【技术实现步骤摘要】
本公开涉及功率半导体模块装置以及用于制作这种功率半导体模块装置的方法。
技术介绍
1、功率半导体模块装置通常包括至少一个衬底。包括多个可控半导体元件(例如，两个或更多个igbt)的半导体装置布置在至少一个衬底中的每个衬底上。每个衬底通常包括衬底层(例如，陶瓷层)、沉积在衬底层的第一侧上的第一金属化层和沉积在衬底层的第二侧上的第二金属化层。可控半导体元件安装在例如第一金属化层上。大多数功率半导体模块装置还包括至少部分填充壳体的内部的包封剂，从而覆盖布置在至少一个衬底上的任何部件和电连接。包封剂通常被配置为使壳体内具有不同电势的区域电绝缘并保护功率半导体模块的部件和电连接以免受到某些环境条件和机械损坏的影响。
2、在使用功率半导体模块装置期间，可能产生热量。这是因为高达1000a的高电流密度在壳体内(尤其是在电阻相对较高的区域中)受到调节和控制。此外，功率半导体模块装置的至少一些可控半导体元件在功率半导体模块装置的操作期间执行多个开关操作。例如，当在短时间内执行多次开关操作时，可控半导体元件产生热量。功率半导体模块装置的操作期间产生的热量大部分从可控半导体元件消散到衬底，并进一步通过可选衬底消散到散热器。然而，与可控半导体元件直接接触的包封剂也可能被加热，并可能出现局部热点。由于热量，随着时间的推移，包封剂的材料可能变脆，这可能导致功率半导体模块装置的故障。因此，包封剂可以包括至少一个与衬底直接邻接的热稳定层以及覆盖热稳定层的机械稳定上层，该热稳定层在操作温度下不会显著改变其物理性质，并且在功率半导体模块装置的使用寿命期
3、需要一种热稳定且机械稳定的功率半导体模块装置，以及一种允许以低成本制作这种功率半导体模块装置的方法。
技术实现思路
1、一种方法包括：在壳体中填充具有第一密度的第一材料，从而形成液体或凝胶状的第一预层(pre-layer)，其中，壳体包括侧壁，并且其上布置有至少一个半导体主体的衬底布置在壳体中或形成壳体的接地表面，并且其中，第一预层部分填充壳体并完全覆盖衬底和其上布置的至少一个半导体主体；在壳体中填充不同于第一材料且具有第二密度的第二材料，其中，第一密度高于第二密度，从而形成液体或凝胶状的第二预层，其中，第一预层由于其密度较高而形成在第二预层和衬底之间；以及执行固化步骤，从而同时固化第一材料和第二材料并形成固体的第一层和固体的第二层，其中，第二层永久地粘附到第一层。
2、一种功率半导体模块装置包括：布置在壳体中或形成壳体的接地表面的衬底，所述壳体包括侧壁；布置在衬底上的至少一个半导体主体；部分填充壳体并完全覆盖衬底和布置在其上的至少一个半导体主体的固体的第一层；以及布置被与第一层相邻的固体的第二层，其中第一层布置在第二层和衬底之间，第一层包括第一材料或由第一材料组成，第二层包括不同于第一材料的第二材料或由所述第二材料组成，并且第二层永久粘附到第一层。
3、参考以下附图和说明可以更好地理解本专利技术。图中的部件不一定按比例绘制，而是着重于说明本专利技术的原理。此外，在图中，相同的附图标记在不同的视图中表示对应的部件。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述壳体(7)中填充所述第一材料的步骤和在所述壳体(7)中填充所述第二材料的步骤是连续执行的。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在第一步骤中，在所述壳体(7)中填充所述第二材料，并且在随后的第二步骤中，将所述第一材料注入由所述第二材料形成的所述第二预层(56)下方。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述固化步骤包括将至少所述液体或凝胶状的第一预层(54)和所述液体或凝胶状的第二预层(56)加热至高达150℃的温度。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述第一密度(ρ1)和所述第二密度(ρ2)之间的差至少为0.005g/cm3，或至少为0.1g/cm3。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述第一材料包括第一基础聚合物或由第一基础聚合物组成，并且所述第二材料包括不同于所述第一基础聚合物的第二基础聚合物或由不同于所述第一基础聚合物的第二基础聚合物组成。
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9.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述第一材料包括与填料混合的第一基础聚合物或由与填料混合的第一基础聚合物组成，并且所述第二材料包括第二基础聚合物或由第二基础聚合物组成，其中，所述填料将所述第一基础聚合物的密度增加至所需的第一密度(ρ1)。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中，所述第一基础聚合物为聚甲基苯基硅氧烷PPMS，并且所述第二基础聚合物为聚二甲基硅氧烷PDMS。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一材料具有至少450mPa·s或至少2000mPa·s的粘度，和/或所述第二材料具有至少450mPa·s或至少2000mPa·s的粘度。
12.一种功率半导体模块装置(100)，包括：
13.根据权利要求12所述的功率半导体模块装置，其中，所述第一层(50)和所述第二层(52)均包括硅酮材料或由硅酮材料组成。
14.根据权利要求13所述的功率半导体模块装置，其中，所述第一层(50)和所述第二层(52)是固化的硅酮层。
15.根据权利要求12至14中任一项的功率半导体模块装置，其中，所述第二层(52)被布置为远离所述壳体(7)的顶部。
...【技术特征摘要】
1.一种方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述壳体(7)中填充所述第一材料的步骤和在所述壳体(7)中填充所述第二材料的步骤是连续执行的。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在第一步骤中，在所述壳体(7)中填充所述第二材料，并且在随后的第二步骤中，将所述第一材料注入由所述第二材料形成的所述第二预层(56)下方。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述固化步骤包括将至少所述液体或凝胶状的第一预层(54)和所述液体或凝胶状的第二预层(56)加热至高达150℃的温度。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述第一密度(ρ1)和所述第二密度(ρ2)之间的差至少为0.005g/cm3，或至少为0.1g/cm3。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述第一材料包括第一基础聚合物或由第一基础聚合物组成，并且所述第二材料包括不同于所述第一基础聚合物的第二基础聚合物或由不同于所述第一基础聚合物的第二基础聚合物组成。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述第一材料包括第一基础聚合物或由第一基础聚合物组成，并且所述第二材料包括第二基础聚合物和异丙醇或由第二基础聚合物和异丙醇组成，其中，所述第二材...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·维泽曼，A·赫策，
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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