本发明专利技术涉及功率半导体装置，其具有基底、布置在基底上并与基底连接的功率半导体结构元件、导电负载联接元件以及侧向环绕功率半导体结构元件的一体式构造的第一壳体部件，基体具有侧向环绕功率半导体结构元件的第一主外表面，其至少部分被侧向环绕功率半导体结构元件的弹性的不导电的一体式构造的结构化的第一密封元件面状地覆盖，第一密封元件区段布置在第一壳体部件与基体第一主外表面之间，第一壳体部件和基体第一主外表面压向第一密封元件，并且第一密封元件使第一壳体部件相对基体第一主外表面密封。本发明专利技术提供了一种构造紧凑的功率半导体装置，其负载联接元件相对功率半导体装置基体可靠地电绝缘并且其壳体相对基体可靠地密封。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种功率半导体装置。
技术介绍
在由现有技术公知的功率半导体装置中，通常在基底上布置有功率半导体结构元件、例如功率半导体开关和二极管，并且借助基底的导体层以及焊线和/或复合膜相互导电地连接。功率半导体开关在此通常以晶体管、例如IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor 绝缘栅双极型晶体管)或MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor金属氧化物半导体场效应晶体管)的形式存在，或者以晶闸管的形式存在。基底通常直接或间接与金属基体连接，该金属基体通常构造为冷却体或构造为用于与冷却体连接的基板。布置在基底上的功率半导体结构元件在此经常与单个或多个所谓的半桥电路互连，这些半桥电路例如用于电压和电流的整流和逆变。技术上常见的功率半导体装置为了引导负载电流而具有负载联接元件，借助这些负载联接元件，功率半导体装置与外部的部件导电地连接。不同于例如用于驱控功率半导体开关的控制电流地，负载电流在此通常具有高电流强度。负载联接元件通常必须被引导穿过功率半导体装置的壳体。在此，经常对功率半导体装置提出要求，例如要被保护以防喷水，从而一方面负载联接元件必须相对功率半导体装置的壳体密封，而另一方面功率半导体装置的壳体必须相对功率半导体装置的金属基体密封。因为负载联接元件通常具有不同于功率半导体装置的基体的电势，所以为了确保充分的电绝缘，在功率半导体装置的负载联接元件与基体之间必须存在足够长的爬电距离和电气间隙。该要求与紧凑地构造功率半导体装置的通常的技术要求相反。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种紧凑构造的功率半导体装置，其负载联接元件相对功率半导体装置的基体可靠地电绝缘，并且其壳体相对基体可靠地密封。该任务通过具有基底和布置在基底上并且与基底连接的功率半导体结构元件的功率半导体装置来解决，其中，基底直接或间接地与金属基体连接，其中，为了功率半导体装置的电接触，功率半导体装置具有导电的负载联接元件，其中，功率半导体装置具有侧向环绕功率半导体结构元件的、一体式地构造的第一壳体部件，其中，基体具有侧向环绕功率半导体结构元件的第一主外表面，该第一主外表面至少部分地被侧向环绕功率半导体结构元件的、弹性的、不导电的、一体式地构造的、结构化的第一密封元件面状地覆盖，其中，第一密封元件的区段布置在第一壳体部件与基体的第一主外表面之间，其中，第一壳体部件和基体的第一主外表面压向第一密封元件，并且第一密封元件使第一壳体部件相对基体的第一主外表面密封。在下文中，对本专利技术的有利构造方案进行描述。已证实有利的是，第一主外表面至少大部分被第一密封元件面状地覆盖，这是因为于是会得到负载联接元件相对功率半导体装置基体的特别可靠的电绝缘。此外，已证实有利的是，导电的负载联接元件在横向方向上穿过第一壳体部件地向外延伸，其中，负载联接元件分别具有布置在第一壳体部件外部的外部联接区段，其中，基体具有侧向的次外表面，其中，第一密封元件至少在相应的外联接区段的区域中覆盖基体的侧向的次外表面。由此，在第一壳体部件外部也得到负载联接元件相对于功率半导体装置的基体的特别可靠的电绝缘。此外，已证实有利的是，基体构造为空气冷却体或液体冷却体，或者构造为基板，该基板被设置成用于与空气冷却体或液体冷却体连接。基体的所提到的构造方案是常见的构造方案。此外，已证实有利的是，第一密封元件优选既不材料锁合(stoffschlUssig)地与基体连接，也不材料锁合地与第一壳体部件连接。因此在出现故障的情况下，第一密封元件可以很容易地进行更换。此外，已证实有利的是，第一密封元件由弹性体构成，这是因为于是第一密封元件是特别耐用的。此外，已证实有利的是，第一密封元件具有侧向环绕功率半导体结构元件的加厚部，其中，密封元件的加厚部布置在第一壳体部件与基体的第一主外表面之间，其中，第一密封元件的加厚部使第一壳体部件相对基体的第一主外表面密封。由此，得到了第一壳体部件相对基体的特别可靠的密封。此外，已证实有利的是，第一壳体部件借助螺纹连接与基体连接，其中，第一壳体部件和基体的第一主外表面压向第一密封元件，其方式是通过螺纹连接使第一壳体部件和基体相互挤压。一方面通过螺纹连接使第一壳体部件与基体连接，而另一方面通过螺纹连接使第一壳体部件和基体相互挤压。此外，已证实有利的是具有根据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，其中，第二功率半导体装置的基体具有第二主外表面，该第二主外表面与第二功率半导体装置的基体的第一主外表面相对置地布置，其中，在第二功率半导体装置的基体的第二主外表面与第一功率半导体装置的第一壳体部件之间布置有第二密封元件，该第二密封元件使第二功率半导体装置的基体的第二主外表面相对第一功率半导体装置的第一壳体部件密封。由此，提供了特别紧凑地构造的功率半导体装置系统。此外，已证实有利的是，第二密封元件构造为密封圈。第二密封元件作为密封圈的构造方案是密封件的特别简单的构造方法。【附图说明】在附图中示出了本专利技术的实施例，并且在下面对其进行详细阐述。其中:图1示出根据本专利技术的功率半导体装置的立体剖视图；图2示出根据本专利技术的还未完成制造的不带第一密封元件的功率半导体装置的立体图；图3示出第一密封元件；图4示出根据本专利技术的还未完成制造的带安设到功率半导体装置的基体上的第一密封元件的功率半导体装置的立体图；图5示出根据本专利技术的功率半导体装置的立体图；图6示出根据本专利技术的功率半导体装置系统的立体图。【具体实施方式】图1示出根据本专利技术的功率半导体装置I的立体剖视图。功率半导体装置具有基底20，功率半导体结构元件23布置在基底上并且与基底20连接。相应的功率半导体结构元件23优选以功率半导体开关或二极管的形式存在。功率半导体开关在此通常以晶体管、例如IGBT (绝缘栅双极型晶体管)或MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)的形式存在，或者以晶闸管的形式存在。基底20具有绝缘材料体21 (例如陶瓷体)和布置在绝缘材料体21的第一侧的并且与绝缘材料体21连接的导电的结构化的第一线路层，其在本实施例的范围内由于其结构而构造成导体迹线22。基底20优选具有导电的、优选非结构化的第二线路层，其中，绝缘材料体21布置在结构化的第一线路层与第二线路层之间。像在本实施例中那样，基底20可以例如以直接铜键合基底(DCB基底)的形式或以绝缘金属基底(IMS)的形式存在。基底的导体迹线例如也可以通过导电的引线框形成，这些引线框布置在绝缘材料体、例如不导电的膜上。引线框和不导电的膜本身构成基底。功率半导体结构元件23优选材料锁合地(例如借助焊接层或烧结层)与导体迹线22连接。为了清晰起见，在图1中未示出将功率半导体结构元件23与导体迹线22材料锁合地连接的焊接层。替选或附加地，功率半导体结构元件23例如可以借助压连接与导体迹线22连接，其方式是例如在导体迹线22的方向上将压力施加到功率半导体结构元件23上。要注意的是，功率半导体结构元件23在其背离基底20的侧上例如借助焊线和/或复合膜相互连接，并且与功率半导体装置I应该实现的所期望的电路相应地与基底20的导体迹线22当前第1页1&nbs本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种功率半导体装置，所述功率半导体装置具有基底(20)和布置在所述基底(20)上并且与所述基底(20)连接的功率半导体结构元件(23)，其中，所述基底(20)直接或间接地与金属基体(3)连接，其中，为了所述功率半导体装置(1)的电接触，所述功率半导体装置(1)具有导电的负载联接元件(7)，其中，所述功率半导体装置(1)具有侧向环绕所述功率半导体结构元件(23)的、一体式构造的第一壳体部件(5)，其中，所述基体(3)具有侧向环绕所述功率半导体结构元件(23)的第一主外表面(4)，所述第一主外表面至少部分被侧向环绕所述功率半导体结构元件(23)的、弹性的、不导电的、一体式构造的、结构化的第一密封元件(11)面状地覆盖，其中，所述第一密封元件(11)的区段(53)布置在所述第一壳体部件(5)与所述基体(3)的第一主外表面(4)之间，其中，所述第一壳体部件(5)和所述基体(3)的第一主外表面(4)压向所述第一密封元件(11)，并且所述第一密封元件(11)使所述第一壳体部件(5)相对所述基体(3)的第一主外表面(4)密封。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：英戈·博根，
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
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