[发明专利]按照压力接触方式实施的功率半导体模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种按照压力接触方式实施的、设置在冷却构件上的 功率半导体模块，所述功率半导体模块具有至少一个衬底以及具有压 力装置，在所述衬底上设有功率半导体器件，所述压力装置用于使所 述功率半导体器件在所述至少一个衬底上压力接触导通，并且用于将 所述至少一个衬底以导热的方式设置在所述冷却构件上。

背景技术

这种功率半导体模块以各种构造方式为人所知。例如DE10121 970B4描述了一种按照压力接触方式实施的功率半导体模块。这种已知 的功率半导体模块包括壳体；陶瓷衬底；适于电路地设置在该陶瓷衬 底上的结构化的且导电的接触面；设置在该导电接触面上的器件；至 少一个电连接这些器件的柔性印刷电路板；由柔性蓄能器及产生压力 的压板组成的压力装置；以及电源接头和控制接头，其中，为了这些 器件的彼此绝缘，而设置有柔性的绝缘材料，并且柔性印刷电路板通 过凸耳状凸起部与这些器件和/或与衬底接触面的压力接触导通以如下 方式形成，即，在借助于压力装置施加压力时形成可靠的导电连接。 功率半导体模块的器件可以是功率二极管、功率晶闸管、功率晶体管 等。

例如同样由DE102006006425A1公知一种按照压力接触方式实 施的、设置在冷却构件上的功率半导体模块。

在已知的功率半导体模块中，压力装置用于向至少一个衬底和/或 向功率半导体器件施加压力。已知功率半导体模块的压力装置不是设 置用来导热的，而仅冷却构件是设置用来导热的，功率半导体模块的 至少一个衬底设置在所述冷却构件上。

发明内容

本发明基于如下任务，即，完成开头所述类型的功率半导体模块， 在这种功率半导体模块中，对于功率半导体器件的冷却方案得到改善。

根据本发明，该任务通过一种按照压力接触方式实施的功率半导 体模块来解决，所述功率半导体模块用于设置在冷却构件上，所述功 率半导体模块具有至少一个衬底和压力装置，在所述衬底上设置有功 率半导体器件，所述压力装置用于使所述功率半导体器件在所述至少 一个衬底上压力接触导通，以及用于将所述至少一个衬底以导热的方 式设置在所述冷却构件上，其中，

将所述压力装置构造为主动式冷却装置，冷却介质穿流所述压力 装置的所述主动式冷却装置，所述主动式冷却装置的所述冷却介质由 冷却液形成；

设置所述压力装置的所述主动式冷却装置，用于使接触元件在所 述功率半导体器件及在所述至少一个衬底的电路结构上压力接触导 通，和/或用于使负载连接元件与所述至少一个衬底的所述电路结构压 力接触导通；

将所述接触元件设置在柔性印刷电路板上。

在根据本发明的功率半导体模块中，不仅至少一个衬底的其中一 侧上的冷却构件充当导热元件而且功率半导体模块的远离冷却构件的 侧上的压力装置也充当导热元件，从而本发明的功率半导体模块能够 以较大的功率运行。另一优点在于，由于冷却的改善，也延长了本发 明功率半导体模块的使用寿命。必要时，利用本发明功率半导体模块， 对安装可行性更为有利，这是因为：由于冷却构件可以小体积地构造， 所以根据本发明的功率半导体模块的安装空间可以更小。

在本发明功率半导体模块中，冷却介质可以穿流所述压力装置的 所述主动式冷却装置。所述压力装置的主动式冷却装置的冷却介质可 以是冷却液。所述冷却液例如可以是水和乙二醇的混合物。

同样可行的是：所述压力装置的所述主动式冷却装置具有如同在 笔记本电脑和个人电脑中应用的导热管（Heatpipe）。

在本发明的功率半导体模块中，所述压力装置的所述主动式冷却 装置设置用于使接触元件压力与所述功率半导体器件和/或与所述至少 一个衬底的所述电路结构压力接触导通，和/或用于使负载连接元件与 所述至少一个衬底的所述电路结构压力接触导通。在此，接触元件可 以设置在柔性印刷电路板上，类似于在开头引用的DE10121970B4中 所描述的那样。这些负载连接元件可以分别具有与至少一个衬底平行 的带状段，从所述带状段伸出接触脚，如在同样在开头引用的DE10 2006006425A1中描述的那样。这些连接元件以如下方式设置，即， 这些连接元件的接触脚全部伸向相同方向。