包括多个子模块和压力装置的功率半导体模块及其布置制造方法及图纸

提供一种功率半导体模块，所述功率半导体模块被实施为包括多个功率电子子模块，包括壳体，包括引向外侧的端子元件，并且包括第一压力装置，其中所述相应的功率电子子模块具有：基材，所述基材具有布置在其上的功率半导体组件；内部连接装置；和具有压力引入表面的第二压力装置，其中所述第一压力装置被实施为扁平的金属成型主体，其优选由弹簧钢制成，具有多个凹入的弹性地作用的压力凸耳，每个压力凸耳具有用于间接或直接地将压力引入到相应的第二压力装置的所分配的压力引入表面上的压力接触位置。还提出包括所述功率半导体模块和底板的布置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术描述了一种功率半导体模块，其包括多个子模块，优选为相同类型的子模块，其还包括适于与子模块热压力接触的压力装置，以及一种布置，其包括这样的功率半导体模块并包括底板或包括冷却装置。
技术介绍
在现有技术中，例如在DE102013104949B3中，公开了一种开关装置，其包括基材、功率半导体组件、连接装置、负载端子装置和压力装置。在这种情况下，基材具有电绝缘导体轨道，其中功率半导体组件布置在导体轨道上。连接装置被实施为膜复合体，其包括导电膜和电绝缘膜，并具有第一主表面和第二主表面。所述开关装置从而在内部以符合电路的方式连接。压力装置具有压力主体，所述压力主体具有第一切除部，布置有从所述第一切除部突出的压力元件，其中压力元件按压到膜复合体的第二主表面的部段上，并且在这种情况下，所述部段布置在功率半导体组件的沿着垂直于功率半导体组件的方向突出的区域内。此外，DE102013104950B3公开了压力接触实施例的功率半导体模块，其包括功率电子开关装置、壳体、引向外侧的第一负载端子元件，并且包括第一压力装置。在这种情况下，如上所述的开关装置被实施为具有内部第二负载端子装置。此外，第一负载端子装置以符合极性的方式直接电连接到第二负载端子装置的布置在压力主体顶侧上的负载接触位置。
技术实现思路
在有关所引用的现有技术的知识基础上，本专利技术的目的是提出一种功率半导体模块，其中其子模块可热有效地链接，并提出一种布置，其包括具有热有效地链接的这种功率半导体模块。根据本专利技术的功率半导体模块是压力接触实施例类型的，其实施为包括多个功率电子子模块，包括壳体，包括引向外侧的端子元件，并且包括第一压力装置，其中所述相应的功率电子子模块具有：基材，所述基材具有布置在其上的功率半导体组件；内部连接装置；和具有压力引入表面的第二压力装置，其中所述第一压力装置被实施为扁平的金属成型主体，其优选由弹簧钢制成，具有多个凹入的弹性地作用的压力凸耳，每个压力凸耳具有压力接触位置，用于直接或间接地将压力引入到相应的第二压力装置的所分配的压力引入表面上。根据本专利技术的布置包括根据本专利技术的功率半导体模块和可被实施为冷却装置的底板。不言而喻的是，除非本身被排除在外，否则以单数提及的特征可在根据本专利技术的功率半导体模块内以复数存在。优选的是，子模块的连接装置被实施为膜复合体，其包括导电膜和电绝缘膜，从而形成面向基材的第一主表面以及与所述第一主表面相反的第二主表面，其中所述功率半导体模块通过连接装置在内部以符合电路的方式连接。有利的是，子模块的第二压力装置具有压力主体，该压力主体具有第一切除部，布置有从所述第一切除部在功率半导体组件的方向上突出的第一压力元件，并且其中压力元件按压到所述连接装置的第二主表面的部段上，并且在这种情况下，所述部段布置在功率半导体组件的沿着垂直于功率半导体组件的方向突出的区域内。可特别优选的是，功率半导体模块的扁平金属成型主体由多个堆叠的部分金属成型主体构成。在这种情况下，可进一步优选的是，相邻于子模块布置的第一部分金属成型主体具有凹部，以及进一步远离子模块的第二金属成型主体具有与所述凹部对准的压力凸耳。此外，可有利的是，相邻于子模块布置的第一部分金属成型主体具有第一部分凸耳，以及进一步远离子模块布置的第二部分金属成型主体具有与所述第一部分凸耳对准的第二部分凸耳，其中在部分凸耳的情况下压缩力累加地相互作用。在功率半导体模块的一个优选实施例中，压力介导主体布置在第一压力装置的凸耳的压力接触位置和第二压力装置的压力引入表面之间。在这种情况下，多个压力介导主体可通过分组装置机械地连接到彼此，其中所述分组装置优选地被实施为挠性的分组装置。此外，可有利的是，印刷电路板布置在第一压力装置和第二压力装置之间以及压力介导主体优选延伸通过印刷电路板的所分配凹部。从原则上而言，有利的是，功率半导体模块的端子元件延伸通过壳体并且设计成在压力技术方面借助于第一压力装置的压力凸耳间接或直接按压到端子元件上而导电地连接到基材或连接装置。如果导热膏，优选含有作为组分的氮化硼的导热膏，布置在功率半导体模块的相应基材和底板或冷却装置之间则可得到优选的布置。在这种情况下，导热膏可具有为5μm至50μm，优选5μm至15μm的厚度。在一种有利的布置中，压力引入装置优选地被实施为螺钉连接，其相对于底板或相对于所述冷却装置将压力施加到第一压力装置上，并且在这种情况下，压力经由压力凸耳及其压力接触位置直接地或经由压力介导主体间接地施加到第二压力装置的压力引入表面上以及进一步施加到功率半导体组件上，以便将基材在与其垂直的方向上按压到底板或冷却装置上。不言而喻的是，本专利技术的不同构造可以单独的方式或以任意组合的方式来实现以便获得改进。具体地，在不脱离本专利技术范围的情况下，在此处和下文所提及和解释说明的特征不仅可以所示的组合方式使用，而且可以其它组合方式使用，或单独使用。附图说明本专利技术的进一步的阐明、有利细节和特征从如图1至图6中所示的根据本专利技术布置的示例性实施例或其部分的以下描述是显明的。图1以分解视图示出根据本专利技术的功率半导体模块和冷却装置的第一构造。图2至图5在每种情况下示出根据本专利技术布置的构造。图6以三维分解视图示出根据本专利技术布置的另一构造。具体实施方式图1以分解视图示出根据本专利技术的功率半导体模块10的第一构造，其包括子模块100和冷却装置14，它们一起形成根据本专利技术的布置1。该图示出从原则上而言在本领域内作为常规实施的子模块的基材2，并且包括绝缘材料主体20和导体轨道22，导体轨道22布置在绝缘材料主体20上并且彼此电绝缘，子模块的所述导体轨道具有不同电位，特别是负载电位，并且还具有辅助电位，特别是开关和测量电位。在此处具体说明具有负载电位诸如是典型的半桥式拓扑的三个导体轨道22。相应的功率半导体组件24布置在两个导体轨道22上，该功率半导体组件可如本领域内常规的那样被实施为功率二极管或被实施为开关，例如被实施为MOS-FET或IGBT。功率半导体组件24如本领域内常规的那样导电地连接到导体轨道22，优选通过烧结连接进行连接。子模块100的内部连接通过连接装置3形成，所述连接装置3由膜复合体制成，所述膜复合体具有交替的导电膜30、34和电绝缘膜32。在此，膜复合体正好具有两个导电膜和布置在其间的一个绝缘膜。在这种情况下，膜复合体3的面对基材2的表面形成第一主表面300，而相反的表面形成第二主表面340。具体地，连接装置3的导电膜30、34具有固有的结构，因此形成彼此电绝缘的导体轨道部段。所述导体轨道部段具体地将相应的功率半导体组件24、更确切地是其在背离基材2的一侧上的接触区域，连接到基材的导体轨道22。在一个优选的构造中，导体轨道部段通过烧结连接粘结地连接到所述接触区域。不言而喻的是，功率半导体组件24之间以及基材2的导体轨道22之间的连接也可以相同的方式形成。附加地示出连接装置的背离基材2的那个表面的涂层36。所述涂层36在一方面可被实施为灌封，或在另一方面被实施为附加的膜，并具体用于防潮保护。所述涂层36在此属于连接单元3本身，使得涂层的表面从而形成连接装置3的表面340。对于外部电气链路而言，子模块100具有负载和辅助端子元件4，在此只示出一个辅助端子元件44本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率半导体模块(10)，其包括多个功率电子子模块(100)，包括壳体(8)，包括引向外侧的端子元件(4)，并且包括第一压力装置(6)，其中：相应的功率电子子模块(100)具有：基材(2)，所述基材(2)具有布置在其上的功率半导体组件(24)；内部连接装置(3)；和具有压力引入表面(500)的第二压力装置(5)，其中所述第一压力装置(6)被实施为扁平的金属成型主体(62)，其具有多个凹入的弹性地作用的压力凸耳(620，630，640，650)，每个压力凸耳(620，630，640，650)具有压力接触位置(622)，用于直接或间接地将压力引入到相应的第二压力装置(5)的所分配的压力引入表面(500)上。

【技术特征摘要】
2015.08.26 DE 102015114191.41.一种功率半导体模块(10)，其包括多个功率电子子模块(100)，包括壳体(8)，包括引向外侧的端子元件(4)，并且包括第一压力装置(6)，其中：相应的功率电子子模块(100)具有：基材(2)，所述基材(2)具有布置在其上的功率半导体组件(24)；内部连接装置(3)；和具有压力引入表面(500)的第二压力装置(5)，其中所述第一压力装置(6)被实施为扁平的金属成型主体(62)，其具有多个凹入的弹性地作用的压力凸耳(620，630，640，650)，每个压力凸耳(620，630，640，650)具有压力接触位置(622)，用于直接或间接地将压力引入到相应的第二压力装置(5)的所分配的压力引入表面(500)上。2.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其中：子模块(100)的连接装置(3)被实施为膜复合体，其包括导电膜(30，34)和电绝缘膜(32)，从而形成面向基材(2)的第一主表面(300)以及与第一主表面(300)相反的第二主表面(340)，并且其中所述子模块(100)通过连接装置(3)在内部以符合电路的方式连接。3.根据前述权利要求中的任一项所述的功率半导体模块，其中：第二压力装置(5)具有压力主体(54)，其具有第一切除部(546)，布置有从所述第一切除部(546)在功率半导体组件(24)的方向上突出的第一压力元件(56)，并且其中压力元件(56)按压到所述连接装置(3)的第二主表面(340)的部段(342)上，并且在这种情况下，所述部段(342)布置在功率半导体组件(24)的沿着垂直于功率半导体组件(24)的方向突出的区域(240)内。4.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其中：扁平金属成型主体(62)由多个堆叠的部分金属成型主体(62，64)构成。5.根据权利要求4所述的功率半导体模块，其中：相邻于子模块(100)布置的第一部分金属成型主体(64)具有凹部(642)，以及进一步远离子模块的第二金属成型主体(62)具有与所述凹部(642)对准的压力凸耳(620)。6.根据权利要求4或5所述的功率半导体模块，其中：相邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·博根，
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：德国;DE