功率半导体模块和用于制造功率半导体模块的方法技术

本发明专利技术涉及功率半导体模块和用于制造功率半导体模块的方法。功率半导体模块具有基板（2）和布置在基板（2）上且与基板（2）连接的功率半导体结构元件（13），其中，功率半导体模块（1）具有一体式构造的导电的连接装置（9），其中，连接装置（9）具有扁平的第一联接区域（19）和扁平的第二联接区域（20）以及布置在第一联接区域（19）与第二联接区域（20）之间的弹性区域（15），其中，弹性区域（15）具有呈条状的第一成型元件（17）和第二成型元件（18），这些成型元件彼此具有反向的弯折部且交替地布置，其中，第一联接区域（19）与基板（2）连接。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。功率半导体模块具有基板（2）和布置在基板（2）上且与基板（2）连接的功率半导体结构元件（13），其中，功率半导体模块（1）具有一体式构造的导电的连接装置（9），其中，连接装置（9）具有扁平的第一联接区域（19）和扁平的第二联接区域（20）以及布置在第一联接区域（19）与第二联接区域（20）之间的弹性区域（15），其中，弹性区域（15）具有呈条状的第一成型元件（17）和第二成型元件（18），这些成型元件彼此具有反向的弯折部且交替地布置，其中，第一联接区域（19）与基板（2）连接。【专利说明】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
在由现有技术公知的功率半导体模块中，通常在基板上布置有功率半导体结构元件，像例如功率半导体开关和二极管，并且借助于基板的导体层以及焊线和/或复合薄膜彼此导电连接。在此，功率半导体开关通常以晶体管的形式，像例如IGBT(Insulated GateBipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)或者 MOSFET (Metal Oxide SemiconductorField Effect Transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)或者晶闸管的形式存在。在此，布置在基板上的功率半导体结构元件通常与单个的或多个所谓的半桥电路电连接，这些半桥电路例如用于对电压和电流进行整流和逆变。由DE 10 2006 006 424 Al公知了一种具有在压力接触实施中的功率半导体模块和冷却构件的系统。在此，负载接口元件分别构造为具有带状部段以及分别从该部段出发的接触脚的金属成型体。在技术上常见的功率半导体模块具有负载电流引导元件以引导负载电流，借助这些负载电流引导元件基板与功率半导体模块的负载电流接口导电地连接。在此，负载电流接口可以是负载电流引导元件的集成的组成部分，并且例如以负载电流引导元件的端部区域的形式存在。在此，负载电流与例如用于触发功率半导体开关的辅助电流相比通常具有很高的电流强度。在此，从外部作用到功率半导体模块上的外部机械影响，像例如机械振动，经由负载电流引导元件传递到基板上，并且例如可以导致对基板的损伤，或者在负载电流引导元件借助材料锁合的(stoffschliissig)连接与基板连接的情况下导致材料锁合连接的失效并因此导致功率半导体模块停止运转。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种可靠的功率半导体模块，并且说明一种用于制造与此相关的功率半导体模块的方法。该任务通过具有基板和布置在基板上且与基板连接的功率半导体结构元件的功率半导体模块来解决，其中，功率半导体模块具有一体式构造的导电的连接装置，其中，连接装置具有扁平的第一和扁平的第二联接区域以及布置在第一与第二联接区域之间的弹性区域，其中，弹性区域具有呈条状的第一和第二成型元件，这些成型元件彼此具有反向的弯折部且交替地布置，其中，第一联接区域与基板连接。此外，该任务通过用于制造功率半导体模块的方法来解决，该方法具有下述方法步骤:a)提供基板和金属板材元件，其中，金属板材元件具有扁平的第一和扁平的第二联接区域，并且具有布置在第一与第二联接区域之间的连接区域， b )将第一联接区域与基板材料锁合连接，其中，金属板材元件平行于基板地延伸，c)将金属板材元件的未与基板连接的部分从基板卷起，d)在连接区域中对金属板材元件进行切割，从而构造出交替布置的呈条状的第一和第二成型元件，并且将第一和第二成型元件反向弯折。本专利技术的有利构造方案由从属权利要求得出。本方法的有利构造方案与功率半导体模块的有利构造方案类似地得出，并且反之亦然。已证实有利的是，连接装置将基板与导电的负载电流引导元件导电地连接，其中，第二联接区域与负载电流引导元件连接，由此实现了基板与负载电流引导元件的可靠的电连接。此外，已证实有利的是，第一联接区域的引导电流的线路横截面和第二联接区域的引导电流的线路横截面关于弹性区域的引导电流的线路横截面以弹性区域的引导电流的线路横截面的最大±20%偏差，这是因为于是连接设备的电流承载能力通过连接设备的弹性区域几乎不受影响或几乎不被减小。此外，已证实有利的是，第一联接区域具有与基板连接的部段，该部段平行于基板地延伸，这是因为于是第一联接区域可以特别可靠地与基板连接。此外，已证实有利的是，第二联接区域的至少一部分从基板延伸出去，这是因为于是负载电流弓I导元件可以远离基板地布置。此外，已证实有利的是，在功率半导体结构元件与基板之间的和/或在连接装置的第一联接区域与基板之间的连接分别实现为材料锁合的或力锁合的(kraftschliissig)连接。由此实现了各待连接元件的特别可靠的连接。此外，已证实有利的是，基板在其背离功率半导体结构元件的侧上与金属成型体连接，这是因为由此可以实现对功率半导体结构元件的很好的冷却。此外，已证实有利的是，金属成型体构造为用于将基板热连接到冷却体上的金属板，或构造为冷却体，这是因为通过这些措施可以实现对功率半导体结构元件的很好的冷却。此外，已证实有利的是，在连接区域中以构造出交替布置的呈条状的第一和第二成型元件的方式对金属板材元件的切割以及对第一和第二成型元件的反向弯折，借助组合切割弯曲刀具在共同的工作步骤中进行。由此可以实现对功率半导体模块的特别合理的制造。此外，已证实有利的是，第一联接区域与基板的材料锁合连接和功率半导体结构元件与基板的材料锁合连接在共同的工作步骤中执行，和/或和基板的背离功率半导体结构元件的侧与金属成型体的材料锁合连接在共同的整体工作步骤中执行，其中，各材料锁合连接以烧结连接的形式存在。由此可以实现对功率半导体模块的特别合理的制造。此外，已证实有利的是，紧接着将导电的负载电流引导元件与连接装置的第二联接区域连接。由此实现了基板与负载电流引导元件的可靠的电连接。此外，已证实有利的是，布置覆盖功率半导体结构元件和基板的覆盖件，其中，覆盖件具有凹部，连接装置延伸经过这些凹部。通过覆盖件保护了功率半导体结构元件。此外要注意的是，作为备选也可以在方法步骤c)之前执行方法步骤d)。【专利附图】【附图说明】在附图中示出本专利技术的实施例并且在下文中对其进行详细描述。在此:图1示出根据本专利技术的功率半导体模块的示意性立体图；图2示出根据本专利技术的功率半导体模块的示意性剖视图；图3示出在制造功率半导体模块时还未完成的根据本专利技术的功率半导体模块的示意性剖视图；图4示出在卷起状态下的金属板材元件的示意性立体图；图5示出用于切割金属板材元件并将在切割时形成的第一和第二成型元件弯折的组合切割弯曲刀具的示意性立体图；图6示出连接装置的示意性立体图；并且图7示出带有覆盖件的根据本专利技术的功率半导体模块的示意性立体图。【具体实施方式】在图1中示出根据本专利技术的功率半导体模块I的示意性立体图。在图2中示出根据本专利技术的功率半导体模块I的示意性剖视图，其中，截面沿着在图1中所示的线A延伸。功率半导体模块I具有基板2和功率半导体结构元件13，该基板在实施例中以DCB基板形式存在，该功率半导体结构元件布置在基板2上且与基板2连接。为了简明起见在图1中没有示出功率半导体结构元件13。各功率半导体结构元件优选以功率半导体开关形式或以二极管形式存在。在此，功率半导体开关通常以晶体管的形式，例如像IG本文档来自技高网...

【技术保护点】
功率半导体模块，其具有基板（2）和布置在所述基板（2）上且与所述基板（2）连接的功率半导体结构元件（13），其中，所述功率半导体模块（1）具有一体式构造的导电的连接装置（9），其中，所述连接装置（9）具有扁平的第一联接区域（19）和扁平的第二联接区域（20）以及布置在所述第一联接区域（19）与所述第二联接区域（20）之间的弹性区域（15），其中，所述弹性区域（15）具有呈条状的第一和第二成型元件（17、18），所述成型元件彼此具有反向的弯折部且交替地布置，其中，所述第一联接区域（19）与所述基板（2）连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：哈特姆特·库拉斯，
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