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，其具有：基板、功率半导体组件、弹性变形元件、按压元件、母线和电容器，电容器导电连接到母线并具有电容形成装置，其形成电容器的电容，功率半导体装置具有电容器安装装置，其具有用于接收电容器的杯形的接收装置并且其中布置有电容器，导电连接到母线的母线连接元件在朝基板的方向上从母线延伸，变形元件布置在电容器安装装置背离母线的侧方与按压元件之间，按压元件与电容器安装装置形成为多个部分，按压元件设计成通过变形元件在朝母线的方向上按压电容器安装装置，从而在朝基板的方向上按压母线，以按压母线连接元件抵靠基板的导体轨道，使母线连接元件被按压为与基板的这些导体轨道的导电的接触。

【技术实现步骤摘要】
功率半导体装置
本专利技术涉及一种功率半导体装置。
技术介绍
DE102009046403B4公开了一种功率半导体装置，其具有基板并且具有布置在基板上并且导电地连接到基板的功率半导体组件，具有导电的DC电压母线并且具有电容器，电容器的电容器终端导电地连接到DC电压母线。为了安装电容器，功率半导体装置具有电容器安装装置，其具有用于接收电容器的接收装置并且电容器布置在其中，其中导电地连接到DC电压母线的导电的母线连接元件在朝基板的方向上从DC电压母线延伸，并且按压抵靠基板的导电的导体轨道，使得母线连接元件被按压为与基板的这些导体轨道的导电接触。弹性变形元件布置在电容器安装装置和电容器之间，通过该弹性变形元件，电容器安装装置在朝基板的方向上对DC电压母线施加压力。此外，功率半导体装置具有作为压力产生装置的螺钉，用于产生为此目的所需的压力，通过该螺钉，电容器安装装置被拧到底部壳体元件。因为螺钉以相对于在电容器安装装置上的弹性变形元件横向偏移的方式对电容器安装装置施加压力，所以电容器安装装置的几何形状经受高弯曲力，从长远来看，高弯曲力可能导致电容器安装装置的机械故障，并且可能因此导致功率半导体装置的减少的寿命。在这种功率半导体装置的情况下，另外的优点是，在传统的电容器的情况下，电容器的硬封装按压抵靠DC电压母线，电容器的那些形成电容器的电容的元件浇铸到该硬封装中，这可能导致硬封装的断裂，并因此导致电容器的损坏。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可靠的并且机械稳定的功率半导体装置，其能够更合理地制造。该目的通过功率半导体装置来实现，其具有基板，具有布置在基板上并导电地连接到基板的功率半导体组件，具有弹性变形元件，具有按压元件，具有导电的母线并且具有电容器，所述电容器导电地连接到母线并且具有电容形成装置，所述电容形成装置形成电容器的电容，其中为了安装电容器，功率半导体装置具有电容器安装装置，其具有用于接收电容器的杯形接收装置并且电容器布置在其中，其中导电地连接到母线的导电的母线连接元件在朝基板的方向上从所述母线延伸，其中变形元件布置在电容器安装装置背离母线的侧方和按压元件之间，其中按压元件与电容器安装装置形成为多个部分，其中按压元件设计成通过变形元件在朝母线的方向上按压电容器安装装置，从而在朝基板的方向上按压母线，从而按压母线连接元件抵靠基板的导电的导体轨道，使得母线连接元件被按压为与基板的这些导体轨道的导电接触。证明有利的是，功率半导体装置具有多个导电地连接到母线的电容器，并且各个电容器具有电容形成装置，电容形成装置形成各个电容器的电容，其中为了安装电容器，功率半导体装置具有电容器安装装置，所述电容器安装装置具有用于接收电容器的杯形的接收装置，其中各个电容器布置在各个接收装置中。功率半导体装置因此可以具有多个相应安装的电容器。证明有利的是，电容器安装装置，特别是接收装置，支承在母线上并且与母线机械接触。电容器安装装置因此直接压在母线上。此外证明有利的是，电容器通过封装材料浇铸到接收装置中的方式布置。电容器安装装置因此与电容器形成结构单元，这使得能够合理地制造功率半导体装置。在这方面，证明有利的是，电容形成装置通过封装材料而材料地连接到接收装置，其中封装材料与电容形成装置和接收装置机械接触。功率半导体装置因此以特别紧凑的方式设计。可选地，在这方面，证明有利的是，电容器具有电容器壳体，其中布置有电容形成装置，其中电容器壳体通过封装材料而材料地连接到接收装置，其中封装材料与电容器壳体和接收装置机械接触。具有商用电容器壳体的电容器因此可以用于形成功率半导体装置。如果电容器安装装置，特别是接收装置，支承在母线上并且与母线机械接触，则证明有利的是，电容器和封装材料不是与母线机械接触。因此，仅电容器安装装置，特别是仅接收装置，特别是仅接收装置的侧壁，按压抵靠母线。因此，电容器和封装材料不会被通过按压元件引入的压力机械地加载，因此功率半导体装置具有非常长的寿命。此外，证明有利的是，电容器具有电容器壳体，其中布置有电容形成装置，其中电容器壳体以按压进入接收装置的方式布置。因此能够容易地更换故障的电容器。如果电容器安装装置，特别是接收装置，支承在母线上并且与母线机械接触，则在这方面证明有利的是，电容器不与母线机械接触。因此，仅电容器安装装置，特别是仅接收装置，特别是仅接收装置的侧壁，按压抵靠母线。因此，电容器不会被通过按压元件引入的压力机械地加载，因此功率半导体装置具有非常长的寿命。此外，证明有利的是，变形元件具有泡沫结构和/或由弹性体形成。因此，变形元件具有特别良好的弹力性质。此外，证明有利的是，母线具有导电的正电势轨和导电的负电势轨，其通过布置在正电势轨和负电势轨之间的非导电隔离层以彼此电隔离的方式布置。因此实现了母线的紧凑结构。此外，证明有利的是，功率半导体装置具有压力产生装置，所述压力产生装置在朝基板的方向上对按压元件施加压力，其中按压元件因此通过变形元件在朝母线的方向上按压电容器安装装置。因此，功率半导体装置自身容易产生压力。此外，证明有利的是，功率半导体装置具有金属基体，其中基板布置在基体上。金属基体使得可以有效冷却功率半导体组件。在这方面，证明有利的是，基板压在基体上并且因此基板力配合地连接到基体。因此即使基板没有材料地连接到基体，也实现了基板到基体的良好的热连接。附图说明本专利技术的示例性实施例参考以下附图在下文中解释，其中：图1示出了根据本专利技术的功率半导体装置的一种设计的侧视截面图，图2示出了根据本专利技术的功率半导体装置的另一设计的侧视截面图，并且图3示出了根据本专利技术的功率半导体装置的另一设计的侧视截面图。具体实施方式图1示出了根据本专利技术的功率半导体装置1的一种设计的侧视截面图。图2和图3分别示出了根据本专利技术的功率半导体装置1的另一设计。根据本专利技术的功率半导体装置1具有基板3，并且功率半导体组件4布置在基板3上并且导电地连接到基板3。在这种情况下功率半导体开关通常以晶体管的形式存在，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)，或者以晶闸管的形式。基板3具有绝缘材料主体3a(比如陶瓷主体)和导电结构化的第一导电层3b，所述第一导电层3b布置在绝缘材料主体3a的主侧并连接到绝缘材料主体3a，并且由于其结构第一导电层3b形成导电的导体轨道3b'。基板3优选地具有导电的、优选未结构化的第二导电层3c，其中绝缘材料主体3a布置在结构化的第一导电层3b和第二导电层3c之间。基板3可以以例如直接铜键合基板(DCB基板)、活性金属钎焊基板(AMB基板)的形式或者绝缘金属基板(IMS)的形式存在。功率半导体组件4优选材料地，例如通过焊接层或烧结层，连接到基板3的相关联的导体轨道3b'。此外，功率半导体装置1具有弹性变形元件10和按压元件11。变形元件10可以具有泡沫结构和/或由弹性体形成。变形元件10优选设计为泡沫元件。弹性体可以形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率半导体装置，其具有基板(3)、功率半导体组件(4)、弹性变形元件(10)、按压元件(11)、导电的母线(5)和电容器(6)，所述功率半导体组件(4)布置在基板(3)上并导电地连接到基板(3)，所述电容器(6)导电地连接到母线(5)并且具有电容形成装置(6a)，所述电容形成装置(6a)形成电容器(6)的电容，其特征在于，为了安装电容器(6)，功率半导体装置(1)具有电容器安装装置(8)，所述电容器安装装置(8)具有用于接收电容器(6)的杯形的接收装置(8c)，并且电容器(6)布置在其中，其中导电地连接到母线的导电的母线连接元件(5a'，5b')在朝基板(3)的方向上从所述母线(5)延伸，其中变形元件(10)布置在电容器安装装置(8)背离母线(5)的一侧(8a')和按压元件(11)之间，其中按压元件(11)与电容器安装装置(8)形成为多个部分，其中按压元件(11)设计成通过变形元件(10)在朝母线(5)的方向上按压电容器安装装置(8)，从而在朝基板(3)的方向上按压母线(5)，从而按压母线连接元件(5a'，5b')抵靠基板(3)的导电的导体轨道(3b')，使得母线连接元件(5a'，5b')被按压为与基板(3)的这些导体轨道(3b')的导电接触。/n...

【技术特征摘要】
20190212 DE 102019103402.71.一种功率半导体装置，其具有基板(3)、功率半导体组件(4)、弹性变形元件(10)、按压元件(11)、导电的母线(5)和电容器(6)，所述功率半导体组件(4)布置在基板(3)上并导电地连接到基板(3)，所述电容器(6)导电地连接到母线(5)并且具有电容形成装置(6a)，所述电容形成装置(6a)形成电容器(6)的电容，其特征在于，为了安装电容器(6)，功率半导体装置(1)具有电容器安装装置(8)，所述电容器安装装置(8)具有用于接收电容器(6)的杯形的接收装置(8c)，并且电容器(6)布置在其中，其中导电地连接到母线的导电的母线连接元件(5a'，5b')在朝基板(3)的方向上从所述母线(5)延伸，其中变形元件(10)布置在电容器安装装置(8)背离母线(5)的一侧(8a')和按压元件(11)之间，其中按压元件(11)与电容器安装装置(8)形成为多个部分，其中按压元件(11)设计成通过变形元件(10)在朝母线(5)的方向上按压电容器安装装置(8)，从而在朝基板(3)的方向上按压母线(5)，从而按压母线连接元件(5a'，5b')抵靠基板(3)的导电的导体轨道(3b')，使得母线连接元件(5a'，5b')被按压为与基板(3)的这些导体轨道(3b')的导电接触。


2.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其特征在于，功率半导体装置(1)具有导电地连接到母线(5)的多个电容器(6)，各个电容器(6)具有电容形成装置(6a)，所述电容形成装置(6a)形成各个电容器(6)的电容，其中为了安装电容器(6)，功率半导体装置(1)具有电容器安装装置(8)，所述电容器安装装置(8)具有用于接收电容器(6)的杯形的接收装置(8c)，其中各个电容器(6)布置在各个接收装置(8c)中。


3.根据权利要求1或2所述的功率半导体装置，其特征在于，电容器安装装置(8)支承在母线(5)上并且与母线(5)机械接触。


4.根据权利要求3所述的功率半导体装置，其特征在于，接收装置(8c)支承在母线(5)上并且与母线(5)机械接触。


5.根据权利要求3所述的功率半导体装置，其特征在于，电容器(6)以通过封装材料(7)浇铸到...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·洪卡，S·魏斯，T·齐格勒，
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