功率半导体模块和生产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生产功率半导体模块的方法，该模块包括基板、功率半导体组件、壳体元件和DC电压连接装置，电压连接装置具有扁平引线连接装置和第二扁平引线连接元件，扁平引线连接装置具有第一扁平引线连接元件，其被扁平引线连接装置的塑料元件包封并与塑料元件材料结合，第一连接元件的连接部段从塑料元件突出，第二连接元件的连接部段布置在塑料元件上或者至少部分地被塑料元件围封，并且与塑料元件材料结合，使得塑料元件的一部段布置在第一连接元件与第二连接元件的连接部段之间，电压连接装置与壳体元件材料结合，第一连接元件的连接部段的至少一个部分和第二连接元件的连接部段的至少一个部分布置在壳体元件外。壳体元件外。壳体元件外。

【技术实现步骤摘要】
功率半导体模块和生产功率半导体模块的方法


[0001]本专利技术涉及一种功率半导体模块和一种用于生产功率半导体模块的方法。

技术介绍

[0002]DE 10 2017 109 706B3公开了一种功率半导体模块，其包括第一扁平引线连接元件和第二扁平引线连接元件，在两者之间布置有非导电绝缘层。功率半导体模块的壳体元件形成用于扁平引线连接元件和绝缘层的支承(bearing)。
[0003]这种功率半导体模块的生产在技术上是复杂的，因为绝缘层(塑料膜)相对于扁平引线连接元件的必要精确定位以及扁平引线连接元件和绝缘层相对于功率半导体模块的壳体元件的精确定位在技术上都是复杂的，因此是功率半导体模块的高效生产的障碍。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种可高效生产的功率半导体模块，该功率半导体模块包括第一扁平引线连接元件和第二扁平引线连接元件，在两者之间布置有非导电绝缘层。
[0005]该目的通过一种功率半导体模块来实现，该功率半导体模块包括基板，该基板具有非导电绝缘层和金属层，金属层布置在绝缘层上并结构化，以形成导体迹线；包括功率半导体组件，该功率半导体组件布置在金属层上并被导电连接到金属层；包括壳体元件；并且包括DC电压连接装置，该DC电压连接装置具有扁平引线连接装置和第二扁平引线连接元件，其中，扁平引线连接装置具有第一扁平引线连接元件，该第一扁平引线连接元件被扁平引线连接装置的塑料元件包封并与塑料元件材料结合，其中，第一扁平引线连接元件的连接部段从塑料元件突出，其中，第二扁平引线连接元件的连接部段布置在塑料元件上或者至少部分地被塑料元件围封，并且与塑料元件材料结合，使得塑料元件的一部段布置在第一扁平引线连接元件与第二扁平引线连接元件的连接部段之间，其中第一扁平引线连接元件和第二扁平引线连接元件被导电连接到结构化的金属层，其中在功率半导体模块的操作期间，第一扁平引线连接元件具有第一电极性，第二扁平引线连接元件具有第二电极性，其中DC电压连接装置与壳体元件材料结合，其中第一扁平引线连接元件的连接部段的至少一个部分和第二扁平引线连接元件的连接部段的至少一个部分布置在壳体元件外。
[0006]如果通过第一扁平引线连接元件通过注射模制技术与塑料元件材料结合，特别是第一扁平引线连接元件注射模制到塑料元件中，第一扁平引线连接元件与塑料元件材料结合，则证明是有利的。结果，可以特别高效地生产功率半导体模块。
[0007]此外，如果壳体元件由塑料形成，并且通过DC电压连接装置通过注射模制技术与壳体元件材料结合，特别是DC电压连接装置注射模制到壳体元件中，DC电压连接装置与壳体元件材料结合，则证明是有利的。结果，可以特别高效地生产功率半导体模块。
[0008]此外，如果通过塑料元件和/或第二扁平引线连接元件与壳体元件材料结合，DC电压连接装置与壳体元件材料结合，则证明是有利的。结果，DC电压连接装置被机械稳定地连接到壳体元件。
[0009]此外，如果壳体元件围绕基板在侧向上延伸，则证明是有利的。结果，功率半导体元件受到保护以免受污染。
[0010]此外，如果塑料元件的被布置在第一扁平引线连接元件与第二扁平引线连接元件的连接部段之间的部段具有150μm至1000μm的厚度，特别是优选为500μm至750μm的厚度，则证明是有利的。结果，实现了高的电绝缘强度。
[0011]此外，如果相应的扁平引线连接元件实施为金属膜或金属片，厚度优选为300μm至2000μm，特别是优选为500μm至1500μm，则证明是有利的。结果，DC电压连接装置具有低电感。
[0012]此外，如果DC电压连接装置具有布置在壳体元件外的通孔，该通孔在相对于第一扁平引线连接元件的连接部段的被布置在壳体元件外的那一部分的法线方向上延伸穿过DC电压连接装置，则证明是有利的。结果，功率半导体模块，并且特别是DC电压连接装置，可通过螺钉连接以简单方式连接到散热器或底板。
[0013]在这种情况下，如果DC电压连接装置布置在散热器或底板上，并且借助延伸穿过所述通孔的螺钉连接到散热器或底板上，则证明是有利的。结果，功率半导体模块，并且特别是DC电压连接装置，被可靠地连接到散热器或连接到底板。
[0014]此外，所述目的通过根据本专利技术的用于生产功率半导体模块的方法来实现，其中第二扁平引线连接元件的连接部段布置在塑料元件上，使得塑料元件的一部段被布置在第一扁平引线连接元件与第二扁平引线连接元件的连接部段之间，所述方法包括以下方法步骤：
[0015]a)提供基板、功率半导体组件、壳体元件和第二扁平引线连接元件，所述基板具有非导电绝缘层和金属层，所述金属层布置在该绝缘层上并结构化，以形成导体迹线；功率半导体组件布置在该金属层上并被导电连接到金属层，
[0016]b)提供扁平引线连接装置，该扁平引线连接装置具有第一扁平引线连接元件，该第一扁平引线连接元件被扁平引线连接装置的塑料元件包封并与塑料元件材料结合，其中第一扁平引线连接元件的连接部段从塑料元件突出，
[0017]c)通过将第二扁平引线连接元件的连接部段布置在塑料元件上，使得塑料元件的一部段被布置在第一扁平引线连接元件与第二扁平引线连接元件的连接部段之间，形成DC电压连接装置，
[0018]d)将DC电压连接装置与壳体元件材料接合，使得第一扁平引线连接元件的连接部段的至少一个部分和第二扁平引线连接元件的连接部段的至少一个部分布置在壳体元件外，
[0019]e)将第一扁平引线连接元件和第二扁平引线连接元件导电连接到结构化的金属层，使得在功率半导体模块的操作期间，第一扁平引线连接元件具有第一电极性，而第二扁平引线连接元件具有第二电极性。
[0020]此外，所述目的通过根据本专利技术的用于生产功率半导体模块的方法来实现，其中第二扁平引线连接元件的连接部段至少部分地被塑料元件围封，并与塑料元件材料结合，使得塑料元件的一部段被布置在第一扁平引线连接元件与第二扁平引线连接元件的连接部段之间，所述包括以下方法步骤：
[0021]a)提供基板、功率半导体组件和壳体元件，所述基板具有非导电绝缘层和金属层，
所述金属层布置在所述绝缘层上并被结构化，以形成导体迹线；所述功率半导体组件布置在所述金属层上并导电连接到所述金属层，
[0022]b)提供DC电压连接装置，该DC电压连接装置具有扁平引线连接装置和第二扁平引线连接元件，其中，扁平引线连接装置具有第一扁平引线连接元件，该第一扁平引线连接元件被扁平引线连接装置的塑料元件包封并与塑料元件材料结合，其中，第一扁平引线连接元件的连接部段从塑料元件突出，其中，第二扁平引线连接元件的连接部段至少部分地由塑料元件围封并与塑料元件材料结合，使得塑料元件的一部段被布置在第一扁平引线连接元件与第二扁平引线连接元件的连接部段之间，
[0023]c)将DC电压连接装置与壳体元件材料接合，以使得第一扁平引线连接元件的连接部段的至少一个部分和第二扁平引线连接元件的连接部段的至少一个部分布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.功率半导体模块，包括基板(5)，所述基板(5)具有非导电绝缘层(5a)和金属层(5b)，所述金属层(5b)布置在所述绝缘层(5a)上并被结构化，以形成导体迹线(5b')；包括功率半导体组件(6)，所述功率半导体组件(6)布置在所述金属层(5b)上并导电连接到所述金属层(5b)；包括壳体元件(2)；并且包括DC电压连接装置(3)，所述DC电压连接装置(3)具有扁平引线连接装置(8)和第二扁平引线连接元件(9)，其中，所述扁平引线连接装置(8)具有第一扁平引线连接元件(7)，所述第一扁平引线连接元件(7)被所述扁平引线连接装置(8)的塑料元件(4)包封并与所述塑料元件(4)材料结合，其中，所述第一扁平引线连接元件(7)的连接部段(7a)从所述塑料元件(4)突出，其中，所述第二扁平引线连接元件(9)的连接部段(9a)布置在所述塑料元件(4)上，或者至少部分地被所述塑料元件(4)围封并且与所述塑料元件材料结合，使得所述塑料元件(4)的一部段(4a)布置在所述第一扁平引线连接元件(7)与所述第二扁平引线连接元件(9)的所述连接部段(9a)之间，其中所述第一扁平引线连接元件(7)和所述第二扁平引线连接元件(9)与结构化的所述金属层(5b)导电连接，其中在所述功率半导体模块(1)的操作期间，所述第一扁平引线连接元件(7)具有第一电极性，所述第二扁平引线连接元件(9)具有第二电极性，其中所述DC电压连接装置(3)与所述壳体元件(4)材料结合，其中所述第一扁平引线连接元件(7)的所述连接部段(7a)的至少一部分(7a')和所述第二扁平引线连接元件(9)的所述连接部段(9a)的至少一部分(9a')布置在所述壳体元件(2)外。2.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，通过所述第一扁平引线连接元件(7)通过注射模制技术与所述塑料元件(4)材料结合，特别是所述第一扁平引线连接元件(7)注射模制到所述塑料元件(4)中，所述第一扁平引线连接元件(7)与所述塑料元件(4)材料结合。3.根据前述权利要求中任一项所述的功率半导体模块，其特征在于，所述壳体元件(2)由塑料形成，并且通过所述DC电压连接装置(3)通过注射模制技术与所述壳体元件(2)材料结合，特别是所述DC电压连接装置(3)注射模制到所述壳体元件(2)中，所述DC电压连接装置(3)与所述壳体元件(2)材料结合。4.根据权利要求1
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2中任一项所述的功率半导体模块，其特征在于，通过所述塑料元件(4)和/或所述第二扁平引线连接元件(9)与所述壳体元件(2)材料结合，所述DC电压连接装置(3)与所述壳体元件(2)材料结合。5.根据前述权利要求1
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2中任一项所述的功率半导体模块，其特征在于，所述壳体元件(2)围绕所述基板(5)在侧向上延伸。6.根据前述权利要求1
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2中任一项所述的功率半导体模块，其特征在于，所述塑料元件(4)的布置在所述第一扁平引线连接元件(7)与所述第二扁平引线连接元件(9)的所述连接部段(9a)之间的所述部段(4a)具有150μm至1000μm的厚度，特别是优选为500μm至750μm的厚度。7.根据前述权利要求1
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2中任一项所述的功率半导体模块，其特征在于，相应的所述扁平引线连接元件(7，9)被实施为金属膜或金属片，具有优选为300μm至2000μm、特别是优选为500μm至1500μm的厚度。8.根据前述权利要求1
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2中的任一项所述的功率半导体模块，其特征在于，所述DC电压连接装置(3)具有布置在所述壳体元件(2)外的通孔(10)，所述通孔在相对于所述第一扁平
引线连接元件(7)的所述连接部段(7a)的被布置在所述壳体元件(2)外的那一部分(7a')的法线方向(N)上延伸穿过所述DC电压连接装置(3)。9.根据权利要求8所述的功率半导体模块，其特征在于，所述DC电压连接装置(3)布置在散热器(11)上或底板上，并且通过延伸穿过所述通孔(10)的螺钉(12)与所述散热器(11)连接或与所述底板连接。10.用于生产根据权利要求1至9中任一项所述的功率半导体模块的方法，其中，所述第二扁平引线连接元件(9)的所述连接部段(9a)布置在所述塑料元件(4)上，使得所述塑料元件(4)的一部段(4a)布置在所述第一扁平引线连接元件(7)与所述第二扁平引线连接元件(9)的所述连接部段(9a)之间，所述方法包括以下方法步骤：a)提供基板(5)、功率半导体组件(6)、壳体元件(2)和第二扁平引线连接元件(9)，所述基板(5)具有非导电绝缘层(5a)和金属层(5b)，所述金属层(5b)布置在所述绝缘层(5a)上并被结构化，以形成导体迹线(5b')，所述功率半导体组件(6)布置在所述金属层(5b)上并被导电连接到所述金属层(5b)，b)提供扁平引线连接装置(8)，所述扁平引线连接装置(8)具有第一扁平引线连接元件(7)，所述第一扁平引线连接元件(7)被所述扁平引线连接装置(8)的塑料元件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：曼纽尔，
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：