[发明专利]功率半导体模块和用于制造功率半导体模块的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率半导体模块和一种用于制造功率半导体模块的方法。

背景技术

在由现有技术公知的功率半导体模块中，普遍在基底上布置有功率半导体结构元件，例如功率半导体开关和二极管，并且借助基底的导体层以及焊线和/或薄膜复合结构彼此导电连接。在此，功率半导体开关普遍以晶体管的形式，例如IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）或者MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管）或者晶闸管的形式存在。

在此，布置在基底上的功率半导体结构元件通常电连接成一个或多个所谓的例如用于对电压和电流进行整流和逆变的半桥电路。

技术上常见的功率半导体模块为了引导负载电流而具有直流电压负载连接元件，借助该直流电压负载连接元件使得功率半导体结构元件与外界导电连接。在此，负载电流通常不同于例如用于操控功率半导体开关的辅助电流而具有很高的电流强度。直流电压负载连接元件通常必须引导穿过功率半导体模块的壳体。在此，对功率半导体模块经常提出如下要求，即例如相对于喷水（例如IP54）受到保护，从而必须使得直流电压负载连接元件相对于壳体密封。因为直流电压负载连接元件普遍为了实现尽可能小的自感而以理想的方式平行地以相对于彼此很窄的间距地引导，所以直流电压负载连接元件相对于壳体的密封难以实现。在技术上常见的功率半导体模块中，将直流电压负载连接元件喷射到通常由热塑性塑料组成的壳体中，或者在安装功率半导体模块之后借助浇铸工具来浇铸功率半导体模块的内部。

因此，在常见的功率半导体模块中，为了实现直流电压负载连接元件相对于壳体的密封，将直流电压负载连接元件与壳体材料锁合地（stoffschlüssig）连接。

在此，用于实现直流电压负载连接元件相对于壳体的密封的技术上常见的解决方案仅具有很差的温度变化耐受性。此外，如果直流电压负载连接元件喷射到壳体中，那么直流电压负载连接元件之间的间距必须相对大，因此热塑性塑料可以在直流电压负载连接元件之间流过，并且避免构造出在直流电压负载连接元件之间延伸的焊缝（Flieβnaht）。

发明内容

本发明的任务在于提供一种功率半导体模块，其中直流电压负载连接元件可靠地并且具有很高的温度变化耐受性地相对于功率半导体模块的壳体密封，并且直流电压负载连接元件之间的间距能够很小地实施。

该任务通过一种功率半导体模块解决，其具有基底和布置在基底上的并且与基底连接的功率半导体结构元件，其中，功率半导体模块具有第一壳体件和形成结构单元的直流电压负载连接设备，该第一壳体件具有凹隙，其中，直流电压负载连接设备具有导电的第一直流电压负载连接元件和导电的第二直流电压负载连接元件，它们分别与至少一个功率半导体结构元件导电连接，其中，第一直流电压负载连接元件具有布置在第一壳体件外部的第一外部连接区段，而第二直流电压负载连接元件具有布置在第一壳体件外部的第二外部连接区段，其中，第一直流电压负载连接元件具有布置在第一壳体件内部的第一内部连接区段，而第二直流电压负载连接元件具有布置在第一壳体件内部的第二内部连接区段，其中，第一直流电压负载连接元件具有布置在凹隙中的第一穿通区段，而第二直流电压负载连接元件具有布置在凹隙中的第二穿通区段，其中，在第一穿通区段与第二穿通区段之间构造有间隙，其中，第一穿通区段和第二穿通区段利用不导电的弹性体来包裹，并且弹性体填充间隙，其中，弹性体与第一穿通区段和第二穿通区段材料锁合地连接，并且与第一壳体件非材料锁合地连接，其中，弹性体将第一穿通区段和第二穿通区段相对于第一壳体件密封。

此外，该任务通过一种用于制造功率半导体模块的方法解决，该功率半导体模块具有基底和布置在基底上的并且与基底连接的功率半导体结构元件，其中，功率半导体模块具有第一壳体件，该第一壳体件具有凹隙，该方法具有如下方法步骤：