半导体模块制造技术

本申请涉及一种半导体模块，具有衬底和电容器，其中，衬底具有绝缘材料体和布置在该绝缘材料体上的导电的结构化的传导层，其中，第一和第二半导体开关以及第一和第二二极管布置在结构化的传导层上并且与该结构化的传导层连接，其中，半导体模块具有膜复合物，其具有第一和第二金属膜层以及布置在第一与第二金属膜层之间的电绝缘膜层，其中，金属膜层中的至少一个是结构化的，其中，第一半导体开关和第二二极管与膜复合物连接，其中，电容器的第一电接口与膜复合物连接，而电容器的第二电接口与衬底的结构化的传导层导电地连接。本发明专利技术提供一种具有至少一个电容器和至少一个电桥电路的半导体模块，该半导体模块具有特别低电感的结构。

【技术实现步骤摘要】
半导体模块
本专利技术涉及一种半导体模块。
技术介绍
在由现有技术公知的半导体模块中，半导体开关和二极管布置在衬底上并且借助于衬底的导体层、焊线和/或膜层相互导电地连接。半导体开关在此通常以晶体管，例如绝缘栅双极型晶体管（IGBT）或金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）的形式存在。布置在衬底上的半导体开关和二极管在此通常与单个或多个所谓的半桥电路互连，这些半桥电路通常用于电压和电流的整流和逆变。由DE10355925A1公知了如下功率半导体模块，其中半导体结构元件借助于膜复合物相互电连接。由DE102009001919A1公知了半导体电容器。在二极管、半导体开关与必要时另外的元件之间的电连接具有如下寄生电感，其在半导体开关断开时导致过压。为了减少该过压，一个半桥电路或多个半桥电路与电容器导电地连接，专业上该电容器也被称为所谓的缓冲电容器。此外为了最小化过压，一个半桥电路或多个半桥电路的特别低电感的结构以及电容器与一个半桥电路或多个半桥电路的特别低电感的电连接是值得期待的。
技术实现思路
本专利技术的任务是提出一种具有至少一个电容器和至少一个电桥电路的半导体模块，该半导体模块具有特别低电感的结构。该任务通过一种具有衬底和电容器的半导体模块来解决，其中，衬底具有绝缘材料体和布置在该绝缘材料体上的导电的结构化的传导层，其中，第一和第二半导体开关以及第一和第二二极管布置在结构化的传导层上并且与该结构化的传导层连接，其中，半导体模块具有膜复合物，其具有第一和第二金属膜层以及布置在第一与第二金属膜层之间的电绝缘膜层，其中，金属膜层中的至少一个是结构化的，其中，第一半导体开关和第二二极管与膜复合物连接，其中，电容器的第一电接口与膜复合物连接，而电容器的第二电接口与衬底的结构化的传导层导电地连接，其中，第一半导体开关的集电极与第一二极管的阴极并且与电容器的第二电接口导电地连接，并且第一半导体开关的发射极与第二半导体开关的集电极、第一二极管的阳极和第二二极管的阴极导电地连接，并且第二半导体开关的发射极与第二二极管的阳极并且与电容器的第一电接口导电地连接。本专利技术具有优点的构造方案由从属权利要求得出。如下证明是具有优点的，即，电容当电容器的第二电接口与衬底的结构化的传导层导电地连接，其方式为：电容器的第二接口与结构化的传导层连接。由此可以实现特别紧凑的半导体模块的结构。此外如下证明是具有优点的，即，电容当电容器的第二电接口与衬底的结构化的传导层导电地连接，其方式为：电容器的第二电接口与第二金属膜层连接，而第二金属膜层与结构化的传导层连接，其中，电容器布置在第一与第二金属膜层之间，因为由此可以实现电容器的可变的布置和半导体模块的灵活的结构。此外如下证明是具有优点的，即，第二二极管和第一半导体开关沿着第一线布置在结构化的传导层上，而第二半导体开关和第一二极管沿着第二线布置在结构化的传导层上，其中，第一线平行于第二线分布或者相对于第二线呈角度α分布，其中，第一和第二半导体开关彼此成对角线地布置在结构化的传导层上，其中，第一和第二二极管彼此成对角线地布置在结构化的传导层上。由此实现了特别低电感的半导体模块的结构。此外如下证明是具有优点的，即，电容器沿着第一线布置，因为通过电容器的这种布置实现了半导体模块的特别低电感的结构。此外如证明是具有优点的，即，电容器具有集成在电容器中的电阻，因为通过该电阻可以快速地减小过压振荡。此外如下证明是具有优点的，即，电容器具有在1nF至1000nF范围内或在0.1mF至100mF范围内的电容。当电容器用作缓冲电容器时，电容器优选具有在1nF至1000nF范围内的电容。当电容器用作中间电路电容器时，电容器优选具有在0.1mF至100mF范围内的电容。此外如下证明是具有优点的，即，电容器以半导体电容器的形式存在，因为于是实现了半导体模块的特别低电感的结构。但是显然地，电容器可以以其它电容器类型，例如薄膜电容器或陶瓷电容器的形式存在。此外如下证明是具有优点的，即，第二半导体开关和第一二极管与膜复合物连接，因为由此实现了半导体模块的特别低电感的结构。此外如下证明是具有优点的，即，半导体模块具有另外的电容器，其中，另外的电容器的第一电接口与膜复合物连接，而另外的电容器的第二电接口与衬底的结构化的传导层导电地连接。由此实现了半导体模块的特别紧凑的结构。此外如下证明是具有优点的，即，另外的电容器的第二电接口与衬底的结构化的传导层导电地连接，其方式为：另外的电容器的第二接口与结构化的传导层连接。由此实现了半导体模块的特别紧凑的结构。此外如下证明是具有优点的，即，另外的电容器的第二电接口与衬底的结构化的传导层导电地连接，其方式为：另外的电容器的第二电接口与第二金属膜层连接，而第二金属膜层与结构化的传导层连接，其中，另外的电容器布置在第一与第二金属膜层之间，因为由此实现了另外的电容器的可变的布置。此外如下证明是具有优点的，即，第二二极管和第一半导体开关沿着第一线布置在结构化的传导层上，而第二半导体开关和第一二极管沿着第二线布置在结构化的传导层上，其中，第一线平行于第二线分布或者相对于第二线呈角度α分布，其中，第一和第二半导体开关彼此成对角线地布置在结构化的传导层上，其中，第一和第二二极管彼此成对角线地布置在结构化的传导层上，其中，另外的电容器沿着第二线布置。由此实现了半导体模块的特别低电感的结构。此外如下证明是具有优点的，即，另外的电容器具有集成在另外的电容器中的电阻，因为通过该电阻可以快速地减小过压振荡。此外如下证明是具有优点的，即，另外的电容器具有在1nF至1000nF范围内或在0.1mF至100mF范围内的电容。当另外的电容器用作缓冲电容器时，另外的电容器优选具有在1nF至1000nF范围内的电容。当另外的电容器用作中间电路电容器时，另外的电容器优选具有在0.1mF至100mF范围内的电容。此外如下证明是具有优点的，即，另外的电容器以半导体电容器的形式存在，因为于是实现了半导体模块的特别低电感的结构。附图说明本专利技术的实施例在附图中示出并且在下面详细阐述。其中：图1示出当第一半导体开关接通时，依据本专利技术的半导体模块和流过该半导体模块的电流的电路图，图2示出当第一半导体开关刚刚断开并且电流流过第二二极管时，依据本专利技术的半导体模块和流过该半导体模块的电流的电路图，图3示出当第一半导体开关接通时，依据本专利技术的半导体模块沿着半导体模块的第一线分布的示意性剖面图，以及流过该半导体模块的电流走向的图示，图4示出当第一半导体开关接通时，从上面看依据本专利技术的半导体模块的示意图，以及流过该半导体模块的电流走向的图示，图5示出当第一半导体开关刚刚断开并且电流流过第二二极管时，依据本专利技术的半导体模块沿着半导体模块的第二线分布的示意性剖面图，以及流过该半导体模块的电流走向的图示，图6示出当第一半导体开关刚刚断开并且电流流过第二二极管时，从上面看依据本专利技术的半导体模块的示意图，以及流过该半导体模块的电流走向的图示，图7示出依据本专利技术的半导体模块的另外的构造方案，图8示出依据本专利技术的半导体模块的另外的构造方案，图9示出依据本专利技术的半导体模块沿着半导体模块的第二线分布的示意性剖面图，以及图10示出依据本专利技术的半导体模块的另外的构造方案。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有衬底（12）和电容器（2）的半导体模块，其中，所述衬底（12）具有绝缘材料体（14）和布置在所述绝缘材料体（14）上的导电的结构化的传导层（15），其中，第一和第二半导体开关（T1、T2）以及第一和第二二极管（D1、D2）布置在所述结构化的传导层（15）上并且与所述结构化的传导层（15）连接，其中，所述半导体模块（1）具有膜复合物（16），所述膜复合物具有第一和第二金属膜层（17、19）以及布置在所述第一金属膜层与第二金属膜层（17、19）之间电绝缘膜层（18），其中，所述金属膜层（17、19）中的至少一个是结构化的，其中，所述第一半导体开关（T1）和所述第二二极管（D2）与所述膜复合物（16）连接，其中，电容器（2）的第一电接口（26）与所述膜复合物（16）连接，而所述电容器（2）的第二电接口（23）与所述衬底（12）的结构化的传导层（15）导电地连接，其中，所述第一半导体开关（T1）的集电极（C）与所述第一二极管（D1）的阴极并且与所述电容器（2）的第二电接口（23）导电地连接，并且所述第一半导体开关（T1）的发射极（E）与所述第二半导体开关（T2）的集电极（C）、所述第一二极管（D1）的阳极和所述第二二极管（D2）的阴极导电地连接，并且所述第二半导体开关（T2）的发射极（E）与所述第二二极管（D2）的阳极并且与所述电容器（2）的第一电接口（26）导电地连接。...

【技术特征摘要】
2012.02.23 DE 102012202765.31.具有衬底(12)和电容器(2)的半导体模块，其中，所述衬底(12)具有绝缘材料体(14)和布置在所述绝缘材料体(14)上的导电的结构化的传导层(15)，其中，第一和第二半导体开关(T1、T2)以及第一和第二二极管(D1、D2)布置在所述结构化的传导层(15)上并且与所述结构化的传导层(15)连接，其中，所述半导体模块(1)具有膜复合物(16)，所述膜复合物具有第一和第二金属膜层(17、19)以及布置在所述第一金属膜层与第二金属膜层(17、19)之间电绝缘膜层(18)，其中，所述金属膜层(17、19)中的至少一个是结构化的，其中，所述第一半导体开关(T1)和所述第二二极管(D2)与所述膜复合物(16)连接，其中，电容器(2)的第一电接口(26)与所述膜复合物(16)连接，而所述电容器(2)的第二电接口(23)与所述衬底(12)的结构化的传导层(15)导电地连接，其中，所述第一半导体开关(T1)的集电极(C)与所述第一二极管(D1)的阴极并且与所述电容器(2)的第二电接口(23)导电地连接，并且所述第一半导体开关(T1)的发射极(E)与所述第二半导体开关(T2)的集电极(C)、所述第一二极管(D1)的阳极和所述第二二极管(D2)的阴极导电地连接，并且所述第二半导体开关(T2)的发射极(E)与所述第二二极管(D2)的阳极并且与所述电容器(2)的第一电接口(26)导电地连接，其中，所述第二二极管(D2)和所述第一半导体开关(T1)沿着第一线(28)布置在所述结构化的传导层(15)上，而所述第二半导体开关(T2)和所述第一二极管(D1)沿着第二线(29)布置在所述结构化的传导层(15)上，其中，所述第一线(28)平行于所述第二线(29)分布或者与所述第二线(29)呈角度分布，其中，所述第一和第二半导体开关(T1、T2)彼此成对角线地布置在所述结构化的传导层(15)上，其中，所述第一和第二二极管(D1、D2)彼此成对角线地布置在所述结构化的传导层(15)上，其中，所述电容器(2)的第二电接口(23)与所述衬底(12)的结构化的传导层(15)导电地连接，其方式为：所述电容器(2)的第二电接口(23)与所述第二金属膜层(19)连接，而所述第二金属膜层(19)与所述结构化的传导层(15...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗兰·比特纳，伯恩哈特·卡尔克曼，安德烈亚斯·毛尔，
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：