功率半導(dǎo)體器件以及用于制造功率半導(dǎo)體器件的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種功率半導(dǎo)體器件，其具有功率半導(dǎo)體模塊和冷卻體，其中功率半導(dǎo)體模塊具有冷卻板，其中冷卻體具有開口，所述開口由冷卻體的環(huán)繞該開口的橫向第一表面限定，其中冷卻板設(shè)置在開口中，其中冷卻板的環(huán)繞該冷卻板的橫向第一表面和冷卻體的第一表面與冷卻板的朝向功率半導(dǎo)體組件的主表面之間的各個(gè)角分別小于90°，其中冷卻板的第一表面和冷卻體的第一表面環(huán)繞地沿著冷卻板的第一表面且環(huán)繞地沿著冷卻體的第一表面彼此壓緊設(shè)置。此外本發(fā)明涉及一種用于制造相關(guān)功率半導(dǎo)體器件的方法。本發(fā)明提出一種功率半導(dǎo)體器件，具有從功率半導(dǎo)體組件到功率半導(dǎo)體器件的由液體流過的冷卻體的良好導(dǎo)熱且其中冷卻體長期可靠地密封。
【專利說明】功率半導(dǎo)體器件以及用于制造功率半導(dǎo)體器件的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種功率半導(dǎo)體器件。本發(fā)明還涉及一種用于制造功率半導(dǎo)體器件的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在從現(xiàn)有技術(shù)中已知的功率半導(dǎo)體器件中，通常在基底上設(shè)置功率半導(dǎo)體組件，例如功率半導(dǎo)體開關(guān)和二極管，且這些功率半導(dǎo)體組件借助于基底的導(dǎo)電層以及焊線和/或薄膜復(fù)合物彼此導(dǎo)電連接。功率半導(dǎo)體開關(guān)在此通常為晶體管的形式，例如為IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)或MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。
[0003]設(shè)置在基底上的功率半導(dǎo)體組件通常電連接到一個(gè)或多個(gè)所謂的半橋電路，其用于電壓和電流的整流和換流。
[0004]在功率半導(dǎo)體器件的工作中在功率半導(dǎo)體組件上產(chǎn)生電損耗，其會(huì)使功率半導(dǎo)體組件升溫。為了冷卻功率半導(dǎo)體組件，通用技術(shù)的功率半導(dǎo)體器件經(jīng)常具有由冷卻液流過的冷卻體，其導(dǎo)熱地耦合到功率半導(dǎo)體組件。
[0005]從DE 102010043446B3中已知，由冷卻液流過的冷卻體設(shè)置有開口且在開口中設(shè)置有功率半導(dǎo)體模塊的冷卻板，該功率半導(dǎo)體模塊包括功率半導(dǎo)體組件。由此獲得從功率半導(dǎo)體組件到冷卻液的良好導(dǎo)熱。在此不利的是，冷卻板必須長期且可靠地相對(duì)于冷卻體密封，以可靠地在通常設(shè)置得較長的功率半導(dǎo)體器件的使用期限中阻止冷卻液流出。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的任務(wù)是提供一種功率半導(dǎo)體器件，其具有從功率半導(dǎo)體組件到功率半導(dǎo)體器件的由液體流過的冷卻體的良好導(dǎo)熱且其中冷卻體長期可靠地密封。
[0007]通過具有功率半導(dǎo)體模塊和由液體流過的冷卻體的功率半導(dǎo)體器件來解決該任務(wù)，其中該半導(dǎo)體模塊具有設(shè)置在導(dǎo)電的導(dǎo)體電路上的功率半導(dǎo)體組件，其中該功率半導(dǎo)體模塊具有不導(dǎo)電的絕緣層和冷卻板，其中該絕緣層設(shè)置在導(dǎo)體電路和冷卻板之間，其中該冷卻體具有開口，所述開口由冷卻體的環(huán)繞該開口的橫向第一表面限定，其中冷卻板設(shè)置在開口中，其中冷卻板的環(huán)繞該冷卻板的橫向第一表面與冷卻板的朝向功率半導(dǎo)體組件的主表面之間具有小于90°的角，且冷卻體的第一表面與冷卻板的朝向功率半導(dǎo)體組件的主表面之間具有小于90°的角，其中冷卻板的第一表面和冷卻體的第一表面環(huán)繞地沿著冷卻板的第一表面且環(huán)繞地沿著冷卻體的第一表面彼此壓緊設(shè)置。
[0008]此外通過用于制造功率半導(dǎo)體器件的方法來解決該任務(wù)，該方法具有以下步驟:
[0009]a)提供功率半導(dǎo)體模塊，其具有設(shè)置在導(dǎo)電的導(dǎo)體電路上的功率半導(dǎo)體組件，其中功率半導(dǎo)體模塊具有不導(dǎo)電的絕緣層和冷卻板，其中絕緣層設(shè)置在導(dǎo)體電路和冷卻板之間，其中冷卻板的環(huán)繞該冷卻板的橫向第一表面與冷卻板的朝向功率半導(dǎo)體組件的主表面之間具有小于90°的角，且提供由液體流過的冷卻體，所述冷卻體具有開口，所述開口由冷卻體的環(huán)繞該開口的橫向第一表面限定，
[0010]b)在冷卻體的開口上設(shè)置冷卻板，
[0011]c)將冷卻板壓入冷卻體的開口中，其中在壓入之后，冷卻板的第一表面和冷卻體的第一表面環(huán)繞地沿著冷卻板的第一表面且環(huán)繞地沿著冷卻體的第一表面彼此壓緊設(shè)置，其中冷卻體的第一表面與冷卻板的朝向功率半導(dǎo)體組件的主表面之間具有小于90°的角。
[0012]從從屬權(quán)利要求中得出本發(fā)明的有利改進(jìn)方案。
[0013]類似于功率半導(dǎo)體器件的有利改進(jìn)方案得出該方法的有利改進(jìn)方案，且反之亦然。
[0014]證實(shí)為有利的是，冷卻板的環(huán)繞該冷卻板的橫向第一表面與冷卻板的朝向功率半導(dǎo)體組件的主表面之間具有89.5°至85°的角，因?yàn)樵谶@個(gè)角度范圍內(nèi)會(huì)產(chǎn)生冷卻板的第一表面和冷卻體的第一表面的特別良好的彼此壓緊。
[0015]此外證實(shí)為有利的是，冷卻體的第一表面與冷卻板的朝向功率半導(dǎo)體組件的主表面之間的角等于冷卻板的第一表面與冷卻板的朝向功率半導(dǎo)體組件的主表面之間的角，因?yàn)槿缓罄鋮s體的第一表面和冷卻板的第一表面在較大環(huán)繞的表面區(qū)域中彼此壓緊地設(shè)置。
[0016]此外證實(shí)為有利的是，冷卻體具有開口，所述開口由冷卻體的環(huán)繞該開口的橫向第一表面且由冷卻體的環(huán)繞該開口的橫向第二表面限定，其中冷卻體的第二表面構(gòu)成圍繞開口的第一槽的內(nèi)表面，其中冷卻板的邊緣區(qū)域具有圍繞冷卻板的凸起，該凸起設(shè)置在第一槽中。由此實(shí)現(xiàn)了冷卻板相對(duì)于冷卻體的特別可靠的長期的密封。
[0017]此外證實(shí)為有利的是，所述開口由冷卻體的環(huán)繞該開口的橫向第一表面且由冷卻體的環(huán)繞該開口的橫向第二表面限定，其中冷卻體的第二表面構(gòu)成圍繞開口的第一槽的內(nèi)表面，還進(jìn)一步具有以下方法步驟:
[0018]d)使冷卻板的橫向邊緣區(qū)域這樣變形，使該邊緣區(qū)域具有圍繞該冷卻板的凸起，所述凸起在該冷卻板的橫向邊緣區(qū)域變形之后設(shè)置在第一槽中。該凸起引起冷卻板相對(duì)于冷卻體的附加的液密密封且通過凸起與第一槽形狀配合的連接來阻止冷卻板從開口中運(yùn)動(dòng)移出。
[0019]此外證實(shí)為有利的是，在冷卻板壓入冷卻體的開口時(shí)實(shí)施:在冷卻板的朝向功率半導(dǎo)體組件的主平面中切割出與冷卻板的第一表面間隔的環(huán)繞的第二槽。借此獲得功率半導(dǎo)體器件的經(jīng)濟(jì)的制造，其中第二槽便于冷卻板的橫向邊緣區(qū)域的變形。
[0020]此外證實(shí)為有利的是，在方法步驟a)中，冷卻板的朝向功率半導(dǎo)體組件的主表面具有與冷卻板的第一表面間隔的環(huán)繞的第二槽。第二槽便于冷卻板的橫向邊緣區(qū)域的變形。
[0021]此外證實(shí)為有利的是，借助于具有壓入模具和變形模具的工具來實(shí)施該方法，其中借助于壓入模具來使冷卻板壓入冷卻體的開口中，以及借助于變形模具來實(shí)施冷卻板的橫向邊緣區(qū)域的變形，其中變形模具設(shè)置為橫向圍繞壓入模具且相對(duì)于壓入模具可運(yùn)動(dòng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]在附圖中示出且以下進(jìn)一步描述本發(fā)明的實(shí)施例。其中示出了:
[0023]圖1示出了用于制造根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體器件的第一方法步驟；
[0024]圖2示出了功率半導(dǎo)體模塊的截面圖；
[0025]圖3示出了用于制造根據(jù)本發(fā)明功率半導(dǎo)體器件的其他方法步驟；
[0026]圖4示出了用于制造根據(jù)本發(fā)明功率半導(dǎo)體器件的其他方法步驟的詳細(xì)視圖；
[0027]圖5示出了用于制造根據(jù)本發(fā)明功率半導(dǎo)體器件的其他方法步驟的詳細(xì)視圖；
[0028]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明功率半導(dǎo)體器件的截面圖；
[0029]圖7示出了圖6的詳細(xì)視圖；
[0030]圖8示出了其他根據(jù)本發(fā)明功率半導(dǎo)體器件的截面圖；
[0031]圖9示出了其他根據(jù)本發(fā)明功率半導(dǎo)體器件的截面圖；以及
[0032]圖10示出了其他根據(jù)本發(fā)明功率半導(dǎo)體器件的截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]在圖1中示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體器件I (見圖6)的第一方法步驟。在圖2中示出功率半導(dǎo)體模塊3的截面圖，其中在圖2中為了理解本發(fā)明僅示出功率半導(dǎo)體模塊3的主要元件。應(yīng)當(dāng)指出，在圖2、圖3、圖6和圖8至圖10中為清楚起見未用陰影示出剖切的元件。
[0034]在用于制造根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體器件I的第一方法步驟中，提供功率半導(dǎo)體模塊3，其包括設(shè)置在導(dǎo)電的導(dǎo)體電路13上的功率半導(dǎo)體組件9，其中該功率半導(dǎo)體模塊3包括不導(dǎo)電的絕緣層6和冷卻板5。絕緣層6設(shè)置在導(dǎo)體電路9和冷卻板5之間。冷卻板5的環(huán)繞該冷卻板5的橫向第一表面24與冷卻板的朝向功率半導(dǎo)體組件9的主表面30之間的角α小于90°。優(yōu)選地，冷卻板5的環(huán)繞該冷卻板的橫向第一表面24與冷卻板5的朝向功率半導(dǎo)體組件9的主表面30之間的角α為89.5°至85°。此外在第一方法步驟中，提供由液體流過的冷卻體2，其具有開口 25，該開口由冷卻體2的環(huán)繞該開口 25的橫向第一表面26來限定。
[0035]功率半導(dǎo)體模塊3具有設(shè)置在導(dǎo)電的導(dǎo)體電路13上的功率半導(dǎo)體組件9。導(dǎo)體電路13通過導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的第一導(dǎo)電層31形成。功率半導(dǎo)體組件9與導(dǎo)體電路13優(yōu)選通過焊層或燒結(jié)金屬層導(dǎo)電連接。各個(gè)功率半導(dǎo)體組件優(yōu)選以功率半導(dǎo)體開關(guān)或二極管的形式存在。功率半導(dǎo)體開關(guān)在此優(yōu)選以晶體管、例如IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)或MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的形式存在。各個(gè)功率半導(dǎo)體模塊3優(yōu)選具有第一直流負(fù)載電流連接元件DC+、第二直流負(fù)載電流連接元件DC-和交流負(fù)載連接元件AC,它們與第一導(dǎo)電層31優(yōu)選通過焊層或燒結(jié)金屬層導(dǎo)電連接。在實(shí)施例的范圍內(nèi)，各個(gè)功率半導(dǎo)體模塊3從在直流負(fù)載電流連接元件DC+和直流負(fù)載電流連接元件DC-之間供給的直流電壓中在交流負(fù)載連接AC上產(chǎn)生交流電壓。此外，各個(gè)功率半導(dǎo)體模塊3在實(shí)施例的范圍內(nèi)具有控制連接元件S，其與功率半導(dǎo)體模塊3的功率半導(dǎo)體開關(guān)的控制連接導(dǎo)電連接。
[0036]此外，各個(gè)功率半導(dǎo)體模塊3具有不導(dǎo)電的絕緣層6和冷卻板5，其中絕緣層6設(shè)置在導(dǎo)體電路13和冷卻板5之間。導(dǎo)體電路13與絕緣層6連接。在實(shí)施例的范圍內(nèi)，在絕緣層6和冷卻板5之間設(shè)置有導(dǎo)電的優(yōu)選非結(jié)構(gòu)化的第二導(dǎo)電層8，其與絕緣層6連接。絕緣層6優(yōu)選以陶瓷體的形式存在。第一導(dǎo)電層31和第二導(dǎo)電層8以及絕緣層6優(yōu)選一起通過直接鍵合銅基板(DCB-基板)構(gòu)成。
[0037]應(yīng)當(dāng)注意這一點(diǎn)，第一和第二導(dǎo)電層能夠由單個(gè)的層或也可以由多個(gè)疊加的層組成。因此第一和/或第二導(dǎo)電層例如具有銅層，其具有例如由貴金屬(例如銀)或貴金屬化合物組成的單個(gè)的或多個(gè)疊加的層，它們能夠例如用作增附劑涂層和/或保護(hù)層。
[0038]冷卻板5能夠在其朝向功率半導(dǎo)體組件9的一側(cè)上涂覆有單個(gè)或多個(gè)疊加的層，它們能夠例如用作增附劑涂層和/或保護(hù)層，和/或用于減小絕緣層6和冷卻板5之間的機(jī)械應(yīng)力，在溫度改變時(shí)由于絕緣層6和冷卻板5的不同膨脹系數(shù)會(huì)產(chǎn)生該機(jī)械應(yīng)力。在實(shí)施例的范圍內(nèi)，冷卻板5在其朝向絕緣層6的一側(cè)上涂覆有銅層12，其能夠例如再次涂覆有涂層，特別是貴金屬涂層(例如銀)。銅層12設(shè)置在冷卻板5和絕緣層6之間，特別是在冷卻板和第二導(dǎo)電層8之間。第二導(dǎo)電層8與冷卻板5優(yōu)選通過焊層或貴金屬層直接或間接(如果冷卻板在其朝向功率半導(dǎo)體組件的一側(cè)上涂覆有單個(gè)或多個(gè)疊加的層)連接。第二導(dǎo)電層8在實(shí)施例的范圍內(nèi)通過焊層或貴金屬層與銅層12連接。
[0039]為清楚起見，在圖2中未示出焊層或貴金屬層。此外應(yīng)注意，層的厚度和功率半導(dǎo)體組件的厚度未成比例地示出。
[0040]應(yīng)當(dāng)注意這一點(diǎn)，冷卻板能夠以絕緣金屬基板(MS)的鋁體的形式存在。
[0041]冷卻板5優(yōu)選在其朝向功率半導(dǎo)體組件9的一側(cè)B上具有冷卻鰭和/或冷卻銷19。
[0042]由液體(例如水)流過的冷卻體2在其朝向功率半導(dǎo)體組件9的冷卻體2的外側(cè)A上具有開口 25。功率半導(dǎo)體模塊3的冷卻板5在制成的功率半導(dǎo)體器件I (見圖6)中設(shè)置在開口 25中，其中各個(gè)冷卻板5的一部分能夠從開口 25中凸出。冷卻板5封閉開口 25。在冷卻板2的朝向功率半導(dǎo)體組件9的一側(cè)B上形成有空腔18。在實(shí)施例的范圍內(nèi)，液體流過冷卻體2，其中當(dāng)未通過冷卻板5封閉開口 25時(shí)，液體穿過冷卻體2的進(jìn)入開口(在圖1的立體圖中該進(jìn)入開口不可見)流入空腔18，穿過空腔18且通過離開開口 11且通過冷卻體2的開口 25從冷卻體2中流出。在實(shí)施例的范圍內(nèi)，液體流過冷卻體2，其中當(dāng)通過冷卻板5封閉開口 25時(shí)，液體穿過冷卻體2的進(jìn)入開口流入空腔18，穿過空腔18且通過冷卻體2的離開開口 11從冷卻體2中流出。各個(gè)冷卻板5的熱量傳遞到液體上且由液體帶走。
[0043]冷卻板5和/或冷卻體2優(yōu)選分別由鋁或鋁合金制成。
[0044]在另一個(gè)方法步驟中，如在圖3中所示，冷卻板5設(shè)置在冷卻體2的開口 25上。在實(shí)施例的范圍內(nèi)，借助于包括壓入模具51和變形模具52的工具50來將冷卻板5設(shè)置在冷卻體2的開口 25上。變形模具52橫向地環(huán)繞壓入模具51且相對(duì)于壓入模具51可移動(dòng)地設(shè)置。通過壓入模具51的開口 53(見圖1)產(chǎn)生負(fù)壓，其將冷卻板5吸在壓入模具51上且保持在壓入模具51上。
[0045]在另一個(gè)方法步驟中，如在圖4中所示，將冷卻板5壓入冷卻體2的開口 25中，其中在壓入之后，將冷卻板5的第一表面24和冷卻體2的第一表面26設(shè)置為環(huán)繞地沿著冷卻板5的第一表面24和冷卻體2的第一表面26彼此壓緊，其中冷卻體2的第一表面26與冷卻板5的朝向功率半導(dǎo)體組件9的主表面30之間的角度β小于90°。優(yōu)選地，冷卻體2的第一表面26與冷卻板5的朝向功率半導(dǎo)體組件9的主表面30之間的角度為β，其等于冷卻板5的第一表面24與冷卻板5的朝向功率半導(dǎo)體組件9的主表面30之間的角度α。當(dāng)冷卻板5壓入冷卻體2的開口 25時(shí)，冷卻板5這樣深地壓入開口 25中，直至冷卻板5的第一表面24和冷卻體2的第一表面26設(shè)置為環(huán)繞地沿著冷卻板5的第一表面24和環(huán)繞地沿著冷卻體2的第一表面26彼此壓緊(同樣見圖8和圖9)。冷卻板5的第一表面24和冷卻體2的第一表面26環(huán)繞地沿著冷卻板5的第一表面24且環(huán)繞地沿著冷卻體2的第一表面26具有彼此的觸點(diǎn)。冷卻板5設(shè)置為壓入開口 25中。優(yōu)選地，冷卻體2具有第三表面15，其平行于冷卻板5朝向功率半導(dǎo)體組件9的第二表面33延伸。冷卻體2的第三表面15能夠構(gòu)成用于冷卻板5的第二表面33的擋塊且限制冷卻板5能夠被壓入開口 25中的壓入深度。優(yōu)選地，冷卻板5這樣深地被壓入開口 25中，直到冷卻板5的第二表面33位于冷卻體2的第三表面15上。通過相應(yīng)地選擇冷卻體2的第三表面15設(shè)置在冷卻體2中的深度，壓緊力能夠使環(huán)繞地沿著冷卻板5的第一表面24且環(huán)繞地沿著冷卻體2的第一表面26彼此壓緊設(shè)置的冷卻板5的第一表面24和冷卻體2的第一表面26固定。在實(shí)施例中借助于壓入模具51實(shí)現(xiàn)冷卻板5在冷卻體2的開口 25中的壓入。通過使冷卻板5的第一表面24和冷卻體2的第一表面26環(huán)繞地沿著冷卻板5的第一表面24且環(huán)繞地沿著冷卻體2的第一表面26彼此壓緊設(shè)置，獲得冷卻體2的第一表面26相對(duì)于冷卻板5的第一表面24的長期可靠的液密密封(同樣見圖10)。冷卻體2從而這樣長期且可靠地密封。
[0046]在實(shí)施例的范圍內(nèi)，開口 25由環(huán)繞開口 25的冷卻體2的橫向第一表面26且由環(huán)繞開口 25的冷卻體2的橫向第二表面14限定，其中冷卻體2的第二表面14構(gòu)成環(huán)繞開口25的第一槽36的內(nèi)表面。
[0047]在實(shí)施例的范圍內(nèi)，在其他方法步驟中，如在圖5中所示，冷卻板5的橫向邊緣區(qū)域29這樣變形，使邊緣區(qū)域29具有環(huán)繞冷卻板5的凸起34，其在冷卻板5的橫向邊緣區(qū)域29變形之后設(shè)置在第一槽36中。凸起34使冷卻板5相對(duì)于冷卻體2額外地液密密封且通過凸起34與第一槽36形狀配合的連接阻止冷卻板5從開口 25中運(yùn)動(dòng)移出。在實(shí)施例中，借助于變形模具52來實(shí)現(xiàn)冷卻板2的橫向邊緣區(qū)域29的變形。變形模具52具有變形棱邊54(見圖4)，其在變形模具52運(yùn)動(dòng)到冷卻板5的邊緣區(qū)域29上時(shí)相應(yīng)地使冷卻板5的邊緣區(qū)域29變形。
[0048]在實(shí)施例的范圍內(nèi)，在第一方法步驟中提供的冷卻板5的朝向功率半導(dǎo)體組件9的主表面30 (見圖1和圖2)具有與冷卻板5的第一表面24間隔環(huán)繞的第二槽28。第二槽28簡(jiǎn)化了冷卻板5的橫向邊緣區(qū)域29的變形。優(yōu)選地，壓入模具51具有環(huán)繞棱邊32，其嚙合到第二槽28中(見圖3)。借此實(shí)現(xiàn)了冷卻板在冷卻體的開口上的非常精確的設(shè)置。
[0049]第二槽28不需要在該方法的開始就已經(jīng)存在?？商鎿Q地，在冷卻板5壓入冷卻體2的開口 25中時(shí)，才在冷卻板5的朝向功率半導(dǎo)體組件9的主平面30中切割出與冷卻板5的第一表面24間隔的環(huán)繞的第二槽28。在這種情況下，壓入模具51的環(huán)繞棱邊32以切入棱邊的形式存在。由此實(shí)現(xiàn)了功率半導(dǎo)體器件的經(jīng)濟(jì)的制造。
[0050]在圖8中示出其他的根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體器件I的截面圖，其與根據(jù)圖6和圖7的功率半導(dǎo)體器件I 一致，除了該特征:圖8的根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體器件I的冷卻體2不具有形成為用于冷卻板5的第二表面33的擋塊的第三表面15。
[0051]在圖9中示出其他的根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體器件I的截面圖，其與根據(jù)圖8的功率半導(dǎo)體器件I 一致，除了該特征:冷卻體2不具有第一槽36且冷卻板5的橫向邊緣區(qū)域29不變形。根據(jù)圖9，功率半導(dǎo)體器件I的冷卻板(這在圖9中未示出)能夠同樣具有第二槽28，其與嚙合到第二槽28中的壓入模具51的環(huán)繞棱邊32—起實(shí)現(xiàn)冷卻板在冷卻體開口上的精確設(shè)置。
[0052]在圖10中示出其他的根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體器件I的截面圖，其與根據(jù)圖6和圖7的功率半導(dǎo)體器件I 一致，除了該特征:冷卻體2不具有第一槽36且冷卻板5的橫向邊緣區(qū)域29不變形。根據(jù)圖10，功率半導(dǎo)體器件I的冷卻板(這在圖10中未示出)能夠同樣具有第二槽28，其與嚙合到第二槽28中的壓入模具51的環(huán)繞棱邊32 —起實(shí)現(xiàn)冷卻板在冷卻體開口上的精確設(shè)置。
[0053]通常應(yīng)注意，根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體器件I同樣能夠具有多個(gè)功率半導(dǎo)體模塊3，其中如果根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體器件I具有多個(gè)功率半導(dǎo)體模塊3，則冷卻體3具有多個(gè)開口 25，其中如上所述設(shè)置有功率半導(dǎo)體模塊3的冷卻板5且冷卻板相對(duì)于冷卻體2液密密封。如果根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體器件I具有多個(gè)功率半導(dǎo)體模塊3，則用于制造功率半導(dǎo)體器件的方法以上述類似的形式進(jìn)行。
[0054]進(jìn)一步應(yīng)注意，冷卻體2能夠一體地或由彼此連接的塊形成。
[0055]此外應(yīng)注意這一點(diǎn)，只要不互斥，本發(fā)明不同實(shí)施例的特征顯然能夠彼此任意組八口 ο
【權(quán)利要求】
1.一種功率半導(dǎo)體器件，具有功率半導(dǎo)體模塊(3)和由液體流過的冷卻體(2)，其中功率半導(dǎo)體模塊(3)具有設(shè)置在導(dǎo)電的導(dǎo)體電路(13)上的功率半導(dǎo)體組件(9)，其中該功率半導(dǎo)體模塊(3)具有不導(dǎo)電的絕緣層(6)和冷卻板(5)，其中絕緣層(6)設(shè)置在導(dǎo)體電路(9)和冷卻板(5)之間，其中冷卻體(2)具有開口(25)，所述開口由冷卻體⑵的環(huán)繞該開口(25)的橫向第一表面(26)限定，其中冷卻板(5)設(shè)置在開口(25)中，其中冷卻板(5)的環(huán)繞該冷卻板(5)的橫向第一表面(24)與冷卻板(5)的朝向功率半導(dǎo)體組件(9)的主表面(30)之間的角(α)小于90°且冷卻體的第一表面(26)與冷卻板(5)的朝向功率半導(dǎo)體組件(9)的主表面(30)之間的角(β)小于90°，其中冷卻板(5)的第一表面(24)和冷卻體(2)的第一表面(26)環(huán)繞地沿著冷卻板(5)的第一表面(24)且環(huán)繞地沿著冷卻體(2)的第一表面(26)彼此壓緊設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述冷卻板(5)的環(huán)繞該冷卻板(5)的橫向第一表面(24)與所述冷卻板(5)的朝向功率半導(dǎo)體組件(9)的主表面(30)之間的角(。)為89.5°至85°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述冷卻體(2)的第一表面(26)與冷卻板(5)的朝向功率半導(dǎo)體組件(9)的主表面(30)之間的角(β)等于冷卻板(5)的第一表面(24)與冷卻板(5)的朝向功率半導(dǎo)體組件(9)的主表面(30)之間的角(a )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述冷卻體(2)具有開口(25)，所述開口由所述冷卻體(2)的環(huán)繞該開口(25)的橫向第一表面(26)且由所述冷卻體的環(huán)繞該開口(25)的橫向第二表面(14)限定，其中所述冷卻體(2)的第二表面(14)形成環(huán)繞開口(25)的第一槽(36)的內(nèi)表面，其中冷卻板(5)的邊緣區(qū)域(29)具有環(huán)繞冷卻板(5)的凸起(34)，所述凸起設(shè)置在第一槽(36)中。
5.一種用于制造功率半導(dǎo)體器件的方法，具有以下方法步驟: a)提供功率半導(dǎo)體模塊(3)，所述功率半導(dǎo)體模塊具有設(shè)置在導(dǎo)電的導(dǎo)體電路(13)上的功率半導(dǎo)體組件(9)，其中功率半導(dǎo)體模塊(3)具有不導(dǎo)電的絕緣層(6)和冷卻板(5)，其中絕緣層(6)設(shè)置在導(dǎo)體電路(9)和冷卻板(5)之間，其中所述冷卻板(5)的環(huán)繞該冷卻板(5)的橫向第一表面(24)與所述冷卻板(5)的朝向功率半導(dǎo)體組件(9)的主表面(30)之間具有小于90°的角(α)，且提供由液體流過的冷卻體(2)，所述冷卻體具有開口(25)，所述開口由冷卻體⑵的環(huán)繞該開口(25)的橫向第一表面(26)限定， b)在冷卻體(2)的開口(25)上設(shè)置冷卻板(5)， c)將冷卻板壓入冷卻體(2)的開口中，其中在壓入之后，冷卻板(5)的第一表面(24)和冷卻體(2)的第一表面(26)環(huán)繞地沿著冷卻板(5)的第一表面(24)且環(huán)繞地沿著冷卻體(2)的第一表面(26)彼此壓緊設(shè)置，其中冷卻體(2)的第一表面(26)與冷卻板(5)的朝向功率半導(dǎo)體組件(9)的主表面(30)之間具有小于90°的角(β)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述開口(25)由冷卻體(2)的環(huán)繞該開口(25)的橫向第一表面(26)且由冷卻體(2)的環(huán)繞該開口(25)的橫向第二表面(14)限定,其中冷卻體(2)的第二表面(14)形成環(huán)繞開口(25)的第一槽(36)的內(nèi)表面，所述方法進(jìn)一步具有以下方法步驟: d)使冷卻板(5)的橫向邊緣區(qū)域(29)這樣變形，使該邊緣區(qū)域(29)具有圍繞該冷卻板(5)的凸起(34)，所述凸起在該冷卻板(5)的橫向邊緣區(qū)域(29)變形之后設(shè)置在第一槽(14)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在將冷卻板(5)壓入冷卻體(2)的開口(25)中時(shí)實(shí)施，在冷卻板(5)的朝向功率半導(dǎo)體組件(9)的主平面(30)中切割出與冷卻板(5)的第一表面(24)間隔的環(huán)繞的第二槽(28)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在方法步驟a)中，所述冷卻板(5)的朝向功率半導(dǎo)體組件(9)的主表面(30)具有與冷卻板(5)的第一表面(24)間隔的環(huán)繞的第二槽(28)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，借助于具有壓入模具(51)和變形模具(52)的工具(50)來實(shí)施該方法，其中借助于壓入模具(51)來使冷卻板(5)壓入冷卻體⑵的開口(25)中，以及借助于變形模具(52)來實(shí)施冷卻板(5)的橫向邊緣區(qū)域(29)的變形，其中變形模具(52)設(shè)置為能夠橫向圍繞壓入模具(51)且相對(duì)于壓入模具(51)運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】H01L23/473GK104517917SQ201410493453
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】H·庫拉斯 申請(qǐng)人:賽米控電子股份有限公司