JP2007103948A - 絶縁中間層を備えたパワー半導体モジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パワー半導体素子(70)と接続要素(40)との間又はパワー半導体素子(70)と接続パス(52)との間の少なくとも1つの接続部が加圧焼結接続部として形成されていて、絶縁成形体(80)が少なくとも1つのパワー半導体素子(70)の縁に全ての側で密接してそれによりこれを取り囲んでいるようにこの絶縁成形体(80)が配置されていること。製造方法としては、少なくとも1つのパワー半導体素子(70)及びこれを包囲する絶縁成形体(80)に対する加圧焼結プロセスの枠内の圧力付勢(100)により、この絶縁成形体(80)がパワー半導体素子(70)の縁に全ての側で密接するように変形されること。
【選択図】図3
Description
・ 少なくとも1回は変形可能な少なくとも1つの絶縁成形体を配置するステップで、この絶縁成形体が基板上の少なくとも1つのパワー半導体素子を包囲し、この際にはパワー半導体素子の縁に密接しないこと。この絶縁成形体は、包囲されたパワー半導体素子よりも大きな高さを有する。更に絶縁成形体とパワー半導体素子は、絶縁成形体とパワー半導体素子との間でパワー半導体素子を包囲して全ての側で実質的に同じ幅を有する隙間が形成されているように互いに配置されている。
・ 好ましくは、このパワー半導体素子及びこのパワー半導体素子を包囲する絶縁成形体の上側でパワー半導体素子の回路に適した接続のための少なくとも1つの接続要素を追加的に配置するステップ。
・ 接続要素に対して又は直接的に少なくとも1つのパワー半導体素子及びこれを包囲する絶縁成形体に対して加圧焼結プロセスの枠内で圧力付勢するステップ。この際、基板の導体パス及び/又は接続要素とのパワー半導体素子の加圧焼結接続部が形成される。好ましくは追加的な温度付勢を伴うこの圧力付勢の両方の形態により、絶縁成形体は、パワー半導体素子の縁に全ての側で密接し、従ってパワー半導体素子を取り囲むように変形される。絶縁成形体のこの密接は加圧焼結プロセス中のパワー半導体素子の破壊を防止する。
2 冷却体
3 ハウジング
40 導体プレート(回路板)
42、44 端子要素
5 基板
52 金属性の積層部(接続パス:導体パス)
54 絶縁材料ボディ
56 金属性の積層部
70 パワー半導体素子
700 パワー半導体素子70の厚さ
702 パワー半導体素子70の長さ
704 パワー半導体素子70の幅
80、80a、80b 絶縁成形体
86 絶縁成形体80の穴
802 穴86の長さ
804 穴86の幅
88 絶縁成形体80の膨張
90 接触面
900 接触面90の高さ
100 圧力付勢
Claims (7)
- ハウジング(3)と、外側に通じる端子要素(42、44)と、ハウジング(3)内に配置されている電気絶縁式の少なくとも1つの基板(5)とを有するパワー半導体モジュールであって、この基板(5)が、少なくとも、絶縁材料ボディ(54)と、パワー半導体モジュール(1)の内部側の第1主面上に設けられていて互いに電気絶縁されている金属性の複数の接続パス(52)と、これらの接続パス(52)の1つの接続パス上に配置されている少なくとも1つのパワー半導体素子(70)とを有し、このパワー半導体素子(70)が、少なくとも1つの接続要素(40)と、少なくとも1回は変形可能な構造化されている少なくとも1つの絶縁成形体(80)とを有する、前記パワー半導体モジュールにおいて、
パワー半導体素子(70)と接続要素(40)との間又はパワー半導体素子(70)と接続パス(52)との間の少なくとも1つの接続部が加圧焼結接続部として形成されていて、
絶縁成形体(80)が、対応する少なくとも1つのパワー半導体素子(70)の縁に全ての側で密接してそれによりこのパワー半導体素子(70)を取り囲んでいるようにこの絶縁成形体(80)が配置されていることを特徴とするパワー半導体モジュール。 - 請求項1に従うパワー半導体モジュールを製造するための方法において、この方法が、少なくとも、次のステップ、即ち、
・ 基板(5)の導体パス(52)上に少なくとも1つのパワー半導体素子(70)を配置するステップ
・ 各々の少なくとも1つのパワー半導体素子(70)を包囲するように少なくとも1つの絶縁成形体(80)を配置するステップであり、この絶縁成形体(80)が、対応するパワー半導体素子(70)の高さ(700)よりも大きな高さ(800)を有し、更に絶縁成形体(80)とパワー半導体素子(70)の間にパワー半導体素子(70)を包囲するように隙間が形成されていること
・ パワー半導体素子(70)の加圧焼結接続のために少なくとも1つのパワー半導体素子(70)とこれを囲んでいる絶縁成形体(80)に対して加圧焼結プロセスの枠内で圧力付勢(100)するステップであり、絶縁成形体(80)が圧力付勢(100)のもと、この絶縁成形体(80)がパワー半導体素子(70)の縁に全ての側で密接してこのパワー半導体素子(70)を取り囲むように変形されること
を含むことを特徴とする方法。 - 絶縁成形体(80)とパワー半導体素子(70)の縁との間の接触面(90)が、パワー半導体素子(70)の厚さ(700)の半分よりも大きな高さを有することを特徴とする、請求項1に記載のパワー半導体モジュール。
- 接続要素(40)が、パワー半導体素子(70)に対する平面的な接触箇所を各々に備えたフレキシブル導体プレート又は接続バーとして構成されていることを特徴とする、請求項1に記載のパワー半導体モジュール。
- 請求項2に記載のパワー半導体モジュールを製造するための方法において、基板(5)上にパワー半導体素子(70)及びこれを包囲する絶縁成形体(80)を配置した後、少なくとも、
・ 接続要素(40)が、絶縁成形体(80)及びパワー半導体素子(70)上に配置され、及び、
・ 接続要素(40)に対する加圧焼結プロセスの枠内の平らな圧力付勢(100)により、パワー半導体素子(70)を包囲する絶縁成形体(80)が、この絶縁成形体(80)がパワー半導体素子(70)の縁に全ての側で密接し且つ更に進行する圧力付勢(100)により、基板(5)の対応する導体パス(52)及び/又は接続要素(40)に対するパワー半導体素子(70)の加圧焼結接続部が製造されるように変形されることを特徴とする方法。 - 圧力付勢(100)に対して追加的に、加圧焼結プロセス中及び/又は加圧焼結プロセス前に絶縁成形体(80)が50℃と300℃の間の温度を用いて付勢されることを特徴とする、請求項2又は5に記載の、パワー半導体モジュールを製造するための方法。
- 複数のパワー半導体素子(70)が、加圧焼結プロセスを用いて同時に、対応する導体パス(52)及び/又は1つの又は複数の接続要素(40)と接続されることを特徴とする、請求項2に記載の、パワー半導体モジュールを製造するための方法。
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