功率电子开关装置、功率半导体模块及制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及功率半导体开关装置、功率半导体模块及制造方法。提出了制造方法和用于功率半导体模块的功率电子连接装置，其中，所述连接装置被设计作为第一和第二导电薄膜以及被布置在所述第一和第二导电薄膜之间的电绝缘薄膜的柔性薄膜叠层，其中，所述导电薄膜中的至少一个导电薄膜本身被结构化并因而形成多个薄膜导体迹线，其中，这些薄膜导体迹线中的第一薄膜导体迹线在第一段中具有第一平均厚度并且在第二段中具有第二平均厚度，所述第二平均厚度比第一平均厚度小至少10％，优选地是至少20％。至少20％。至少20％。

【技术实现步骤摘要】
功率电子开关装置、功率半导体模块及制造方法


[0001]本专利技术描述了一种功率电子连接装置，该功率电子连接装置被设计作为第一和第二导电薄膜以及布置在该第一和第二导电薄膜之间的电绝缘薄膜的柔性薄膜叠层，其中，导电薄膜中的至少一个导电薄膜本身被结构化并因而形成多个薄膜导体迹线。当然，薄膜叠层还可以具有交替布置的电绝缘和导电薄膜。此外，本专利技术描述了一种具有该类型的连接装置的功率半导体模块，以及一种用于制造该类型的连接装置的方法。

技术介绍

[0002]DE 10 2007 006 706A1公开了一种电路布置，该电路布置具有：基板；导体迹线，其被布置在该基板的主表面上；至少一个半导体组件，其第一主表面被布置在第一导体迹线上；导电连接装置，其连接至半导体组件的第二主表面的至少一个接触表面。在该情况下，半导体组件与第一导体迹线和/或连接装置的连接形成为压力烧结连接，并且绝缘材料被布置在连接装置和半导体组件的相关联边缘之间。
[0003]由此，在了解现有技术的情况下，本专利技术的基本目标是研制功率电子连接装置和功率半导体模块，以便更好地满足对载流能力和机械柔性的各种要求，以及规定一种用于制造该类型的连接装置的方法。

技术实现思路

[0004]根据本专利技术，该目标通过如下一种功率电子连接装置实现，该功率电子连接装置被设计作为第一和第二导电薄膜以及布置在该第一和第二导电薄膜之间的电绝缘薄膜的柔性薄膜叠层，其中，导电薄膜中的至少一个导电薄膜本身被结构化并因而形成多个薄膜导体迹线，其中，这些薄膜导体迹线中的第一薄膜导体迹线在第一段中具有第一平均厚度并且在第二段中具有第二平均厚度，第二平均厚度比第一平均厚度小至少10％，优选地是至少20％。
[0005]在该情况下，平均厚度总是正交于电流的方向确定。换句话说，电流流过垂直于电流的方向的表面元件，该表面元件的平均高度对应于该段的平均厚度。该平均高度也对应于相同表面区域的虚拟表面元件的高度。第一平均厚度有利地是具有在80μm至250μm之间、优选地是在100μm至150μm之间的值。
[0006]在该情况下，特别优选地是，第一薄膜导体迹线被设置以便承载功率电子开关装置的负载电流，所述功率电子开关装置特别是作为功率半导体模块的一部分。
[0007]也特别有利地是，第一薄膜导体迹线具有弓形段，并且第一段是该弓形段的一部分或者在一端或两端处突出超过该弓形段。
[0008]可能特别有利地是，第一薄膜导体迹线具有平均宽度，并且第一薄膜导体迹线的第一段具有第一最小段宽度，第一最小段宽度比平均宽度小至少10％，优选地是至少20％。
[0009]也特别有利地是，第一薄膜导体迹线具有平均宽度，并且第一薄膜导体迹线的第二段具有第二最小段宽度，第二最小段宽度比平均宽度大至少10％，优选地是至少20％。
[0010]因此，平均宽度旨在被理解为意指在每种情况下都具有薄膜导体迹线的长度的虚拟矩形的宽度。
[0011]可能有利地是，第一薄膜导体迹线的第一段的背对电绝缘薄膜的表面具有平坦表面或浮凸表面。
[0012]该目标进一步通过一种功率半导体模块实现，该功率半导体模块具有：根据本专利技术所述的功率电子连接装置；基板，其具有彼此电绝缘的多个导体迹线；功率半导体组件，其被布置在第一导体迹线上并且在其背对基板的一侧上具有接触表面，导电薄膜的薄膜导体迹线以导电方式连接至该接触表面。
[0013]在该情况下，可能有利地是，功率半导体模块的连接装置具有弓形路径，该弓形路径在功率半导体组件的边缘区域中开始并从该边缘区域延伸离开。
[0014]该目标进一步通过一种用于制造上述功率电子连接装置的方法来实现，该方法具有优选地是以a
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b
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c或b
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a
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c或b
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c
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a的顺序执行的方法步骤：
[0015]a.形成由第一导电薄膜、电绝缘薄膜和第二导电薄膜构成的薄膜叠层的材料结合连接，特别是粘合剂连接；
[0016]b.结构化导电薄膜中的至少一个导电薄膜，以形成多个薄膜导体迹线；
[0017]c.部分地改变第一薄膜导体迹线的厚度，以形成具有第一平均厚度的第一段和具有第二平均厚度的第二段。
[0018]在该情况下，有利地是，第一段的第一平均厚度通过在第一段的自由表面上以材料结合的方式布置金属模制件或金属薄膜或通过以材料结合的方式布置金属、特别是通过电沉积而产生。一种作为电沉积的替代的简单方法是施加焊料层。这特别适合于小区域。
[0019]也优选地是，第二段的第二平均厚度通过对该第二段的机械、化学或组合的机械
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化学减薄而产生。对于机械方法，研磨或铣削特别适合，对于化学方法，蚀刻特别适合。一种特别有利的减薄方法是用颗粒轰击，因为这会产生不均匀的杂乱的结构化表面。
[0020]原则上，优选地是，导电薄膜的相应厚度在10μm至500μm之间，优选地是在50μm至250μm之间，并且电绝缘薄膜的厚度在2μm至200μm之间，优选地是在10μm至100μm之间。
[0021]根据本专利技术的方法以及因而还有利用所述方法对应地生产出来的功率电子连接装置与现有技术相比具有各种优点。通过以有针对性的方式调整厚度，特别是使之与导体迹线的宽度结合来适合待承载的负载电流，一方面可以在电流传导方面优化构造。另一方面，可以考虑机械要求，例如在弓形区域中增大柔性。原则上，与现有技术相比具有更大的设计自由度。
[0022]当然，在根据本专利技术的连接装置中也可以若干次存在单独指定的特征，特别是第一薄膜导体迹线，除非这本身或明确地被排除。在功率半导体模块的范围内，功率半导体组件特别可以若干次存在并且也可以以不同的构造存在。
[0023]应理解，本专利技术的各种构造可以单独实现，或以任何组合实现，以实现改进。特别地是，上文和下文中指定和解释的特征，无论它们是否在功率电子连接装置、功率半导体模块或方法的范围内描述，都不仅可以以指定的组合应用，而且可以以其它组合或孤立地应用，而不会脱离本专利技术的范围。
附图说明
[0024]本专利技术的进一步解释、有利细节和特征在图1至图7中示意性表示的本专利技术的例证性实施例或其相应部分的后续描述中阐述。在该情况下，根据本专利技术的连接装置也总是旨在应被理解为表示根据本专利技术生产出来的连接装置。
[0025]图1示出了具有根据现有技术的功率电子连接装置的功率电子开关装置的布置的侧向截面图；
[0026]图2示出了根据本专利技术的功率电子连接装置的第一构造；
[0027]图3示出了根据本专利技术的功率电子连接装置的第二构造；
[0028]图4和图5示出了根据本专利技术的功率电子连接装置的剖视图；
[0029]图6示出了根据本专利技术的连接装置的第三构造的一个部分的不同视图；
[0030]图7示出了根据本专利技术的连接装置的第四构造的一个部分的不同视图。
具体实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率电子连接装置(3)，所述功率电子连接装置被设计作为第一和第二导电薄膜(30、34)以及电绝缘薄膜(32)的柔性薄膜叠层，所述电绝缘薄膜(32)被布置在所述第一和第二导电薄膜(30、34)之间，其中，所述导电薄膜中的至少一个导电薄膜(34)本身被结构化并因而形成多个薄膜导体迹线(340、350)，其中，这些薄膜导体迹线中的第一薄膜导体迹线(340)在第一段(342)中具有第一平均厚度(842)并且在第二段(344)中具有第二平均厚度(844)，所述第二平均厚度(844)比所述第一平均厚度(842)小至少10％，优选地是至少20％。2.根据权利要求1所述的连接装置，其中，所述第一薄膜导体迹线被设置以便承载功率电子开关装置的负载电流，所述功率电子开关装置特别是作为功率半导体模块的一部分。3.根据权利要求1
‑
2中的一项所述的连接装置，其中，所述第一薄膜导体迹线(340)具有弓形段(360)，并且所述第一段是所述弓形段的一部分或者在一端(362、364)或两端(362、364处)突出超过所述弓形段。4.根据权利要求1
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2中的一项所述的连接装置，其中，所述第一薄膜导体迹线具有平均宽度(880)，并且所述第一薄膜导体迹线的所述第一段具有第一最小段宽度(882)，所述第一最小段宽度(882)比所述平均宽度(880)小至少10％，优选地是至少20％。5.根据权利要求1
‑
2中的一项所述的连接装置，其中，所述第一薄膜导体迹线具有平均宽度(880)，并且所述第一薄膜导体迹线的所述第二段具有第二最小段宽度(882)，所述第二最小段宽度(882)比所述平均宽度(880)大至少10％，优选地是至少20％。6.根据权利要求1
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2中的一项所述的连接装置，其中，所述第一薄膜导体迹线的所述第一段的背对所述电绝缘薄膜的表面具有平坦表面或浮凸表面。7.根据权利要求1
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2中的一项所述的连接装置，其中，所述第一平均厚度具有在80μm至250μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯，
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：