功率半导体设备制造技术

本发明专利技术涉及功率半导体设备。该功能半导体设备包括基底、功率半导体组件、导电DC电压母线系统以及与该DC电压母线系统导电连接的电容器，其中该功率半导体设备具有电容器固定装置，该电容器固定装置包括收纳设备，其中从DC电压母线系统，导电母线系统端子元件在基底的方向上延伸，将实质性地键合到电容器固定装置上的且由弹性体形成的至少一个弹性第一变形元件布置在面向DC电压母线系统的电容器固定装置的一侧上，功率半导体设备具体实现为：电容器固定装置通过至少一个第一变形元件在基底的方向上挤压DC电压母线系统并且从而将母线系统端子元件压靠在基底的导电接触区域，使得母线系统端子元件与基底的所述接触区域导电性地压力接触。

Power semiconductor equipment

The invention relates to a power semiconductor device. The semiconductor device includes a substrate, a power semiconductor component, conductive DC voltage bus system and the DC bus voltage system is electrically connected with the capacitor, wherein the power semiconductor device with capacitor fixing device, the fixing device of capacitor includes a storage device, wherein the voltage from the DC bus system, bus terminal element system extending in the basement on the one side will be substantially bonded to the fixing device on the capacitor and formed by an elastic body, at least one first elastic deformation element arranged in the capacitor voltage for DC bus system, fixing device, power semiconductor device realization: capacitor fixing device through at least one first deformation in the direction of extrusion element base voltage of DC bus system and the bus system terminal member is pressed against the conductive contact region of the substrate The terminal element of the bus system is in contact with the contact area of the base.

【技术实现步骤摘要】
功率半导体设备
本专利技术涉及一种功率半导体设备。
技术介绍
DE102009046403B4公开了一种功率半导体设备，该功率半导体设备包括基底，并且包括被布置在基底上并与基底导电连接的功率半导体组件，该功率半导体设备包括导电DC电压母线系统并且包括与该DC电压母线系统导电连接的电容器，其中，该功率半导体设备具有用于固定电容器的电容器固定装置，该电容器固定装置具有用于收纳电容器的收纳设备，在该收纳设备中布置有电容器，其中与DC电压母线系统导电连接的导电母线系统端子元件在朝着基底的方向上从DC电压母线系统延伸，其中，借助于布置在电容器固定装置的阻隔元件与电容器之间的且实质上未键合到电容器固定装置上的泡沫元件，经由电容器将该母线系统端子元件压靠在基底的导电接触区域，使得母线系统端子元件与基底的所述接触区域导电性地压力接触。因为经由电容器在母线系统端子元件上引入了压力，因此前者受到严重的机械负载，这可导致对电容器的损坏或破坏。此外，在制造功率半导体设备期间，必须将泡沫元件放置在阻隔元件与电容器之间，这是耗时且容易出错的，因为存在忘记插入至少一个泡沫元件的风险。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高效可靠的功率半导体设备，其中该功率半导体设备的电容器受到很小的机械负载。该目的是通过一种功能半导体设备实现的，该功能半导体设备包括基底并且包括布置在基底上并与基底导电连接的功率半导体组件，该功能半导体设备包括导电DC电压母线系统并且包括与该DC电压母线系统导电连接的电容器，其中该功率半导体设备具有用于固定电容器的电容器固定装置，该电容器固定装置包括用于收纳电容器的收纳设备，在该收纳设备中布置电容器的至少一部分，其中，导电连接到此的导电母线系统端子元件在基底的方向上从DC电压母线系统延伸，其中，将实质性地键合到电容器固定装置上并且由弹性体形成的至少一个弹性第一变形元件布置在面向DC电压母线系统的电容器固定装置的一侧上，其中，功率半导体设备以如下方式具体实现：电容器固定装置通过至少一个第一变形元件在基底的方向上挤压DC电压母线系统并且从而将母线系统端子元件压靠在基底的导电接触区域，使得母线系统端子元件与所述基底的接触区域导电性地压力接触。本专利技术的有利实施例从从属权利要求是显而易见的。被证明有利的是，如果至少一个第一变形元件的一部分被布置在电容器固定装置的切口中，所述切口被指配给相应的第一变形元件，因为至少一个第一变形元件以能够实现非常高的机械负载的方式与电容器固定装置相连。被证明有利的是，如果功率半导体设备具有AC负载电流传导元件，其中电容器固定装置具有压力元件，其中实质性地键合到压力元件并且由弹性体形成的弹性第二变形元件被布置在压力元件的面向AC负载电流传导元件的一侧上，其中功率半导体设备以如下方式具体实现：电容器固定装置通过第二变形元件将AC负载电流传导元件压靠在基底的另一导电的接触区域上，使得AC负载电流传导元件与基底导电性地压力接触。其结果是，AC负载电流传导元件以非常可靠的方式与基底导电性地压力接触。此外，被证明有利的是，如果第二变形元件的一部分被布置在压力元件的切口中，所述切口被指配给第二变形元件，因为第二变形元件以能够实现非常高的机械负载的方式与压力元件相连。此外，被证明有利的是，如果功率半导体设备具有印刷电路板，其中电容器固定装置具有阻隔元件，其中实质性地键合到阻隔元件且由弹性体形成并且与印刷电路板机械接触的弹性第三变形元件被布置在阻隔元件的面向印刷电路板的一侧上。其结果是，作用在印刷电路板上的机械负载降低，特别是机械振动负载降低。此外，被证明有利的是，如果第三变形元件的一部分被布置在阻隔元件的切口中，所述切口被分配给第三变形元件，因为第三变形元件以能够实现非常高的机械负载的方式与阻隔元件相连。此外，被证明有利的是，如果收纳设备具有收纳元件，其中电容器被布置在收纳元件与DC电压母线系统之间，其中实质性地键合到收纳元件且由弹性体形成并且与电容器机械接触的弹性第四变形元件被布置在收纳元件的面向电容器的一侧上。其结果是，作用在收纳电容器上的机械负载降低，特别是机械振动负载降低。此外，被证明有利的是，如果弹性体具体实现为交联的硅橡胶——特别是具体实现为交联的液体硅橡胶或交联的固体硅橡胶，因为硅橡胶具有特别好的弹性性能。此外，被证明有利的是，如果DC电压母线系统具有下述导电正电位母线和导电负电位母线，所述导电正电位母线和导电负电位母线按照通过布置在正电位母线与负电位母线之间的非导电绝缘层而彼此电绝缘的方式来布置，因为正电位母线和导电负电位母线彼此可靠地电绝缘。此外，被证明有利的是，如果相应母线系统端子元件与正电位母线或负电位母线一体地具体实现，因为母线系统端子元件可以以特别简单的方式制造的。此外，被证明有利的是，如果至少一个第一变形元件与DC电压母线系统的机械接触区域最大为面向电容器固定装置的DC电压母线系统的区域的70％，特别是最大为40％，特别是最大为20％，其中至少一个第一变形元件与DC电压母线系统的被布置成与母线系统端子元件直接相邻的区域机械接触。其结果是，以有目的的方式在布置母线系统端子元件的位置中大大方便地机械发生从电容器固定装置向DC电压母线系统引入力，以实现使母线系统端子元件与基底的导电接触区域的压力接触。此外，被证明有利的是，如果功率半导体设备具有金属主体和压力产生装置，其中基底被布置在主体上，其中压力产生装置在基底的方向上对电容器固定装置施加压力，并且使得电容器固定装置通过至少一个第一变形元件在基底的方向上挤压DC电压母线系统。其结果是，长期可靠且稳定地在基底的方向上对电容器固定装置施加压力。此外，被证明有利的是，如果压力生成装置具体实现为至少一个螺丝，因为压力产生装置是以特别简单的方式具体实现的。此外，被证明有利的是，如果基底是具体实现为直接铜键合基底或绝缘金属基底，因为这些以特别可靠的方式构成了所具体实现的基底。附图说明下面参考以下附图对本专利技术的示例性实施例说明，其中：图1示出了根据本专利技术的功率半导体设备的透视截面图，图2示出了从侧面看的图1的细节视图，图3示出了功率半导体设备的DC电压母线系统的透视图，所述DC电压母线系统被布置在基底上，图4示出了从功率半导体设备的电容器固定装置和第一变形元件的下面看的透视图，以及图5示出了功率半导体设备的电容器固定装置和第一变形元件的截面图。图1图示了根据本专利技术的功率半导体设备1的透视截面图，并且图2图示了从侧面看的图1的细节视图。图3至图5图示了根据本专利技术的功率半导体设备1的元件的不同视图。具体实施方式根据本专利技术的功率半导体设备1具有基底2，其上布置有与基底2导电连接的功率半导体组件3。相应的功率半导体组件3优选地优选地以功率半导体开关或二极管的形式存在。在这种情况下，功率半导体开关通常以诸如例如IGBT(绝缘栅双极晶体管)或MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)的晶体管的形式存在，或者以晶闸管的形式存在。基底2具有绝缘物质体32(例如陶瓷体)和导电结构化的第一传导层31，该导电结构化的第一传导层31被布置在绝缘物质体32的第一侧上且与绝缘物质体32相连，并且由于其结构而形成了导电接触区域11。优选地，基底2具有导电的——优选地为非结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率半导体设备，所述功能半导体设备包括基底并且包括被布置在所述基底上并与所述基底导电地连接的功率半导体组件，所述功能半导体设备包括导电的DC电压母线系统并且包括与所述DC电压母线系统导电地连接的电容器，其中，所述功率半导体设备具有用于固定所述电容器的电容器固定装置，所述电容器固定装置包括用于收纳所述电容器的收纳设备，所述电容器的至少一部分被布置在所述收纳设备中，其中，导电地连接到所述DC电压母线系统的导电的母线系统端子元件在所述基底的方向上从所述DC电压母线系统延伸，其中，被实质性地键合到所述电容器固定装置的、并且由弹性体形成的至少一个具有弹性的第一变形元件被布置在所述电容器固定装置的面向所述DC电压母线系统的一侧上，其中，所述功率半导体设备以如下方式来被具体实现：所述电容器固定装置经由所述至少一个第一变形元件来在所述基底的方向上挤压所述DC电压母线系统，并且从而将所述母线系统端子元件压靠在所述基底的导电的接触区域，使得所述母线系统端子元件与所述基底的所述接触区域导电性地压力接触。

【技术特征摘要】
2016.07.12 DE 102016112777.91.一种功率半导体设备，所述功能半导体设备包括基底并且包括被布置在所述基底上并与所述基底导电地连接的功率半导体组件，所述功能半导体设备包括导电的DC电压母线系统并且包括与所述DC电压母线系统导电地连接的电容器，其中，所述功率半导体设备具有用于固定所述电容器的电容器固定装置，所述电容器固定装置包括用于收纳所述电容器的收纳设备，所述电容器的至少一部分被布置在所述收纳设备中，其中，导电地连接到所述DC电压母线系统的导电的母线系统端子元件在所述基底的方向上从所述DC电压母线系统延伸，其中，被实质性地键合到所述电容器固定装置的、并且由弹性体形成的至少一个具有弹性的第一变形元件被布置在所述电容器固定装置的面向所述DC电压母线系统的一侧上，其中，所述功率半导体设备以如下方式来被具体实现：所述电容器固定装置经由所述至少一个第一变形元件来在所述基底的方向上挤压所述DC电压母线系统，并且从而将所述母线系统端子元件压靠在所述基底的导电的接触区域，使得所述母线系统端子元件与所述基底的所述接触区域导电性地压力接触。2.根据权利要求1所述的功率半导体设备，其特征在于，所述至少一个第一变形元件的一部分被布置在所述电容器固定装置的切口中，该切口被指配给相应的第一变形元件。3.根据权利要求1所述的功率半导体设备，其特征在于，所述功率半导体设备具有AC负载电流传导元件，其中，所述电容器固定装置具有压力元件，其中，被实质性地键合到所述压力元件的、并且由弹性体形成的具有弹性的第二变形元件被布置在所述压力元件的面向所述AC负载电流传导元件的一侧上，其中，所述功率半导体设备以如下方式来被具体实现：所述电容器固定装置经由所述第二变形元件将所述AC负载电流传导元件压靠在所述基底的另一导电的接触区域上，使得所述AC负载电流传导元件与所述基底导电性地压力接触。4.根据权利要求3所述的功率半导体设备，其特征在于，所述第二变形元件的一部分被布置在所述压力元件的切口中，该切口被指配给所述第二变形元件。5.根据权利要求1所述的功率半导体设备，其特征在于，所述功率半导体设备具有印刷电路板，...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·沃尔特，
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