[发明专利]功率半导体模块装置及其制造方法

说明书

一种功率半导体模块装置包括：布置在外壳中的半导体衬底，其中，至少一个半导体主体布置在半导体衬底上；以及包括框架或主体、第一端子元件和第二端子元件的安装装置。安装装置被插入在外壳中并与外壳耦合。第一和第二端子元件中的每者以第一端机械及电接触半导体衬底。第一和第二端子元件中的每者的中间部分穿过框架或主体延伸，第一和第二端子元件中的每者的第二端延伸到外壳外部，并且第一端子元件通过框架或主体的部分与第二端子元件介电绝缘。第一端子元件被注入到框架或主体中并且与框架或主体不可分开地耦合，并且第二端子元件布置在框架或主体内部的中空空间内，并且第二端子元件与框架或主体可拆分地耦合。

技术领域

本公开涉及功率半导体模块装置及其制造方法。

背景技术

功率半导体模块装置往往包括布置在外壳中的至少一个半导体衬底。包括多个可控半导体元件(例如，半桥构造中的两个IGBT)的半导体装置布置在所述至少一个衬底中的每者上。每一衬底通常包括衬底层(例如，陶瓷层)、沉积在衬底层的第一侧上的第一金属化层、以及沉积在衬底层的第二侧上的第二金属化层。例如，可控半导体元件安装在第一金属化层上。第二金属化层可以任选地附接至基板。可控半导体器件通常通过焊接或烧结技术安装到半导体衬底。

电线或电连接部用于连接功率半导体装置的不同半导体器件。此外，还提供端子元件，从而从外壳外部接触半导体装置。这样的端子元件通常以第一端电耦合至第一金属化层。端子元件的第二端伸出到外壳外部。例如，通常用包封材料填充外壳，以保护不同元件免遭机械损伤以及免受诸如腐蚀性气体的有害物质的影响。此外，包封材料还在不同元件之间提供介电绝缘。然而，因为内部张力可能由于包封材料和不同元件的不同热膨胀系数而积聚，所以包封材料本身可能造成机械损伤。

需要一种符合有关爬电距离的要求并且不易于发生机械损伤的功率半导体模块装置。

发明内容

一种功率半导体模块装置包括：布置在外壳中的半导体衬底，其中，至少一个半导体主体布置在所述半导体衬底上；以及包括框架或主体、第一端子元件和第二端子元件的安装装置。该安装装置被插入在外壳中并与外壳耦合。第一端子元件和第二端子元件中的每者以第一端机械及电接触半导体衬底。第一端子元件和第二端子元件中的每者的中间部分穿过该框架或主体延伸，第一端子元件和第二端子元件中的每者的第二端延伸到外壳外部，并且第一端子元件通过该框架或主体的部分与第二端子元件介电绝缘。第一端子元件被注入到框架或主体中并且与框架或主体不可分开地耦合，并且第二端子元件布置在框架或主体内部的中空空间内，并且与框架或主体可拆分地耦合。

一种安装装置包括：框架或主体、第一端子元件和第二端子元件。所述安装装置被配置为插入在功率半导体模块装置的外壳中并与外壳耦合，所述半导体模块装置包括布置在外壳中的半导体衬底，其中，至少一个半导体主体布置在该半导体衬底上。在该安装装置被插入到该外壳中并与外壳耦合时，第一端子元件和第二端子元件中的每者被配置为以第一端机械及电接触该半导体衬底。第一端子元件和第二端子元件中的每者的中间部分穿过框架或主体延伸，第一端子元件和第二端子元件中的每者的第二端延伸到该外壳外部，第一端子元件通过框架或主体的部分与第二端子元件介电绝缘，第一端子元件被注入到框架或主体中并且与框架或主体不可分开地耦合，并且第二端子元件布置在框架或主体内部的中空空间内，并且与框架或主体可拆分地耦合。

一种方法包括将第一材料注入到注塑模具中，由此形成安装装置的框架或主体，其中，第一端子元件布置在注塑模具中，并且被注入到第一材料中，并且其中，在框架或主体中形成没有第一材料的至少一个中空空间。所述方法还包括使第一材料硬化，并且将第二端子元件插入到框架或主体的至少一个中空空间之一中。

参考下文的附图和说明书可以更好地理解本发明。附图中的部件未必是按比例绘制的，相反其重点在于说明本发明的原理。此外，在附图中，类似的附图标记贯穿不同的附图指定对应的部分。

附图说明

图1是功率半导体模块装置的截面图。