專利名稱：具有集成的厚膜印制電路板的功率半導體模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功率半導體模塊。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代的功率半導體模塊的構(gòu)造是很復雜的，并且要求在極其不同的部件之間、例如在電路載體的金屬化部與外部的負載連接銷之間的許多焊接連接或另外的材料結(jié)合的連接，所述負載連接銷在模塊之外再次被電接觸。但是過渡電阻以及連接在時間進程中老化的風險是與每種這樣的連接相聯(lián)系的。除此之外，這種連接的制作是與許多成本相聯(lián)系的。此外，在功率半導體模塊中的功率密度持續(xù)增長，以至于散去在運行時所產(chǎn)生的 損耗熱量并非是沒有問題的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務在于，提供一種在其中至少一種上述問題得到改善的功率半導體模塊。通過根據(jù)權(quán)利要求1的功率半導體模塊解決該任務。本發(fā)明的構(gòu)型和改進是從屬權(quán)利要求的對象。相應改善的功率半導體模塊包括第一印制電路板、在垂直方向上與第一印制電路板間隔開的第二印制電路板、以及半導體芯片。第一印制電路板具有第一絕緣載體，以及在互相相對的側(cè)面上施加到第一絕緣載體上的第一上金屬化部和第一下金屬化部。第二印制電路板包括第二絕緣載體和施加在該第二絕緣載體上的第二上金屬化部。此外，半導體芯片布置在第一印制電路板和第二印制電路板之間，并且至少與第二上金屬化部導電地相連接。第一下金屬化部和第二上金屬化部朝向于彼此。第一印制電路板包括第一厚導體層，該第一厚導體層至少部分地超入到第一絕緣載體中，并且該第一厚導體層具有至少100 um或至少400 ym的厚度。使用這樣的厚導體層實現(xiàn)了在第一印制電路板之內(nèi)傳輸高的電流。如果側(cè)向地從第一絕緣載體中引出厚導體層，則可將所引出的分段用作為電接頭。這具有以下的優(yōu)點，對于有關(guān)的接頭，不必將連接銷焊接到第一印制電路板的背向半導體芯片的側(cè)面上，或另行材料結(jié)合地相連接，以至于根本不出現(xiàn)隨著這種材料結(jié)合的連接而來的電阻提高。除此之夕卜，在第一印制電路板的背向半導體芯片的側(cè)面上，不必為該外部連接銷預留位置。替代于此，在該側(cè)面上對于在第二印制電路板的背向功率半導體芯片的側(cè)面上的冷卻體進行補充地，可以將其它的冷卻體布置在第一印制電路板的背向半導體芯片的側(cè)面上，使得得出功率半導體模塊的有效的雙面冷卻。


以下參照附圖借助實施例示例性地闡述本發(fā)明。圖1不出具有兩個可控的功率半導體開關(guān)的半橋的電路圖，所述功率半導體開關(guān)的負載段串聯(lián)；
圖2示出三重半橋的電路 圖3A示出具有兩個印制電路板的雙側(cè)冷卻的功率半導體模塊的垂直斷面，這些印制電路板之一具有厚的金屬化層；
圖3B示出根據(jù)圖3A的功率半導體模塊的俯視 圖4示出通過如下方式與根據(jù)圖3A的功率半導體模塊相區(qū)別的功率半導體模塊的垂直斷面在印制電路板之一的同一側(cè)上布置兩個互相間隔開的和互相電絕緣的冷卻體；
圖5A示出兩個在將它們裝配成一個功率半導體模塊之前的可插接地互相可連接的印制電路板；
圖5B示出根據(jù)圖5A的、在將一個印制電路板插接到另一個印制電路板之后的裝置； 圖5C示出根據(jù)圖5B的、在裝配冷卻體之后的裝置；
圖6示出具有兩個經(jīng)過插接連接互相連接的印制電路板的功率半導體模塊的垂直斷面，這些印制電路板之一包括兩個互相平行走向的導體層；
圖7示出具有兩個印制導線的功率半導體模塊的垂直斷面，這些印制導線中的每一個包括厚的導體層；
圖8示出在其中實現(xiàn)了根據(jù)圖2的三相半橋的功率半導體模塊的俯視 圖9示出具有三個單個的半橋的功率半導體模塊的俯視圖，這些半橋中的每一個根據(jù)圖1的電路圖來構(gòu)造；
圖10示出具有兩個印制電路板的功率半導體模塊的垂直斷面，這些印制電路板中的每一個具有金屬的嵌件，經(jīng)過這些金屬的嵌件，可以向相應印制電路板的相對側(cè)面散出在模塊的半導體芯片中所產(chǎn)生的損耗熱量；和
圖11在豎直于垂直方向的截面中示出圖3A中所示的第一印制電路板的厚的第一導體層和絕緣載體的水平斷面。只要沒有另加說明，在圖中相同的附圖標記表示具有相同功能的相同的元件。
具體實施例方式圖1不出具有兩個可控功率半導體開關(guān)3的半橋的電路圖，這些功率半導體開關(guān)3中的每一個具有第一負載接頭31和第二負載接頭32以及控制接頭33，借助該控制接頭33可以接通和/或關(guān)斷第一和第二負載接頭31，32之間的電流，或者可以將該電流調(diào)整到在OA (安培)和在可控半導體開關(guān)完全導通時出現(xiàn)的最大電流之間的任意值上。經(jīng)過其有負載接頭31和32之間的電流流動的路段也稱為負載段。如從圖1中可以看出的那樣，兩個可控功率半導體開關(guān)3的負載段串聯(lián)，由此形成半橋?？蛇x地，功率半導體開關(guān)3中的每一個可以具有沒有示出的輔助源極接頭。此外，設置用來將半橋連接到工作電勢U+或U-的接頭34和35。正的工作電勢U+的接頭34連接在上半導體開關(guān)3的第一負載接頭31上，負的工作電勢U-的接頭35連接在下半導體開關(guān)3的第二負載接頭32上。更靠近接頭34的半導體開關(guān)3也稱為半橋的“高側(cè)開關(guān)”(HS)，更靠近接頭35的半導體開關(guān)3相應地稱為“低側(cè)開關(guān)”(LS)。此外，設置相輸出端Ph，該相輸出端Ph導電地既與上半導體開關(guān)3的第二負載接頭32也與下半導體開關(guān)3的第一負載接頭31相連接。由此可以與兩個半導體開關(guān)3的操控有關(guān)地經(jīng)過它們相應的控制接頭33和經(jīng)過必要時存在的輔助源極接頭來調(diào)整施加在相輸出端Ph上的電勢。當在這樣的半橋中接通上半導體開關(guān)3 (HS)并且關(guān)斷下半導體開關(guān)3 (LS)時，正的工作電勢U+主要施加在相輸出端Ph上。在相反的情況下，當關(guān)斷上半導體開關(guān)3 (HS)和接通下半導體開關(guān)3 (LS)時，負的工作電勢U-主要施加在相輸出端Ph上。以此方式，通過在兩個所述狀態(tài)之間的持續(xù)變換，可以在相輸出端Ph上生成主要在正的工作電勢U+和負的工作電勢U-之間變換的電勢走向。為了在兩種狀態(tài)之間的切換期間避免同時接通兩個半導體開關(guān)3 (HS和LS)，可以在每次變換時規(guī)定一個短的安全時間區(qū)間，在該安全時間區(qū)間之內(nèi)關(guān)斷兩個半導體開關(guān)3 (HS, LS)。
在根據(jù)圖1的示例中，可控的半導體開關(guān)構(gòu)成為M0SFET。然而同樣可以采用任意其他的可控半導體開關(guān)，諸如晶體管、IGBT或晶閘管或JFET。此外，可選地還存在這樣的可能性，即分別將自振蕩二極管與每一個可控半導體開關(guān)的負載段并聯(lián)。圖2示出具有三個連接到共同的供給電壓上的半橋的電路圖，這些半橋中的每一個在構(gòu)造和功能方面與借助圖1所闡述的半橋相同或可以相同地運行。各個可控半導體開關(guān)3的控制接頭33可以單獨地和互相獨立地操控。不同半橋的相輸出端用Phl，Ph2或Ph3表不。這些相輸出端同樣是互相獨立的。以相應的方式也可以在共同的供給電壓上運行其他的裝置，諸如具有僅兩個半橋的雙重半橋或者四半橋以及多半橋。利用借助以下圖闡述其原理的構(gòu)造技術(shù)，可以實現(xiàn)例如借助圖1和2示例性闡述的半橋電路，但是也可實現(xiàn)任意其他的半橋電路。圖3A示出功率半導體模塊100的垂直斷面。模塊100具有至少一個半導體芯片3，4。半導體芯片3例如可以是兩個可控半導體芯片，這些半導體芯片的負載段根據(jù)圖1中所示的電路圖與一個半橋串聯(lián)?？蛇x的半導體器件4分別是自振蕩二極管，這些自振蕩二極管中的每一個與可控半導體開關(guān)3中的另一個并聯(lián)。第一印制電路板I包括絕緣載體10，該絕緣載體10在互相相對的側(cè)面上配備有第一上金屬化層11及第一下金屬化層12。厚的導體層13部分地嵌入在該絕緣載體10中。該厚的導體層13在垂直方向V上具有至少100 iim或至少400 y m的厚度dl3?？蛇x地可以選擇小于或等于2 mm的厚度dl3。第一厚導體層具有至少兩個互相間隔開的段131，132，133，134。第一印制電路板I可以要么是具有非陶瓷絕緣載體10的常規(guī)的印制電路板，要么是具有陶瓷絕緣載體10的陶瓷襯底。圖3B示出根據(jù)圖3A的功率半導體模塊的俯視圖，其中已除去了冷卻體51。在該俯視圖中，以虛線示出功率半導體模塊100的某些在該俯視圖中本來被遮蓋的組成部分。從根據(jù)圖3B的俯視圖中，可以識別出厚導體層13的段131，133和134的走向。從厚導體層13的這些段131，133，134中的每一個中，部分131e，133e或134e在豎直于垂直方向v的方向r上側(cè)向地從第一絕緣載體10中被引出并且分別配備可選的裝配孔36。這些裝配孔36用來將所引出的有關(guān)分段131e，133e或134e電連接到模塊外部的部件，例如電壓源、中間回路電容器或負載。
用來將半橋連接到正的工作電勢U+上的分段131e，在圖1中對應于接頭34。類似于此地，用來將半橋連接到負的工作電勢U-上的分段134e對應于圖1中所示的接頭35。在根據(jù)圖3B的示例中，外部分段131e，133e和134e在第一絕緣載體10的同一側(cè)面上在橫向r上從第一絕緣載體10中引出。然而與此不同地，這些外部分段131e，133e和134e也可以在不同的側(cè)面上從絕緣載體10中引出。與半橋的互連通過使用兩個印制電路板I和2進行。第二印制電路板2是具有陶瓷的絕緣載體20的陶瓷襯底，該絕緣載體20配備有結(jié)構(gòu)化的第二上金屬化層21?？蛇x地，絕緣載體20也可以在其背向第一上金屬化層21的側(cè)面上配備有第二下金屬化層22。由于其結(jié)構(gòu)化，第二上金屬化層21具有可用于半導體芯片3，4的互連的印制導線結(jié)構(gòu)和/或?qū)w面結(jié)構(gòu)。可選的第二下金屬化層22優(yōu)選構(gòu)成為貫通的沒有結(jié)構(gòu)化的金屬化層。該第二下金屬化層22仍然也可以結(jié)構(gòu)化為印制導線和/或?qū)w面。不同于此地，將第一印制電路板I的第一上金屬化層11以及第一下金屬化層12都結(jié)構(gòu)化為印制導線和/或?qū)w面。借助連接層41將半導體芯片3，4裝配在第二上金屬化層21上，這些連接層41例如可以是焊接層、燒結(jié)層或?qū)щ姷恼辰訉印Ｔ趯щ姷慕饘俚拈g隔塊40和第一下金屬化層12和/或第二上金屬化層21之間，也可以設置相應的連接層，以便機械地和導電地連接用來建立導電連接的間隔塊40。對于在印制電路板I和2之間的其它導電的內(nèi)部連接還可以采用諸如導電的金屬箔42的其他元件。此外，第一印制電路板I具有至少一個在垂直方向V貫穿絕緣載體13延伸的貫通接觸部15。正如所示的那樣，在此情況下，貫通接觸部15也可以透過厚導體層13的段131，132，133，134，并且在此導電地接觸該段。在貫通接觸部15在第一絕緣載體10的上側(cè)面或下側(cè)面上伸出的位置處，可以利用第一上金屬化層11的段或第一下金屬化層12的段來復蓋貫通接觸部15的伸出的末端以及絕緣載體10的與此接界的區(qū)域，以至于這些段與貫通接觸部15并因此與厚導體層13的有關(guān)段131，132，133或134導電地連接。通過這種方式，第一上金屬化層11或第一下金屬化層12的段也可以覆蓋、接觸并因此導電地互相連接兩個或更多個互相毗鄰的貫通接觸部15。除了它們作為導電的連接元件的功能之外，也可將這種貫通接觸部15用于將在功率半導體模塊運行時在半導體芯片3，4中所產(chǎn)生的損耗熱量在第一冷卻體51的方向上散出。為此可以在分別要冷卻的半導體芯片3，4之上布置一個或多個貫通接觸部15。為此使第一冷卻體51處于與第一印制電路板I的背向半導體芯片3，4的側(cè)面的熱接觸中。在所示的裝置中，第一冷卻體51是電絕緣的，例如由陶瓷制成，以便避免短路，因為由其接觸部的第一上金屬化層11的段在功率半導體模塊的運行期間位于不同的電勢上。在不需要這樣的電絕緣的其他構(gòu)型中，也可以使用由例如金屬的導電材料制成的第一冷卻體51，所述金屬例如銅、鋁、或具有這些金屬中的至少一種的合金。第二印制電路板2在其背向第一印 制電路板I的側(cè)面上與第二冷卻體52處于熱接觸中。這種第二冷卻體52可以一般性地在本發(fā)明的所有構(gòu)型中設置，即使該第二冷卻體52在以下四個圖中沒有示出也是如此。第二冷卻體52可以由導電的材料，例如鋁、銅、或具有這些金屬中的至少一種的合金制成，因為該第二冷卻體由于構(gòu)成為貫穿的介電層的第二絕緣載體20而相對于第二上金屬化層21是電絕緣的。第二冷卻體52仍然也可以由例如陶瓷的介電材料制成。根據(jù)圖3B的俯視圖此外示出，第一印制電路板I在其背向第二印制電路板2的側(cè)面上，在第一冷卻體51的裝配區(qū)之外，還可以用一個或多個其它的電子器件5來裝備。沒有示出為此所需要的印制導線和導體面。所述其它的電子器件例如可以是用于操控和/或監(jiān)控功率半導體模塊100的集成電路。根據(jù)圖4的裝置除了唯一的區(qū)別以外對應于根據(jù)圖3A的裝置，該未以的區(qū)別即設置了兩個第一冷卻體51a和51b來代替唯一的第一冷卻體51，這些第一冷卻體51a和51b接觸第一上金屬化層11的不同的段，這些段在功率半導體模塊運行時一般位于不同的電勢上。由于使用兩個互相電絕緣的第一冷卻體51a，51b，這些第一冷卻體51a，51b分別只能與唯一的電勢接觸，并且由此也可以由導電的材料，例如銅、鋁、或具有這些金屬中的至少一種的合金來制成。
在根據(jù)圖5A的實施例中示出，在第一印制電路板I和第二印制電路板2之間的連接也可以構(gòu)成為插接連接。為此設置至少一個導電的接觸銷6，該接觸銷6在所示的實施例中借助連接層65，例如焊接層、燒結(jié)層或?qū)щ姷恼辰訉?，導電地與第二上金屬化層21材料結(jié)合地相連接。在建立了該連接之后，可將第一印制電路板I插接到該接點銷6上。第一印制電路板I為此配備有所屬的接觸孔7，可將用于建立導電連接的接觸銷6插入到該接觸孔7中。但是相反地也可能的是，接觸銷6導電地和材料結(jié)合地與第一印制電路板I的第一下金屬化層12相連接，并且所屬的接觸孔7位于第二印制電路板2上。圖5B示出在第一印制電路板I插接到接觸銷6上之后的裝置，圖5C示出在第一冷卻體51的隨后裝配之后的裝置。根據(jù)圖6中所示的構(gòu)型——其中第一印制電路板I以相同的方式插接到配備有接觸銷6的第二印制電路板2上，可以看出，第一印制電路板I也可以具有兩個厚導體層13a，13b，這些厚導體層13a，13b中的每一個與另一個厚導體層13b，13的厚度無關(guān)地可以具有至少100 ii m或至少400 u m的厚度。如果相應地將側(cè)向地從第一絕緣載體10中引出的、用來連接正的或負的工作電勢的段34，35互相平行地并且在相同的側(cè)面上從絕緣載體10中引出，則因此可以達到特別低電感的印制導線導向。正如在圖6中同樣示出的那樣，可以在任意其他位置處，例如在絕緣載體10的背向接頭34，35的側(cè)面上，從絕緣載體10中引出相輸出端Ph。正如同樣在圖6中示出的那樣，一個或多個介電的絕緣區(qū)37位于厚導體層13a的平面中。這種絕緣區(qū)37可以用來引導貫通接觸部15或接觸銷6穿過有關(guān)的導體層13a，而不使該導體層13a與有關(guān)的貫通接觸部15或與有關(guān)的接觸銷6導電地相連接。正如在根據(jù)圖7的實施例中所示的那樣，可以不僅將第一印制電路板I而且也將第二印制電路板2構(gòu)成為厚膜印制電路板，在該厚膜印制電路板中，至少一個具有至少100Pm或至少400 ym的厚度的厚的金屬化層完全或部分地嵌入第二絕緣載體20中。正如已經(jīng)借助第一印制電路板I的第一貫通接觸部15那樣，可以通過一個或多個第二貫通接觸部25來進行半導體芯片3，4的冷卻，這些第二貫通接觸部25在垂直方向V上完全穿過第二絕緣載體20延伸，并且以此方式在絕緣載體20的互相相對的側(cè)面之間實現(xiàn)了貫穿的熱連接。由此可將在半導體芯片3，4中所產(chǎn)生的損耗熱量特別有效地散出到第二印制電路板2的背向有關(guān)半導體芯片3，4的側(cè)面上，其方式是將一個或多個貫通接觸部布置在第二印制電路板2中的要冷卻的半導體芯片3，4之下。圖8示出功率半導體模塊100的俯視圖，在該功率半導體模塊中實現(xiàn)了對應于根據(jù)圖2的電路圖的三相半橋。三個并聯(lián)的半橋的電壓供給通過用于連接正的工作電勢U+的共同的供給接頭34或用于連接負的工作電勢U-的共同的供給接頭35來進行。相輸出端Phl,Ph2,Ph3獨立地分別豎直于垂直方向v在橫向上從第一絕緣載體10中引出。接頭34，35，Phl，Ph2，Ph3分別是一個或多個厚導體層13，13a，13b，23的段。有關(guān)的厚導體層可以以任意的組合嵌入到第一絕緣載體10中和/或第二絕緣載體20中。圖9還示出半導體模塊100的另一種構(gòu)型。在該功率半導體模塊100中實現(xiàn)了 三個互相獨立的半橋，這些半橋中的每一個具有根據(jù)圖1所示的電路圖的構(gòu)造。由于三個半橋在電氣上互相獨立，這些半橋中的每一個具有其自己的接頭34/35/Ph，34’ /35’ /Ph’，34”/35”/Ph”，這些接頭34/35/Ph，34’ /35’ /Ph’，34”/35”/Ph”分別用來連接正的工作電勢U+ (34，34，，34”)，用來連接負的工作電勢U- (35，35’，Ph"),或用作為相輸出端Ph，Ph，，Ph”。正如所示的那樣，可以在第一絕緣載體10的一個側(cè)面上側(cè)向地從該第一絕緣載體10中弓I出用于連接工作電勢的所有接頭34，35，34’，35 ’，34”，35”，并且在第一絕緣載體10的背向該側(cè)面的側(cè)面上側(cè)向地從該第一絕緣載體10中引出所有的相接頭Ph，Ph’，Ph”。根據(jù)另一種在圖10中所示的實施例應表明，也可以借助集成到第一絕緣載體10和/或第二絕緣載體20中的嵌件8來進行在半導體芯片3，4中所產(chǎn)生的損耗熱量的散出。這樣的嵌件是鉚固在有關(guān)絕緣載體10，20中的金屬的、良好導電和導熱的裝入件。由于所述嵌件的與簡單的貫通接觸部15或25相比較為實心的結(jié)構(gòu)方式，這些嵌件特別良好地適用于散出所產(chǎn)生的運行熱量。在此意義上，在印制電路板制造期間例如電鍍地制造簡單的貫通接觸部，其中在印制電路板的多個貫通接觸部的情況下，可以在印制電路板中平行地生成兩個、更多個或所有的貫通接觸部，而嵌件被獨立地制造并且然后裝入到絕緣載體中。借助圖11現(xiàn)在示例性地闡述一種另外的構(gòu)型，該構(gòu)型根據(jù)本發(fā)明可以相應地設置在每一種功率半導體模塊中。圖11在豎直于垂直方向V走向的剖面E中，示出圖3A中所示出的第一印制電路板I的第一厚導體層13和絕緣載體10的水平斷面。在該剖面E中，第一厚導體層13，13a具有總面積A13，該總面積A13通過由剖面E所截開的第一厚導體層13，13a的所有段131，132，133，134的面積A131，A132，A133和A134的總和得出。裝配孔36、貫通接觸部15或有時存在的嵌件對于總面積A13沒有貢獻。在另外的構(gòu)型中，第一厚導體層13，13a也可以具有少于或多于當前所示的四個段131，132，133，134。第一絕緣載體10以相應的方式在剖面E中也具有總面積A10。不同于所示的示例，第一絕緣載體10在剖面E中也可以具有兩個或更多個互相間隔開的段。在此情況下，通過第一絕緣載體10的由剖面E所截開的所有段的面積總和得出總面積A10。為了清晰起見，在圖11中將在總和上得出總面積A13的面積A131，A132，A133，A134統(tǒng)一打陰影，而總面積AlO具有不同于該陰影的模式。根據(jù)本發(fā)明的一種構(gòu)型，第一厚導體層13的總面積A13在剖面E中可以為第一絕緣載體10在該剖面E中所擁有的總面積AlO的至少25%。在本發(fā)明的每一個第一和/或第二印制電路板1，2中，相應的厚導體層13，13a，13b, 23 一般完全或以至少99%重量百分比由良好導電的材料，諸如銅、鋁、銀、金、或具有這些金屬中的至少一種的合金制成。此外，厚導體層13，13a，13b，23可選地可以配備薄的、例如電鍍制造的涂層。如果應該對厚導體層13，13a，13b，23的從有關(guān)絕緣載體10，20中引出的分段進行焊接，這種涂 層例如可以用來改善可焊接性。涂層也可以用來改善在厚導體層13，13a，13b，23和有關(guān)絕緣載體10，20之間的粘著性。同一印制電路板1，2的厚導體層原則上可以由相同的材料、但是也可以由不同的材料制成，其中可將不同的厚導體層的材料任意地互相組合。
權(quán)利要求
1.功率半導體模塊(100)包括 第一印制電路板(1)，該第一印制電路板(I)具有第一絕緣載體(10)，以及具有施加在第一絕緣載體(10)上的互相相對側(cè)面上的第一上金屬化層(11)和第一下金屬化層(12); 在垂直方向(V)上與第一印制電路板(I)間隔開的第二印制電路板(2 )，該第二印制電路板(2)具有第二絕緣載體(20)和施加到該第二絕緣載體(20)上的第二上金屬化部(21); 半導體芯片(3，4)，該半導體芯片(3，4)布置在第一印制電路板(I)和第二印制電路板(2)之間，并且至少與第二上金屬化部(21)導電地連接； 其中第一下金屬化部(12)和第二上金屬化部(21)朝向于彼此；和 第一印制電路板(I)包括第一厚導體層(13，13a)，該第一厚導體層(13，13a)至少部分地嵌入到第一絕緣載體(10)中并且具有至少100 μπι或至少400 μπι的厚度(dl)。
2.按照權(quán)利要求1的功率半導體模塊(100),其中第一印制電路板(I)具有在垂直方向(V)上完全穿過第一絕緣載體(10)延伸的導電的第一貫通接觸部(15)。
3.按照權(quán)利要求2的功率半導體模塊(100)，其中第一貫通接觸部(15)在半導體芯片(3，4)之上布置在半導體芯片(3，4)的背向第二上金屬化部(21)的側(cè)面上。
4.按照權(quán)利要求2或3的功率半導體模塊(100)，其中第一貫通接觸部(15)穿過第一厚導體層(13，13a)的段(131)并且與該段(131)導電地連接。
5.按照權(quán)利要求4的功率半導體模塊(100)，其中第一厚導體層(13，13a)的段(131)的分段(131e)在豎直于垂直方向(V)的橫向(r)上從第一絕緣載體(10)中引出。
6.按照權(quán)利要求5的功率半導體模塊(100)，其中所述分段(131e)具有裝配孔(36)。
7.按照權(quán)利要求2至6之一的功率半導體模塊(100)，具有第一冷卻體(51)，該第一冷卻體(51)在半導體芯片(3，4)的背向第一貫通接觸部(15)的側(cè)面上布置在第一上金屬化部(11)上。
8.按照權(quán)利要求7的功率半導體模塊(100)，其中第一冷卻體(51)經(jīng)過第一上金屬化部(11)、第一貫通接觸部(15)和第一下金屬化部(12)與半導體芯片(3，4)導電地連接。
9.按照以上權(quán)利要求之一的功率半導體模塊(100)，其中第二印制電路板(2)具有在垂直方向(V)上完全穿過第二絕緣載體(20)延伸的導電的第二貫通接觸部(25)。
10.按照權(quán)利要求9的功率半導體模塊(100)，其中第二貫通接觸部(25)布置在半導體芯片(3,4)的背向第一下金屬化部(12)的側(cè)面上。
11.按照權(quán)利要求9或10的功率半導體模塊(100)，具有第二冷卻體(52)，該第二冷卻體(52)在半導體芯片(3，4)的背向第二貫通接觸部(25)的側(cè)面上布置在第二下金屬化部(22)上。
12.按照權(quán)利要求11的功率半導體模塊(100)，其中第二冷卻體(52)經(jīng)過第二下金屬化部(22)、第二貫通接觸部(25)和第二上金屬化部(21)與半導體芯片(3，4)導電地連接。
13.按照以上權(quán)利要求之一的功率半導體模塊(100)，其中第二印制電路板(2)包括第二厚導體層(23)，該第二厚導體層(23)至少部分地嵌入到第二絕緣載體(20)中并且具有至少100 μ m或至少400 4!11的厚度((12)。
14.按照以上權(quán)利要求之一的功率半導體模塊(100)，其中第二絕緣載體(20)構(gòu)成為陶瓷片。
15.按照以上權(quán)利要求之一的功率半導體模塊(100)，其中第一印制電路板(I)包括另外的厚導體層(13b)，該另外的厚導體層(13b)至少部分地嵌入到第二絕緣載體(20)中，該另外的厚導體層(13b)具有至少100 μ m的厚度，并且該另外的厚導體層(13b)借助至少一個貫通接觸部(15，25)和/或借助至少一個嵌件(8)與第一厚導體層(13a)導電地互相連接。
16.按照以上權(quán)利要求之一的功率半導體模塊(100)，具有導電的接觸銷(6)，該接觸銷(6)要么 與第一印制電路板(I)的第一上金屬化部(11)和/或與第一下金屬化部(12)材料結(jié)合地連接并且插入到第二印制電路板(2)的接觸孔中并且因此與第二印制電路板(I)的第二上金屬化部(21)和/或與第二下金屬化部(22)導電地連接；該接點銷(6)要么 與第二印制電路板(I)的第二上金屬化部(21)和/或與第二下金屬化部(22)材料結(jié)合地連接并且插入到第一印制電路板(I)的接觸孔中并且因此與第一印制電路板(I)的第一上金屬化部(11)和/或與第一下金屬化部(12 )導電地連接。
17.按照以上權(quán)利要求之一的功率半導體模塊(100),其中第一絕緣載體(10)由非陶瓷的材料制成。
18.按照以上權(quán)利要求之一的功率半導體模塊(100)，其中第二絕緣載體(10)由非陶瓷的材料制成。
19.按照權(quán)利要求1至17之一的功率半導體模塊(100)，其中第二絕緣載體(20)構(gòu)成為陶瓷片。
20.按照以上權(quán)利要求之一的功率半導體模塊(100),其中在豎直于垂直方向(V)的、穿過第一厚導體層(13，13a)走向的剖面(E)中第一厚導體層(13，13a)的總面積(A13)為第一絕緣載體(10)在該剖面(E)中所擁有的總面積的至少25%。
21.按照以上權(quán)利要求之一的功率半導體模塊(100)，其中沒有借助接合線連接的半導體芯片位于第一印制電路板(I)和第二印制電路板(2)之間。
全文摘要
具有集成的厚膜印制電路板的功率半導體模塊。本發(fā)明涉及功率半導體模塊，其具有第一印制電路板，在垂直方向上與第一印制電路板間隔開的第二印制電路板，以及具有布置在第一印制電路板和第二印制電路板之間的并且至少與第二上金屬化部導電連接的半導體芯片。第一下金屬化部和第二上金屬化部是朝向于彼此的。第一印制電路板包括第一絕緣載體，以及在互相相對的側(cè)面上施加到第一絕緣載體上的第一上金屬化部和第一下金屬化部。第二印制電路板包括第二絕緣載體和施加到該第二絕緣載體上的第二上金屬化部。此外第一印制電路板包括第一厚導體層，該第一厚導體層至少部分地嵌入第一絕緣載體中并且具有至少100μm或至少400μm的厚度。
文檔編號H05K1/02GK103021967SQ20121035374
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者D.博洛夫斯基, U.M.G.施瓦策 申請人:英飛凌科技股份有限公司