[发明专利]具有两个能导电结构的电子模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造电子模块的方法，其至少具有如下步骤：提供设置有第一能导电结构的电路板，将至少一个电子元件安装到第一能导电结构上，并且在其上面设置第二能导电结构。本发明也涉及一种电子模块，其具有设置有第一能导电结构的电路板、至少一个布置在第一能导电结构上的电子元件和设置在其上面的第二能导电结构。特别地，本发明能应用在功率电子模块上。

背景技术

目前，如IGBT这样的功率元件的典型构造技术基于在绝缘基底(主要由陶瓷构成)上的以及由线路之间的导线(例如所谓的粘合线)或带线形式的连接元件组成的结构化的、导电的线路。特别地已知了一种利用由铜构成的导电线路铺盖的陶瓷板、所谓的DCB(“Direct Copper Bonded(直接铜粘合)”，也称作DCB，“Direct Bonded Copper(直接敷铜)”)电路板。这种电路板通常也被称为“基底”、例如被称为“DCB基底”。

功率电子模块领域中的新发展通过平面的构造形式能够实现较高的可靠性和改善的低电感的构造可能性，以用于减少功率损耗以及用于实现较高的开关频率。附加地，取消了降低使用寿命的连接位置，其在易出故障的连续过程、例如粘合中产生。对于平面构造形式的实例是Semikron公司的“SKiN”技术或者Siemens公司的“SiPLIT”技术。SKiN技术的特征在于由柔性的、结构化的薄膜替代粘合线，该薄膜平坦地烧结在DCB电路板上，所述电路板具有固定在其上面的功率电子元件。在SiPLIT技术中，平面的布线在首先未结构化的薄膜上实现，该薄膜同时起电介质的作用。电镀地实现随后的结构化和触点接通。后者通过之前薄膜中的由激光烧蚀去除的开口产生。

两个平面的构造技术是共同的，即，必须要么在设置其之前、要么在制造模块时以耗费成本的电镀过程制造上方的布线层。在SKiN技术中，这与实际的模块制造无关地以印刷电路板技术发生在柔性的薄膜上。在SiPLIT技术中，在多个过程步骤中电镀地构造，直到达到最终铜厚度。

此外，在平面的构造技术中，过程工序此外包含了在建立连接时删减和添加过程的组合。在SKiN技术的情况中，柔性的薄膜例如必须在设置之前蚀刻结构化，并且接着与各个部件(例如冷却体、连接端子、DCB基底、柔性印刷电路板)一起在多级的烧结过程中彼此连接成一个模块。在SiPLIT技术的情况中，之前设置的薄膜在多个不同的过程中金属化和结构化以及以最终铜层厚度电镀地构造。

为了使模块与控制电路板接通，以使功率信号和控制信号耦合和退耦，存在不同的解决方案，例如借助于使用经由将元件焊接、钎焊或烧结直到压入管脚的弹簧触点。

发明内容

本发明的目的在于，至少部分地克服现有技术的缺点，并且特别地提出一种用于简化地制造电子模块的布线的可行性方案。特别地，该目的简化地制造了上布线层。

该目的根据独立权利要求所述的特征来实现。特别地，优选的实施方式能够由从属权利要求得出。

该目的通过一种用于制造电子模块的方法实现，其至少具有如下步骤：(i)提供设置有第一能导电结构的电路板，(ii)将至少一个电子元件安装到第一能导电结构上，并且(iii)在其上面纯添加地制造第二能导电结构。

第一结构或线路结构可以对应于下布线层。第一结构或线路结构可以相应于上布线层。

该方法具有的优点是，能够取消用于将第二能导电结构结构化和金属化的耗费成本和时间的过程。也不用考虑用于制造用于接通控制电路板的连接结构的附加连续过程。在唯一的过程中，能够产生所有所需要的层，用于三维地以几乎任意的层厚度构造模块而没有删减或烧蚀或材料剥蚀的过程。能够有针对性地避免通常方法的已知问题、例如在以导电层构造或结构的可达到的层厚度限制或边缘铺盖时的减少的绝缘层厚度。

特别地，设置有第一结构的电路板可以具有陶瓷基底、特别是陶瓷板。可以在一侧或在两侧用第一能导电结构来铺盖陶瓷基底。特别地，第一能导电结构可以由铜构成。特别地，陶瓷基底能够在一侧上、例如在“下侧或背侧”上设置有整面的(特别是未结构化的)金属层，并且在另一侧(“上侧或前侧”)上设置有第一能导电结构。整面的金属层可以例如由铜构成，其中，电路板例如能够是DCB电路板。然而整面的金属层也可以例如由铝构成，其中，电路板例如能够是IMS(“Insulated Metal Substrate(绝缘金属基底)”)电路板。然而，原则上能够任意地选择基底的材料和设置在该基底上的至少一个能导电的(结构化的和未结构化的)层。因此，也能够应用聚酰亚胺作为可弯曲的电路板的基底材料。