1.一種電子功率模塊(20;100),包括容納堆疊體(88)的殼體(22;102),所述電子功率模塊包括:
第一襯底(26;62),包括頂部金屬區(qū)域、底部金屬區(qū)域和被布置在所述頂部金屬區(qū)域與所述底部金屬區(qū)域之間的絕緣區(qū)域;
第一裸片(27;67),集成了具有一個(gè)或多個(gè)電傳導(dǎo)端子的第一電子部件,所述第一裸片被機(jī)械和熱耦合至所述第一襯底(26;62)的第一表面(26a);以及
第二襯底(29),包括頂部金屬區(qū)域、底部金屬區(qū)域和被布置在所述頂部金屬區(qū)域與所述底部金屬區(qū)域之間的絕緣區(qū)域,所述第二襯底在所述第一襯底(26;62)之上和所述第一裸片(27;67)之上延伸并且在所述第二襯底(29)的底部金屬區(qū)域中具有第一導(dǎo)電路徑(32),
其特征在于,所述第一裸片(27;67)通過(guò)燒結(jié)的熱傳導(dǎo)膏的第一耦合區(qū)域(30;72)被機(jī)械和熱耦合至所述第一襯底(26;62);并且
所述第一電子部件的所述一個(gè)或多個(gè)傳導(dǎo)端子通過(guò)燒結(jié)的熱傳導(dǎo)膏的第二耦合區(qū)域(34;74)被機(jī)械、電和熱耦合至所述第二襯底(29)的所述第一導(dǎo)電路徑(32)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子功率模塊,其中所述第一耦合區(qū)域(30;72)和所述第二耦合區(qū)域(34;74)是銀的燒結(jié)層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子功率模塊,其中所述第一襯底(26;62)通過(guò)燒結(jié)的熱傳導(dǎo)膏的第三耦合區(qū)域(36)從機(jī)械、電和熱的角度被直接耦合至所述第二襯底(29)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子功率模塊,其中所述第一襯底(26;62)具有被焊料焊接至所述殼體(22;102)的端子引腳(38)的至少一個(gè)導(dǎo)電焊盤(61;63),所述端子引腳(38)在所述殼體內(nèi)的區(qū)域與所述殼體外的區(qū)域之間形成電連接,
并且其中所述第二襯底(29)的所述第一導(dǎo)電路徑通過(guò)燒結(jié)的熱傳導(dǎo)膏的所述第三耦合區(qū)域(36)被進(jìn)一步電耦合至所述第一襯底(26;62)的所述導(dǎo)電焊盤(61;63)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電子功率模塊,其中所述第一襯底(26;62)的所述頂部金屬區(qū)域具有第一凹部(79),所述第一裸片(27;67)被容納在所述凹部(79)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子功率模塊,其中所述堆疊體(88)進(jìn)一步包括第二裸片(28),所述第二裸片(28)被容納在所述凹部(79)中并且集成了具有一個(gè)或多個(gè)傳導(dǎo)端子的第二電子部件,所述第二裸片(28)通過(guò)燒結(jié)的熱傳導(dǎo)膏的第四耦合區(qū)域(30;72)被機(jī)械和熱耦合至所述第一襯底(26;62)的所述頂部金屬區(qū)域,并且其中被集成在所述第二裸片(28)中的所述第二電子部件的所述傳導(dǎo)端子中的一個(gè)被機(jī)械、電和熱耦合至所述第二襯底(29)的所述第一導(dǎo)電路徑(32)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子功率模塊,其中所述第一裸片(27;67)的所述第一電子部件是具有集電極端子和發(fā)射極端子的IGBT,并且所述第二裸片(28)的所述第二電子器件是具有陰極端子和陽(yáng)極端子的二極管,
所述第二襯底(29)進(jìn)一步具有與所述第一導(dǎo)電路徑(32)電絕緣的第二導(dǎo)電路徑(37),所述第二導(dǎo)電路徑(37)將所述發(fā)射極端子電連接至所述陽(yáng)極端子,并且其中所述第一導(dǎo)電路徑(32)將所述集電極端子電連接至所述陰極端子,由此形成了所述二極管和所述IGBT的反并聯(lián)連接。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電子功率模塊,進(jìn)一步包括:電和熱傳導(dǎo)材料的基板(23),被熱耦合至所述第一襯底(26;62);和被熱耦合至所述基板(23)的熱耗散器(31)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的電子功率模塊,其中所述殼體(22;102)包括:
環(huán)氧樹脂的塑料殼體(102),其在橫向上包圍所述堆疊體(88), 使所述堆疊體(88)的頂表面(29b)和所述堆疊體(88)的底表面露出,其中所述堆疊體的所述頂表面和所述底表面被配置成被熱耦合至相應(yīng)的熱耗散器(31,108)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電子功率模塊,進(jìn)一步包括:
至少一個(gè)第三襯底(26),包括頂部金屬區(qū)域、底部金屬區(qū)域和被布置在所述頂部金屬區(qū)域與所述底部金屬區(qū)域之間的絕緣區(qū)域,所述第三襯底在所述第一襯底(62)的下面延伸并且在所述第三襯底的頂部金屬區(qū)域中呈現(xiàn)出凹部(79);和
第三裸片(27)和第四裸片(28),其被容納在所述第三襯底的所述凹部中并且集成了具有相應(yīng)的傳導(dǎo)端子的相應(yīng)的電子部件,
其中所述第三裸片(27)通過(guò)燒結(jié)的熱傳導(dǎo)膏的第五耦合區(qū)域(30)被機(jī)械和熱耦合至所述第三襯底(26),
并且其中被集成在所述第三裸片和所述第四裸片中的所述電子部件的所述傳導(dǎo)端子通過(guò)燒結(jié)的熱傳導(dǎo)膏的第五耦合區(qū)域(70)被機(jī)械、電和熱耦合至在所述第一襯底(62)的所述底部金屬區(qū)域中延伸的導(dǎo)電路徑。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電子功率模塊,其中所述堆疊體(88)進(jìn)一步包括具有用于驅(qū)動(dòng)所述第一電子部件的器件的印刷電路板(115),所述印刷電路板(115)被機(jī)械耦合至所述第二襯底(29)的所述頂部金屬區(qū)域并且通過(guò)穿過(guò)所述第二襯底(29)形成的通孔(123)被可操作地耦合至所述第一電子部件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子功率模塊,進(jìn)一步包括被機(jī)械耦合在所述第一襯底(26)和所述第二襯底(29)之間的至少一個(gè)溫度傳感器(138)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的電子功率模塊,進(jìn)一步包括被布置在所述第一襯底(26)和所述第二襯底(29)之間的用于驅(qū)動(dòng)所述第一電子部件的至少一個(gè)器件(152)。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電子功率模塊,其中所 述第一襯底(26)的所述頂部金屬區(qū)域、所述底部金屬區(qū)域和被布置在其間的所述絕緣區(qū)域的相應(yīng)的面積大于所述第二襯底(29)的所述頂部金屬區(qū)域、所述底部金屬區(qū)域和被布置在其間的所述絕緣區(qū)域的相應(yīng)的面積。
15.一種用于制造電子功率模塊(20;100)的方法,包括以下步驟:
提供包括頂部金屬區(qū)域、底部金屬區(qū)域和被布置在所述頂部金屬區(qū)域與所述底部金屬區(qū)域之間的絕緣區(qū)域的第一襯底(26;62);
將集成了具有一個(gè)或多個(gè)電傳導(dǎo)端子的第一電子部件的第一裸片(27;67)機(jī)械和熱耦合至所述第一襯底(26;62)的第一表面(26a);
在所述第一襯底(26;62)上和所述第一裸片(27;67)上提供第二襯底(29),所述第二襯底包括頂部金屬區(qū)域、底部金屬區(qū)域和被布置在所述頂部金屬區(qū)域與所述底部金屬區(qū)域之間的絕緣區(qū)域并且在所述第二襯底(29)的底部金屬區(qū)域中呈現(xiàn)出第一導(dǎo)電路徑(32),
其特征在于,將所述第一裸片(27;67)機(jī)械和熱耦合至所述第一襯底(26;62)的步驟包括將第一層的熱傳導(dǎo)膏(81)分配在所述第一襯底(26;62)上,并且執(zhí)行所述第一層的熱傳導(dǎo)膏的燒結(jié)的操作,并且在于所述方法進(jìn)一步包括以下步驟:
將第二層的熱傳導(dǎo)膏(84)僅在對(duì)應(yīng)于所述第一電子部件的所述一個(gè)或多個(gè)傳導(dǎo)端子的區(qū)域中分配在所述第一裸片(27)上;
將所述第一導(dǎo)電路徑(32)布置為與所述第二層的熱傳導(dǎo)膏(84)接觸;和
執(zhí)行所述第二層的熱傳導(dǎo)膏(84)的燒結(jié)的操作,以用于將所述第一電子部件的所述一個(gè)或多個(gè)傳導(dǎo)端子與所述第一導(dǎo)電路徑(32)機(jī)械、電和熱耦合。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造方法,其中將所述第二襯底(29)布置在所述第一襯底(26;62)上的步驟包括:
將第三層的熱傳導(dǎo)膏(86)分配在所述第一襯底(26;62)的選擇性區(qū)域中;
將所述第二襯底(29)的所述第一導(dǎo)電路徑(32)在所述第三層的熱傳導(dǎo)膏(86)存在的地方耦合至所述第一襯底(26;62);
執(zhí)行所述第三層的熱傳導(dǎo)膏(86)的燒結(jié)的操作,以用于將所述第二襯底(29)機(jī)械、電和熱固定至所述第一襯底(26;62)。