接合线60导电地连接到控制导体轨道30，所述银接合线60包括到99％含量的银并具有150微米的直径。控制导体轨道30还具有接触区域32，为了清楚起见仅单独地标记，以用于实施为弹簧的控制连接元件。所述控制连接元件(未示出)导电地连接到控制接触元件(未示出)。从原则上而言，控制连接元件和控制接触元件也可一体地实施。从原则上而言，若唯一的区别是粘合连接未实施为焊接连接，而是具体地实施为烧结连接，更确切地是实施为压力烧结连接，则在此解释说明的任何内容同样保持成立。具体地，接合线和金属化结构表面的上述材料是完全相同的。图2示出根据本专利技术的具有壳体80的功率半导体模块1。壳体80实施为塑料壳体，并具有适于负载接触元件300和控制接触元件500、502、504(也参见图1)的通孔。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率半导体模块(1)，其包括电路载体(10)，其特征在于，所述电路载体(10)包括功率导体轨道(20)和控制导体轨道(30)，其中功率半导体组件(40)通过其第一负载连接区域(42)布置在功率导体轨道(20)上并且粘合地连接到功率导体轨道(20)，其中设计成金属成形主体的负载连接元件(50)布置在第二负载连接区域(44)上并粘合地连接到第二负载连接区域(44)，其中所述功率半导体组件(40)的控制连接区域(46)通过银接合线(60)导电地连接到控制导体轨道(30)，并且其中所述第二负载连接区域(44)和控制连接区域(46)具有相同的金属化结构。

【技术特征摘要】
2016.03.30 DE 202016101688.61.一种功率半导体模块(1)，其包括电路载体(10)，其特征在于，所述电路载体(10)包括功率导体轨道(20)和控制导体轨道(30)，其中功率半导体组件(40)通过其第一负载连接区域(42)布置在功率导体轨道(20)上并且粘合地连接到功率导体轨道(20)，其中设计成金属成形主体的负载连接元件(50)布置在第二负载连接区域(44)上并粘合地连接到第二负载连接区域(44)，其中所述功率半导体组件(40)的控制连接区域(46)通过银接合线(60)导电地连接到控制导体轨道(30)，并且其中所述第二负载连接区域(44)和控制连接区域(46)具有相同的金属化结构。2.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，所述金属化结构具有可焊接或可烧结的表面。3.根据权利要求2所述的功率半导体模块，其特征在于，所述表面包括金、银、铜、镍或钯。4.根据权利要求2所述的功率半导体模块，其特征在于，所述表面包括含有至少90％含量的金、银、铜、镍或钯的合金。5.根据权利要求1所述的功率半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·卡维基，V·库卢什，S·斯塔罗韦基，
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