[发明专利]压力接触构造的功率半导体模块

说明书

技术领域

本发明描述一种压力接触构造的包括多个可控的功率半导体构件的功率半导体模块。

 背景技术

例如由DE19719703A1已知的功率半导体模块构成本发明的出发点。

这样的功率半导体模块按照现有技术包括一壳体与至少一个在其中设置的电绝缘的基片优选用以直接安装在一冷构件上。该基片自身包括一绝缘材料体与许多在其上相互相对绝缘的金属连接印制导线和多个在其上并与这些连接印制导线电路合理地(schaltungsgerechte)连接的功率半导体构件。此外已知的功率半导体模块具有多个连接元件用于外部的负载连接和辅助连接以及多个在内部设置的连接元件。这些用于在功率半导体模块内部电路合理连接的连接元件大多构成为金属线束连接。

同样已知压力接触的功率半导体模块，如其由DE42 37 632A1、DE199 03 875A1或DE101 37 947C1已知的。在第一所述的公开文件中压力装置具有一稳定的优选金属的压力元件用以建立压力、一弹性的软垫元件用以存储压力和一桥接元件用以向基片表面的分开的区域引入压力。桥接元件优选构成为一塑料成型体包括一面向软垫元件的表面，从该表面向基片表面伸出许多压杆。

借助于一这样的压力装置将基片压向一冷构件并从而持久可靠地建立基片与冷构件之间的热交换。弹性的软垫元件在这里有助于在不同的热负荷时和在功率半导体模块的整个寿命周期上保持恒定的压力状况。

DE 199 03 875A1进一步构成已知的压力元件，使其一方面具有一特别有利的包括重量和稳定性的状况而另一方面具有多个电绝缘的通道。为此压力元件构成为一具有内部的金属内芯的塑料成型体。该金属内芯具有多个孔隙用于在弹簧接触制造中各连接元件、特别是辅助连接元件的通道。塑料成型体包围这些孔隙，而使各辅助连接元件借助于塑料成型体与金属内芯电绝缘。

还已知进一步构成的压力元件，该压力元件在其面向基片的表面 具有许多压杆。优选在这里金属内芯还具有一预调的挠度。在两措施的组合中一这样的压力元件可以提供一上述压力装置的全部功能度。

由DE 101 57 947C1已知一种功率半导体模块，其中负载连接元件构成使它们在紧邻的部分内具有多个垂直于基片表面延伸的并从那里伸出的接触底脚，其建立与各印制电路的电接触和同时向基片施加压力并从而建立其向一冷构件的热接触。在这里利用按现有技术的装置引入和存储压力。

由DE 10 2004 021 927A1已知一种用于功率半导体模块的内部绝缘的方法，其中该方法不同于上述的现有技术并不将绝缘的硅胶填满到一确定的填满高度。与此不同介绍一种用于待绝缘的构件和连接元件的涂层的方法，其节省很大量的硅胶。

 发明内容

本发明的目的在于介绍一种压力接触构造的功率半导体模块，其中改善内部的绝缘，简化压力接触制造的构成并且功率半导体模块构成有利于涂层方法的应用以对基片绝缘。

按照本发明以下的措施达到该目的。

压力接触构造的功率半导体模块，用于设置在一冷构件上，所述功率半导体模块包括至少一个基片；至少两个在基片上设置的功率半导体元件；一壳体；通向外面的多个负载连接元件；辅助连接元件；以及一压力装置，其中，基片具有一绝缘材料体并且在其面向功率半导体模块的内部的第一主表面上设置各包括负载电位的印制导线，其中负载连接元件分别构成为金属成型体，所述金属成型体包括至少一个带形部分和许多由带形部分伸出的接触底脚，负载连接元件的各一个带形部分平行于基片表面并与基片表面间隔开设置，并且接触底脚从带形部分延伸至基片并在那里电路合理地构成负载连接的触点，并且在负载连接元件的带形部分与基片之间设置一绝缘材料成型体，并且该绝缘材料成型体具有多个孔隙用以通过接触底脚，以及，负载连接元件的带形部分构成一叠并且在此叠中彼此电绝缘，并且压力装置向该叠施加压力并从而接触底脚与基片的各印制导线导电地相连接。

本发明的构想从一压力接触构造用于设置在一冷构件上的功率半导体模块出发，其包括至少一个基片、至少两个可控的功率半导体构件，例如二极晶体管、一壳体和多个通向外面的负载连接元件和控制连接元件。基片本身具有一绝缘材料体并且在其面向功率半导体模块内部的第一主表面上具有各包括负载电位的印制导线。此外基片优选 还具有一包括控制电位的印制导线用以控制各功率半导体构件。