專利名稱：帶有連接裝置的功率半導(dǎo)體模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明介紹一種功率半導(dǎo)體模塊，包括 一殼體；至少一個尤其 是設(shè)置在殼體的凹部內(nèi)的且被殼體側(cè)面包圍的基片載體；和從電路裝 置引出的電接線元件，所述基片載體具有在它上面形成的功率電子電 路裝置。
背景技術(shù)：
例如在DE 101 00 460 Al中公開了 一種所述類型的功率半導(dǎo)體才莫 塊，其基本特點早就眾所周知了。按現(xiàn)有技術(shù)的這種功率半導(dǎo)體模塊 具有一基片載體，它構(gòu)成功率半導(dǎo)體模塊的下部的終端。其中絕緣材 料殼體在其縱側(cè)略微突出于這個基片載體，以便包圍它。這種基片載 體常常做成平面的金屬成形體，尤其是由銅制成。因此在有效熱膨脹 時為了將熱量從功率電子電路裝置傳輸?shù)嚼鋮s構(gòu)件時提供小的熱阻。
此外按現(xiàn)有技術(shù)已知，基片載體與殼體粘接，以防止在用在這一 時刻還是液態(tài)的絕緣材料例如硅橡膠澆灌殼體時這些硅橡膠流出。此 外殼體借助于金屬鉚接連接與基片載體連接。這些鉚接連接做成帶一 穿通的孔的空心體，以便同樣能夠借助于螺釘連接將功率半導(dǎo)體模塊 固定在冷卻構(gòu)件上。按照現(xiàn)有技術(shù)這些鉚接連接裝置做成黃銅鉚釘， 因為它們由于黃銅的鉛成分使它們可以一定程度地變形，從而才能夠 鉚接連接。
在基片載體本身上與它絕緣地設(shè)置功率半導(dǎo)體模塊的電路裝置。 在這方面已知帶有功率晶體管，功率二極管和/或功率晶閘管的不同電 路裝置。電路裝置借助于絕緣基片例如DCB (直接銅鍵合)基片與基 片載體絕緣。
此外現(xiàn)有技術(shù)配設(shè)不同配置的用于負(fù)載接線和輔助接線的接線元 件。這里已知這些接線元件與基片或電路裝置的功率半導(dǎo)體構(gòu)件的不同連連接工藝。其中特別優(yōu)選是釬焊連接、壓力接觸連接和/或壓力燒 結(jié)連接。為了外部連接，負(fù)載接線元件最好具有用于螺釘連接的連接 裝置。它們常常做成松動地埋在殼體內(nèi)的帶內(nèi)螺紋的螺母和設(shè)置在它 們上面的帶與內(nèi)螺紋同心的穿通的孔的接線元件段。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，介紹一種帶有與冷卻構(gòu)件和/或外部電流導(dǎo) 線的連接裝置的功率半導(dǎo)體模塊，它們做成不含鉛的，此外可采用經(jīng) 濟和可自動化的制造方法。
按照本發(fā)明這個目的通過具有權(quán)利要求1特征的主題實現(xiàn)。在從 屬權(quán)利要求中介紹優(yōu)選的實施形式。
本發(fā)明的引出點是構(gòu)成一種功率半導(dǎo)體模塊，該功率半導(dǎo)體模塊 具有一殼體，至少一個尤其是設(shè)置在殼體的凹部內(nèi)的且被殼體從側(cè)面 尤其是從各個面包圍的基片載體。在這個基片載體構(gòu)成一功率電子電 路裝置，用于負(fù)載接線和輔助接線的導(dǎo)電接線元件從該電路裝置引出。 因此基片載體構(gòu)成功率半導(dǎo)體模塊的朝向冷卻構(gòu)件的外側(cè)或外側(cè)的一 部分。
按照本發(fā)明這里殼體具有第一連接裝置和/或第二連接裝置。這些 第一連接裝置和/或第二連接裝置分別做成基本上空心圓柱形的金屬 壓鑄成型件，尤其是鋁或鋅壓鑄件。
第一連接裝置用來安裝功率半導(dǎo)體模塊并與一外部冷卻構(gòu)件連 接。為此功率半導(dǎo)體模塊的殼體具有孔，在它里面可分別安裝與冷卻 構(gòu)件的螺釘連接裝置。這是一種機械連接。因為按現(xiàn)有技術(shù)殼體由塑 料組成，有利的是，這些孔通過一金屬成形體加強。第一連接裝置做 成這種加強的金屬成形體。這里第一連接裝置的壓鑄成型件最好具有 一用于穿過螺釘?shù)墓饣瑑?nèi)表面，其中壓鑄成型件這樣設(shè)置在殼體內(nèi)， 使得螺釘?shù)挚吭诘谝粔鸿T成型件的第一平面上，第二面抵靠在冷卻構(gòu) 件上或離它很小的距離。
第二連接裝置用于模塊內(nèi)部接線元件與外部電流導(dǎo)線的導(dǎo)電連 接。電接線元件從基片載體上電路裝置延伸到第二連接裝置，接線元
件最好做成平面的，帶狀的用沖壓折彎工藝制造的金屬成形體。
這里第二連接裝置的壓鑄成型件最好設(shè)置在功率半導(dǎo)體模塊的蓋 子內(nèi)，并具有一內(nèi)螺紋。因此按現(xiàn)有技術(shù)設(shè)置在功率半導(dǎo)體模塊殼體 為此設(shè)置的凹部內(nèi)的螺釘螺母可以在功能相同的情況下被取代。分別 配設(shè)于第二連接裝置的負(fù)載接線元件這樣設(shè)置在功率半導(dǎo)體模塊內(nèi)， 使這個負(fù)載接線元件的具有一尤其是長孔形的穿通的孔的段與第二連 接裝置的壓鑄成型件的內(nèi)螺紋對齊。因此在采用功率半導(dǎo)體模塊時可 以方便地建立從負(fù)載接線元件到外部電流導(dǎo)線的螺釘連接。
按本發(fā)明的第一和/或第二壓鑄成型件用注塑工藝與殼體連接。對 此如果相應(yīng)的壓鑄成型件在其外圓柱上具有凸起，是有利的。由此改 善與殼體塑料的連接。其次對于第一壓鑄成型件優(yōu)先將這個凸起做成 繞壓鑄成型件的垂直軸線的旋轉(zhuǎn)對稱形。有利的是，對于第二壓鑄成 型件，這個凸起做成凸鼻形，以防止它在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
此外如果基片載體的功能通過基片本身代替，則特別有利。這時 基片構(gòu)成功率半導(dǎo)體模塊的邊界并且其本身具有用于鉚接所需要的 孔。


在實施例的相應(yīng)說明中描述這種半導(dǎo)體構(gòu)件特別優(yōu)選的改進結(jié)
構(gòu)。此外借助于實施例和圖l和2詳細說明本發(fā)明的方案。 圖1以三維視圖示出一本發(fā)明的功率半導(dǎo)體模塊。 圖2以縱剖視示出按圖1的功率半導(dǎo)體模塊的一個局部。
具體實施例方式
圖1以三維視圖表示一本發(fā)明的功率半導(dǎo)體模塊。這里功率半導(dǎo) 體模塊1包括一由高達大約150'C溫度穩(wěn)定的塑料制成的兩件式塑料 殼體IO、 一基體100和一蓋子102，其中它們有利地借助于卡扣-鎖定 連接相互布置和相互連接?；wIOO具有兩個用于與一未畫出的冷卻 構(gòu)件進行螺釘連接的孔16。這些孔16具有做成壓鑄成型件70的第一 連接裝置，它們與殼體10的基體100用注塑工藝連接。這些壓鑄成型 件70由鋁或鋅壓鑄件組成，并且在金屬內(nèi)沒有鉛成分。
其次示出了功率半導(dǎo)體模塊1的負(fù)載接線元件60和輔助接線元件 62。這里輔助接線元件62做成帶有插塞連接裝置，而負(fù)載接線元件 60做成帶有螺釘連接裝置。負(fù)載接線元件60連接在功率半導(dǎo)體模塊1 內(nèi)部的功率電子電路裝置和第二連接裝置72。為此負(fù)載接線元件60 做成平面的金屬成形體，其中它們在配設(shè)的連接裝置72的一段內(nèi)具有 一長孔形的穿通的孔602，用于穿過螺釘和因此用于外部電流導(dǎo)線與 負(fù)載接線元件60借助于第二連接裝置72的螺釘連接。在此第二連接 裝置做成在其內(nèi)圓柱面720上帶內(nèi)螺紋的壓鑄成型件，并用注塑工藝 與功率半導(dǎo)體模塊1殼體10的蓋子102連接。
圖2以縱剖視表示按圖1的功率半導(dǎo)體模塊1的一個局部。這里 示出了功率半導(dǎo)體模塊1的殼體10以及一被它包圍的并借助于鉚釘連 接裝置20, 42連接的基片載體40。它在其第一內(nèi)主表面44上具有絕 緣設(shè)置的功率電子電路裝置50。未畫出的輔助接線元件和負(fù)載接線元 件從電路裝置引出并且到達功率半導(dǎo)體模塊1的平行表面?；d體 40的外主表面46構(gòu)成與冷卻構(gòu)件的接觸面。
基本上做成空心圓柱形的第一連接裝置70注塑到殼體10的基體 100內(nèi)。為了與該基體100持久的連接，此壓鑄成型件在其外圓柱面 702上具有凸起704，它們做得繞壓鑄成型件70的垂直軸線旋轉(zhuǎn)對稱。 第一連接裝置的壓鑄成型件70在其內(nèi)圓柱面700上具有光滑表面。
同樣基本上做成空心圓柱形的第二連接裝置72注塑到殼體10的 蓋子102內(nèi)。為了與這個蓋子102持久的連接，壓鑄成型件72在其外 圓柱面722上具有凸起724，它們尤其是做成繞壓鑄成型件70的垂直 軸線設(shè)置的凸鼻。第二連接裝置的壓鑄成型件72在其內(nèi)圓柱面720 上具有一內(nèi)螺紋。
此外還示出一負(fù)載接線元件60，它在與第二連接裝置72相鄰的 一段600內(nèi)具有一尤其是長孔形的穿通的孔602，它與第二連接裝置 的配設(shè)的壓鑄成型件72的內(nèi)圓柱面720這樣同心地設(shè)置，使得實現(xiàn)外 部電流導(dǎo)線與連接裝置和設(shè)置在它們之間的電流導(dǎo)線接觸元件進行螺 釘連接。
權(quán)利要求
1.功率半導(dǎo)體模塊(1)，包括一種帶有第一連接裝置(70)的殼體(10)，用來安裝在一外部冷卻構(gòu)件上；至少一個基片載體(40)，該基片載體具有在它上面構(gòu)成的功率電子電路裝置(50)；以及從所述電路裝置引出到第二連接裝置(72)的電接線元件(60)，用于與外部電流導(dǎo)線連接，其中第一連接裝置(70)和/或第二連接裝置(72)做成基本上空心圓柱形的金屬壓鑄成型件，它們和殼體(10)用注塑工藝連接。
2. 按權(quán)利要求1的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于， 其中基片載體(40)設(shè)置在殼體(10)的一凹部(12)內(nèi)并被殼體(10)側(cè)面包圍。
3. 按權(quán)利要求l的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于， 其中至少一個接線元件(60 )是用沖壓-折彎工藝制成的金屬成形體。
4. 按權(quán)利要求l的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于， 其中相應(yīng)的壓鑄成型件(70， 72)由鋁或鋅壓鑄件制成。
5. 按權(quán)利要求l的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于， 其中相應(yīng)的壓鑄成型件(70， 72)在其外圓柱面(702， 722)上具有凸起(704， 724)，它們適合于和殼體(10)的塑料用注塑工藝連 接。
6. 按權(quán)利要求5的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于， 其中這些凸起(704)做成繞壓鑄成型件(70)的外圓柱面(700)的垂直軸線旋轉(zhuǎn)對稱。
7. 按權(quán)利要求5的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于， 其中這些凸起(724)做成繞壓鑄成型件(72)的外圓柱面(722)的垂直軸線的各單獨的凸鼻。
8. 按權(quán)利要求l的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于， 其中第一連接裝置的壓鑄成型件(70)在其內(nèi)圓柱面(700)上具有一光滑的表面。
9. 按權(quán)利要求l的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于，其中第二連接裝置的壓鑄成型件在其內(nèi)圓柱面(720 )上具有內(nèi)螺紋。
10. 按權(quán)利要求8的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于， 其中至少一個負(fù)載接線元件(60)在一段(600)內(nèi)具有一穿通的孔(602)，并且該穿通的孔與第二連接裝置(72)的配設(shè)的壓鑄成型 件(72)的內(nèi)圓柱面(720)同心地設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明介紹一種功率半導(dǎo)體模塊，包括一帶用來安裝在一外部冷卻構(gòu)件上的第一連接裝置的殼體、至少一個帶有在它上面構(gòu)成的功率電子電路裝置的基片載體和從電路裝置引出到第二連接裝置的導(dǎo)電接線元件，用于與外部電流導(dǎo)線連接，其中第一和/或第二連接裝置做成基本上空心圓柱形的金屬壓鑄成型件，它們與殼體用注塑工藝連接。
文檔編號H01L23/48GK101355060SQ200810130069
公開日2009年1月28日 申請日期2008年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月26日
發(fā)明者C·克羅內(nèi)德爾 申請人:塞米克朗電子有限及兩合公司