[发明专利]功率半导体模块装置及其制造方法

说明书

本公开涉及功率半导体模块装置及其制造方法。该装置包括：壳体，包括侧壁和盖；以及衬底，布置在壳体中，衬底包括介电绝缘层、布置在介电绝缘层的第一侧上的第一金属化层和布置在介电绝缘层的第二侧上的第二金属化层，其中介电绝缘层被设置在第一和第二金属化层之间。功率半导体模块装置还包括：至少一个半导体本体，安装在第一金属化层的远离介电绝缘层的第一表面上；连接元件布置在第一金属化层的第一表面上并与其电连接；接触元件，插入连接元件并与其电连接，其中接触元件在垂直于第一表面的方向上通过壳体的内部且通过壳体的盖中的开口从连接元件延伸至壳体的外部；以及硬密封，布置为与第一金属化层相邻且至少部分地填充壳体的内部。

技术领域

本公开涉及功率半导体模块装置和用于制造功率半导体模块装置的方法。

背景技术

功率半导体模块装置通常包括壳体中的衬底。衬底通常包括衬底层(例如，陶瓷层)、沉积在衬底层的第一侧上的第一金属化层和沉积在衬底层的第二侧上的第二金属化层。包括一个或多个可控半导体元件(例如，半桥配置的两个IGBT)的半导体装置可被布置在衬底上。通常提供一个或多个接触元件，其允许从壳体外部接触这种半导体装置。功率半导体模块是已知的，其中接触元件被布置在衬底上并通过壳体的盖在基本垂直于衬底的主面的方向上突出。接触元件伸出壳体的部分可以机械和电气地耦合至印刷电路板。通常，印刷电路板包括开口，并且接触元件通过相应的开口插入。通常，具有包括接触元件的半导体装置的功率半导体模块是预制的，并且客户可以在预制的功率半导体模块上安装其自己定制的印刷电路板。由于在衬底上安装接触元件时出现的公差以及在印刷电路板和相应开口的制造期间出现的公差，接触元件和开口可能无法准确对齐。因此，当在将印刷电路板安装至功率半导体模块时，可能对接触元件施加很大的力。随着时间的推移，这会导致功率半导体模块损坏。

需要提供增强的机械稳定性以防止损坏的功率半导体模块装置及其制造方法。

发明内容

一种功率半导体模块装置包括：壳体，包括侧壁和盖；以及衬底，布置在壳体中，衬底包括介电绝缘层、布置在介电绝缘层的第一侧上的第一金属化层和布置在介电绝缘层的第二侧上的第二金属化层，其中介电绝缘层被设置在第一和第二金属化层之间。功率半导体模块装置还包括：至少一个半导体本体，安装在第一金属化层的远离介电绝缘层的第一表面上；连接元件，布置在第一金属化层的第一表面上并且电连接至第一金属化层的第一表面；接触元件，插入连接元件并且电连接至连接元件，其中接触元件在垂直于第一表面的方向上通过壳体的内部并通过壳体的盖中的开口从连接元件延伸到壳体的外部；以及硬密封，布置为与第一金属化层相邻并且至少部分地填充壳体的内部。

一种功率半导体模块装置包括衬底、至少一个半导体本体、连接元件和接触元件，其中衬底包括介电绝缘层、布置在介电绝缘层的第一侧上的第一金属化层和布置在介电绝缘层的第二侧上的第二金属化层，其中介电绝缘层被设置在第一和第二金属化层之间，并且至少一个半导体本体安装在第一金属化层的远离介电绝缘层的第一表面。连接元件布置在第一金属化层的第一表面上并且电连接至第一金属化层的第一表面，并且接触元件插入连接元件并且电连接至连接元件。一种用于制造这种功率半导体模块装置的方法包括：将衬底布置在壳体中，其中壳体包括壁；用密封材料至少部分地填充由壳体的壁和衬底形成的容量；硬化密封材料以形成硬密封；以及封闭壳体，其中接触元件通过壳体的内部并且通过壳体的盖中的开口在垂直于第一表面的方向上从连接元件延伸到壳体的外部。

可参照以下附图和说明书更好地理解本发明。附图中的部件不一定要按比例绘制，而是强调说明本发明的原理。此外，在附图中，类似的参考数字在不同的示图中指定对应的部分。

附图说明

图1是传统功率半导体模块装置的截面图。

图2是功率半导体模块装置的示例的截面图。

图3示意性地示出了不同的邵氏硬度标度。

图4示意性地示出了不同的邵氏硬度标度和洛氏标度。