功率半导体模块装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种功率半导体模块装置。其具有带有可控功率半导体构件(61，62)的半导体模块(3)、布置在半导体模块(3)外部的第一电路板(1)和布置在半导体模块(3)外部的、具有第二电路板(2)的控制单元(25)。控制单元(25)用于控制可控功率半导体构件。可控功率半导体构件具有第一负载端子(C)和第二负载端子(E)以及用于控制负载路线的控制端子(G)，功率半导体构件的负载路线(C-E)设计在第一和第二负载端子之间。第一电路板(1)具有导电轨(14，15，16)，其与负载路线(C-E)串联。第一和第二电路板相互间隔开。此外，第一电路板(1)和第二电路板(2)通过引脚(5)导电地相互连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种功率半导体模块装置，其具有功率半导体模块以及一个或多个其它的组件。功率半导体模块包括一个或多个功率半导体。这样的功率半导体的最大允许的耗尽层温度通常超过125℃或150℃。新的进展方案能够预期达到175℃甚至200℃。因此有利的是，通过功率半导体保护功率电子电路的仅设计用于小的温度负荷(例如允许的最大温度为125℃或85℃)或者在高温下寿命严重缩短的电路部分不剧烈地加热。这样的热敏感的电路部分的实例是用于稳定功率电子系统的直流电压供应和/或用作为电荷存储器(例如中间电路电容器)的电容器或者驱控功率半导体的驱控电路。
技术介绍
驱控电路通常也应当测量流过功率半导体的电流的脉冲坡度和/或经过功率半导体下降的电压的脉冲坡度，并且在需要时进行限制和/或调节。对此，驱控电路需要到功率半导体的电连接。在此必须保障的是，经由电连接测量的信号具有合适的信号水平，从而使其能够在没有大的花费的情况下由驱控电路评估。另一个要求在于，功率半导体的负载电流流过的导体是低感应的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于一种功率半导体装置，其中，一个或多个功率半导体与一个或多个热敏感的部件热退耦，其中，以简单的方式由一个或多个功率半导体为驱控电路输送合适的信号水平，并且其中，低感应地建立负载电流电路。该目的通过根据权利要求1所述的功率半导体装置实现。本专利技术的设计方案和改进方案是从属权利要求的内容。本专利技术的一个方面涉及功率半导体装置。其具有带有可控功率半导体构件的半导体模块。功率半导体构件具有第一负载端子和第二负载端子以及用于控制负载路线的控制端子，功率半导体构件的负载路线设计在第一负载端子和第二负载端子之间。在半导体模块外部的是第一电路板，其具有与负载路线串联的导电轨。同样在半导体模块外部的是用于控制可控功率半导体构件的控制单元。控制单元具有第二电路板。第一电路板和第二电路板相互间隔开。除此之外，第一电路板和第二电路板(至少)通过引脚导电地相互连接。附图说明接下来根据实施例联系附图阐述本专利技术的这个以及其他的方面。在图中以相同的标号标记相同的或者相同功能的元件。在此示出：图1是功率半导体装置的设计方案的电路图，图2A是根据第一实施例的功率半导体装置的侧视图，图2B是根据图2A的功率半导体装置的俯视图，图3A是根据第二实施例的功率半导体装置的侧视图，图3B是根据图3A的功率半导体装置的俯视图，图4是功率半导体装置的第二设计方案的电路图，图5是功率半导体装置的第三设计方案的电路图，图6是根据第一实施例的第一电路板和第二电路板之间的引脚连接，图7是根据第二实施例的第一电路板和第二电路板之间的引脚连接，图8是根据第三实施例的第一电路板和第二电路板之间的引脚连接，图9是根据第四实施例的第一电路板和第二电路板之间的引脚连接，图10是根据第五实施例的第一电路板和第二电路板之间的引脚连接。具体实施方式图1示出了功率半导体装置的电路图。其具有半导体模块3以及装配有温度敏感的构件17，18的第一电路板1。温度敏感的构件17，18示例性地构造为电容器17，18。半导体模块3具有带有两个可控半桥开关61(HS＝“HighSide”，高端)和62(LS＝“LowSide”，低端)的半电桥HB。第一半桥开关61具有第一负载端子(在此：集电极C)和第二负载端子(在此：发射极E)以及控制端子(在此：栅极G)，借助于控制端子能够通过第一半桥开关61的负载路线(在此：路线C-E)控制电流。相应地，第二半桥开关62具有第一负载端子(在此：集电极C)和第二负载端子(在此：发射极E)以及控制端子(在此：栅极G)，借助于控制端子能够通过第二半桥开关62的负载路线(在此：路线C-E)控制电流。第一半桥开关61的第二负载端子(在此：C)导电地与第二半桥开关62的第一负载端子(在此：E)连接。可选地，能够分别与半桥开关61，62中的每个的负载路线(C-E)(非)并联地连接续流二极管FWD。当在当前实例中也将n通道IGBT作为半桥开关61，62的时候，作为替换，能够采用任意其它的双极或者非双极的半桥开关61，62，例如MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、JFET(结型场效应管)、晶闸管等。构件的第一和第二负载端子根据构件也能够是集电极和发射极，或者是漏极和源极，或者是源极和漏极。通过合适地驱控可控半桥开关61，62能够在两个半桥开关61和62的负载线路(C-E)之间的电路节点上调整所期望的电压过程曲线。半电桥HB的输出端电势以U标记。输出端电势U通常等同于在半电桥HB上供应的电压(例如中间电路电压)的两个电势(DC+，DC-)中的一个。正电势DC+与高端开关61的集电极C连接，并且负电势DC-与低端开关62的发射极E连接。当高端开关61的负载线路C-E导通并且低端开关62的负载线路C-E截止的时候，输出端电势U通常等同于正电势DC+。当反过来高端开关61的负载线路C-E截止并且低端开关62的负载线路C-E导通的时候，输出端电势U通常等同于负电势DC-。因此，能够通过借助于驱控单元25合适地驱控两个半桥开关61，62的栅极G实现将两个电势DC+或DC-作为半电桥HB的输出端电势U在半导体模块3的输出端提供。驱控单元25包括用于驱控高端开关61的子单元CTRL/DRVHS以及用于驱控低端开关62的子单元CTRL/DRVLS。子单元CTRL/DRVHS具有两个输入端E11和E12，在其之间连接有无源的功率电感LS2，高端开关61的负载电流流过该无源的功率电感(即电流流过其负载路线C-E)。由此能够通过驱控单元25以已知的方式测定负载电流的脉冲坡度。除此之外，输送给输入端E11或E12的电势中的任意一个能够应用为用于驱控高端开关61的参考电势。相应地，子单元CTRL/DRVLS具有两个输入端E21和E22，在其之间连接有无源的功率电感LS1，低端开关62的负载电流流过该无源的功率电感(即电流流过其负载路线C-E)。由此能够通过驱控单元25以已知的方式测定负载电流的脉冲坡度。除此之外，输送给输入端E21或E22的电势中的任意一个能够应用为用于驱控低端开关62的参考电势。除此之外，子单元CTRL/DRVHS具有输入端C1。为其输送高端开关61的集电极C上的电势本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率半导体模块装置，具有：带有可控功率半导体构件(61，62)的半导体模块(3)，所述功率半导体构件具有第一负载端子(C)和第二负载端子(E)以及用于控制负载路线的控制端子(G)，所述功率半导体构件(61，62)的所述负载路线(C‑E)形成在所述第一负载端子和所述第二负载端子之间；布置在所述半导体模块(3)外部的第一电路板(1)，所述第一电路板具有导电轨(14，15，16)，所述导电轨与所述负载路线(C‑E)串联；布置在所述半导体模块(3)外部的、用于控制可控所述功率半导体构件(61，62)的控制单元(25)，所述控制单元具有第二电路板(2)；其中所述第一电路板(1)和所述第二电路板(2)相互间隔开；所述第一电路板(1)和所述第二电路板(2)通过引脚(5)导电地相互连接。

【技术特征摘要】
2015.01.26 DE 102015101086.01.一种功率半导体模块装置，具有：
带有可控功率半导体构件(61，62)的半导体模块(3)，所述功
率半导体构件具有第一负载端子(C)和第二负载端子(E)以及用于
控制负载路线的控制端子(G)，所述功率半导体构件(61，62)的所
述负载路线(C-E)形成在所述第一负载端子和所述第二负载端子之
间；
布置在所述半导体模块(3)外部的第一电路板(1)，所述第一
电路板具有导电轨(14，15，16)，所述导电轨与所述负载路线(C-E)
串联；
布置在所述半导体模块(3)外部的、用于控制可控所述功率半
导体构件(61，62)的控制单元(25)，所述控制单元具有第二电路
板(2)；其中
所述第一电路板(1)和所述第二电路板(2)相互间隔开；
所述第一电路板(1)和所述第二电路板(2)通过引脚(5)导
电地相互连接。
2.根据权利要求1所述的功率半导体模块装置，其中，所述引
脚(5)
不与所述半导体模块(3)导电地连接；或者
仅间接地经由所述第一电路板(1)和/或经由所述第二电路板(2)
与所述半导体模块(3)导电地连接。
3.根据权利要求1或2所述的功率半导体模块装置，其中，所
述半导体模块(3)具有第一类型的端子(6)，在所述第一类型的端
子上所述半导体模块导电地与所述第一电路板(1)连接。
4.根据权利要求3所述的功率半导体模块装置，其中，所述第
一类型的端子(6)
不与所述第二电路板(2)导电地连接；或者
仅间接地经由所述第一电路板(1)和/或经由所述半导体模块(3)

\t与所述第二电路板(2)导电地连接。
5.根据权利要求3或4所述的功率半导体模块装置，其中，所
述第一类型的端子(6)被构造为压入式触点。
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，所述半导体模块(3)具有第二类型的端子(7)，在所述第二类
型的端子上所述半导体模块导电地与所述第二电路板(2)连接。
7.根据权利要求6所述的功率半导体模块装置，其中，所述第
二类型的端子(7)
不与所述第一电路板(1)导电地连接；或者
仅间接地经由所述第二电路板(2)和/或经由所述半导体模块(3)
与所述第一电路板(1)导电地连接。
8.根据权利要求6或7所述的功率半导体模块装置，其中，所
述第二类型的端子(7)被构造为压入式触点。
9.根据前述权利要求中任一项所述的功率半...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·拜雷尔，
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：德国;DE