專利名稱：帶有安裝在電路載體上的負載連接元件的功率半導體模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的功率半導體模塊。此外，本發(fā)明還涉及一種根據(jù)權(quán)利要求13前序部分所述的功率半導體模塊外殼。
技術(shù)背景功率半導體模塊需要伸出在外部的負載電流端子作為外部接口 ，來實現(xiàn) 模塊的電接觸。其中，有可能會出現(xiàn)與功率大小相關(guān)的大截面外部端子，因 而需要負載電流端子具有較高的耐用性。此外還要求負載電流端子具有各種 接線輪廓，以便必要時可在負載電流端子上連接不同的電纜或母線系統(tǒng)。這 些負載電流端子在模塊內(nèi)部與一個不太堅固的電路載體機械地及電氣地相 連，這個電路載體插在一個外殼(通常為塑料外殼)中，并配有多個元部件 (特別是功率半導體)。其中，優(yōu)選使用熱導率較高和熱膨脹系數(shù)較大的陶 瓷電路載體DCB襯底(direct co卯er bonded,直接銅接合)來承載功率半 導體，這種電路載體由上面覆有很薄的一層純銅的陶資絕緣物(氧化鋁或氮 化鋁)構(gòu)成。盡管在耐用性方面存在缺點，但銅層的高熱導率、高熱容和高 熱膨脹性以及DCB襯底與硅相近的熱膨脹系數(shù)使得DCB襯底在功率電子學中 具有無可取代的地位。如果直接在電路載體上安裝所謂的棵半導體芯片，一 般情況下就通過接合工藝用細鋁線或細銀線在半導體芯片與電路載體之間 建立電氣連接。電路載體與外部負載電流端子之間的電氣連接也用相同的連 接技術(shù)而實現(xiàn)。在此情況下，雖然可在鋁接合線(23*10—6)和DCB (7*10—') 具有不同線性熱膨脹系數(shù)的基礎上在負載電流端子與電路載體之間實現(xiàn)一 定程度的機械退耦，但在進行熱壽命試驗時，原則上還是存在限制，因為接 合線會脫落。但這可以避免電路載體上受到較大的導體連接力的作用，從而確保電路載體與負載電流端子之間的持久連接。DE 197 19 703中公開了一種將向外突出的外部負載電流端子噴射入模 塊外殼的方法，其中，專門設置在負載連接線上的凸緣可提供附加的固定作 用，因為在噴射過程之后，塑料外殼會在冷卻過程中發(fā)生收縮，從而至少無 法持久地實現(xiàn)負載端子的穩(wěn)定固定。在此情況下，電路載體與噴射成形負載 端子之間的連接通過接合工藝而實現(xiàn)。DE 199 14 741中也公開了相同類型的負載連接元件，這種負載連接元 件與外殼的內(nèi)壁相連，并在其下端上配有接合面。此處也用接合線來建立負 載連接元件與電路載體之間的連接。上述兩種連接方法都需要在外殼內(nèi)采用 接合工藝。為此需在外殼內(nèi)設置用于容納接合工具的空間，這會對小型模塊 的模塊尺寸產(chǎn)生不利影響，因為設定模塊尺寸時必須將這一空間考慮在內(nèi)。 如前文所述，電路載體上涂有銅層，為能實現(xiàn)接合，需在接合處設置與所用 接合線相應的鋁、鎳、銅或金接合面(Pad)，其中，電路載體上的銅具有普 遍適用性。某些情況下必須為電路載體配備接合面。負載連接元件自身一般 情況下全部用銅或黃銅制成，但同樣需要配備接合面。此外，通常還需為各 元部件之間的DCB電路連接和電路與負載連接元件之間的連接使用與電流負 荷相對應的直徑不一的接合線。為此需實施額外的處理步驟，以致產(chǎn)生成本 劣勢。DE 36 43 288中對多種負載連接工藝進行了說明。DE 36 43 288所說 明的其中一個對象是一種插在電路載體上的接線柱，這種接線柱在外殼邊緣 上通過一個橫臂和兩個螺旋連接與一個承載體相連。承載體的對外連接通過 分立的旋接式導體元件而實現(xiàn)。DE 36 43 288還對一種板簧元件進行了說明， 這種板簧元件的其中一側(cè)旋接在分立式或內(nèi)置式承載體(嵌在外殼中)上， 另一側(cè)彈性抵靠在電路載體上，從而建立起電接觸。布置在外殼內(nèi)的承載體 的其他對外連接通過同樣旋接在承載體上的分立式導體元件而實現(xiàn)。這些連 接工藝所需使用的元部件數(shù)量以及須重復進行的旋接工作必然會對制備成本產(chǎn)生不利影響。根據(jù)DE 36 43 288中所公開的另 一種板簧元件實施方式， 板簧元件的其中 一側(cè)存在一個可以嵌入外殼蓋的圓柱形突出部。當外殼蓋處 于安裝完畢狀態(tài)時，電路載體上會受到一個壓緊力的作用。其中的缺點在于， 只有通過關(guān)閉外殼蓋才能實現(xiàn)接觸。此外，外殼蓋的安裝也會帶來操作上的 問題。這種解決方案的另一缺點是，電路載體上必須存在較大的面積，采用 這種布置方式的板簧需要占用較大的外殼內(nèi)腔。這一點在安裝其他分立元部 件時可能會引起空間不足的問題，從而帶來不利之處?；诎寤傻慕鉀Q方案 在尺寸錯誤和沖擊負荷及振動負荷有所增大的情況下的應用可能會存在問 題。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是提供一種功率半導體模塊，通過這種功率半導體 模塊可實現(xiàn)一種簡單、持久、低成本和靈活的負載連接技術(shù)。本發(fā)明的另一 目的是避免從外部作用在端子上的力和力矩被傳遞到電路載體的端子上。在開篇所述類型的功率半導體模塊中，本發(fā)明的目的通過下述方案而達 成，在電路載體的金屬化表面的金屬化部分上安裝基本直的剛性整體式負載 連接元件，這些負載連接元件牢固地與電路載體機械地及電氣地相連，并基 本垂直地朝外殼內(nèi)腔突出，其中，將用于建立電接觸的分立接線端子元件安 置在負載連接元件的自由端上。負載連接元件簡單且有利地直接安裝在電路載體的金屬化部分(通常為 銅)上，并在此處牢固地、剛性地與電路載體機械地及電氣地相連。負載連 接元件基本為直的，并基本垂直于電路載體地朝外殼內(nèi)腔突出。這些負載連 接元件為整體式元件，這樣就無需使用多個連接元件來建立與外殼外部的待 供電端子之間的連接。電路載體可非常有利地在完成裝配以及電氣連接后， 再以完整單元的形式裝入外殼內(nèi)。負載連接元件與電路載體之間的如上文所 述的牢固的電氣及機械連接排除了接合技術(shù)作為其連接技術(shù)。因此，也無需 在外殼內(nèi)設置用于容納接合工具的空間，從而可有利地使整個外殼更為緊湊。此外還可省去接合工藝中為連接電路載體和負載連接元件而須重復實施 的單個處理步驟。在很多應用情況中，甚至可完全放棄采用接合工藝，因而 也無需使用全部的接合工具。在此情況下，電路載體上也無需再涂覆由鋁、 鎳、銅或金構(gòu)成的專用接合面，負載電流元件可直接安裝在電路載體表面的 金屬化部分(通常為銅)上。除此之外，在某些應用情況中，還可放棄在接 合處設置防氧化保護層(例如軟膠)。電路載體被裝入外殼之前，可對整個 模塊進行功能測試。電路載體被裝入外殼后，就無需在電路載體上實施進一 步的處理工作。根據(jù)一種優(yōu)選實施方式，負載連接元件為柱形或管狀元件，可具有不同 的基面形狀。舉例而言，可采用圓形、橢圓形或多角形以及其他形狀的基面。 具有上述基面形狀的負載電流元件可以是實心柱體或任意壁厚的管狀的空 心柱體。此外還可使用基面形狀為各種輪廓(例如U形斷面、T形斷面)的 桿狀負載電流元件。通過這種方式可特別有利地按具體要求專門為負載電流 元件確定尺寸。這種具體要求可以是像剛度、壽命、電路載體上的接觸面這 樣的機械要求，可以是像載流能力或電導率這樣的電氣要求，但也可以是像 經(jīng)濟加工能力這樣的制造相關(guān)要求。在導線中流過的是高頻電流的情況下， 管狀負載連接元件由于著名的集膚效應以及由于電流朝導線表面偏移而特 別適用。一種特別優(yōu)選的實施方式是通過不同的連接方法(例如焊接或粘接)將 負載連接元件無需支撐地安裝在電路載體上。電路載體上原本就須存在焊接 連接，其原因(例如)是半導體器件并非棵芯片，且是被安裝到帶著接線的 載體上，或者因為電路載體上需要容納用于外部布線的電路元部件。在此情 況下，負載電流元件可像其他焊接過程一樣在同 一個工序中被自動焊接到電 路載體上。也就是說，無需使用額外的工具或機器。其中，為負載電流元件 選定的尺寸和/或基面應使得負載電流元件被安裝到電路載體上后，無需其 他緊固裝置即可穩(wěn)定、無需支撐地位于電路載體上，在運輸過程中，并不會在焊接處發(fā)生傾斜或旋轉(zhuǎn)。接觸構(gòu)件可以任何一種已知方法(撒播法(Dispensen)、掩模印刷(Maskendruck )等)進行安裝。負載連接元件適 合于作為散裝材料或用輸送帶輸送的材料(Gurtware)，用現(xiàn)有的芯片裝配 系統(tǒng)進行自動安裝。如果使用的是管狀負載連接元件，就可以有利的方式根 據(jù)負載連接元件的形狀布置焊劑，使得在達到焊接溫度時，熔融的焊劑在毛 細作用力和潤濕力的作用下集中在管狀負載連接元件的中心，并使焊劑分布 在負載連接元件的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面上。定位精度取決于焊劑在所有方向上的 均勻分布，其他定位公差可通過對外殼或電路載體采取結(jié)構(gòu)性措施來加以考 慮。根據(jù)本發(fā)明的另一有利實施方式，負載連接元件未焊接的自由端突出在 外殼之外，用于固定一個用于建立電接觸的接線端子元件。為此需在外殼上 設置相應的開口，這些開口優(yōu)選與負載連接元件的自由端形狀相同。將這些 開口布置在外殼蓋上是有利的，因為易于操作。在此情況下，隨著外殼蓋被 安裝到功率半導體模塊上，可進一步加固負載連接元件，從而避免負載連接 元件從電路載體分離。根據(jù)另 一實施方式，負載連接元件由一個帶有導電金屬化表面的陶瓷體 構(gòu)成。(在管狀負載連接元件的情況下)外側(cè)面和內(nèi)側(cè)面優(yōu)選具有銅制金屬 化部分。這樣就無須使用由銅或黃銅制成的實心負載連接元件。由于電路載 體通常也是由陶瓷構(gòu)成，因此，通過這種方式可避免出現(xiàn)不同膨脹系數(shù)所引 起的機械應力，從而對功率半導體模塊的耐用性產(chǎn)生有利影響。根據(jù)另 一實施方案，金屬化表面特別在其用于插接接線端子元件的區(qū)域 內(nèi)具有較高的耐磨性。事實證明，在這個區(qū)域內(nèi)涂覆一個鈀涂層是有利的。 這個區(qū)域內(nèi)的高耐磨性在需要多次裝卸接線端子元件的情況下特別有利。根據(jù)另一特別有利的實施方案，接線端子元件具有一個空隙(盲孔、孑L、 穿孔等)，這個空隙的形狀和尺寸與相應的負載連接元件的自由端的基面形 狀和基面尺寸基本相符。接線端子元件通過這個空隙插在突出在外殼之外的負載連接元件的自由端上。其中，為空隙選定的尺寸和形狀使得接線端子元 件與負載連接元件之間可形成壓入配合連接，這個連接可在摩擦力的作用下 保持穩(wěn)定，并可使這兩個元件之間實現(xiàn)良好的電接觸。這樣就可在外殼安裝 完畢后再將接線端子元件安裝在負載連接元件上。無需將接線端子元件和負載連接元件旋接在一起。根據(jù)另一建構(gòu)方案，接線端子元件在其用于緊固負載連接元件的區(qū)域內(nèi)具有可使上述空隙的內(nèi)徑具有回彈性質(zhì)的輕^:擴展性的構(gòu)件，其中，因回彈特性而產(chǎn)生在擴展區(qū)域內(nèi)的力可加固接線端子元件和負載連接元件之間的 壓入配合連接。如果上述空隙涉及的是孔，并且孔的圓周上開有縫隙，就會 由于材料結(jié)構(gòu)的原因產(chǎn)生一個較小的可擴展孔開口，這個孔開口可在擴展狀 態(tài)下插在負載連接元件的栓形突出部上。材料結(jié)構(gòu)的回彈特性可改善接線端 子元件和負載連接元件之間的連接和接觸。在此情況下，無需朝電路載體表 面方向施加較大的壓力就可將接線端子元件連接在負載連接元件上。上述實 施方式只是示范性實施方式，也可采用通過利用上述原理而實現(xiàn)的其他實施 方案。根據(jù)一種特別有利的實施方式，外殼和接線端子元件實施為，接線端子 元件可以互鎖和/或壓入配合的方式與外殼相連來吸收來自于外部的力和力 矩，從而將這些力傳遞到外殼上。舉例而言，可在外殼和接線端子元件之間 建立螺旋連接或粘接連接來實現(xiàn)形狀配合連接。根據(jù)另一種實施方案，甚至 可將接線端子元件注模在外殼蓋中。在另一種壓入配合連接中，例如可在外 殼上安裝一些壁，其中，接線端子元件正好嵌入這些壁之間，從而避免接線 端子元件在外殼表面所處的平面中發(fā)生扭轉(zhuǎn)。其他連接方案包括(例如)槽、 縫隙、外殼上的凸緣或外殼中的凹槽，接線端子元件可壓合、插入或卡入這 些凹槽。此外還可根據(jù)具體的安裝情況對互鎖和壓入配合連接方案進行任意 組合。借此可有利地將來自于外部的力和力矩傳遞到外殼上。根據(jù)另一有利實施方案，接線端子元件具有可在接線端子元件的外側(cè)母片區(qū)之間保證靈活扭轉(zhuǎn)型連接的構(gòu)件。舉例而言，這種構(gòu)件可以是中間母片 區(qū)域內(nèi)的空隙，當外部端子上受到方向向左或向右的扭力作用時，這些空隙 可使這個母片區(qū)發(fā)生輕微的偏轉(zhuǎn)，從而將一部分作用力吸收掉。外部扭力一 消失，材料的回彈特性就會使發(fā)生偏轉(zhuǎn)的母線段復原。有利的一點是，允許 傳遞到接線端子元件上的最大扭力可通過最大偏轉(zhuǎn)度而確定或與最大偏轉(zhuǎn) 度相符。在此情況下，可通過最大偏轉(zhuǎn)度來對最大可傳遞扭力加以指示。借此可安裝不同的接線端子元件，從而達到與用電設備端子的連接技術(shù)、連 接空間及位置相匹配的目的。根據(jù)一種特別有利的實施方式，接線端子元件在其外部接線側(cè)具有一個 緊固裝置，這個緊固裝置的形式為各種具有不同形狀的鉆孔和/或輪廓，通 過這些鉆孔和/或輪廓可用各種連接技術(shù)靈活連接常用的外部端子。借此可 省去更換接線端子元件的工作，從而實現(xiàn)最大程度的靈活性。舉例而言，這 種輪廓可以同時是一些扭轉(zhuǎn)90 的帶一個孔或螺旋連接的連接面。此外還可 釆用外部連接線插入后可將其壓緊的輪廓(壓接連接)。


下面借助附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，其中圖l為帶有負載連接元件的功率半導體模塊的截面圖；圖2為帶有負載連接元件、但不具有外殼蓋的功率半導體模塊的俯視圖；圖3、 4為負載連接元件的示范性形狀的示意圖；圖5為不具有外殼蓋、但帶有接線端子元件的功率半導體模塊的俯視圖；圖6為示范性接線端子元件的示意圖；圖7為不具有外殼蓋的功率半導體模塊的俯視圖，所述功率半導體模塊 上插有如圖6所示的接線端子元件；以及圖8為具有外殼蓋的功率半導體模塊的俯視圖，所述功率半導體模塊上 插有如圖6所示的接線端子元件。
具體實施方式
相同部件在所有附圖中均用相同參考符號表示。圖1以截面圖形式、圖2以俯視圖形式加以顯示的功率半導體模塊1包括一個殼體2，殼體2通過外殼蓋3得到封閉，從而形成一個外殼內(nèi)腔4。 殼體2和外殼蓋3可旋接、插接或以任意一種其他方式連接在一起。由殼體 2和外殼蓋3構(gòu)成的外殼的內(nèi)部布置有平面狀電路載體5。電路載體5至少 在它的其中一個表面6上配有金屬化接觸面7 (優(yōu)選為銅)，這個金屬化接觸 面具有符合電路技術(shù)要求的結(jié)構(gòu)(例如印制導線)。電路載體5既可以是像 DCB電路載體這樣的陶f:電路載體，也可以是塑料印刷電路板。電子元部件 8與電路載體5機械地及電氣地相連。電子元部件8與電路載體5之間的電 氣連接可通過焊接而建立。如果電子元部件涉及的是可安裝在DCB電路載體 上的棵芯片，就通過接合技術(shù)來建立芯片與電路載體5之間的連接。功率半結(jié)構(gòu)連接在電路載體5的表面6上的相應位置上。負載連接元件9在這個位 置上(優(yōu)選通過焊接技術(shù))與電路載體5機械地及電氣地相連。負載連接元 件9優(yōu)選垂直于電路載體5，并穿過外殼內(nèi)腔4朝外殼蓋3方向突出。圖3顯示的是基面形狀為六角形的柱形負載連接元件9，圖4顯示的是 圓柱形負載連接元件9。圖3和圖4所示的兩個負載連接元件均為示范性的 空心體。實心體和任意一種其他基面形狀均適用于此，且可以是合理的(載 流量、焊接時的穩(wěn)定性)。只要負載連接元件9是由陶瓷體構(gòu)成，而非全部 用導電材料制成，負載連接元件9就具有金屬化外側(cè)面和/或內(nèi)側(cè)面11。圖5顯示的功率半導體模塊1的俯視圖，功率半導體模塊1上未布置外 殼蓋3，但安裝有多個用于容納外部端子14的接線端子元件12。接線端子 元件12安置在負載連接元件9上，接線端子元件12在簡單情況下包括一段 幾次彎曲的立方形母片。通過彎曲形成一個第一母片區(qū)16(在安裝完畢的狀 態(tài)下基本垂直于負載連接元件)、 一個基本垂直于母片區(qū)16的母片區(qū)17和一個基本平行于母片區(qū)16的母片區(qū)18。接線端子元件12在第一母片區(qū)16 區(qū)域內(nèi)具有一個用于容納負載連接元件的空隙13,空隙13與負載連接元件 9的基面形狀相符，并可在負載連接元件9和接線端子元件12之間建立一個 可以壓入配合方式可靠地實現(xiàn)電接觸的連接。接線端子元件12由導電材料構(gòu)成或其表面至少通過導電材料金屬化。就最筒單的情況而言或當負載連接 元件9為圓柱形負載連接元件時，空隙13可以是通孔或盲孔。母片區(qū)18具 有一個用于固定外部端子14的緊固裝置19。在本實施例中，緊固裝置19 為一個帶有嵌入式內(nèi)螺紋的鉆孔，通過這個鉆孔可將外部端子14旋接上。 緊固裝置19也可具有其他類型的輪廓。外殼和接線端子元件12上設置有多 個用于固定接線端子元件12的緊固構(gòu)件15,這些緊固構(gòu)件可以吸收從外部 端子14上傳遞過來的力和力矩。圖5所示的緊固構(gòu)件15是一個布置在第一 母片區(qū)16上的接線端子元件12和殼體2之間的螺旋連接。其他緊固構(gòu)件在 圖7和圖8中有所圖示。在圖6所示的另一實施方式中，接線端子元件12同樣可分為母片區(qū)16、 17、 18。在這個實施方案中，接線端子元件12的第一母片區(qū)16的空隙13 中嵌有一個空心圓柱形插座20,通過這個插座可確保與負載連接元件9 (在 本實施例中為圓形負載連接元件)之間的最佳接觸。插座20在其圓柱形壁 的至少一側(cè)上具有一個縫隙21。這個縫隙21可確保插座20的圓孔具有回彈 性質(zhì)的輕微擴展性，在安裝完畢狀態(tài)下，這種回彈效應可改善插座20施加 在負載連接元件9上的壓緊力。此處的母片區(qū)18同樣具有一個用于固定外 部端子14的緊固裝置19,緊固裝置19由螺釘22和帶有內(nèi)螺紋的鉆孔構(gòu)成， 在這個實施例中，緊固裝置19具有一個形式為四邊形板24的擴展部分，這 個四角形板可以壓入配合的方式壓緊外部端子14。母片區(qū)17上設置有兩個 長孔形空隙28。當外部端子上受到扭力作用時，這個母片區(qū)會在雙向箭頭 29所示的方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)。圖7顯示的是帶有外殼的功率半導體模塊1的俯視圖。上文借助圖6加以詳細說明的接線端子元件12插在負載連接元件9上。為能提供對接線端子元件12的支持和固定，每個接線端子元件均配有一個為其量身定做的配 合結(jié)構(gòu)25和復數(shù)個壁26 (布置在殼體2上)，配合結(jié)構(gòu)25和壁26是上述緊 固構(gòu)件15的一種細化方案。配合結(jié)構(gòu)25是殼體2的材料加固部分，在母片 區(qū)17和18區(qū)域內(nèi)為接線端子元件12提供了一個定位面和/或支承面。配合 結(jié)構(gòu)25此外還具有一個盲孔27，盲孔27可將旋緊后的螺釘22裝埋，同時 將外部端子14 (此處未顯示)所施加的壓力和拉力吸收掉。盲孔27也可具 有內(nèi)螺紋，這個內(nèi)螺紋同時用于固定外部端子14和接線端子元件。壁26通 常涉及的是在注塑過程中在一個工序中形成在外殼上的垂直的平面狀突出 部，這些壁所采取的布置方式以及彼此間所間隔的距離使得每兩個壁26之 間正好可插入接線端子元件的母片區(qū)17和18。壁26借此可使接線端子元件 12克服來自于外部端子14的側(cè)壓力保持位置不變。此外，壁26還可防止板 24發(fā)生扭轉(zhuǎn)，并承擔起相鄰接線端子元件12之間的絕緣任務。圖8在圖6和圖7的基礎上顯示了一個帶有接線端子元件和外殼蓋的功 率半導體模塊的俯視圖，在這個實施例中，負載連接元件9的長度確定為 當外殼蓋3安裝完畢時，產(chǎn)生一個突出部10,負載連接元件9通過這個突出 部突出在外殼蓋3之外。附圖所示的三個負載連接元件9的突出部10均穿 過安裝在殼體上的外殼蓋3。為此，外殼蓋3具有多個形狀與負載連接元件 9的基面輪廓相符的穿孔，將外殼蓋3安裝到功率半導體模塊上后，這些穿 孔可為負載連接元件9提供附加的固定作用，從而避免負載連接元件9在外 殼組裝完畢后發(fā)生斷裂。為能提供對接線端子元件12的支持和固定，每個 接線端子元件12均配有一個布置在外殼蓋3上的如上文所述的專用緊固構(gòu) 件15，緊固構(gòu)件15實施為形成在外殼上的配合結(jié)構(gòu)25和壁26，配合結(jié)構(gòu) 25和壁26在母片區(qū)17和18區(qū)域內(nèi)為接線端子元件12提供了一個定位面和 支岸義面。
權(quán)利要求
1.一種功率半導體模塊(1)，包括一個用于容納至少一個基本呈平面狀的電路載體(5)的外殼，其中，所述電路載體(5)的表面(6)的至少一部分被金屬化，所述電路載體(5)上安裝有至少一個與其電氣相連的功率半導體(8)，其特征在于，所述電路載體(5)的所述金屬化表面(6)的金屬化部分上安裝有復數(shù)個基本直的剛性整體式負載連接元件(9)，所述負載連接元件的其中一端牢固地與所述電路載體(5)機械地及電氣地相連，且所述負載連接元件基本垂直地朝外殼內(nèi)腔(4)突出，其中，用于建立電接觸的分立接線端子元件(12)安裝在所述負載連接元件(9)的自由端上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的功率半導體模塊(1),其特征在于， 所述負載連接元件(9)實施為柱狀、管狀或桿狀，且可具有不同的基面形狀。
3. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的功率半導體模塊(1)， 其特征在于，所述負載連接元件(9)通過其基面無需支撐地焊接或粘接在所述電路 載體(5)上。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的功率半導體模塊(1), 其特征在于，所述負載連接元件(9)的所述自由端突出在所述外殼(2, 3)之外， 用于固定一個用于建立電接觸的接線端子元件(12)。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的功率半導體模塊(1)， 其特征在于，所述負載連接元件(9 )由一個帶有導電金屬化表面(11)的陶瓷體(11) 構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有一個負載連接元件(9 )的功率半導體模 塊(1)，其特征在于，所述負載連接元件(9 )具有耐磨性較高的金屬化表面(11 ),所述金屬 化表面優(yōu)選地由把構(gòu)成。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的功率半導體模塊(1), 其特征在于，所述接線端子元件(12)包括一個空隙(13)，其中，所述空隙(13) 的形狀和尺寸與所要連接的、相應的負載連接元件(9)的自由端的基面形 狀和基面尺寸基本相符，使得所述接線端子元件(12)的所述空隙(13)安 裝到所述負載連接元件(9)的自由端上后，在所述接線端子元件(12)和 所述負載連接元件(9)之間形成一個壓入配合連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率半導體模塊(1)，其特征在于， 所述接線端子元件(12)在與所述負載連接元件(9)緊固的區(qū)域內(nèi)包括使所述空隙的內(nèi)徑具有回彈性質(zhì)的輕微擴展性的構(gòu)件，其中，因回彈特性 而產(chǎn)生在擴展區(qū)域內(nèi)的力加固所述接線端子元件和所述負載連接元件之間 的壓入配合。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的功率半導體模塊(1)， 其特征在于，所述外殼(2, 3)和所述接線端子元件(12)實施為，所述接線端子元 件(12)以互鎖和/或壓入配合的方式與所述外殼(2， 3)相連來吸收來自 于外部的力和力矩，從而將這些力基本傳遞到所述外殼(2, 3)上。
10. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的功率半導體模塊(1), 其特征在于，所述接線端子元件(12 )包括復數(shù)個可在所述接線端子元件(12 )的外 側(cè)母片區(qū)(16, 18)之間保證靈活扭轉(zhuǎn)型連接的構(gòu)件。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率半導體模塊(1)，其特征在于， 所述接線端子元件(12)可從所述外殼(2， 3)上卸下。
12. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的功率半導體模塊(1),其特征在于，所述接線端子元件(12)在其接線側(cè)包括一個緊固裝置(19)，所述緊 固裝置的形式為適當設計的、不同的孔和/或輪廓，通過所述孔和/或輪廓可 用各種連接技術(shù)靈活連接外部端子。
13. —種用于功率半導體模塊(1)的外殼(2， 3),包括一個殼體(2) 和一個外殼蓋(3),所述殼體(2)用于容納至少一個基本呈平面狀的、帶 有復數(shù)個負載連接元件(9 )的電路載體(5 )，所述負載連接元件(9 )連接 在所述電路載體(5)上，其特征在于，所述外殼(2, 3)a)包括復數(shù)個穿孔，使得復數(shù)個所述負載連接元件(9)的自由端可向 外突出，以及bl)包括復數(shù)個構(gòu)件，借助于所述構(gòu)件， 一個可安裝在所述負載連接元 件(9 )上的接線端子元件(12 )可以互鎖和/或壓入配合的方式與所述外殼 (2， 3)相連，或者b2)包括一個可安裝在所述負載連接元件(9 )上的接線端子元件(12 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶外殼的功率半導體模塊，所述外殼用于容納至少一個基本呈平面狀的電路載體，其中，所述電路載體的表面具有至少一個金屬化部分，所述電路載體上安裝有至少一個與其電氣相連的功率半導體，其中，所述電路載體的金屬化表面的金屬化部分上安裝有基本直的剛性整體式負載連接元件，所述負載連接元件的其中一端固定地與所述電路載體機械地及電氣地相連，并基本垂直地朝外殼內(nèi)腔突出，其中，將用于建立電接觸的分立接線端子元件插在所述負載連接元件的自由端上。
文檔編號H01L25/07GK101248527SQ200580051416
公開日2008年8月20日 申請日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
發(fā)明者卡爾-海因茨·沙勒, 雷納·克羅伊策 申請人:西門子公司