[发明专利]功率半导体模块装置和用于功率半导体模块装置的外壳

说明书

本发明公开了一种功率半导体模块装置，其包括衬底，衬底包括电介质绝缘层、布置在所述电介质绝缘层的第一侧上的第一金属化层、以及布置在所述电介质绝缘层的第二侧上的第二金属化层，其中，所述电介质绝缘层设置在所述第一金属化层和所述第二金属化层之间。所述装置还包括安装在衬底上的至少一个第一连接元件、包括侧壁的外壳和至少一个第二连接元件。每个第二连接元件包括竖直延伸通过所述外壳的侧壁的第一部分、耦合到所述第一部分的第一端并在竖直方向上从所述侧壁突出的第二部分、以及耦合到所述第一部分的与所述第一端相对的第二端的第三部分。每个第三部分被可拆卸地耦合到所述至少一个第一连接元件的其中之一。

技术领域

本公开涉及一种功率半导体模块装置和用于功率半导体模块装置的外壳。

背景技术

功率半导体模块装置常常包括外壳内的衬底。衬底通常包括衬底层(例如，陶瓷层)、沉积于衬底层的第一侧上的第一金属化层和沉积于衬底层的第二侧上的第二金属化层。包括一个或多个可控半导体元件的半导体装置(例如，采用半桥配置的两个IGBT)可以被布置在衬底上。通常提供一个或多个接触元件，其允许从外壳外部接触这种半导体装置。功率半导体模块是已知的，其中接触元件布置于衬底上并在基本上垂直于衬底的主表面的方向上突出通过外壳的盖。突出到外壳之外的接触元件的段可以机械地和电气地耦合到印刷电路板。通常，印刷电路板包括通孔，并且通过相应通孔插入接触元件。这种装置通常需要大量的开发工作和大量的制造步骤。因此，这种装置的成本相对较高。

需要一种功率半导体模块装置，其需要减少的开发工作和减少数量的制造步骤，并且因此比常规功率半导体模块装置更加成本高效。

发明内容

一种功率半导体模块装置包括衬底，衬底包括电介质绝缘层、布置在所述电介质绝缘层的第一侧上的第一金属化层、以及布置在所述电介质绝缘层的第二侧上的第二金属化层，其中，所述电介质绝缘层设置在第一和第二金属化层之间。所述装置还包括安装在衬底上的至少一个第一连接元件、包括侧壁的外壳、以及至少一个第二连接元件。每个第二连接元件包括垂直延伸通过所述外壳的侧壁的第一部分、耦合到所述第一部分的第一端并在竖直方向上从所述侧壁突出的第二部分、以及耦合到所述第一部分的与所述第一端相对的第二端的第三部分。每个第三部分被可拆卸地耦合到至少一个第一连接元件的其中之一。

一种用于功率半导体模块装置的外壳包括侧壁和至少一个第二连接元件。每个第二连接元件包括垂直延伸通过所述外壳的侧壁的第一部分、耦合到所述第一部分的第一端并在竖直方向上从所述侧壁突出的第二部分、以及耦合到所述第一部分的与所述第一端相对的第二端的第三部分。所述外壳被配置为：通过将所述第三部分中的每者可拆卸地耦合到安装在衬底上的第一连接元件，可拆卸地安装在衬底上，其中衬底包括电介质绝缘层、布置在电介质绝缘层的第一侧上的第一金属化层、布置在电介质绝缘层的第二侧上的第二金属化层，其中，电介质绝缘层设置在第一和第二金属化层之间。

参考以下附图和描述可以更好地理解本发明。图中的部件未必是按比例绘制的，而是侧重于图示本发明的原理。此外，在附图中，相似的附图标记在不同的视图中标示对应的部分。

附图说明

图1是功率半导体模块装置的横截面图。

图2示意性示出了具有连接元件的外壳中的半导体衬底。

图3(包括图3A和3B)示意性示出了压力配合连接。

图4是功率半导体模块装置的示例的横截面图。

图5是功率半导体模块装置的示例的分解图。

图6(包括图6A和6B)示意性示出了示例性连接元件。

图7(包括图7A和7B)更详细地示意性示出了示例性连接元件。

图8示意性示出了半导体衬底的顶视图。

图9示意性示出了包括套筒的连接元件的横截面图。