一种功率半导体模块装置，包括：外壳(7)；至少一个衬底(10)，衬底布置于外壳(7)内部，并且包括电介质绝缘层(11)和布置于电介质绝缘层(11)的第一侧上的第一金属化层(111)；以及热沉(18)或基板，其中：外壳(7)包括侧壁(72)和盖(74)，外壳(7)附接到热沉(18)或基板，外壳(7)的侧壁(72)在至少一个衬底(10)上施加压力，由此将至少一个衬底(10)压到热沉(18)或基板上，盖(74)在侧壁(72)上施加压力，由此将侧壁(72)压到至少一个衬底(10)上，外壳(7)还包括至少一个挤压元件(796)，挤压元件布置于侧壁(72)与盖(74)之间并且与侧壁(72)和盖(74)直接邻接，其中，至少一个挤压元件(796)中的每个挤压元件被由盖(74)施加于侧壁(72)上的压力压缩。力压缩。力压缩。
【技术实现步骤摘要】
功率半导体模块装置和用于功率半导体模块装置的外壳
[0001]本公开涉及功率半导体模块装置和用于功率半导体模块装置的外壳，特别地，涉及包括包括几个部分的外壳的功率半导体模块装置。
技术介绍
[0002]功率半导体模块装置常常包括外壳内的一个或多个衬底。每个衬底通常包括衬底层(例如，陶瓷层)、沉积于衬底层的第一侧上的第一金属化层和可选地沉积于衬底层的第二侧上的第二金属化层。包括一个或多个可控半导体元件的半导体装置(例如，半桥配置的两个IGBT)可以布置在至少一个衬底上。外壳常常包括几个独立的部分，例如侧壁和盖。至少一个衬底可以布置于热沉上，外壳的侧壁可以将至少一个衬底压到热沉上，以提供最优散热。侧壁可以例如通过螺丝或其他合适的连接元件附接到热沉。外壳的盖安装到侧壁上并且连接到热沉，由此将侧壁和布置于外壳中的至少一个衬底压到热沉上。然而，存在一个风险，即，施加于侧壁和至少一个衬底上的力分布不均。这可能会不利地影响散热。
[0003]需要一种功率半导体模块装置和一种用于功率半导体模块装置的外壳，它们提供了施加于外壳侧壁和布置于外壳的内部的至少一个衬底上的力的均匀分布。
技术实现思路
[0004]一种功率半导体模块装置，包括：外壳；至少一个衬底，衬底布置于外壳内部，并且包括电介质绝缘层和布置于电介质绝缘层的第一侧上的第一金属化层；以及热沉或基板，其中：外壳包括侧壁和盖，外壳附接到热沉或基板，外壳的侧壁在至少一个衬底上施加压力，由此将至少一个衬底压到热沉或基板上，盖在侧壁上施加压力，由此将侧壁压到至少一个衬底上，并且外壳还包括至少一个挤压元件，挤压元件布置于侧壁与盖之间并且与侧壁和盖直接邻接，其中，至少一个挤压元件中的每个挤压元件被由盖施加于侧壁上的压力压缩。
[0005]一种方法，包括：在热沉或基板上布置至少一个衬底，其中，至少一个衬底中的每个衬底包括电介质绝缘层和布置于电介质绝缘层的第一侧上的第一金属化层；在至少一个衬底上布置外壳，其中，外壳包括侧壁、盖和至少一个挤压元件，并且其中，在至少一个衬底上布置外壳包括：在至少一个衬底上布置侧壁，使得侧壁沿至少一个衬底的外周边延伸，在侧壁上布置盖，使得至少一个挤压元件布置于侧壁与盖之间并且与侧壁和盖直接邻接，以及将外壳附接到热沉或基板，其中，在将外壳附接到热沉或基板时，外壳的侧壁在至少一个衬底上施加压力，由此将至少一个衬底压到热沉或基板上，盖在侧壁上施加压力，由此将侧壁压到至少一个衬底上，并且至少一个挤压元件中的每个挤压元件被由盖施加于侧壁上的压力压缩。
[0006]一种外壳，包括：侧壁；盖；以及至少一个挤压元件，挤压元件布置于侧壁与盖之间并且与侧壁和盖直接邻接，其中，至少一个挤压元件中的每个挤压元件在由盖在侧壁上施加压力时被压缩。
[0007]参考以下附图和描述可以更好地理解本专利技术。附图中的部件未必是按比例绘制的，相反其重点在于说明本专利技术的原理。此外，在附图中，类似的附图标记在不同的视图中始终表示对应的部分。
附图说明
[0008]图1是功率半导体模块装置的截面图。
[0009]图2是处于未安装状态中的另一功率半导体模块装置的三维视图。
[0010]图3是处于安装状态中的图2的功率半导体模块装置的三维视图。
[0011]图4是根据一个示例的处于未安装状态中的功率半导体模块装置的区段的三维视图。
[0012]图5是根据另一示例的外壳的盖的区段的三维视图。
[0013]图6是根据一个示例的外壳的侧壁的三维视图。
[0014]图7是根据又一示例的外壳的侧壁的三维视图。
[0015]图8是根据又一示例的外壳的侧壁的俯视图。
[0016]图9是根据又一示例的外壳的盖的三维视图。
[0017]图10是根据又一示例的外壳的侧壁的三维视图。
[0018]图11(包括图11A和图11B)示出了处于初始位置(图11A)和压缩状态(图11B)中的图10的外壳的柔性元件。
[0019]图12是根据又一示例的外壳的侧壁的三维视图。
[0020]图13(包括图13A和图13B)示出了处于初始位置(图13A)和压缩状态(图13B)中的图12的外壳的柔性元件。
具体实施方式
[0021]在以下具体实施方式中将参考附图。附图示出了可以实践本专利技术的具体示例。应当理解，可以使关于各种示例描述的特征和原理彼此结合，除非另外具体指出。在说明书和权利要求中，将某些元件指定为“第一元件”、“第二元件”、“第三元件”等不应被理解为是枚举的。相反，这样的指定只是用于称呼不同的“元件”。也就是说，例如，“第三元件”的存在不要求“第一元件”和“第二元件”的存在。如本文所述的半导体主体可以由(掺杂)半导体材料制成并且可以是半导体芯片或者可以包括在半导体芯片中。半导体主体具有电连接焊盘并且包括具有电极的至少一个半导体元件。
[0022]参考图1，示出了功率半导体模块装置100的截面图。功率半导体模块装置100包括外壳7和衬底10。衬底10包括电介质绝缘层11、附接至电介质绝缘层11的(结构化)第一金属化层111以及附接至电介质绝缘层11的(结构化)第二金属化层112。电介质绝缘层11设置在第一金属化层111与第二金属化层112之间。
[0023]第一金属化层111和第二金属化层112中的每者都可以由下述材料组成或包括下述材料中的一种：铜；铜合金；铝；铝合金；在功率半导体模块装置的操作期间保持为固体的任何其他金属或合金。衬底10可以是陶瓷衬底，即，电介质绝缘层11是陶瓷(例如，薄陶瓷层)的衬底。陶瓷可以由下述材料组成或包括下述材料中的一种：氧化铝；氮化铝；氧化锆；氮化硅；氮化硼或任何其他电介质陶瓷。替代地，电介质绝缘层11可以由有机化合物组成并
且包括以下材料中的一种或多种：Al2O3、AlN、SiC、BeO、BN或Si3N4。例如，衬底10可以是例如直接铜接合(DCB)衬底、直接铝接合(DAB)衬底或活性金属钎焊(AMB)衬底。此外，衬底10可以是绝缘金属衬底(IMS)。例如，绝缘金属衬底通常包括电介质绝缘层11，电介质绝缘层11包括(填充有)诸如环氧树脂或聚酰亚胺的材料。例如，电介质绝缘层11的材料可以填充有陶瓷颗粒。这样的颗粒可以包括例如Si2O、Al2O3、AlN、SiN或BN，并且可以具有处于大约1μm与大约50μm之间的直径。衬底10也可以是具有非陶瓷电介质绝缘层11的常规印刷电路板(PCB)。例如，非陶瓷电介质绝缘层11可以由固化树脂组成或包括固化树脂。
[0024]衬底10布置于外壳7中。在图1中所示的示例中，衬底10形成外壳7的基础表面，而外壳7自身仅包括侧壁和盖。然而，这仅仅是示例。还有可能外壳7进一步包括基础表面，并且衬底10布置在外壳7内部的基础表面上。根据另一示例(未具体示出)，衬底10可以安装在基板上。基板可以形成外壳7的底部。在一些功率半导体模块装置100中，超过一个衬底10布置在同一外壳7内。
[0025]可以在至少一个衬底1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种功率半导体模块装置，包括：外壳(7)；至少一个衬底(10)，所述至少一个衬底(10)布置于所述外壳(7)内部，并且包括电介质绝缘层(11)和布置于所述电介质绝缘层(11)的第一侧上的第一金属化层(111)；以及热沉(18)或基板，其中：所述外壳(7)包括侧壁(72)和盖(74)，所述外壳(7)附接到所述热沉(18)或所述基板，所述外壳(7)的所述侧壁(72)在所述至少一个衬底(10)上施加压力，由此将所述至少一个衬底(10)压到所述热沉(18)或所述基板上，所述盖(74)在所述侧壁(72)上施加压力，由此将所述侧壁(72)压到所述至少一个衬底(10)上，所述外壳(7)还包括至少一个挤压元件(796)，所述挤压元件布置于所述侧壁(72)与所述盖(74)之间并且与所述侧壁(72)和所述盖(74)直接邻接，其中，所述至少一个挤压元件(796)中的每个挤压元件被由所述盖(74)施加于所述侧壁(72)上的所述压力压缩。2.根据权利要求1所述的功率半导体模块装置，其中，所述侧壁(72)形成沿所述至少一个衬底(10)的外周边延伸的封闭框架，并且其中，所述功率半导体模块装置包括围绕由所述侧壁(72)形成的所述框架的整个周边连续延伸的一个挤压元件(796)。3.根据权利要求1所述的功率半导体模块装置，其中，所述侧壁(72)形成沿所述至少一个衬底(10)的外周边延伸的封闭框架，并且其中，所述功率半导体模块装置包括沿由所述侧壁(72)形成的所述框架的周边均匀分布的两个或更多挤压元件(796)。4.根据权利要求1到3中任一项所述的功率半导体模块装置，其中，所述至少一个挤压元件(796)中的每个挤压元件被配置为将1N与100N之间的压力从所述盖(74)转移到所述侧壁(72)。5.根据权利要求1到4中任一项所述的功率半导体模块装置，其中，所述至少一个挤压元件(796)中的每个挤压元件牢固地或可拆卸地附接到所述侧壁(72)或所述盖(74)。6.根据前述权利要求中任一项所述的功率半导体模块装置，其中，所述至少一个挤压元件(796)具有15肖氏A与100肖氏A之间的硬度。7.根据前述权利要求中任一项所述的功率半导体模块装置，其中，所述至少一个挤压元件(796)包括热塑性弹性体、硅酮和橡胶中的至少一种。8.根据权利要求7所述的功率半导体模块装置，其中，所述至少一个挤压元件(796)包括以下材料或由以下材料组成：三元乙丙橡胶(EPDM)、乙烯丙烯酸橡胶(AEM)、丙烯酸橡胶或丙烯酸烷基酯共聚物(ACM)、氟橡胶或氟碳化合物(FKM)、硅橡胶或乙烯基甲基硅酮(VMQ)、氟硅橡胶或氟乙烯基甲基硅氧烷橡胶(FVMQ)、苯甲基硅橡胶(PVMQ)、或氟含量高于FKM的全氟弹性体化合物(FFKM)。9.根据前述权利要求中任一项所述的功率半导体模块装置，其中，所述至少一个挤压元件(796)通过注入模制工艺形成于所述侧壁(72)或所述盖(74)上。10.根据权利要求1到8中任一项所述的功率半导体模块装置，其中：所述至少一个...
【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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