[发明专利]带有基础模块和连接模块的功率半导体模块

说明书

技术领域

本发明描述了功率半导体模块，所述功率半导体模块电绝缘的壳体以及布置在其中地且电路适宜地连接的多个功率半导体器件。

背景技术

这种功率半导体模块例如由DE 102006034964B3所公知。该文献公开了带有两个串行连接的、优选构造为晶闸管的功率半导体器件的功率半导体模块，这些功率半导体器件电绝缘地布置在基板上。借助两个连接部元件，这些功率半导体器件与外部接触元件连接。连接元件一方面构造成功率半导体器件的内部的电连接，并且另一方面充当其它的外部接触元件。在这种情况下，接触元件与功率半导体器件的模块内部连接构造为力锁合的连接，并且为此每个功率半导体器件具有特有的压力装置。

对于这种功率半导体器件不利的是复杂的制造方法，在该制造方法中，大量单个部件必须一个接一个地连接到功率半导体模块。

发明内容

本发明基于如下任务，即，介绍一种模块化构成的功率半导体模块和所属的简化的制造方法，其中，预制的模块可以相对彼此地布置，并且额外地可以简单地实现功率半导体模块的各种内部电路变化方案。

该任务依据本发明通过依据权利要求1的功率半导体模块以及通过带有权利要求6的特征的方法来解决。优选的实施方式在各个从属权利要求中进行介绍。

本发明的出发点是构造一种功率半导体模块，该功率半导体模块具有：电绝缘的壳体、基板和用于电路适宜地在外部连接功率半导体模块的功率半导体器件的外部接触元件。在这种情况下，依据本发明的功率半导体模块除了壳体之外还具有两个基本的分模块，即，基础模块和连接模块，其中，基础模块本身作为主要部件具有至少两个半导体组件。用于功率半导体模块的所属的依据本发明的制造方法在下文中与功率半导体模块本身一起介绍。

在这种情况下，每个半导体组件都具有第一导电元件、至少一个布置在第一导电元件上的功率半导体器件以及一个用于接触第一导电元件的第一接触装置和一个或者各一个用于接触功率半导体器件的第二接触装置。由此，导电元件用于功率半导体器件的第一接触面的电连接，并且借助第一接触装置用于其在功率半导体模块内部的其它电连接。第二接触装置间接或者直接地与第二接触面连接，该第二接触面布置在与功率半导体器件的第一接触面对置的主面上。对于间接的接触而言，在这些接触面上、在这些接触面和第二接触元件之间可以还设置有额外的、优选扁平的导电元件。

在设计为矩形的功率半导体器件中有利的是，第一和第二连接装置构造为呈L形的金属体，该金属体具有在导电元件或者在功率半导体器件上的支脚，并且该支脚借助加压烧结技术相应地导电连接。

在功率半导体模块的依据本发明的制造方法的范畴中，这种半导体组件的构造形成了基本的方法步骤。在这种情况下优选的是，将所有在热方面的或在电方面被特别要求的连接构造为加压烧结连接。

半导体组件在制造方法的范畴中布置在基板上，其中，在基板和各个半导体组件的导电元件之间设置有共同的绝缘装置，或者给每个半导体组件设置一个绝缘装置。该绝缘装置用于针对基板的电绝缘，由此，该基板在应用功率半导体模块时可以持续地处在某个基本电位上。

在基板和必要时每个绝缘装置之间的优选可用的连接同样地可如同用于半导体组件的绝缘装置的连接那样构造为粘接。

可作为替代地或者额外优选地，此外基础模块具有基础壳体，该基础壳体框架式地构造，并且具有用于布置半导体组件或者半导体组件的部分的定位机构。这种定位机构可以例如在该制造方法的范畴中构造为引导元件，以及构造为用于半导体组件与基础壳体的插塞式止动连接的止动凸起部。

连接模块本身具有至少一个连接装置。该至少一个连接装置用于两个半导体组件的电路适宜的连接，准确地说是用于两个半导体组件的负载连接，而不是两个半导体组件的控制连接。在这种情况下，取决于待实现的电路变形方案，示例性地构造了在两个半导体组件的第一连接装置之间的或者第二连接装置之间的连接。同样可行的是，构造在不同的半导体组件的第一和第二连接装置之间的连接。

在这种情况下优选的是，至少一个连接元件构造为在多个额定弯曲部位中的每一个上变形的、三维的、扁平的金属成型体。在制造方法的范畴内，原有的还没有被三维变形的连接元件优选地借助焊接连接与所配属的接触装置导电连接。随后，通过连接装置的在合适的额定弯曲部位上逐步弯边和三维的构型构造在功率半导体模块内。

在这种情况下，可以优选地在中间步骤中布置功率半导体模块的盖子。在这种情况下优选的是，该盖子与基础壳体一起构造成功率半导体模块的壳体。