[发明专利]功率半导体模块和用于制造功率半导体模块的方法

说明书

技术领域

本发明处于功率半导体模块的领域。功率半导体模块为了电连接模块外的部件而具有电连接接触部，这些电连接接触部可以从模块的外侧达到，并且与一个或多个布置在模块内的功率半导体芯片或者其他组件导电地连接。在此，该电连接由低欧姆的导电体实现，该导电体在后面称为连接片。

背景技术

在此存在的需求是，能够以尽可能简单的方式将这样的连接片与壳体连接，并且在此产生这样的连接，该连接如此稳定以至于作用于连接片的位于壳体外部分的力不以不可靠的方式转移到其他的、尤其是模块内的部件上。

除了稳定的固定以外，此外必须保证：当连接片在模块内借助于接合线连接到模块的电部件上时，连接片必须占据壳体中的所定义的定位，由此可以在接合线与连接片之间建立接合连接时保证高的可再现的接合质量。该要求在具有直径为300μm和更高的基于铜的厚接合线的情况下是特别高的，因为基于铜的接合线比通常使用的基于铝的接合线显著更硬，使得接合工序需要明显更高的力，利用该力将接合线在接合过程期间相对于连接片按压。

另一重要方面例如涉及将模块盖安装在预先装配有连接片的壳体框架上以及将完成的模块安装在电路板上。这些过程要求构造在连接片处的连接接触部的高度的形状和位置稳定性以及高的定位精确度。如果这些连接接触部例如被构造为插头，则可以在不精确定位和定向的情况下造成倾斜，或者造成插头不能通过相应的钻孔穿入电路板中。为了满足这些要求，如今花费高的机械成本来在安装期间将插座楔入框架中。这导致插座在框架中的定位和位置可能改变。因此完全常见的是，重新调整壳体框架中的插头。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种功率半导体模块，其中一个或多个连接片与功率半导体模块的壳体元件固定连接为，使得基于铜的接合线也可以可靠地接合到连接片上，并且使得可以取消对构造在连接片处的模块外的接触部的事后定向。另外的任务在于，提供一种用于将连接片安装在功率半导体模块的壳体元件中的方法、以及一种用于制造具有连接片的功率半导体模块的方法，其中一个或多个连接片与功率半导体模块的壳体元件固定连接为，使得基于铜的接合线也可以可靠地接合到连接片上。

这些任务通过根据权利要求1所述的用于制造功率半导体模块的方法、通过根据权利要求8所述的用于将连接片安装在功率半导体模块的壳体元件中的方法、以及通过根据权利要求19所述的用于制造具有连接片的功率半导体模块的方法来解决。本发明的扩展方案和改进方案是从属权利要求的主题。

下面描述的功率半导体模块具有带有推入通道的壳体元件以及推入到该推入通道中的导电连接片。

该连接片包括狭长柄部和脚区域，该脚区域延伸直至连接片的朝向模块内部的第一端部。具有下侧和背向该下侧的上侧的脚区域相对于柄部弯曲预先给定的弯曲角。

此外，壳体元件具有至少一个被分配给连接片的压紧元件，其中脚区域通过如下方式被张紧在壳体元件中：每个压紧元件都对连接片的第一端部施加压紧力。例如，压紧元件与连接片的第一端部之间的压紧力可以处于1N至120N（牛顿）的范围内。

为了制造这样的功率半导体模块，提供壳体元件和连接片，其中连接片的脚区域相对于其柄部弯曲大于0?的预先给定的初始弯曲角。初始弯曲角例如可以大于60?和/或小于80?。壳体元件具有推入通道，其中在推入方向上利用脚区域将连接片向前推入到该推入通道中，直到脚区域的下侧接触壳体元件。通过进一步将连接片推入到推入通道中，脚区域在弯曲角增大的情况下相对于柄部弯曲，直到该弯曲角达到预先给定的终值。

通过这种方式预先装配有连接片的壳体元件可以被继续加工成功率半导体模块。在此，可以提供接合线以及装配有功率半导体芯片的电路载体，该电路载体包括设置有上金属化部的绝缘陶瓷层，在该陶瓷层上布置功率半导体芯片。接合线一方面接合到脚区域的上侧处，另一方面接合到上金属化部和/或功率半导体芯片的背向上金属化部的那侧。

附图说明

下面根据实施例参考附图示例性地阐述本发明。

图1示出具有脚区域的还未插入到壳体元件中的连接片的透视图，该脚区域相对于柄部弯曲了预先给定的初始弯曲角；

图2示出功率半导体模块的壳体框架的穿过一个截面的透视剖面图，其中插入了两个根据图1构造的连接片；

图3A至3C示出在将根据图1的连接片插入到壳体框架中以产生根据图2的布置的不同步骤；

图3D示出根据图3C的布置的放大片段；