具有直流电压连接装置的功率半导体模块制造方法及图纸

本发明专利技术涉及具有直流电压连接装置的功率半导体模块，具有基板、功率半导体器件以及直流电压连接装置，该连接装置具有第一和第二扁平导体连接元件和至少一个第一金属层连接元件和至少一个第二金属层连接元件，第二导体连接元件布置成在第一导体连接元件的法线方向上与第一导体连接元件间隔开，第一导体连接元件借助于第一金属层连接元件导电连接到金属层，第二导体连接元件借助于第二金属层连接元件导电连接到金属层，第一导体连接元件具有扁平导体端部和扁平导体连接部，该连接部布置在第一金属层连接元件和端部之间，在连接部的从第一金属层到端部的路线中，端部的宽度大于连接部的最小宽度，端部的至少一个区域不与第二导体连接元件重叠。导体连接元件重叠。导体连接元件重叠。

【技术实现步骤摘要】
具有直流电压连接装置的功率半导体模块


[0001]本专利技术涉及一种功率半导体模块，该功率半导体模块具有基板，具有功率半导体器件，并且具有直流电压连接装置。

技术介绍

[0002]从DE 10 2020 111 574 B3已知一种具有基板，具有功率半导体器件并且具有直流电压连接装置的功率半导体模块。
[0003]对这样的功率半导体模块提出了技术要求，即，这样的功率半导体模块可以特别通过特别是形成为激光焊接接合部的焊接接合部与具有低电感的直流电压母线导电接触。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种功率半导体模块，该功率半导体模块可以特别通过特别是形成为激光焊接接合部的焊接接合部与具有低电感的直流电压母线导电接触。
[0005]该目的通过一种功率半导体模块来实现，所述功率半导体模块具有基板，所述基板具有不导电的基板绝缘层和金属层，所述金属层被结构化，以形成导体迹线并且被布置在所述基板绝缘层上，所述功率半导体模块具有功率半导体器件，所述功率半导体器件布置在所述金属层上并且导电连接到所述金属层，并且所述功率半导体模块具有直流电压连接装置，所述直流电压连接装置具有第一和第二扁平导体连接元件以及至少一个第一金属层连接元件和至少一个第二金属层连接元件，其中在所述功率半导体模块的工作中，所述第一扁平导体连接元件具有第一电极性，而所述第二扁平导体连接元件具有第二电极性，其中所述第二扁平导体连接元件布置成在所述第一扁平导体连接元件的法线方向上与所述第一扁平导体连接元件间隔开，其中所述第一扁平导体连接元件借助于所述至少一个第一金属层连接元件导电连接到所述金属层，而所述第二扁平导体连接元件借助于所述至少一个第二金属层连接元件导电连接到所述金属层，其中所述第一扁平导体连接元件具有扁平导体端部和扁平导体连接部，所述扁平导体连接部布置在所述至少一个第一金属层连接元件和所述扁平导体端部之间，其中在所述扁平导体连接部的从所述至少一个第一金属层连接元件到所述扁平导体端部的路线中，所述扁平导体端部的宽度大于所述扁平导体连接部的最小宽度，其中所述扁平导体端部的至少一个区域不与所述第二扁平导体连接元件重叠。
[0006]已证明有利的是，所述第二扁平导体连接元件的宽度小于所述扁平导体端部的宽度。以这种方式，使得直流电压连接装置的电感做得特别低。
[0007]此外，已证明有利的是，所述直流电压连接装置布置在所述基板绝缘层的一侧上，其中所述扁平导体端部的宽度为所述基板绝缘层的上面布置有所述直流电压连接装置的所述一侧的宽度的至少90％。以这种方式，使得功率半导体模块做得特别窄。
[0008]此外，已证明有利的是，整个扁平导体端部不与所述第二扁平导体连接元件重叠。以这种方式，整个扁平导体端部可用于与直流电压母线电气连接。
[0009]此外，已证明有利的是，在所述扁平导体连接部的从所述至少一个第一金属层连接元件到所述扁平导体端部的路线中，所述扁平导体连接部的最小宽度等于或大于所述第二扁平导体连接元件的宽度。以这种方式，使得直流电压连接装置的电感做得特别低。
[0010]此外，已证明有利的是，所述第二扁平导体连接元件的至少90％，特别是整个第二扁平导体连接元件，布置成在所述第一扁平导体连接元件的法线方向上与所述扁平导体连接部对齐。以这种方式，使得直流电压连接装置的电感做得特别低。
[0011]此外，已证明有利的是，不导电的第一绝缘层布置在所述第一和第二扁平导体连接元件之间。以这种方式，直流电压连接装置具有高介电强度。
[0012]此外，已证明有利的是，各个扁平导体连接元件形成为金属箔或金属板，所述金属箔或金属板的厚度优选为300μm至2000μm，特别优选500μm至1500μm。以这种方式，使得直流电压连接装置的电感做得特别低。
[0013]此外，已证明有利的是，所述第一扁平导体连接元件布置在不导电的第二绝缘层上。借助该第二绝缘层，第一扁平导体连接元件可以与散热器或与可能上面布置有基板的底板电绝缘。
[0014]此外，已证明有利的是，功率电子布置具有根据本专利技术的功率半导体模块并且具有直流电压母线，所述直流电压母线具有第一和第二扁平导体以及不导电的第三绝缘层，所述不导电的第三绝缘层使所述第一和第二扁平导体彼此电绝缘，其中所述第一扁平导体借助于特别是形成为激光焊接接合部的第一焊接接合部导电连接到所述扁平导体端部，而所述第二扁平导体借助于特别是形成为激光焊接接合部的第二焊接接合部导电连接到所述第二扁平导体连接元件，其中所述第一扁平导体具有第一焊接接合部区域，通过所述第一焊接接合部区域形成所述第一焊接接合部，而所述第二扁平导体具有第二焊接接合部区域，通过所述第二焊接接合部区域形成所述第二焊接接合部。
[0015]此外，已证明有利的是，所述第一扁平导体在所述第一焊接接合部区域中的厚度小于所述第一扁平导体的邻接所述第一焊接接合部区域的第一扁平导体区域的厚度。以这种方式，可以以特别简单且节能的方式，特别是借助于撞击在第一焊接接合部区域上的激光束，将第一扁平导体焊接到扁平导体端部，这是因为特别是借助于激光束，为了实现焊接接合部，所必须熔化的第一扁平导体的材料较少。
[0016]此外，已证明有利的是，所述第二扁平导体在所述第二焊接接合部区域中的厚度小于所述第二扁平导体的邻接所述第二焊接接合部区域的第二扁平导体区域的厚度。以这种方式，可以以特别简单且节能的方式，特别是借助于撞击在第二焊接接合部区域上的激光束，将第二扁平导体焊接到第二扁平导体连接元件，这是因为特别是借助于激光束，为了实现焊接接合部，所必须熔化的第二扁平导体的材料较少。
[0017]此外，已证明有利的是，所述第三绝缘层不具有这样的区域，即：布置成在所述第一焊接接合部区域的法线方向上与所述第一焊接接合部区域对齐的区域，并且所述第二扁平导体不具有这样的区域，即：布置成在所述第一焊接接合部区域的法线方向上与所述第一焊接接合部区域对齐的区域。以这种方式，可以以特别简单且节能的方式，特别是借助于撞击在第一焊接接合部区域上的激光束，将第一扁平导体焊接到扁平导体端部，这是因为第一焊接接合部区域未被绝缘层和扁平导体端部覆盖。
[0018]在这种情况下已证明是有利的是，所述第三绝缘层在所述第一焊接接合部区域的
法线方向上具有绝缘层凹部，所述绝缘层凹部与所述第一焊接接合部区域对齐，而所述第二扁平导体在所述第一焊接接合部区域的法线方向上具有扁平导体凹部，所述扁平导体凹部与所述第一焊接接合部区域对齐。以这种方式，可以以特别简单且节能的方式，特别是借助于撞击在第一焊接接合部区域上的激光束，将第一扁平导体焊接到扁平导体端部，这是因为第一焊接接合部区域未被绝缘层和扁平导体端部覆盖。
[0019]在这种情况下已证明是有利的是，所述绝缘层凹部和/或所述扁平导体凹部分别形成为横向收缩部。由于凹部的这种形成，不需要贯通第三绝缘层和/或贯通第二扁平导体的孔来形成这些凹部。
[0020]此外，已证明有利的是，所述第三绝缘层具有绝缘层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率半导体模块，具有基板(2)，所述基板(2)具有不导电的基板绝缘层(2a)和金属层(2b)，所述金属层(2b)布置在所述基板绝缘层(2a)上并且被结构化，以形成导体迹线(2ba、2bb)，所述功率半导体模块具有功率半导体器件(3)，所述功率半导体器件(3)布置在所述金属层(2b)上并且导电连接到所述金属层(2b)，并且所述功率半导体模块具有直流电压连接装置(4)，所述直流电压连接装置(4)具有第一和第二扁平导体连接元件(5、6)以及至少一个第一金属层连接元件(7)和至少一个第二金属层连接元件(8)，其中在所述功率半导体模块(1)的工作中，所述第一扁平导体连接元件(5)具有第一电极性，而所述第二扁平导体连接元件(6)具有第二电极性，其中所述第二扁平导体连接元件(6)布置成在所述第一扁平导体连接元件(5)的法线方向(N1)上与所述第一扁平导体连接元件(5)间隔开，其中所述第一扁平导体连接元件(5)借助于所述至少一个第一金属层连接元件(7)导电连接到所述金属层(2b)，而所述第二扁平导体连接元件(6)借助于所述至少一个第二金属层连接元件(8)导电连接到所述金属层(2b)，其中所述第一扁平导体连接元件(5)具有扁平导体端部(5a)和扁平导体连接部(5b)，所述扁平导体连接部(5b)布置在所述至少一个第一金属层连接元件(7)和所述扁平导体端部(5a)之间，其中在所述扁平导体连接部(5b)的从所述至少一个第一金属层连接元件(7)到所述扁平导体端部(5a)的路线中，所述扁平导体端部(5a)的宽度(B1)大于所述扁平导体连接部(5b)的最小宽度(B2)，其中所述扁平导体端部(5a)的至少一个区域不与所述第二扁平导体连接元件(6)重叠。2.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，所述第二扁平导体连接元件(6)的宽度(B3)小于所述扁平导体端部(5a)的宽度(B1)。3.根据权利要求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，所述直流电压连接装置(4)布置在所述基板绝缘层(2a)的一侧(33)上，其中所述扁平导体端部(5a)的宽度(B1)为所述基板绝缘层(2a)的上面布置有所述直流电压连接装置(4)的所述一侧(33)的宽度(B4)的至少90％。4.根据权利要求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，整个所述扁平导体端部(5a)不与所述第二扁平导体连接元件(6)重叠。5.根据权利要求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，在所述扁平导体连接部(5b)的从所述至少一个第一金属层连接元件(7)到所述扁平导体端部(5a)的路线中，所述扁平导体连接部(5b)的最小宽度(B2)等于或大于所述第二扁平导体连接元件(6)的宽度(B3)。6.根据权利要求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，所述第二扁平导体连接元件(6)的至少90％、特别是整个所述第二扁平导体连接元件(6)布置成在所述第一扁平导体连接元件(5)的法线方向(N1)上与所述扁平导体连接部(5b)对齐。7.根据权利要求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，不导电的第一绝缘层(9)布置在所述第一和第二扁平导体连接元件(5、6)之间。8.根据权利要求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，各个所述扁平导体连接元件(5、6)形成为金属箔或金属板，所述金属箔或金属板的厚度...

【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：