[发明专利]带有印制电路板的半导体模块及其制造方法

权利要求书

1.半导体模块，包括：

印制电路板（4），该印制电路板具有绝缘材料（40）、构造在绝缘材料（40）中的凹部（44）、以及第一金属化层（41，42），所述第一金属化层部分地嵌入该绝缘材料（40）中并且具有印制导线凸起（411，421），所述印制导线凸起伸入凹部（44）中；

陶瓷衬底（2），该陶瓷衬底具有介电的、陶瓷的绝缘载体（20）以及施加到绝缘载体（20）的上侧（20t）上的上衬底金属化部（21）；以及

半导体芯片（25），其布置在上衬底金属化部（21）上；

其中所述第一金属化层（41，42）在印制导线凸起（411，421）处与上衬底金属化部（21）机械地并且导电地连接。

2.根据权利要求1所述的半导体模块，其中在所述印制导线凸起（411，421）和所述上衬底金属化部（21）之间的导电连接被构造为材料决定的连接并且借助导电的连接层（32）实现，所述导电的连接层直接接触所述印制导线凸起（411，421）以及所述上衬底金属化部（21）。

3.根据权利要求2所述的半导体模块，其中所述连接层（32）被构造为焊料层，或者被构造为具有经烧结的金属粉末的层，或者被构造为粘合层。

4.根据权利要求1至3之一所述的半导体模块，其中

所述凹部（44）被构造为所述印制电路板（4）的通孔；以及

所述印制电路板（4）构成环状的壳体，该壳体包围半导体芯片（25）。

5.根据权利要求1至3之一所述的半导体模块，其中

所述上侧（20t）在垂直于下侧（20b）的垂直方向（v）上与上侧（20t）相间隔；以及

所述陶瓷的绝缘载体（20）被确定尺寸为，使得该陶瓷的绝缘载体在每个与垂直方向（v）垂直的水平方向（r）上分别具有宽度（w20），其小于所述凹部（44）在同一水平方向（r）上所具有的宽度（w44）。

6.根据权利要求1至3之一所述的半导体模块，其中

陶瓷衬底（2）具有与上侧（20t）相对的下侧（20b）；

该陶瓷衬底（2）关于所述印制电路板（4）具有静止位置；以及

当所述陶瓷衬底（2）相对于印制电路板（4）在垂直方向（v）上被偏转1mm时，大于10N和/或小于60N的回弹力作用于该陶瓷衬底（2），其中所述垂直方向垂直于下侧（20b）地从下侧（20b）伸展至上侧（20t）。

7.根据权利要求1至3之一所述的半导体模块，具有浇注材料（36），该浇注材料至少部分地布置在凹部（44）中并且从上侧（20t）延伸直至半导体芯片（25）上方，使得半导体芯片（25）由浇注材料（36）覆盖。

8.根据权利要求7所述的半导体模块，具有接合线（91、92、93），其通过线接合直接接合到该陶瓷衬底（2）的金属化部（21）和/或直接接合到半导体芯片（25）的负载端子（251）上，其中浇注材料（36）从上侧（20t）延伸直至接合线（91、92、93）上方，使得接合线（91、92、93）由浇注材料（36）覆盖。

9.根据权利要求7所述的半导体模块，其中所述浇注材料（36）是硅酮凝胶。

10.根据权利要求7所述的半导体模块，其中在陶瓷衬底（2）和印制电路板（4）之间的间隙（24）通过环状闭合的粘合焊瘤（35）完全密封。

11.根据权利要求10所述的半导体模块，其中所述浇注材料（36）接触所述粘合焊瘤（35）。

12.根据权利要求7所述的半导体模块，具有冷却体（1）、密封圈（37），所述密封圈不仅靠近冷却体（1）而且靠近印制电路板（4），其中所述浇注材料（36）接触密封圈（35）。

13.根据权利要求7所述的半导体模块，其中所述印制导线凸起（411，421）嵌入所述浇注材料（36）中。

14.根据权利要求7所述的半导体模块，其中所述浇注材料（36）延伸直至印制电路板（4）并且碰触绝缘材料（40）。

15.根据权利要求1至3之一所述的半导体模块，其中所述半导体芯片（25）至少部分或者完全地布置在所述凹部（44）中。