專利名稱：功率半導體模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述的功率半導體模塊。
背景技術(shù)：
這種功率半導體模塊由DE 102006006425B4公知。在所公知的功率半導體模塊 中，具有第一接觸面和第二接觸面的基底以其遠離接觸面的底側(cè)支承在冷卻體上。在對置 的上側(cè)上安裝有與接觸面導電連接的功率半導體。接觸面例如用于與電源連接。為此目的， 可以設(shè)置有由板材制造而成的負載連接件，從這些負載連接件延伸出觸腳。為了產(chǎn)生電接 觸，負載連接件以其觸腳支承在接觸面上。為了使如此產(chǎn)生的接觸對振動、碰撞和類似情況 不敏感，將壓力施加到負載連接件上，該壓力迫使其觸腳抵著接觸面。為此目的，可以借助 于至少一個彈簧件，借助于壓縮的彈性層、壓力彈簧或者類似物迫使負載連接件抵著接觸 面。在這種功率半導體模塊中，偶爾在負載連接件的上面安裝有其他結(jié)構(gòu)元件和/或 設(shè)有電路的印制電路板。結(jié)構(gòu)元件可以例如是電解電容器，而電路可以是用于控制功率半 導體模塊的控制電路。如果在負載連接件的上面安裝有結(jié)構(gòu)元件和/或設(shè)有電路的印制電 路板，那么為了保護這種部件通常設(shè)置有與冷卻體牢固地連接的殼體半殼套，抵著該殼體 半殼套地支承著彈簧件。因此，彈簧件布置在結(jié)構(gòu)元件的旁邊。在印制電路板內(nèi)例如可以設(shè) 置有用于穿過彈簧件的穿孔。彈簧件與結(jié)構(gòu)元件之間的并置要求相對高的空間需求。在印 制電路板內(nèi)設(shè)置穿孔開支大，此外還造成該印制電路板變大并因此造成更高的空間需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，消除現(xiàn)有技術(shù)的缺點。特別是應該指出一種可以簡單和成本 低廉地制造的、盡可能緊湊的功率半導體模塊。該目的通過權(quán)利要求1的特征得以實現(xiàn)。本發(fā)明的依據(jù)目的的構(gòu)成方案由權(quán)利要 求2至11的特征得知。依據(jù)本發(fā)明，接觸件與接觸面之間的壓力接觸通過至少一個布置在彈簧件與負載 連接件之一之間的電結(jié)構(gòu)元件來施加。與現(xiàn)有技術(shù)不同，依據(jù)本發(fā)明提出壓力接觸現(xiàn)在通 過支承在負載連接件上的電結(jié)構(gòu)元件而產(chǎn)生。為此目的，彈簧件將壓力施加到該結(jié)構(gòu)元件 上，該壓力從那里傳遞到負載連接件上。通過將彈簧件現(xiàn)在布置在該結(jié)構(gòu)元件的上面，總體 上可以實現(xiàn)更加緊湊的結(jié)構(gòu)方式。在本發(fā)明的意義中，概念“彈簧件”一般是指彈性元件，該彈性元件在壓縮時施加 彈性復位力。彈簧件可以是螺旋彈簧、柔韌的彈簧舌形件、可彈性壓縮的材料或類似物，該 可彈性壓縮的材料例如可以由橡膠、彈性聚合物、彈性泡沫塑料或者類似物制造而成。概念 “電結(jié)構(gòu)元件”是指為功率半導體模塊的電路組成部分的結(jié)構(gòu)元件。電結(jié)構(gòu)元件基本上剛性 地構(gòu)成，從而因此將通過彈簧件施加的力傳遞到負載連接件上。電結(jié)構(gòu)元件特別是指電容器，優(yōu)選是電解電容器。電解電容器通常體積相對大地構(gòu)成。在具有電解電容器的功率半導體模塊中，在使用所提出的本發(fā)明的情況下可以實現(xiàn) 特別緊湊的結(jié)構(gòu)方式。按照本發(fā)明的另一種構(gòu)造方案，容納電容器的上部殼體件與相對應于該上部殼體 件的、容納基底的或者通過基底形成的下部殼體件連接。上部殼體件和/或下部殼體件例 如可以由注塑而成的塑料制造。在下部殼體件內(nèi)可以容納冷卻體，基底支承在該冷卻體上。 但下部殼體件本身也可以由冷卻體形成。在這種情況下，下部殼體件例如由鋁制造。具有優(yōu)點的是，上部殼體件具有圓柱體形的凹隙，用于基本上形狀配合地容納電 容器。安裝時，電容器可以插入到圓柱體形的凹隙內(nèi)。該電容器以可滑移的方式保持在圓 柱體形的凹隙內(nèi)。彈簧件可以設(shè)置在凹隙的蓋與容納在凹隙內(nèi)的電容器之間。以依據(jù)目的的方式， 彈簧件由持久彈性的泡沫塑料件制造而成或者以彈簧舌形件的方式形成。以依據(jù)目的的方 式，彈簧件在凹隙的蓋上成型。該彈簧件例如由在蓋上成型的彈簧舌形件形成。按照本發(fā)明的另一種構(gòu)造方案，從電容器延伸出來的第一接頭與第一接觸件之一 連接，并且從電容器延伸出來的第二接頭與第二接觸件之一連接。也就是說，電容器因此直 接與負載連接件連接。第二負載連接件具有至少一個穿孔，第一接觸件之一和/或第一接頭穿過該穿 孔。因此可以進一步減少功率半導體模塊的結(jié)構(gòu)大小。接頭可以與接觸件釬焊或者熔焊。但該接頭也能夠以夾緊的方式保持在接觸面與 接觸件之間。這一點簡化了功率半導體模塊的制造。用于保持接頭的夾緊力依據(jù)目的地通 過彈簧件產(chǎn)生，該夾緊力迫使接觸件抵著接觸面。


下面借助附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。其中圖1示出功率半導體模塊的俯視圖，圖2示出圖1的第一透視剖視圖，以及圖3示出圖1的第二透視剖視圖。
具體實施例方式在附圖中，采用附圖標記1來標注第一負載連接件并且采用附圖標記2來標注第 二負載連接件。第一負載連接件1和第二負載連接件2各自由板狀金屬體形成，該金屬體 具有從其延伸出來的第一觸腳3和第二觸腳4。第一負載連接件1和第二負載連接件2在 中間連接有電絕緣層5的情況下互相堆疊。第二負載連接件2和電絕緣層5各自具有穿孔 6，第一觸腳3從該穿孔穿過。采用附圖標記7來標注例如以DCB (陶瓷覆銅板)技術(shù)制造的基底，在該基底上容 納有功率半導體8。功率半導體8通過焊線9與第一接觸面10和第二接觸面11連接。第 一接觸面10和/或第二接觸面11也可以由多條并排設(shè)置的、放置在基底7上的焊線9形 成。第一觸腳3與第一接觸面10電接觸；第二觸腳4與第二接觸面11電接觸。采用附圖標記12來標注電解電容器，該電解電容器的第一接頭13各自與第一觸 腳3電連接，而該電解電容器的第二接頭14各自與第二觸腳4電連接。所述連接在此方面可以例如借助釬焊或者熔焊來實現(xiàn)。也可以設(shè)想的是，第一接頭13和/或第二接頭14環(huán) 繞觸腳3、4的下邊緣引導并且以夾緊的方式保持在觸腳3、4與接觸面10、11之間。為此目 的，在觸腳3、4下邊緣的區(qū)域內(nèi)可以設(shè)置用于放入接頭13、14的凹隙(這里未示出)。正如特別是從圖3所看到的那樣，基底7容納在下部殼體件15內(nèi)。采用附圖標記 16來標注上部殼體件，該上部殼體件針對每個電解電容器12具有圓柱體形的凹隙17。電 解電容器12以可滑移的方式插入到圓柱體形凹隙17內(nèi)。蓋18封閉每個圓柱體形凹隙17。 在蓋18與電解電容器12之間放入在這里以可彈性壓縮的泡沫塑料件19的形式構(gòu)成的彈 簧件。泡沫塑料件19以依據(jù)目的的方式以圓盤的方式實施。為了安裝功率半導體模塊，首先將電絕緣層5并且隨后將第二負載連接件2以如 下方式堆疊在第一負載連接件1上，即，使第一觸腳3穿過設(shè)置在電絕緣層5和第二負載連 接件中的穿孔6。然后，將電解電容器12的第一接頭13與第一負載連接件1的第一觸腳3 例如借助釬焊或者摩擦焊連接。隨后，將第二接頭14，例如又通過釬焊或者摩擦焊，與第二 觸腳4連接。然后，將電解電容器12插入到圓柱體形凹隙17內(nèi)。最后，將上部殼體件16借 助穿過螺紋孔20導入的螺紋緊固件(這里未示出)與下部殼體連接。在此方面，泡沫塑料 件19受到壓縮并且迫使電解電容器12抵著負載連接件1、2，從而迫使觸腳3、4又抵著相應 的接觸面10、11。因此，在觸腳3、4與接觸面10、11之間可以產(chǎn)生更安全和更可靠的接觸。 安裝很簡單。通過將用于在觸腳3、4與接觸面10、11之間產(chǎn)生壓力接觸的壓力經(jīng)由電解電 容器12施加到負載連接件1、2上，可以實現(xiàn)功率半導體模塊的特別緊湊的結(jié)構(gòu)。附圖標記列表
1第一負載連接
2第二負載連接
3第一觸腳
4第二觸腳
5絕緣層
6穿孔
7基底
8功率半導體
9焊線
10第一接觸面
11第二接觸面
12電解電容器
13第一接頭
14第二接頭
15下部的殼體件
16上部的殼體件
17圓柱體凹隙
18至 ΓΤΠ
19泡沫塑料件
20螺紋孔
權(quán)利要求
1.功率半導體模塊，在所述功率半導體模塊中，設(shè)有至少一個功率半導體(8)的基底 (7)具有第一接觸面(10)和第二接觸面(11)，其中，第一負載連接件(1)以所述第一負載連接件上面所設(shè)置的第一接觸件(3)支承 在所述第一接觸面(10)上，并且第二負載連接件(2)以所述第二負載連接件上面所設(shè)置的 第二接觸件(4)支承在所述第二接觸面(11)上，以及其中，設(shè)置有至少一個彈簧件(19)，用于在所述接觸件(3、4)與所述接觸面(10、 11)之間產(chǎn)生壓力接觸， 其特征在于，所述接觸件(3、4)與所述接觸面(10、11)之間的所述壓力接觸通過至少一個布置在所 述彈簧件(19)與所述負載連接件(1、2)之一之間的電結(jié)構(gòu)元件(12)來施加。
2.按權(quán)利要求1所述的功率半導體模塊，其中，所述電結(jié)構(gòu)元件(12)是電容器，優(yōu)選是 電解電容器。
3.按前述權(quán)利要求之一所述的功率半導體模塊，其中，容納所述電容器的上部殼體件(16)與相對應于所述上部殼體件的、容納所述基底(7)的或者通過所述基底(7)形成的下 部殼體件(15)連接。
4.按前述權(quán)利要求之一所述的功率半導體模塊，其中，所述上部殼體件(16)具有至少 一個圓柱體形的凹隙，用于基本上形狀配合地容納所述電容器。
5.按前述權(quán)利要求之一所述的功率半導體模塊，其中，所述彈簧件(19)設(shè)置在所述凹 隙(17)的蓋(18)與容納在所述凹隙(17)內(nèi)的所述電容器之間。
6.按前述權(quán)利要求之一所述的功率半導體模塊，其中，所述彈簧件(19)由持久彈性的 泡沫塑料件制造而成或者以彈簧舌形件的方式形成。
7.按前述權(quán)利要求之一所述的功率半導體模塊，其中，所述彈簧件(19)在所述凹隙(17)的蓋(18)上成型。
8.按前述權(quán)利要求之一所述的功率半導體模塊，其中，從所述電容器延伸出來的第一 接頭(13)與所述第一接觸件(3)之一連接，并且從所述電容器延伸出來的第二接頭(14) 與所述第二接觸件(4)之一連接。
9.按前述權(quán)利要求之一所述的功率半導體模塊，其中，所述第二負載連接件(2)具有 至少一個穿孔(6)，所述第一接觸件(3)之一和/或第一接頭(13)穿過所述穿孔。
10.按前述權(quán)利要求之一所述的功率半導體模塊，其中，所述接頭(13、14)與所述接觸 件(3、4)釬焊或者熔焊。
11.按前述權(quán)利要求之一所述的功率半導體模塊，其中，所述接頭(13、14)以夾緊的方 式保持在所述接觸面(10、11)與所述接觸件(3、4)之間。
全文摘要
一種功率半導體模塊，在該功率半導體模塊中，設(shè)有至少一個功率半導體(8)的基底(7)具有第一接觸面(10)和第二接觸面(11)，第一負載連接件(1)以其上面所設(shè)置的第一接觸件(3)支承在第一接觸面(10)上，第二負載連接件(2)以其上面所設(shè)置的第二接觸件(4)支承在第二接觸面(11)上，設(shè)置有至少一個彈簧件(19)用于在接觸件(3、4)與接觸面(10、11)之間產(chǎn)生壓力接觸。為了降低結(jié)構(gòu)大小，接觸件(3、4)與接觸面(10、11)之間的壓力接觸通過至少一個布置在彈簧件(19)與負載連接件(1、2)之一之間的電結(jié)構(gòu)元件(12)來施加。本發(fā)明指出一種可以簡單和成本低廉地制造的、盡可能緊湊的功率半導體模塊。
文檔編號H01L25/00GK102097391SQ20101053789
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者托馬斯·弗蘭克 申請人:賽米控電子股份有限公司