[发明专利]功率半导体模块

说明书

一种功率半导体模块(60)包括：壳体(58)，其容纳具有至少一个功率半导体芯片(64)的功率电路(62)，壳体提供至少两个功率端子(68)；印刷电路板(10)，其安装到壳体(58)且电连接到功率电路(62)以用于分配辅助信号；以及至少一个辅助端子(16)，其利用由辅助端子(16)的主体(24)提供的压配合连接件(26)来安装到印刷电路板(10)。

技术领域

本发明涉及一种功率半导体模块。

背景技术

功率半导体模块容纳一个或多个功率半导体芯片，一个或多个功率半导体芯片可与设在功率半导体模块的壳体上的端子电连接。功率端子用于使承载功率半导体模块的负载电流的导线相互连接。通常具有比功率端子低得多的电流额定值的辅助端子用于供应栅极信号、访问传感器信号等。

一些功率半导体模块具有印刷电路板，辅助端子设在印刷电路板上。印刷电路板电连接到功率半导体模块的内部，且辅助端子可被焊接到印刷电路板。辅助端子可通过印刷电路板上方的模块覆盖件而突出，且辅助端子可弯曲在螺母上方，螺母被保持在模块覆盖件中。

例如，来自栅极驱动板的发射极、集电极和栅极信号可经由辅助端子而连接到印刷电路板，且然后印刷电路板可将信号分配到衬底，一个或多个功率半导体芯片附接到衬底上。

辅助端子可在未弯曲状况下被焊接到印刷电路板。在这之后，印刷电路板可胶合在栅格上，栅格是壳体的部分。然后，可附接从印刷电路板到衬底的引线接合连接件。在接下来的步骤中，模块覆盖件可安装在壳体的顶部上。模块覆盖件可具有槽开口，以穿通(feedthrough)未弯曲的辅助端子。在将螺母放置在覆盖件中之后，可通过弯曲过程来使辅助端子弯曲在螺母上方。在安装期间，在应用中，或在冲击测试和振动测试中，对辅助端子与印刷电路板的焊接接头的力可相当高。因为可通过模块覆盖件来引导辅助端子，所以可减小对焊接接头的一些力。然而，由于高应力，在焊接中仍可存在产生裂纹的风险。

US 2003 015 778 A1显示了具有外部引线控制端子的半导体装置，外部引线控制端子被插入模制在构成独立构件的控制端子组块中。

EP 0 696 881 A1涉及具有用于功率模块的端子的开口的塑料壳体，塑料壳体由功率模块与内壳体表面之间的弹性元件密封。

US 2008/158 823 A1显示了辅助端子，其在一个端部上具有压配合连接件，以用于插接(plug)到功率模块的印刷电路板中。其它端部从功率模块的壳体突出。

US 2012/320 545 A1显示了具有突出部的压配合件，其可用作输出端子。压配合件插入到功率模块的电路板中。

US 2015/351 276 A1显示了螺母盒，其设在功率模块的电极的下方。

发明内容

本发明的目标是提供可靠、灵活且经济的功率半导体模块，其具有弯曲在螺母上方的辅助端子。

通过独立权利要求的主题来实现该目标。根据从属权利要求和以下描述，另外的示例性实施例是明显的。

本发明涉及一种功率半导体模块。半导体模块可为由一个或多个半导体芯片、它们的电气相互连接件和机械相互连接件以及用于这些构件的壳体构成的任何装置。在此且在下文中的用语“功率”可指代适应于处理高于100 V和/或高于10 A的电流的模块和/或半导体芯片。

根据本发明的实施例，功率半导体模块包括壳体，壳体容纳具有至少一个功率半导体芯片的功率电路，该壳体提供至少两个功率端子。例如，壳体可由塑料制成，且可包括基板，一个或多个功率半导体芯片附接到基板。一个或多个衬底可接合到基板，且一个或多个功率半导体芯片可接合到一个或多个衬底。壳体的塑料材料可为玻璃纤维增强型热塑性塑料材料。

基板可包括金属化层，一个或多个功率半导体芯片接合到金属化层。功率端子可由壳体中的开口提供，螺母容纳在开口中，导线(诸如线缆)可被拧至螺母。