[发明专利]用于制造功率半导体模块的方法

说明书

本发明的一方面涉及一种功率半导体模块。其具有模块壳体(6)、以及具有介电的绝缘载体(20)和上金属化层(21)的电路载体(2)，该上金属化层被施加在介电的绝缘载体(20)的上侧(20t)上。半导体构件(1)被设置在电路载体(2)上。此外，功率半导体模块具有导电的连接块(5)，其与电路载体(2)和/或半导体构件(1)固定地和导电地相连接并且具有螺纹(50)，该螺纹从模块壳体(6)的外侧是可达到的。

技术领域

本发明涉及一种用于制造功率半导体模块的方法。

背景技术

功率半导体模块为其模块外部的电接触而需要连接端。在传统的半导体模块中，为此通常使用连接片，其具有脚区域，在该脚区域其与半导体模块的电路载体焊接，以及连接端区域，在连接端区域从模块壳体突出。由于这种连接片的热容量，通过脚区域的焊接来连接电路载体的强的热负载，这能够导致，电路载体和/或通过其预装入电路载体的电构件被损坏或毁坏。

半导体模块的电连接端的另一个问题在于电感。当电的连接端例如用于为设置在半导体模块中的可控的半导体开关(例如IGBT、MOSFET等)引入控制信号、例如门极控制电压时，则由于电连接端的电感能够出现开关故障，这导致可控的半导体开关延迟地或者提早地接通或者关断。

替代连接片通常使用单个连接引脚，其分别具有第一端，该第一端被设置在模块壳体的内部，以及第二端，该第二端从模块壳体中突出。第一端在模块壳体中与开关载体的金属化结构相连接，而第二端接通至模块外部的导体卡。为了使第二端与模块外部的导体卡相连接，通常将第二端压入导体卡的对应的连接开口中。在此，导体卡被压紧在从模块壳体突出的第二端上，这显然要求相应的高的力，该力通过连接引脚被传递至开关载体。该力导致开关载体的机械负载，通过其能够损坏开关载体。此外，第二端必须相对彼此以较高的精确度定位，使得其在将导体卡安装在半导体模块时对准接触开口。然而这种精确的定位关联高的耗费。例如，两端的定向必须在半导体模块的实质完成后被检查并且在必要时通过弯曲来校正，因为导体卡在其它情况下不能够安装。当模块壳体具有带有开口的壳体盖时，出现一个相似的问题，连接引脚必须穿过该开口。除此之外将单个连接引脚安装在电路载体上也是十分耗费的，因为该单个连接引脚必须分别被定位在电路载体的预定的位置处并且在那与电路载体相连接。

此外，电连接端的模块内部的电连接需要用于相应的连接导线的大量空间。一方面半导体模块包含大量其他的元件、例如焊线或母线，使得在安置连接导线时必须绕路，另一方面连接导线必须包含至半导体模块的其他元件的最小间距，以例如避免电压飞弧和漏电流。

由DE 10 2011 087 353 A1已知一种具有壳体的半导体装置，具有安装在其上的半导体元件的衬底位于该壳体中。与衬底钎焊在一起的主电极从壳体向外引出并且在其外侧处弯曲，从而使得主电机平行于壳体上侧延伸并且由此覆盖在壳体上侧处插入壳体的螺母。在其背向该壳体的一侧处螺母与主电极焊接在一起。

在DE 10 2006 051 454 A1中描述了一种半导体装置，具有基板和处于该基板上的绝缘的衬底，以及布置在该绝缘的衬底上的布线图案层。在该布线图案层上钎焊有IGBT芯片和二极管芯片。主接头和中间芯片接头用于模块外部电布线，它们分别与布线图案层中的一个或芯片中的一个钎焊在一起。为了制造壳体，该布置以树脂来浇注成型。

DE 10 2011 075 154 A1描述了一种具有母壳体的半导体装置，在母壳体内侧具有多个安全元件，螺旋接线柱能够被旋拧到安全元件中，使得螺旋接线柱中的每个具有三个插头部段。在插头部段中的每个处连接一个弯曲的部段，以及紧接着的一个接线柱底部部段，在接线柱底部部段处，螺旋接线柱与半导体载体衬底钎焊在一起。