为了实现改进的开关行为和较高的最大电流密度而提出：在用于在基底(4)上接触功率半导体(2)的方法中，在朝向基底(4)的一侧上的功率半导体(2)具有至少两个彼此电绝缘的接触区域(10，12)，其中，功率半导体(2)的至少两个彼此电绝缘的接触区域(10，12)借助于结构化的、尤其金属的连接层(26)与基底(4)材料配合地连接，连接层包括至少两个烧结层(20，24，36)，其中，至少两个烧结层(20，24，36)基本上是闭合的，即与丝网印刷相比借助模板在没有进行承载的丝网的情况下涂覆，使得在连接层(26)中不存在功能上可确定的空腔。功率半导体(2)能够通过连接层(26)以距基底(4)至少70μm、特别是至少200μm的间距D接触。通过该间距能够实现在功率半导体(2)上出现的电磁场(例如，在保护环区域(2b)中出现的电磁场)不与基底(4)明显交互作用，使得功率半导体(2)的开关行为和在边缘区域中的绝缘不显著地受距基底(4)过近影响，这导致使用寿命增加。第一烧结层(20)能够涂覆到基底(4)上并且使第一烧结层至少部分干燥，其中，至少一个第二烧结层(24)能够涂覆到第一烧结层(20)上并且使第二烧结层至少部分干燥，其中，功率半导体(2)的至少两个彼此电绝缘的接触区域(10，12)尤其通过挤压在第二烧结层(24)上接触，并且然后通过烧结至少两个烧结层(20，24，36)使接触区域与基底(4)材料配合地连接。在此，能够借助于第一模板(18)涂覆第一烧结层(20)，并且借助于第二模板(22)涂覆第二烧结层(24)，其中，第二模板(22)比第一模板(18)更厚。替代地，能够将第一烧结层(20)涂覆到基底(4)上并且使第一烧结层至少部分干燥，其中，将至少一个第二烧结层(24)涂覆到转移单(续)(续)[转续页]
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于接触基底上的功率半导体的方法以及具有功率半导体和基底的功率半导体模块
[0001]本专利技术涉及一种用于接触基底上的功率半导体的方法。
[0002]此外，本专利技术涉及一种具有功率半导体和基底的功率半导体模块。
[0003]此外，本专利技术涉及一种具有至少一个这种功率半导体模块的变流器。
技术介绍
[0004]在这种类型的变流器中存在通常以功率模块形式或以分立封装形式的半导体结构元件，例如开关元件。将变流器例如应理解为整流器、逆变器、转换器或直流电压变换器。这种开关元件例如是晶体管，特别是构造为绝缘栅双极晶体管(IGBT)、构造为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或构造为场效应晶体管。通常，借助于特定的线键合技术接触半导体结构元件并且功率模块例如借助于焊接连接、弹性连接或压力连接固定在电路载体处。通过使用键合线限制了最大允许的电流密度。此外，键合线产生寄生电感，寄生电感限制开关元件的最大可实现的开关速度。
[0005]公开文献EP 3 105 784 A1描述一种用于将电子结构元件安装在基底上的方法。接合通过以下方式而通过罩简化：即将接触结构设置到罩中，并且接触结构在罩套装到不同的接合水平上时同时与附加材料接合。
[0006]公开文献DE 2020 12 004 434U1描述一种金属成形体，金属成形体用于创建具有上侧的电势面的功率半导体到粗线或小带的连接，其特征在于，设置有金属成形体(6a，6b)，金属成形体突出于一个或多个电势面并且从与其余金属成形体电分离的至少一个区段(6b)中导出，该区段从功率半导体处的一电势面处的接触部段伸展至用于粗线的与这一个电势面横向间隔开的固定部段。
[0007]公开文献DE 10 2014 222 819 A1描述一种用于在功率半导体模块中构造功率半导体接触结构的方法，功率半导体模块具有基底和金属成形体。功率半导体接触的构造为：首先通过将具有局部变化厚度的由烧结材料构成的层施加到金属成形体或基底上，然后经由烧结材料层的连接促进特性将接触膜与基底共同烧结，其中，接触膜根据烧结材料层的变化的厚度使其形状显着。
[0008]公开文献US 2018/0374813 A1描述一种装置，装置具有：至少一个第一元件，第一元件包括至少一个第一电接触场；至少一个第二元件，第二元件包括至少一个第二电接触场；电和机械连接机构，其中，电和机械连接机构至少包括：在至少所述第一电接触块的表面上的至少一个第一金属中间连接元件；由金属的微颗粒或纳米颗粒构成的至少一个烧结过的连接，烧结过的连接与第一金属中间连接元件堆积，其中，第一金属的中间连接元件的熔点大于金属的微颗粒或纳米颗粒的烧结温度。
[0009]公开文献CaoX等人的“Height Optimization for a Medium
‑
Voltage Planar Package”描述一种用于优化功率模块中的连接高度的方法，方法基于功率模块的热机械性能与介电性能之间的折衷。
[0010]公开文献Jiang L等人的：“Evaluation of Thermal Cycling Reliability of Sintered Nanosilver Versus Soldered Joints by Curvature Measurement”描述一种低温银烧结技术，其用作无铅芯片固定解决方案，芯片固定解决方案显著地改进与焊接合金连接的功率设备和模块的导热性和可靠性。
[0011]公开文献EP 0 242 626 A2描述一种用于通过压力烧结将电子结构元件固定在基底上的方法。
技术实现思路
[0012]在此背景下，本专利技术的目的是：提供一种用于接触基底上的功率半导体的方法，通过所述方法实现改进的开关行为和更高的最大电流密度。
[0013]根据本专利技术，该目的通过一种用于在基底上接触功率半导体的方法实现，其中，功率半导体在朝向基底的一侧上具有彼此电绝缘的至少两个接触区域，其中，功率半导体的至少两个彼此电绝缘的接触区域借助于结构化的金属的连接层与基底材料配合地连接，连接层包括至少两个基本上闭合的烧结层，其中，基本上闭合的烧结层经由模板涂覆，其中，第一烧结层涂覆到基底上并且至少部分干燥，其中，至少一个第二烧结层涂覆到第一烧结层上并且至少部分干燥，其中，功率半导体的至少两个彼此电绝缘的接触区域尤其通过挤压在第二烧结层上接触，并且然后通过烧结至少两个烧结层与基底材料配合地连接，其中，第一烧结层借助于第一模板涂覆，其中，第二烧结层借助于第二模板涂覆，并且其中，第二模板比第一模板更厚。
[0014]此外，根据本专利技术，该目的通过一种用于制造具有功率半导体和基底的功率半导体模块的方法来实现，其中，功率半导体在朝向基底的一侧上具有彼此电绝缘的至少两个接触区域，其中，功率半导体的至少两个彼此电绝缘的接触区域借助于结构化的金属的连接层与基底材料配合地连接，连接层包括至少两个基本上闭合的烧结层，其中，基本上闭合的烧结层经由模板涂覆，其中，第一烧结层涂覆到基底上并且至少部分干燥，其中，至少一个第二烧结层涂覆到转移单元上并且至少部分干燥，其中，至少部分干燥的第二烧结层从转移单元传递到第一烧结层上，其中，功率半导体的至少两个彼此电绝缘的接触区域尤其通过挤压在第二烧结层上接触，并且然后通过烧结至少两个烧结层与基底材料配合地连接。
[0015]此外，根据本专利技术，该目的通过一种用于制造具有功率半导体和基底的功率半导体模块的方法来实现，其中，功率半导体在朝向基底的一侧上具有彼此电绝缘的至少两个接触区域，其中，功率半导体的至少两个彼此电绝缘的接触区域借助于结构化的金属的连接层与基底材料配合地连接，连接层包括至少两个基本上闭合的烧结层，其中，基本上闭合的烧结层经由模板涂覆，其中，第一烧结层涂覆到基底上并且至少部分干燥，其中，至少一个第二烧结层涂覆到金属成形体上并且至少部分干燥，其中，金属成形体以背离至少部分干燥的第二烧结层的一侧安置在第一烧结层上，其中，功率半导体的至少两个彼此电绝缘的接触区域尤其通过挤压在第二烧结层上接触，并且然后通过烧结至少两个烧结层与基底材料配合地连接。
[0016]此外，根据本专利技术，该目的通过一种用于制造具有功率半导体和基底的功率半导体模块的方法来实现，其中，功率半导体在朝向基底的一侧上具有彼此电绝缘的至少两个
接触区域，其中，功率半导体的至少两个彼此电绝缘的接触区域借助于结构化的金属的连接层与基底材料配合地连接，连接层包括至少两个基本上闭合的烧结层，其中，基本上闭合的烧结层经由模板涂覆，其中，第一烧结层涂覆到基底上并且至少部分干燥，其中，提供用第二烧结层覆层的金属成形体，其中，金属成形体以背离第二烧结层的一侧安置在第一烧结层上，其中，功率半导体的至少两个彼此电绝缘的接触区域尤其通过挤压在第二烧结层上接触，并且然后通过烧结至少两个烧结层与基底材料配合地连接。
[0017]此外，根据本专利技术，该目的通过一种具有功率半导体和基底的功率半导体模块来实现，其中，功率半导体在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造具有功率半导体(2)和基底(4)的功率半导体模块(44)的方法，其中，所述功率半导体(2)在朝向所述基底(4)的一侧(8)上具有至少两个彼此电绝缘的接触区域(10，12)，其中，所述功率半导体(2)的所述至少两个彼此电绝缘的接触区域(10，12)借助于结构化的金属的连接层(26)与所述基底(4)材料配合地连接，所述连接层包括至少两个基本上闭合的烧结层(20，24，36)，其中，经由模板涂覆基本上闭合的所述烧结层(20，24，36)，其中，将第一烧结层(20)涂覆到所述基底(4)上并且使所述第一烧结层至少部分干燥，其中，将至少一个第二烧结层(24)涂覆到所述第一烧结层(20)上并且使所述第二烧结层至少部分干燥，其中，所述功率半导体(2)的所述至少两个彼此电绝缘的接触区域(10，12)尤其通过挤压在所述第二烧结层(24)上接触，并且然后通过烧结至少两个所述烧结层(20，24，36)使所述接触区域与所述基底(4)材料配合地连接，其中，借助于第一模板(18)涂覆所述第一烧结层(20)，其中，借助于第二模板(22)涂覆所述第二烧结层(24)，并且其中，所述第二模板(22)比所述第一模板(18)更厚。2.一种用于制造具有功率半导体(2)和基底(4)的功率半导体模块(44)的方法，其中，所述功率半导体(2)在朝向所述基底(4)的一侧(8)上具有至少两个彼此电绝缘的接触区域(10，12)，其中，所述功率半导体(2)的所述至少两个彼此电绝缘的接触区域(10，12)借助于结构化的金属的连接层(26)与所述基底(4)材料配合地连接，所述连接层包括至少两个基本上闭合的烧结层(20，24，36)，其中，经由模板涂覆基本上闭合的所述烧结层(20，24，36)，其中，将第一烧结层(20)涂覆到所述基底(4)上并且使所述第一烧结层至少部分干燥，其中，将至少一个第二烧结层(24)涂覆到转移单元(38)上并且使所述第二烧结层至少部分干燥，其中，将至少部分干燥的所述第二烧结层(24)从所述转移单元(38)传递到所述第一烧结层(20)上，其中，所述功率半导体(2)的所述至少两个彼此电绝缘的接触区域(10，12)尤其通过挤压在所述第二烧结层(24)上接触，并且然后通过烧结至少两个所述烧结层(20，24，36)使所述接触区域与所述基底(4)材料配合地连接。3.一种用于制造具有功率半导体(2)和基底(4)的功率半导体模块(44)的方法，其中，所述功率半导体(2)在朝向所述基底(4)的一侧(8)上具有至少两个彼此电绝缘的接触区域(10，12)，其中，所述功率半导体(2)的所述至少两个彼此电绝缘的接触区域(10，12)借助于结构化的金属的连接层(26)与所述基底(4)材料配合地连接，所述连接层包括至少两个基本上闭合的烧结层(20，24，36)，其中，经由模板涂覆基本上闭合的所述烧结层(20，24，36)，其中，将第一烧结层(20)涂覆到所述基底(4)上并且使所述第一烧结层至少部分干燥，
其中，将至少一个第二烧结层(24)涂覆到金属成形体(42)上并且使所述第二烧结层至少部分干燥，其中，将所述金属成形体(42)以背离至少部分干燥的所述第二烧结层的一侧安置在所述第一烧结层(20)上，其中，所述功率半导体(2)的所述至少两个彼此电绝缘的接触区域(10，12)尤其通过挤压在所述第二烧结层(24)上接触，并且然后通过烧结至少两个所述烧结层(20，24，36)使所述接触区域与所述基底(4)材料配合地连接。4.一种用于制造具有功率半导体(2)和基底(4)的功率半导体模块(44)的方法，其中，所述功率半导体(2)在朝向所述基底(4)的一侧(8)上具有至少两个彼此电绝缘的接触区域(10，12)，其中，所述功率半导体(2)的所述至少两个彼此电绝缘的接触区域(10，12)借助于结构化的金属的连接层(26)与所述基底(4)材料配合地连接，所述连接层包括至少两个基本上闭合的烧结层(20，24，36)，其中，经由模板涂覆基本上闭合的所述烧结层(20，24，36)，其中，将第一烧结层(20)涂覆到所述基底(4)上并且使所述第一烧结层至少部分干燥，其中，提供用第二烧结层(24)覆层的金属成形体(42)，其中，所述金属成形体(42)以背离所述第二烧结层(24)的一侧安置在所述第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：
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