包括基底和负载电流端子元件的功率半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种功率半导体装置，包括基底(6)；布置在基底(6)上并与基底(6)导电连接的功率半导体部件(11)；导电负载电流端子元件(5，5′，5″)；基底布置于其上的冷却装置(2)；以及分别具有压力元件(4a)和弹性变形元件(4b)的压力装置(4)，压力元件(4a)可在基底的法线(N)方向上移动，所述弹性变形元件(4b)布置在压力元件(4a)和指定的负载电流端子元件(5，5′，5″)之间，其中压力元件(4a)通过弹性变形元件(4b)将指定的负载电流端子元件压在基底的导电接触区域(6a′)上，从而产生导电压力接触。本发明专利技术提供了一种功率半导体装置(1，1′)，其负载电流端子元件(5，5′，5″)以可靠的方式导电连接到基底(6)。

A power semiconductor device consisting of base and load current terminal elements

The invention relates to a power semiconductor device includes a substrate (6) disposed on the substrate; (6) and (6) substrate is electrically connected to the power semiconductor components (11); the load current conducting terminal elements (5, 5 ', 5' '); a cooling device disposed on the substrate (2) and with the pressure element; (4a) and elastic deformation of components (4b) pressure device (4), pressure element (4a) in the normal basal (N) on the direction of movement, the elastic deformation element (4b) arranged in a pressure element (4a) and the specified load current terminal element (5, 5', 5 ''), in which the pressure element (4a) through the elastic deformation element (4b) of the specified load current terminal element pressure in the conductive contact region of the substrate (6a '), resulting in conductive contact pressure. The present invention provides a power semiconductor device (1, 1 '), whose load current terminal elements (5, 5', 5 \) are electrically connected to the base (6) in a reliable manner.

【技术实现步骤摘要】
包括基底和负载电流端子元件的功率半导体装置
本专利技术涉及一种包括基底和负载电流端子元件的功率半导体装置。
技术介绍
DE102014104308B3公开了一种功率半导体装置系统，其中多个功率半导体装置以一个堆叠在另一个上的方式布置。各个功率半导体装置具有连接到基底的导电负载电流端子元件。这样的功率半导体装置系统构造非常紧凑，且由于这一点而具有非常小的空间要求。DE102009057146A1公开了一种功率半导体装置，包括功率半导体元件，包括压力装置，负载电流端子元件，包括冷却装置和基底，其中将负载电流端子元件压在基底上，从而引起负载电流端子元件与基底的导电压力接触。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种功率半导体装置，其负载电流端子元件以可靠的方式导电地连接到功率半导体装置的基底。特别是，该功率半导体装置旨在能够实现功率半导体装置系统的简单实现，该功率半导体装置系统具有至少两个依照本专利技术的功率半导体装置，所述功率半导体装置以一个位于另一个上面的方式布置。该目的通过一种功率半导体装置来实现，该功率半导体装置包括基底，包括布置在基底上并导电连接至基底的多个功率半导体元件，包括多个导电负载电流端子元件，包括冷却装置，所述基底布置于所述冷却装置上，包括压力装置，压力装置分别具有压力元件，所述压力元件布置成可以在基底的法线方向上移动，以及布置在所述压力元件和指定的负载电流端子元件之间的弹性变形元件，其中所述压力元件通过所述弹性变形元件将所述指定的负载电流端子元件压在所述基底的导电接触区域上，从而引起指定的负载电流端子元件与基底的导电压力接触。本专利技术的优选实施例在如下方案中进行说明。如果该功率半导体装置具有压力元件插座装置，压力元件插座装置具有用于接收压力元件的第一插座装置，其中相应压力元件的至少一部分布置在相应的第一插座装置中，这被证明是有利的。压力元件的移动自由由第一插座装置限制。此外，如果第一容器装置和压力元件具有一构造，使得第一容器装置通过第一容器装置与压力元件的正向锁合接合来限制压力元件垂直于在基底的法线方向移动，这被证明是有利的。实现的结果是，压力元件被布置成基本上仅能在基底的法线方向上移动，特别是仅能在基底的法线方向上移动。在这种情况下，通过压力元件与第一插座装置的正向锁定接合的移动限制优选非常早地已发生，使得第一插座装置通过压力元件与第一插座装置的正向锁定接合，阻止压力元件垂直于基底的法线方向上的移动。另外，如果第一插座装置分别具有在其背离基底的侧面的开口，通过所述开口，压力元件的一部分分别在基底的法线方向移动，其中第一插座装置和压力元件具有一构造，使得通过压力元件与第一插座装置的正向锁定接合，压力元件在基底的法线远离基底的方向上的移动被限制，这被证明是有利的。实现的结果是，压力元件可靠地布置在插座装置中。因此，压力元件沿垂直于基底的法线方向远离基底的移动仅可能达到特定的限度，在此之后通过压力元件与第一插座装置的正向锁定接合，压力元件在基底的法线方向远离基底的进一步移动被阻止。而且，结果是，弹性变形元件可以通过插座装置进行预加应力，例如至少进行微小地压缩，进而结果是产生相应指定的负载电流端子元件与基底的导电压力接触。此外，如果压力元件分别具有压力主元件和在远离所述基底的方向上从压力主元件突出的销，其中背离压力元件的销的压力主元件的底面在基底的法线方向上压在弹性变形元件上，由此压力元件是以特别简单的方式被实施，这被证明是有利的。此外，如果压力元件以材料接合的方式，或以力锁合和/或正向锁合的方式，连接到所述弹性变形元件，那么压力元件与弹性变形元件一起形成一结构单元，能够使功率半导体装置有效率地生产，这被证明是有利的。此外，如果弹性变形元件是弹簧，特别是螺旋形弹簧，或者是弹性体，特别是交联硅橡胶，橡胶泡沫或塑料泡沫，由此弹性变形元件能够被有效率地产生，这被证明是有利的。就这种情况而言，如果弹性变形元件是螺旋形弹簧，其中螺旋形弹簧的最外侧线圈具有至少一个无节距的部分，最外面的线圈布置在面向指定的负载电流端子元件的螺旋弹簧的端部处，其中面向指定的负载电流端子元件的所述部分的表面以一平面形式实现，这被证明是有利的。结果是，在螺旋弹簧相对较大的区域上，螺旋弹簧均匀地对负载电流端子元件施力。此外，如果压力装置分别具有一布置在所述弹性变形元件和所述指定的负载电流端子元件之间的中间元件，其中所述压力元件通过所述弹性变形元件和所述中间元件将所述指定的负载电流端子元件压在所述基底的导电接触区域上，这被证明是有利的。凭借中间元件，由弹性变形元件传递的力可以分布在一特定机械接触区域上，通过该机械接触区域，中间元件与指定的负载电流端子元件具有一机械接触，其中机械接触区域的形状和面积由中间元件的几何形状决定。就这种情况而言，如果中间元件以材料接合的方式，或以力锁合和/或正向锁合的方式，连接到所述弹性变形元件，这被证明是有利的。中间元件与弹性变形元件组合在一起(如果合适的话，还可以额外地和压力元件一起)形成一结构单元，能够使功率半导体装置特别有效地生产。另外，如果中间元件具有中间主元件和在基底的法线方向上从中间主元件突出的销，其中中间元件的销在基底的法线方向上压向所述指定的负载电流端子元件，这被证明是有利的。依靠中间元件的销，由弹性变形元件传递的力能够分布在一特定机械接触区域上，通过该机械接触区域，该销与指定的负载电流端子元件具有一机械接触，其中该机械接触区域的形状和面积由销的几何形状决定。此外，如果在多个压力装置的至少在一部分情况下，直接相邻布置的压力元件被集成在一起，这被证明是有利的。结果是，功率半导体装置的生产所需的各个部分部件减少了。此外，如果压力元件分别具有压力主元件和在远离所述基底的方向上从压力主元件突出的销，其中背向销的所述压力主元件的底面在基底的法线方向上压在弹性变形元件上面，其中，在多个压力装置的至少在一部分的情况下，直接相邻配置的压力元件的销具有不同的高度，这被证明是有利的。结果是，例如如果负载电流端子元件以一个位于另一个的方式布置，则可以补偿压力元件和相关负载电流端子元件之间的合成的不同距离，从而相同的压力可以施加在相关的负载电流端子元件上。此外，如果负载电流端子元件具有在基底的法线方向上移动的基底端子元件，通过该基底端子元件，影响负载电流端子元件与基底的导电压力接触，其中压力装置分别与所述负载电流端子元件的区域有一机械接触，该区域布置成直接临近所述基底端子元件，这被证明是有利的。结果是，压力以有目的的方式被引入到负载电流端子元件的区域，与该区域直接相邻地，负载电流端子元件与基底的导电压力接触被影响，从而分别形成特别可靠的导电压力接触，且作用在负载电流端子元件上的转矩由于压力而减小。此外，一个包括依照本专利技术的第一和第二功率半导体装置的功率半导体装置系统被证明是有利的，其中第二功率半导体装置被布置在第一功率半导体装置上，其中，面向第一功率半导体装置的压力元件的、第二功率半导体装置的冷却装置的外侧在第一功率半导体装置的基底的方向上压在第一功率半导体装置的压力元件上。这使得能够简单地实现一种功率半导体装置系统，其具有至少两个依照本专利技术的功率半导体装置，一个功率半导体装置布置在另一个功率半导体装置上。附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率半导体装置，包括基底(6)，包括布置在所述基底(6)上并导电连接至所述基底(6)的多个功率半导体部件(11)，包括多个导电负载电流端子元件(5，5′，5″)，包括冷却装置(2)，所述基底(6)布置于冷却装置(2)上，以及包括多个压力装置(4)，所述压力装置(4)分别具有布置成能够在基底(6)的法线(N)方向上移动的压力元件(4a)，以及布置在所述压力元件(4a)和指定的负载电流端子元件(5，5′，5″)之间的弹性变形元件(4b)，其中所述压力元件(4a)通过所述弹性变形元件(4b)将所述指定的负载电流端子元件(5，5′，5″)压在所述基底(6)的导电接触区域(6a′)上，从而产生指定的负载电流端子元件(5，5′，5″)与基底(6)的导电压力接触。

【技术特征摘要】
2016.08.23 DE 102016115572.11.一种功率半导体装置，包括基底(6)，包括布置在所述基底(6)上并导电连接至所述基底(6)的多个功率半导体部件(11)，包括多个导电负载电流端子元件(5，5′，5″)，包括冷却装置(2)，所述基底(6)布置于冷却装置(2)上，以及包括多个压力装置(4)，所述压力装置(4)分别具有布置成能够在基底(6)的法线(N)方向上移动的压力元件(4a)，以及布置在所述压力元件(4a)和指定的负载电流端子元件(5，5′，5″)之间的弹性变形元件(4b)，其中所述压力元件(4a)通过所述弹性变形元件(4b)将所述指定的负载电流端子元件(5，5′，5″)压在所述基底(6)的导电接触区域(6a′)上，从而产生指定的负载电流端子元件(5，5′，5″)与基底(6)的导电压力接触。2.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其特征在于，所述功率半导体装置(1，1′)具有压力元件插座装置(8)，压力元件插座装置(8)具有用于接收压力元件(4a)的第一插座装置(8a)，其中相应的压力元件(4a)的至少一个部分布置在相应的第一插座装置(8a)中。3.根据权利要求2所述的功率半导体装置，其特征在于，所述第一插座装置(8a)和所述压力元件(4a)具有一构造，从而通过压力元件(4a)与第一插座装置(8a)的正向锁定接合，所述第一插座装置(8a)限制所述压力元件(4a)在垂直于基底(6)的法线(N)的方向上的移动。4.根据权利要求2或3所述的功率半导体装置，其特征在于，所述第一插座装置(8a)分别具有在其背离基底(6)的侧面(8a′)上的一开口(8a″)，通过所述开口，压力元件(4a)的一部分分别能够在基底(6)的法线(N)方向上移动，其中第一插座装置(8a)和压力元件(4a)具有一构造，从而通过压力元件(4a)与第一插座装置(8a)的正向锁定接合来限制压力元件(4a)在基底(6)的法线(N)方向上远离基底(6)的移动。5.根据前述权利要求1-3中任一项所述的功率半导体装置，其特征在于，压力元件(4a)分别具有压力主元件(4a′)和销(4a″)，销(4a″)在背离所述基底(6)的方向上从所述压力主元件(4a′)突出，其中背向所述压力元件(4a)的销(4a″)的、所述压力主元件(4a′)的底面(4c)在基底(6)的法线(N)方向上压在弹性变形元件(4b)上面。6.根据前述权利要求1-3中任一项所述的功率半导体装置，其特征在于，所述压力元件(4a)以材料结合的方式，或以力锁合和/或正向锁合的方式，连接到所述弹性变形元件(4b)。7.根据前述权利要求1-3中任一项所述的功率半导体装置，其特征在于，弹性变形元件(4b)是弹簧或是一种弹性体。8.根据权利要求7所述的功率半导体装置，其特征在于，弹簧是螺旋形弹簧；弹性体是交联硅橡胶，橡胶泡沫或塑料泡沫。9.根据权利要求7所述的功率半导体装置，其特征在于，所述弹性变形元件(4b)...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯·贝克，亚历山大·施耐德，哈特穆特·库拉斯，帕特里克·格拉施尔，克里斯蒂安·蔡勒，
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