CN107393892B - 功率半导体装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种功率半导体装置，所述功率半导体装置包括基板，所述基板具有第一导电接触区和第二导电接触区并且功率半导体部件被布置在所述基板上并且与所述基板导电连接，并且所述功率半导体装置包括电容器，为了所述电容器的电连接，所述电容器具有导电的第一电容器连接元件和导电的第二电容器连接元件，其中，所述电容器连接元件与所述基板导电地压力接触连接。本发明提供了一种功率半导体装置，该功率半导体装置的电容器可靠地与所述功率半导体装置的基板导电连接。

Description

功率半导体装置
技术领域
本发明涉及功率半导体装置。
背景技术
在现有技术中已知的功率半导体装置中，诸如例如功率半导体开关和二极管的功率半导体部件通常布置在基板上，并且通过基板的导体层、键合线和/或导电箔复合物彼此导电连接。
在这种情况下，功率半导体部件常常电互连，以形成例如用于整流以及反相电压和电流的单个所谓的半桥电路或多个所谓的半桥电路。在这种情况下，功率半导体装置通常具有作为能量存储体的电容器，其并联和/或串联地电连接并且通常缓冲存储施加到功率半导体装置的DC电压。这种类型的电容器在本领域中也被习惯性地称为中间电路电容器。
电容器通过其电连接元件与功率半导体装置的单个部件或多个部件导电连接，特别地，与功率半导体装置的功率半导体部件导电连接。由于功率半导体装置常常暴露于机械冲击和/或振动负载，因此会出现机械故障以及电容器的电连接元件与在其上布置功率半导体装置的功率半导体部件的功率半导体装置的基板之间的电连接的电中断，这导致功率半导体装置的故障。
DE 10 2009 046 403 A1公开了一种功率半导体装置，其中，电容器的电连接元件通过接触脚与功率半导体装置的基板导电连接，接触脚在功率半导体装置的基板的法线方向上是刚性且非柔性的并且紧密结合地连接到电容器的电连接元件。
发明内容
本发明的问题是提供一种功率半导体装置，该功率半导体装置的电容器可靠地与功率半导体装置的基板导电连接。
通过一种功率半导体装置来解决该问题，该功率半导体装置包括：基板，其具有第一导电接触区和第二导电接触区，并且功率半导体部件被布置在基板上并且与基板导电连接，并且该功率半导体装置包括电容器，为了电容器的电连接，该电容器具有导电的第一电容器连接元件和导电的第二电容器连接元件，并且该功率半导体装置包括第一压力元件和第二压力元件，其中，第一电容器连接元件的第一部分被布置在第一压力元件和与基板的第一接触区之间，并且第二电容器连接元件的第一部分被布置在第二压力元件与基板的第二接触区之间，其中，功率半导体装置以下述方式形成：第一压力元件将第一电容器连接元件的第一部分压靠基板的第一接触区，使得第一电容器连接元件与基板的第一接触区导电地压力接触连接，并且第二压力元件将第二电容器连接元件的第一部分压靠基板的第二接触区，使得第二电容器连接元件与基板的第二接触区导电地压力接触连接。
此外，通过一种功率半导体装置来解决该问题，该功率半导体装置包括基板，基板具有第一导电接触区和第二导电接触区并且功率半导体部件被布置在基板上并且与基板导电连接，并且功率半导体装置包括电容器，为了电容器的电连接，该电容器具有导电的第一电容器连接元件和导电的第二电容器连接元件，并且该功率半导体装置包括第一弹簧元件和第二弹簧元件，并且该功率半导体装置包括电容器保持元件，电容器保持元件具有用于接纳电容器的容器装置，其中，电容器被布置在电容器保持元件的容器装置中，其中，第一弹簧元件与第一电容器连接元件导电接触，并且第二弹簧元件与第二电容器连接元件导电接触，其中，功率半导体装置以下述方式形成：电容器保持元件将第一弹簧元件压靠在基板的第一接触区，使得第一弹簧元件与基板的第一接触区导电地压力接触连接，并且电容器保持元件将第二弹簧元件压靠在基板的第二接触区，使得第二弹簧元件与基板的第二接触区导电地压力接触连接。
本发明的有利实施例如下所述。
经证实，以下这样时是有利的：功率半导体装置具有电容器保持元件，电容器保持元件具有用于接纳电容器的容器装置，其中，电容器被布置在电容器保持元件的容器装置中，其中，第一压力元件和第二压力元件与电容器保持元件一体形成，或者第一压力元件和第二压力元件的相应部分被注塑成型到电容器保持元件中，或者第一压力元件和第二压力元件的相应部分被布置在电容器保持元件中的分别相关联的凹陷中。结果，提供了将第一压力元件和第二压力元件紧固于电容器保持元件的特别简单的方式。
经证实，以下这样时是有利的：第一压力元件和第二压力元件在基板的法线方向上有弹簧作用。结果，可补偿组装和部件容差，并且实现第一压力元件和第二压力元件在相应的电容器连接元件的相应第一部分上的恒定的限定接触压力。
此外，经证实，以下这样时是有利的：容器装置具有容器保持元件，其中，电容器在基板的法线方向上被布置在容器保持元件与基板之间，因为在这种情况下，电容器由电容器保持元件可靠地保持。
另外，经证实，以下这样时是有利的：功率半导体装置具有底板和压力生成装置，其中，基板被布置在电容器保持元件的容器装置与底板之间，并且通过压力生成装置将电容器保持元件紧固于底板，其中，压力产生装置在基板的方向上对电容器保持元件施加压力，结果，第一压力元件将第一电容器连接元件的第一部分推靠基板的第一接触区，使得第一电容器连接元件与基板的第一接触区导电地压力接触连接，并且第二压力元件将第二电容器连接元件的第一部分压靠基板的第二接触区，使得第二电容器连接元件与基板的第二接触区导电地压力接触连接。结果，以简单的方式沿着基板的方向对电容器保持元件施加压力。
此外，经证实，以下这样时是有利的：功率半导体装置具有电容器保持元件，电容器保持元件具有用于接纳电容器的容器装置，其中，电容器布置在电容器保持元件的容器装置中，使得它能在基板的法线方向上移动，其中，第一压力元件与第二压力元件一体形成，其中，第一压力元件和第二压力元件是被布置在电容器保持元件与基板之间的接触压力元件的一体构成部分，其中，功率半导体装置具有第一弹簧元件，其中，电容器在基板的法线方向上被布置在第一弹簧元件与接触压力元件之间，其中，第一弹簧元件在基板的法线方向上将电容器压靠接触压力元件，结果，第一压力元件将第一电容器连接元件的第一部分压靠基板的第一接触区，使得第一电容器连接元件与基板的第一接触区导电地压力接触连接，并且第二压力元件将第二电容器连接元件的第一部分压靠基板的第二接触区，使得第二电容器连接元件与基板的第二接触区导电地压力接触连接。结果，以简单的方式在基板的法线方向上将电容器压靠接触压力元件。
在该场境下，经证实，以下这样时是有利的：功率半导体装置具有底板和压力产生装置，其中，基板被布置在电容器保持元件的容器装置与底板之间，其中，第一弹簧元件与电容器保持元件一体形成，其中，通过压力产生装置将电容器保持元件紧固于底板，其中，压力产生装置在基板的方向上对电容器保持元件施加压力，并且因此在电容器的方向上对第一弹簧元件施加压力。结果，以简单的方式在基板的方向上对电容器保持元件施加压力。
在该场境下，可供选择地，经证实，以下这样时是有利的：功率半导体装置具有底板和压力生成装置，其中，基板被布置在电容器保持元件的容器装置与底板之间，其中，第一弹簧元件的至少一个部分被设计成覆盖板的区域的形式，该区域是由在覆盖板中制成的狭槽形成的，其中，覆盖板与电容器保持元件连接，其中，通过压力生成装置将电容器保持元件紧固于底板，其中，压力生成装置在基板的方向上对电容器保持元件施加压力，并且因此在电容器的方向上对第一弹簧元件施加压力。结果，以简单的方式沿着基板的方向对电容器保持元件施加压力。
此外，经证实，以下这样时是有利的：电容器保持元件具有第二弹簧元件，第二弹簧元件沿着基板的方向从电容器保持元件的面对基板的一侧突出，其中，第二弹簧元件将基板压靠底板。结果，另外，还通过电容器保持元件的第二弹簧元件，用电容器保持元件将基板压靠底板。
另外，经证实，在问题的其它解决方案的范围内，以下这样时是有利的：电容器保持元件具有容器装置，容器装置与相应的弹簧元件相关联，用于接纳相应的弹簧元件，其中，第一弹簧元件和第二弹簧元件的相应部分被布置在与相应的弹簧元件相关联的容器装置中。结果，以简单的方式将相应的弹簧元件紧固于电容器保持元件。
结合问题的其它解决方案，经证实，以下这样时是有利的：第一弹簧元件具有至少一个开口，第一电容器连接元件的一部分通过开口延伸，并且第二弹簧元件具有至少一个开口，第二电容器连接元件的一部分通过开口延伸。结果，以特别简单的方式将相应的弹簧元件紧固于电容器保持元件。
结合问题的其它解决方案，经证实，以下这样时是有利的：第一弹簧元件与第一电容器连接元件的导电接触和第二弹簧元件与第二电容器连接元件的导电接触在每种情况下都是导电压力接触的形式或导电紧密结合(cohesive)接触的形式，因为在这种情况下以特别可靠的方式形成弹簧元件和电容器连接元件之间的连接。
另外，经证实，在问题的其它解决方案的范围内，以下这样时是有利的：功率半导体装置具有底板和压力生成装置，其中，基板被布置在电容器保持元件的容器装置与底板之间，通过压力生成装置将电容器保持元件紧固于底板，其中，压力产生装置在基板的方向上对电容器保持元件施加压力，结果，电容器保持元件将第一弹簧元件压靠基板的第一接触区并且将第二弹簧元件压靠基板的第二接触区。结果，以简单的方式在基板的方向上对电容器保持元件施加压力。
此外，经证实，以下这样时是有利的：基板压靠底板，结果，基板以力配合(force-fitting)方式连接到底板，因为在这种情况下基板可靠地与底板连接。
另外，经证实，以下这样时是有利的：压力产生装置是以至少一个螺纹连接的形式，因为在这种情况下以特别简单的方式形成压力产生装置。
此外，经证实，以下这样时是有利的：基板是是以直接铜键合(copper bonded)基板的形式或是以绝缘金属基板的形式，因为存在本领域中惯用的并且在其上布置功率半导体部件的基板。
附图说明
以下，将参照下面的附图来说明本发明的示例性实施例，在附图中：
图1是根据本发明的功率半导体装置的第一实施例的立体图，
图2示出根据本发明的功率半导体装置的第一实施例的侧视图，
图3示出图2中的细节的视图，
图4示出根据本发明的功率半导体装置的第一实施例的变型实施例的图2中的细节的视图，
图5是根据本发明的功率半导体装置的第二实施例的立体图，
图6是根据本发明的功率半导体装置的第二实施例的电容器保持元件的立体图，
图7是根据本发明的功率半导体装置的第二实施例的接触压力元件和布置在接触压力元件上的电容器的立体图，
图8示出根据本发明的功率半导体装置的第二实施例的接触压力元件和布置在接触压力元件上的电容器的侧视图，
图9是根据本发明的功率半导体装置的第二实施例的电容器保持元件的立体图，其中，电容器布置在电容器保持元件的容器装置中并且接触压力元件布置在电容器上，
图10是根据本发明的功率半导体装置的第一实施例和第二实施例的包括位于基板的接触区上的电容器连接元件的电容器的立体图(电容器保持元件和压力元件未示出)，
图11示出包括覆盖板的根据本发明的功率半导体装置的第二实施例的变型实施例的侧视图，
图12从上面示出图11中示出的覆盖板的视图，
图13是根据本发明的功率半导体装置的第三实施例的包括电容器、电容器保持元件和弹簧元件的布置的分解图，
图14是根据本发明的功率半导体装置的第三实施例的包括电容器、电容器保持元件和弹簧元件的布置的立体图，以及
图15示出根据本发明的功率半导体装置的第三实施例的包括电容器、电容器保持元件、弹簧元件、基板和功率半导体部件的布置的侧视图。
在所有附图中，用相同的参考符号来提供相同的元件。
具体实施方式
图1至图4和图10示出根据本发明的功率半导体装置1的第一实施例的各种视图。
根据本发明的功率半导体装置1具有基板3，基板3具有第一导电接触区2a和第二导电接触区2b，并且功率半导体部件4布置在基板3上并且与基板3导电连接。基板3具有电绝缘层3a，电绝缘层3a可被设计成例如陶瓷板或电绝缘膜的形式。结构化的导电第一层3b被布置在电绝缘层3a上，所述第一层基于其结构，形成第一导电接触区2a和第二导电接触区2b以及有可能的其它导电接触区。导电接触区可形成导体引线。功率半导体部件4被布置在第一层3b上并且优选地通过钎焊或烧结连接与第一层3b导电连接。基板3优选地具有优选地未结构化的导电第二层3c，其中，电绝缘层3a被布置在第一层3b和第二层3c之间。基板3可以是例如直接铜键合(direct copper bonded)基板(DCB基板)的形式或绝缘金属基板的形式。应该注意，在本发明的所有示例性实施例中，基板3可如上所述非常一般地形成。
在本发明的所有示例性实施例中，相应的功率半导体部件4非常一般地优选地是功率半导体开关或二极管的形式。在这种情况下，功率半导体开关通常是诸如例如IGBT(绝缘栅型双极性晶体管)或MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)的晶体管的形式，或晶闸管的形式。
此外，功率半导体装置1具有电容器5，为了电连接，电容器5具有导电的第一电容器连接元件5a和导电的第二电容器连接元件5b。电容器连接元件5a和5b从电容器5的壳体伸出。
此外，功率半导体装置1具有第一压力元件6a和第二压力元件6b，其中，第一电容器连接元件5a的第一部分5a'被布置在第一压力元件6a与基板3的第一接触区2a之间，并且第二电容器连接元件5b的第一部分5b'被布置在第二压力元件6b与基板3的第二接触区2b之间。功率半导体装置1被形成为：使得第一压力元件6a优选地在基板3的法线方向N上将第一电容器连接元件5a的第一部分5a'压靠基板3的第一接触区2a，使得第一电容器连接元件5a与基板3的第一接触区2a导电地压力接触连接，并且第二压力元件6b优选地在基板3的法线方向N上将第二电容器连接元件5b的第一部分5b'压靠基板3的第二接触区2b，使得第二电容器连接元件5b与基板3的第二接触区2b导电地压力接触连接。
因此，在本发明的情况下，电容器5的电容器连接元件5a和5b不通过紧密结合连接与基板3导电连接，而是以直接地力配合方式与基板导电连接，使得不存在在功率半导体装置1的机械冲击和/或振动负载下会失效的、用于电连接电容器5的紧密结合连接(例如，钎焊、焊接或烧结连接)。
功率半导体装置1具有电容器保持元件7，电容器保持元件7具有用于接纳电容器5的容器装置7a，其中，电容器5被布置在电容器保持元件7的容器装置7a中，其中，第一压力元件6a和第二压力元件6b与电容器保持元件7一体形成(参见图3)，或者第一压力元件6a和第二压力元件6b的相应部分被注塑成型到电容器保持元件7中，或者第一压力元件6a和第二压力元件6b的相应部分被布置在电容器保持元件7分别关联的凹陷7d中(参见图4)。电容器保持元件7优选地由塑料形成。如果第一压力元件6a和第二压力元件6b的相应部分被注塑成型到电容器保持元件7中或者第一压力元件6a和第二压力元件6b的相应部分被布置在电容器保持元件7分别关联的凹陷7d中，则第一压力元件6a和第二压力元件6b优选地由金属形成。
优选地，第一压力元件6a和第二压力元件6b在基板3的法线方向N上形成有弹簧作用，这样的结果是，可补偿组装和部件容差并且实现第一压力元件6a和第二压力元件6b在相应的电容器连接元件5a和分别地5b的相应第一部分5a'和5b'上的所限定的恒定接触压力。可通过具有相应的部分6a'和分别地6b'的第一压力元件6a和第二压力元件6b，第一压力元件6a和第二压力元件6b在基板3的法线方向N上形成有弹簧作用，部分6a'和分别地6b'被设计成相对于在基板3的法线方向N上延伸的相应压力元件6a或6b的部分弯曲(参见图3和图4)。
电容器保持元件7的容器装置7a可具有框架元件7a”，框架元件7a”至少部分地横向包围电容器5(参见图1)，或者例如如图5中所示，具有横向地包围电容器5的套筒状框架元件7a”(参见图5)。
电容器保持元件7优选地具有电容器保持元件底板7c，电容器保持元件7的容器装置7a在基板3的法线方向N上在背离基板3的方向上从电容器保持元件底板7c延伸(参见图1和图6)。
此外，容器装置7a优选地具有容器保持元件7a'，其中，电容器5在基板3的法线方向N上被布置在容器保持元件7a'和基板3之间。容器保持元件7a'防止电容器5在基板3的法线方向N上在背离基板3的方向上的移动。作为替代或补充，框架元件7a”或容器保持元件7a'的框架元件7a”可形成为以力配合方式连接到电容器5。
功率半导体装置1优选地具有底板9和压力生成装置17，其中，基板3被布置在电容器保持元件7的容器装置7a和底板9之间，并且通过压力生成装置17将电容器保持元件7紧固于底板9，其中，优选地在基板3的法线方向N上的压力生成装置17在基板3的方向上对电容器保持元件7施加压力，结果，第一压力元件6a将第一电容器连接元件5a的第一部分5a'压靠基板3的第一接触区2a，使得第一电容器连接元件5a与基板3的第一接触区2a导电地压力接触连接，并且第二压力元件6b将第二电容器连接元件5b的第一部分5b'压靠基板3的第二接触区2b，使得第二电容器连接元件5b与基板3的第二接触区2b导电地压力接触连接。
底板9可例如与散热器导热连接，或者如在所有示例性实施例中，与散热器的一体构成部分导热连接，散热器例如可以是空气散热器或液体散热器的形式，特别地，是水散热器的形式。在示例性实施例中，散热器具有底板9，散热器的冷却片9a起始于底板9。作为冷却片9a的替代，散热器还可具有起始于底板9的冷却针片。
在本发明的所有示例性实施例中，基板3优选地压靠底板9，特别地，在基板3的法线方向N上压靠底板9，这样的结果是，基板3按此方式以力配合方式与底板9连接。在这种情况下，基板3优选地不紧密结合地连接到底板9。可在基板3和底板9之间布置导热膏。
在所有示例性实施例中，例如，通过烧结或钎焊连接，基板3能够额外地也紧密结合地连接到底板9。
在本发明的所有示例性实施例中，优选地，压力产生装置17非常一般地是至少一个螺纹连接的形式。
图5至图12示出至少相对于基板3、电容器5、底板9、功率半导体部件4和压力产生装置17与根据本发明的功率半导体装置1的第一实施例对应的、根据本发明的功率半导体装置1的第二实施例的各种视图。
功率半导体装置1具有电容器保持元件7，电容器保持元件7具有用于接纳电容器5的容器装置7a，其中，电容器5被布置在电容器保持元件7的容器装置7a中，使得它可在基板3的法线方向N上移动。容器装置7a优选地具有横向地包围电容器5的套筒形框架元件7a”(参见图5)，其中，容器装置7a还可具有至少部分地横向包围电容器5的多个框架元件7a”(参见图1)。
第一压力元件6a与第二压力元件6b一体形成，其中，第一压力元件6a和第二压力元件6b是布置在电容器保持元件7与基板3之间的接触压力元件6的一体构成部分(参见图7和图8)。第一压力元件6a通过连接元件10与第二压力元件6b连接。电容器5被布置在接触压力元件6上，特别地，被布置在连接元件10上。
功率半导体装置1具有第一弹簧元件8，其中，电容器5在基板3的法线方向N上被布置在第一弹簧元件8与接触压力元件6之间。第一弹簧元件8在基板3的法线方向N上将电容器5压靠接触压力元件6，这样的结果是，第一压力元件6a以此方式将第一电容器连接元件5a的第一部分5a'压靠基板3的第一接触区2a，使得第一电容器连接元件5a与基板3的第一接触区2a导电地压力接触连接，并且这样的结果是，第二压力元件6b以此方式将第二电容器连接元件5b的第一部分5b'压靠基板3的第二接触区2b，使得第二电容器连接元件5b与基板3的第二接触区2b导电地压力接触连接。
功率半导体装置优选地具有上述的底板9和上述的压力生成装置17，其中，基板3被布置在电容器保持元件7的容器装置7a与底板9之间。
如图5中所示，举例来说，第一弹簧元件8可与电容器保持元件7一体形成，其中，通过压力产生装置17将电容器保持元件7紧固于底板9，其中，优选地在基板3的法线方向N上的压力生成装置17在基板3的方向上对电容器保持元件7施加压力，并且因此在电容器5的方向上对第一弹簧元件8施加压力。
作为替选形式，如图11和图12中所示，举例来说，第一弹簧元件8'的至少一个部分8'a可被设计成覆盖板12的区域8'a的形式，该区域是由在覆盖板12中制成的狭槽13形成的。覆盖板12与电容器保持元件7连接，其中，通过压力生成装置17将电容器保持元件7紧固于底板9。优选地在基板3的法线方向N上的压力生成装置17在基板3的方向上对电容器保持元件7施加压力，并且因此在电容器5的方向上对第一弹簧元件8'施加压力。电容器5被布置在覆盖板12与接触压力元件6之间。覆盖板优选地是金属片材的形式，特别地，由包括弹簧钢的金属片材构成。应该注意，出于清晰的原因，在图11中未示出电容器保持元件7。
第一弹簧元件8或8'优选地具有至少一个压力柱栓8b或8'b，第一弹簧元件8或8'通过压力柱栓8b或8'b在基板3的法线方向N上将电容器5压靠接触压力元件6。
如图6和图9中所示，举例来说，电容器保持元件7优选地具有第二弹簧元件11，第二弹簧元件11在基板3的方向上从所述电容器保持元件的面对基板3的一侧7”突出，所述第二弹簧元件优选地在基板3的法线方向N上将基板3压靠底板9。结果，通过所述电容器保持元件，通过第二弹簧元件11额外地也将基板3压靠底板9。第二弹簧元件11优选地与电容器保持元件7一体形成。电容器保持元件7优选地具有电容器保持元件底板7c，电容器保持元件7的容器装置7a在基板3的法线方向N上沿背离基板3的方向从电容器保持元件底板7c延伸(参见图6)。第二弹簧元件11在基板3的方向上，优选地从电容器保持元件底板7c开始突出。第二弹簧元件11的部分11a优选地被设计成覆盖板7c的区域的形式，该区域是由在电容器保持元件底板7c中制成的狭槽13c形成的。
图13至图15示出至少相对于基板3、电容器5、底板9、功率半导体部件4和压力产生装置17与根据本发明的功率半导体装置1的第一实施例对应的、根据本发明的功率半导体装置1的第三实施例的各种视图，其中，在图13至图15中不完全示出电容器保持元件7，而是出于清晰的原因，仅示出用于接纳电容器5的电容器保持元件7的容器装置7a和用于接纳相应弹簧元件15a或15b的电容器保持元件7的相应容纳装置14。不言而喻，如例如图1中所示，电容器保持元件7可具有图13至图15中示出的多个容器装置7a，使得电容器保持元件7还可接纳并且分别地保持多个电容器5。
按照根据本发明的功率半导体装置的第三实施例形成的功率半导体装置1具有第一弹簧元件15a和第二弹簧元件15b。电容器5被布置在电容器保持元件7的容器装置7a中。容器装置7a优选地具有横向地包围电容器5的套筒形框架元件7a”，其中，容器装置7a还可具有至少部分地横向包围电容器5的多个框架元件7a”(类似地，参见图1)。此外，容器装置7a优选地具有框架压力元件7e，框架压力元件7e横向地对电容器5施压并且以此方式将电容器5固定在容器装置7a中。
第一弹簧元件15a与第一电容器连接元件5a导电接触，并且第二弹簧元件15b与第二电容器连接元件5b导电接触。相应的导电接触可以是如示例性实施例中一样是导电地压力接触的形式或导电紧密结合接触的形式，特别地，焊接连接的形式。
电容器保持元件7优选地具有容器装置14，容器装置14与相应的弹簧元件15a或15b相关联，用于接纳相应的弹簧元件15a或15b，其中，第一弹簧元件15a或第二弹簧元件15b的相应部分被布置在与相应的弹簧元件15a或15b相关联的容器装置14中。第一弹簧元件15a优选地具有至少一个开口16a，第一电容器连接元件5a的部分通过开口16a延伸，并且第二弹簧元件15b具有至少一个开口16b，第二电容器连接元件5b的部分通过开口16b延伸。
功率半导体装置1按以下这样的方式形成：电容器保持元件7优选地在基板3的法线方向N上将第一弹簧元件15a压靠基板3的第一接触区2a，使得第一弹簧元件15a与基板3的第一接触区2a导电地压力接触连接，并且电容器保持元件7优选地在基板3的法线方向N上将第二弹簧元件15b压靠基板3的第二接触区2b，使得第二弹簧元件15b与基板3的第二接触区2b导电地压力接触连接。
由于第一弹簧元件15a和第二弹簧元件15b的弹簧作用，可通过第一弹簧元件15a和第二弹簧元件15b来机械补偿负载作用于电容器5和基板3并且导致这些元件移动的在功率半导体装置1上的机械冲击和/或振动负载，使得当在功率半导体装置1上出现机械冲击和/或振动负载时，电容器5与基板3的电连接没有失败。
此外，类似于图1和图2中示出的方式，功率半导体装置1优选地具有底板9和压力生成装置17，其中，基板3被布置在电容器保持元件7的容器装置7a与底板9之间，并且通过压力生成装置17将电容器保持元件7紧固于底板9，其中，优选地在基板3的法线方向N上的压力产生装置17在基板3的方向上对电容器保持元件7施加压力，结果，电容器保持元件7将第一弹簧元件15a压靠基板3的第一接触区2a并且将第二弹簧元件15b压靠基板3的第二接触区2b。
在所有示例性实施例的范围内，功率半导体装置4优选地电互连以形成半桥电路，例如，可以使用半桥电路整流和反相电压和电流。出于清晰的原因，在附图中不示出将功率半导体部件4彼此导电连接的键合引线或导电箔复合物。功率半导体装置1具有作为能量存储体的电容器5，电容器5缓冲存储施加到功率半导体装置1的DC电压。在示例性实施例中，以此方式，电容器5用作中间电路电容器；然而，它们还可用作另一个目的。
应该注意，关于示例性实施例的用单数提及的功率半导体装置1的元件当然在本发明中也可以存在多个。
此外，应该注意，本发明的不同示例性实施例的特征当然可以根据需要而相互组合，前提是这些特征彼此没有排他性。

Claims (23)

1.一种功率半导体装置，所述功率半导体装置包括基板(3)，所述基板(3)具有导电的第一接触区(2a)和导电的第二接触区(2b)，并且功率半导体部件(4)被布置在所述基板(3)上并且与所述基板(3)导电连接，并且所述功率半导体装置包括电容器(5)，为了所述电容器(5)的电连接，所述电容器(5)具有导电的第一电容器连接元件(5a)和导电的第二电容器连接元件(5b)，并且所述功率半导体装置包括第一压力元件(6a)和第二压力元件(6b)，其中，所述第一电容器连接元件(5a)的第一部分(5a')被布置在所述第一压力元件(6a)与所述基板(3)的所述第一接触区(2a)之间，并且所述第二电容器连接元件(5b)的第一部分(5b')被布置在所述第二压力元件(6b)和所述基板(3)的所述第二接触区(2b)之间，其中，所述功率半导体装置(1)以下述方式形成：所述第一压力元件(6a)将所述第一电容器连接元件(5a)的所述第一部分(5a')压靠所述基板(3)的所述第一接触区(2a)，使得所述第一电容器连接元件(5a)与所述基板(3)的所述第一接触区(2a)导电地压力接触连接，并且所述第二压力元件(6b)将所述第二电容器连接元件(5b)的所述第一部分(5b')压靠所述基板(3)的所述第二接触区(2b)，使得所述第二电容器连接元件(5b)与所述基板(3)的所述第二接触区(2b)导电地压力接触连接，
其特征在于，所述功率半导体装置(1)具有电容器保持元件(7)，所述电容器保持元件(7)具有用于接纳所述电容器(5)的容器装置(7a)，其中，所述电容器(5)被布置在所述电容器保持元件(7)的所述容器装置(7a)中，其中，所述第一压力元件(6a)和所述第二压力元件(6b)与所述电容器保持元件(7)一体形成，或者所述第一压力元件(6a)和所述第二压力元件(6b)的相应部分被注塑成型到所述电容器保持元件(7)中，或者所述第一压力元件(6a)和所述第二压力元件(6b)的相应部分被布置在所述电容器保持元件(7)分别相关联的凹陷(7d)中。
2.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其特征在于，所述第一压力元件(6a)和所述第二压力元件(6b)在所述基板(3)的法线方向(N)上形成有弹簧作用。
3.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其特征在于，所述容器装置(7a)具有容器保持元件(7a')，其中，所述电容器(5)在所述基板(3)的法线方向(N)上被布置在所述容器保持元件(7a')与所述基板(3)之间。
4.根据权利要求2所述的功率半导体装置，其特征在于，所述容器装置(7a)具有容器保持元件(7a')，其中，所述电容器(5)在所述基板(3)的法线方向(N)上被布置在所述容器保持元件(7a')与所述基板(3)之间。
5.根据权利要求2至4中的一项所述的功率半导体装置，其特征在于，所述功率半导体装置(1)具有底板(9)和压力生成装置(17)，其中，所述基板(3)被布置在所述电容器保持元件(7)的容器装置(7a)与所述底板(9)之间，并且通过所述压力生成装置(17)将所述电容器保持元件(7)紧固于所述底板(9)，其中，所述压力生成装置(17)在所述基板(3)的方向上对所述电容器保持元件(7)施加压力，并且结果，所述第一压力元件(6a)将所述第一电容器连接元件(5a)的所述第一部分(5a')推靠所述基板(3)的所述第一接触区(2a)，使得所述第一电容器连接元件(5a)与所述基板(3)的所述第一接触区(2a)导电地压力接触连接，并且所述第二压力元件(6b)将所述第二电容器连接元件(5b)的所述第一部分(5b')压靠所述基板(3)的所述第二接触区(2b)，使得所述第二电容器连接元件(5b)与所述基板(3)的所述第二接触区(2b)导电地压力接触连接。
6.根据权利要求5所述的功率半导体装置，其特征在于，所述基板(3)压靠所述底板(9)，并且结果，所述基板(3)以力配合方式连接到所述底板(9)。
7.根据权利要求5所述的功率半导体装置，其特征在于，所述压力生成装置(17)是以至少一个螺纹连接的形式。
8.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其特征在于，所述功率半导体装置(1)具有电容器保持元件(7)，所述电容器保持元件(7)具有用于接纳所述电容器(5)的容器装置(7a)，其中，所述电容器(5)被布置在所述电容器保持元件(7)的所述容器装置(7a)中，使得所述电容器(5)能在所述基板(3)的法线方向(N)上移动，其中，所述第一压力元件(6a)与所述第二压力元件(6b)一体形成，其中，所述第一压力元件(6a)和所述第二压力元件(6b)是被布置在所述电容器保持元件(7)与所述基板(3)之间的接触压力元件(6)的一体构成部分，其中，所述功率半导体装置(1)具有第一弹簧元件(8、8')，其中，所述电容器(5)在所述基板(3)的法线方向(N)上被布置在所述第一弹簧元件(8、8')与所述接触压力元件(6)之间，其中，所述第一弹簧元件(8、8')在所述基板(3)的法线方向(N)上将所述电容器(5)压靠所述接触压力元件(6)，并且结果，所述第一压力元件(6a)将所述第一电容器连接元件(5a)的所述第一部分(5a')压靠所述基板(3)的所述第一接触区(2a)，使得所述第一电容器连接元件(5a)与所述基板(3)的所述第一接触区(2a)导电地压力接触连接，并且所述第二压力元件(6b)将所述第二电容器连接元件(5b)的所述第一部分(5b')压靠所述基板(3)的所述第二接触区(2b)，使得所述第二电容器连接元件(5b)与所述基板(3)的所述第二接触区(2b)导电地压力接触连接。
9.根据权利要求8所述的功率半导体装置，其特征在于，所述功率半导体装置(1)具有底板(9)和压力生成装置(17)，其中，所述基板(3)被布置在所述电容器保持元件(7)的所述容器装置(7a)与所述底板(9)之间，其中，所述第一弹簧元件(8)与所述电容器保持元件(7)一体形成，其中，通过所述压力生成装置(17)将所述电容器保持元件(7)紧固于所述底板(9)，其中，所述压力生成装置(17)在所述基板(3)的方向上对所述电容器保持元件(7)施加压力，并且因此在所述电容器(5)的方向上对所述第一弹簧元件(8)施加压力。
10.根据权利要求8所述的功率半导体装置，其特征在于，所述功率半导体装置(1)具有底板(9)和压力生成装置(17)，其中，所述基板(3)被布置在所述电容器保持元件(7)的所述容器装置(7a)与所述底板(9)之间，其中，所述第一弹簧元件(8')的至少一个部分(8'a)被设计成覆盖板(12)的区域的形式，所述区域是由在所述覆盖板(12)中制成的狭槽(13)形成的，其中，所述覆盖板(12)与所述电容器保持元件(7)连接，其中，通过所述压力生成装置(17)将所述电容器保持元件(7)紧固于所述底板(9)，其中，所述压力生成装置(17)在所述基板(3)的方向上对所述电容器保持元件(7)施加压力，并且因此在所述电容器(5)的方向上对所述第一弹簧元件(8')施加压力。
11.根据权利要求9所述的功率半导体装置，其特征在于，所述电容器保持元件(7)具有第二弹簧元件(11)，所述第二弹簧元件(11)在所述基板(3)的方向上从所述电容器保持元件的面对所述基板(3)的一侧(7”)突出，其中，所述第二弹簧元件(11)将所述基板(3)压靠所述底板(9)。
12.根据权利要求10所述的功率半导体装置，其特征在于，所述电容器保持元件(7)具有第二弹簧元件(11)，所述第二弹簧元件(11)在所述基板(3)的方向上从所述电容器保持元件的面对所述基板(3)的一侧(7”)突出，其中，所述第二弹簧元件(11)将所述基板(3)压靠所述底板(9)。
13.根据权利要求9至12中的一项所述的功率半导体装置，其特征在于，所述基板(3)压靠所述底板(9)，并且结果，所述基板(3)以力配合方式连接到所述底板(9)。
14.根据权利要求9至12中的一项所述的功率半导体装置，其特征在于，所述压力生成装置(17)是以至少一个螺纹连接的形式。
15.根据权利要求1至4中的一项所述的功率半导体装置，其特征在于，所述基板(3)是以直接铜键合基板的形式或以绝缘金属基板的形式。
16.一种功率半导体装置，所述功率半导体装置包括基板(3)，所述基板(3)具有导电的第一接触区(2a)和导电的第二接触区(2b)，并且功率半导体部件(4)被布置在所述基板(3)上并且与所述基板(3)导电连接，并且所述功率半导体装置包括电容器(5)，为了所述电容器(5)的电连接，所述电容器(5)具有导电的第一电容器连接元件(5a)和导电的第二电容器连接元件(5b)，并且所述功率半导体装置包括第一弹簧元件(15a)和第二弹簧元件(15b)，并且所述功率半导体装置包括电容器保持元件(7)，所述电容器保持元件(7)具有用于接纳所述电容器(5)的第一容器装置(7a)，其中，所述电容器(5)被布置在所述电容器保持元件(7)的所述第一容器装置(7a)中，其中，所述第一弹簧元件(15a)与所述第一电容器连接元件(5a)导电接触，并且所述第二弹簧元件(15b)与所述第二电容器连接元件(5b)导电接触，其中，所述功率半导体装置(1)以下述方式形成：所述电容器保持元件(7)将所述第一弹簧元件(15a)压靠所述基板(3)的所述第一接触区(2a)，使得所述第一弹簧元件(15a)与所述基板(3)的所述第一接触区(2a)导电地压力接触连接，并且所述电容器保持元件(7)将所述第二弹簧元件(15b)压靠所述基板(3)的所述第二接触区(2b)，使得所述第二弹簧元件(15b)与所述基板(3)的所述第二接触区(2b)导电地压力接触连接。
17.根据权利要求16所述的功率半导体装置，其特征在于，所述电容器保持元件(7)具有第二容器装置(14)，所述第二容器装置(14)与相应的弹簧元件(15a、15b)相关联，用于接纳相应的弹簧元件(15a、15b)，其中，所述第一弹簧元件(15a)和所述第二弹簧元件(15b)的相应部分被布置在与相应的弹簧元件(15a、15b)相关联的所述第二容器装置(14)中。
18.根据权利要求16或17所述的功率半导体装置，其特征在于，所述第一弹簧元件(15a)具有至少一个开口(16a)，所述第一电容器连接元件(5a)的一部分通过所述开口(16a)延伸，并且所述第二弹簧元件(15b)具有至少一个开口(16b)，所述第二电容器连接元件(5b)的一部分通过所述开口(16b)延伸。
19.根据权利要求16或17所述的功率半导体装置，其特征在于，所述第一弹簧元件(15a)与所述第一电容器连接元件(5a)的导电接触和所述第二弹簧元件(15b)与所述第二电容器连接元件(5b)的导电接触在每种情况下都是导电压力接触的形式或导电紧密结合接触的形式。
20.根据权利要求16或17所述的功率半导体装置，其特征在于，所述功率半导体装置(1)具有底板(9)和压力生成装置(17)，其中，所述基板(3)被布置在所述电容器保持元件(7)的所述第一容器装置(7a)与所述底板(9)之间，通过所述压力生成装置(17)将所述电容器保持元件(7)紧固于所述底板(9)，其中，所述压力生成装置(17)在所述基板(3)的方向上对所述电容器保持元件(7)施加压力，结果，所述电容器保持元件(7)将所述第一弹簧元件(15a)压靠所述基板(3)的所述第一接触区(2a)并且将所述第二弹簧元件(15b)压靠所述基板(3)的所述第二接触区(2b)。
21.根据权利要求20所述的功率半导体装置，其特征在于，所述基板(3)压靠所述底板(9)，并且结果，所述基板(3)以力配合方式连接到所述底板(9)。
22.根据权利要求20所述的功率半导体装置，其特征在于，所述压力生成装置(17)是以至少一个螺纹连接的形式。
23.根据权利要求16或17所述的功率半导体装置，其特征在于，所述基板(3)是以直接铜键合基板的形式或以绝缘金属基板的形式。
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