CN103579142B - 半导体模块装置和用于生产及运行半导体模块装置的方法 - Google Patents

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Abstract

半导体模块装置，包括半导体模块（5），具有：上侧（55）、与该上侧（55）相对的下侧（56）、以及多个形成在该上侧（55）上的电连接接触件（42）。模块装置还包括印刷电路板（7）、带有装配面（65）的冷却体（6）和一个或多个将印刷电路板（7）固定在冷却体（6）上的紧固件（8）。在此，或在半导体模块（5）的下侧（56）设计多个突起（92），并在冷却体（6）的装配面（65）上设计多个容纳突起（91）的容纳区域（92），或在冷却体（6）的装配面（65）上设计多个突起（91），并在半导体模块（5）的下侧（56）设计多个容纳突起（91）的容纳区域（92）。对于每种情况，每个突起（91）都延伸至其中一个容纳区域（92）内。

Description

半导体模块装置和用于生产及运行半导体模块装置的方法
技术领域
本发明涉及一种在冷却体上的半导体模块装置以及这种半导体模块装置的运行。半导体模块会产生非常多的余热，特别是当它高功率运转时，这些余热必须通过适当的措施散发。对此有很多的方案，但部分是非常昂贵的，和/或会阻碍半导体模块装置的运转。一个基本上实用的冷却方法是例如液体方案。然而这种方法在模块运转时需要一个通常是封闭的液体循环。部分地还要使用泵，使液体穿过冷却体。液体冷却过的冷却体可以紧凑并且容易地设计，这样将这种冷却体集成到一个模块中(直接焊接冷却体上的基板)是可能的，而不会产生巨大的模块体积和模块重量。这种结构还总能以较低的成本配送至世界各地。
背景技术
特别是在没有使用液体冷却、如使用空气冷却的装置中需要使用大型的冷却体。对于与标准模块相比较大和较重的装置以及具有液体冷却体的装置来说，使用了具有平坦的下侧的模块。为了导热地填充模块和冷却体之间的细微的不平度，要在模块和冷却体之间应用导热膏。这种材料的导热率最大为1W/(m*K)，因此比空气好一些，但会与金属接触对象相比会产生一定的热阻。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体模块，这种半导体模块可有效地散发在模块内所产生的热量，并且可以通过简单的方式将其安装在冷却体上。另一个目的在于提供一种用于生产及运行这种半导体模块装置的方法。
该目的通过本申请所述的半导体模块装置、通过本申请所提供的用于生产半导体模块装置的方法、以及本申请所提供的用于运行半导体模块装置的方法来实现。本发明的设计方案和改进方案如本申请所记载的。
本发明的一个方面涉及一种半导体模块装置。该半导体模块装置包括半导体模块，该半导体模块具有上侧、与该上侧相对的下侧以及多个形成在该上侧上的电连接接触件。这种模块装置还包括印刷电路板、带有装配面的冷却体以及一个或多个用于将印刷电路板固定在冷却体上的紧固件。在这个意义上说，印刷电路板理解为每种传统的印刷电路板(PCB)，但是也可理解为例如所谓的层叠母线排(“laminated bus bar”)，其中分别可被结构化的两个或多个印刷电路板通过分别位于两个相邻导体层之间的电介质平面地粘贴在一起(即叠层的)。同样，所谓的条形导体被看作是印刷电路板。
在这种情况下，或是在半导体模块的下侧上设计多个突起并在冷却体的装配面上设计多个用于容纳突起的容纳区域，或是在冷却体的装配面上设计多个突起并在半导体模块的下侧上设计多个用于容纳突起的容纳区域。在每一种情况下，每一个突起都延伸至其中一个容纳区域内。与传统的布置相比，通过突起和容纳区域可以增大半导体模块和冷却体之间的接触面，因而可更好地将半导体模块的余热导入至冷却体。突起的数量基本上是任意的，当然随着突起数量的增加，半导体模块和冷却体之间的接触面也会增大。因此，在模块基面每平方厘米内突起的数量可以是例如大于或是等于1。
此外，为了使半导体模块易于固定到冷却体上，半导体模块没有直接形状配合地与冷却体连接在一起，也就是说，要么是半导体模块和冷却体之间根本没有形状配合的连接，要么是半导体模块和冷却体之间的每一个形状配合的连接只是通过印刷电路板间接实现的，借助该印刷电路板半导体模块通过它的连接接触导电地并且机械上足够稳定地连接。
模块装置还可任选地包括模块壳体，该模块壳体与冷却体相连接(冷却体安装在壳体上或是壳体安装在冷却体上)，它还通过螺钉固定或是夹杆或是夹板等支撑印刷电路板。
这种半导体模块装置的生产是这样来实现的，即将突起分别置入到一个容纳区域内，而且不管是突起位于半导体模块上并且容纳区域位于冷却体上还是相反，突起位于冷却体上并且容纳区域位于半导体模块上。
附图说明
接下来将参照附图借助实施例来阐释本发明。在附图中除非另有注明相同的或是相同作用的元件使用同一个附图标记来标明。附图示出：
图1是安装前的半导体模块装置的第一个实施例的组件的剖面图，其中突起安装在半导体模块上并且容纳区域安装在冷却体上；
图2是将半导体模块安装到印刷电路板上之后的根据图1的组件；
图3是已完成的根据图1和图2的半导体模块装置；
图4A是根据图3的视图的放大了的截面图；
图4B是穿过图4A中所示出的截面E1内的突起的水平剖面图；
图5A是在半导体模块装置的可选设计方案，根据图4A的截面，在该半导体模块装置中热传导介质被置入到突起和各自的容纳区域之间；
图5B穿过图5A中所示出的截面E2内的突起的水平剖面图；
图6A是在半导体模块装置的另一可选设计方案中，根据图4A的截面，在该半导体模块装置中突起无附着地沉入到各自的容纳区域内；
图6B是穿过图6A中所示出的截面E3内的突起的水平剖面图；
图7A是在半导体模块装置的另一个可选设计方案中，根据图4A的截面，在该半导体模块装置中，在突起和/或容纳区域发生塑性变形情况下，突起被压入到各自的容纳区域内；
图7B是穿过图7A中所示出的截面E4内的突起的水平剖面图；
图8是安装前的半导体模块装置的第二个实施例的组件的剖面图，其中突起安装在冷却体上并且容纳区域安装在半导体模块上；
图9是将半导体模块安装到印刷电路板上之后的根据图8的部件；
图10是已完成的根据图8和图9的半导体模块装置；
图11A是根据图10的视图的放大了的断面，它显示了，在突起和/或容纳区域发生塑性变形情况下，突起被压入到各自的容纳区域内；
图11B是穿过图11A中所示出的截面E5内的突起的水平剖面图；
图12A是在半导体模块装置的可选设计方案中，根据图11A的截面，在该半导体模块装置中热传导介质附加地置入到突起和各自的容纳区域之间；
图12B是穿过图12A中所示出的截面E6内的突起的水平剖面图；
图13A是在半导体模块装置的另一个可选设计方案中，根据图11A的截面，在该半导体模块装置中突起无附着地沉入到各自的容纳区域内；
图13B是穿过图13A中所示出的截面E7内的突起的水平剖面图；
图14是安装前的半导体模块装置的第三个实施例的组件的剖面图，它与根据第三个实施例的半导体模块装置的区别在于，容纳区域设计为焊接的套管；
图15是将半导体模块安装到印刷电路板上之后的根据图14的部件；
图16是已安装好的根据图14和图15的半导体模块装置；
图17是已安装好的根据图14至图16的半导体模块装置，在该半导体模块装置中在半导体模块和冷却体之间置入可选的粘接剂层；
图18A是根据图17的视图的放大了的断面；
图18B是穿过图18A中所示出的截面E8内的突起的水平剖面图；
图19是已安装好的半导体模块装置的第四个实施例的剖面图，它与根据第一、二、三个实施例的半导体模块装置的区别在于，借助止动凸起将紧固件固定在冷却体和印刷电路板上。
图20A是穿过设计为销子的突起的剖面图；
图20B是穿过设计为销子的突起的剖面图，该突起具有一个扩展开来的安装基座；
图20C是穿过设计为弹簧夹的突起的剖面图；
图20D是穿过设计为接合线的突起的剖面图；
图21是穿过半导体装置的剖面图，在该半导体装置中印刷电路板安装在模块壳体内，该模块壳体用作紧固件；以及
图22是穿过另一个半导体装置的剖面图，在该半导体装置中印刷电路板安装在模块壳体内，该模块壳体用作紧固件。
具体实施方式
图1示出了安装前的半导体模块装置的剖面图。该半导体模块装置包括半导体模块5、冷却体6、印刷电路板7以及一个或多个可选的紧固件8。半导体模块5具有一个或多个半导体芯片1，如MOSFETs、IGBTs、阻挡层-场效应晶体管、闸流管、二极管或其它任意半导体器件。半导体器件1安装在电路载体2上面，通过该电路载体，在半导体模块运转时，特别是出现在半导体器件1内的余热的主要部分被运至冷却体6。电路载体2具有绝缘载体20，在它的上面设置有上金属化层21和下金属化层22。绝缘载体20，例如可以是薄的陶瓷板，使上金属化层21和下金属化层22相互绝缘。上金属化层21可选择性地相对于导体电路结构化，它可用于这一或是这些半导体器件1和/或可能地其他任选的电气元件的电路连接。此外，也可存在任选的其他布线元件，如在图1中示范性示出的接合线3。作为一个或多个接合线3的替代或是附加，也可使用任何其他电连接元件。仅作为示例，在这里被称为金属板冲压弯件，它们被电连接到上金属化层21和/或半导体器件1上。基本上，实现在电路载体2上面的电路的类型和结构是任意的。
此外，存在用于半导体模块5的电气运转的电连接接触件42，通过该连接接触件，电力供给电压和/或电负荷可连接到半导体模块5上。在所示的实例中，连接接触件42被设计为压入接触件，它可被压入到印刷电路板7的相应的电接触开口72内。在压入前，这种压入接触件42与附属的电接触开口72相比尺寸较大，这样连接接触件42在压入过程中会发生轻微变形。将这种压入接触件42压入到附属的印刷电路板的电接触开口72内可根据DIN41611-9:1987-12：“无焊电连接；无绝缘的线圈连接；概念，参数，要求，测试”或是根据DINEN(IEC)60352-5,2008-11：“无焊连接–第五部分：压入连接–一般要求，测试方法和使用指示(IEC 60352-5:2008)”来实现，二者由柏林Beuth出版社有限责任公司出版。
作为压入接触件的替代，例如连接接触件42也可被设计为焊接销钉，它们被插入到印刷电路板7的电接触开口72内，然后被焊接。同样，半导体模块5和印刷电路板7之间的电连接也可借助螺钉连接或是夹紧连接与印刷电路板7导电地连接。电接触件因此也用作半导体模块5在印刷电路板上的机械固定和支撑。
如图1所示，印刷电路板7的接触孔72可设计为金属化通孔，它被连接在导体电路71上，该导体电路安装在绝缘载体70上。
同样如图1所示，连接接触件42是电连接元件4的组件，该电连接元件在接触处与上金属化层21导电地相连接。
半导体模块5可任选地具有壳体10，一个或多个半导体芯片1布置在该壳体内。如果存在一个壳体10，连接接触件42从壳体10的外侧可到达这里，也就是说，它可以在壳体10的外侧布置在半导体模块5的上侧55上。
冷却体6由具有高热容量的材料组成，如金属(例如铜、铝、铜合金或是铝合金)。此外，冷却体6具有一个装配面65，半导体模块5可安装在它的上面。此外，冷却体6任选地可配备多个散热片63。
半导体模块5在其与上侧55相对的底侧56上具有多个突起91，在将半导体模块5安装到冷却体6的装配面65上时，这些突起可被安装在冷却体6上的相应的容纳区域92内，这样突起91中的每一个至少部分地布置在容纳区域92的其中一个内。由于容纳件由良好的导热材料构成，对于与冷却体进行热交换起决定性的接触面通过设置的结构明显增大，因此与传统的装置相比，从半导体芯片1到冷却体6的热量导出明显改进。
突起91可被设计为如销子或是散热片，容纳区域92可设计为孔或是微长的、如铣切的槽，其在装配面65出延伸至冷却体6内。
为了制造半导体模块装置，应这样产生与半导体模块5、冷却体6和印刷电路板7的连接，即连接接触件42与印刷电路板7导电连接，并且突起91中的每一个至少部分地布置在容纳区域92的其中一个内。
在本发明的该变体及在所有其他变体中，在半导体模块5和冷却体6之间要么根本没有形状配合的连接，或是–如果存在一个或多个形状配合的连接–这一连接无例外地只是通过印刷电路板7间接实现。这意味着，印刷电路板7在这种情况下借助一个或多个形状配合的连接与冷却体6相连接，而每一个形状配合的连接只是间接通过印刷电路板7对半导体模块5产生影响。
如在图2中示出的，可以这样实现半导体模块装置的安装，在将半导体模块5安装在冷却体6上之前，在连接接触件42和印刷电路板7之间建立起导电连接，之后才这样将半导体模块5和印刷电路板7安装到冷却体6的装配面65上，即突起91中的每一个至少部分地布置在容纳区域92的其中一个内。
在所示出的实例中，印刷电路板7和冷却体6之间的力配合的连接是借助紧固件8实现的，这些紧固件分别具有带有内螺纹81和外螺纹82的间隔件，还具有紧固螺钉84。印刷电路板7具有用于每个螺钉84的安装开口73，每个螺钉84穿过该安装开口，并与内螺纹81拧紧。相应地，冷却体6具有与每个外螺纹82相匹配的内螺纹62，这样带有外螺纹82的间隔件旋紧在附属的内螺纹62内，从而可与冷却体6固定地连接。通过这种方式，借助每个紧固件8建立起印刷电路板7和冷却体6之间的力配合的连接。
可选的，在不同的位置还可设置垫片83，在本实施例中仅示出紧固件84和印刷电路板7之间的垫片83。图3示出了完成安装状态下的半导体模块装置。图3还示出，在这个完成安装的半导体模块装置上可连入电压U，其中，通过印刷电路板7的导体电路71将该电压供给半导体模块5的两个连接接触件42。
从图1至图3可以看出，对于所有的紧固件8–也在本发明的所有其他方案中–涉及的是独立于半导体模块5的半导体模块装置的元件。用于在印刷电路板7和冷却体6之间建立起一个或多个力配合的连接的紧固件8可如本发明的所有其他方案那样布置在模块壳体10的外部，一个或一些芯片布置在该模块壳体内。这意味着，没有紧固件8穿过模块壳体10的安装开口。所有紧固件8可以如所示出的那样侧面地布置在模块壳体10附近。
相应的，半导体模块5不具有紧固开口，在印刷电路板7和冷却体6之间建立起形状配合连接的紧固件8穿过该紧固开口。
图4A示出了根据图3的装置的放大了的视图，带有两个突起91，其固定地与下金属化层22相连接。例如焊接，如电弧焊接、粘接或是钎焊或是烧结适用于连接技术。如联系根据图4B的剖面图，在E1面内清楚地看出，例如突起91可设计为弹簧元件。在所示出的实例中，突起91具有一个带有两个弹性部段911的弹簧叉。在将相关的突起91压入至附属的容纳区域92内时，弹性部段911被预加应力，从而产生力配合的连接。
图5A示出了如图4A的相同的部段，区别在于，半导体模块5和冷却体6之间置入热传导介质90。热传导介质90可以是例如导热膏，或是相变材料。热传导介质90的热导率可以是如0.4W(m·K)至1W(m·K)，它符合市售的材料的热导率。由于新的几何形状，还可使用热导率大于1W(m·K)的高填充材料。根据填充度导热膏的粘性上升，因此具有高填充度的导热膏不再那么容易地被压成薄层，而对于半导体模块和冷却体之间的平的接触面，这一点是必需的。通过带有突起91和容纳区域92的当前结构，压力并不是垂直地作为表面压力施加在半导体模块5和冷却体6之间，而是通过沉入到容纳区域92内主要是在侧面方向产生。图5B示出了在截面E2内的突起91区域的剖面图。
在根据图4A和5A的实例中，在突起91和各自的容纳区域之间存在力配合的连接，而在其他实例中，在图6A和6B所示出的替代方案中，突起91仅沉入至各自的容纳区域92内。这里也可任选地存在一个如上所述的热传导介质90。图6B示出了穿过截面E3内的一个突起91的剖面图。
在图6A中同样示出了沉入深度d0，突起91以这一深度沉入至各自相应的容纳区域92内。在本发明的本变体中以及在其他变体中，沉入深度d0可选择为例如大于或等于3mm，或是大于或等于5mm。
在图7A和7B中还示出了另外的可选方案。这里，在将半导体模块5安装在冷却体6上前，突起91与附属的容纳区域92相比大一些，这样它必须压入至各自的容纳区域92内。这样突起91和/或容纳区域92发生塑性变形。这里，也可任选地使用热传导介质90，如前面已经阐释过的。图7B示出了穿过截面E4内的一个突起91的剖面图。
现在借助图8至图10阐释本发明的另一个实例。这个实例与借助图1至图3所阐释的实例的区别仅在于，突起91位于冷却体6的装配面65上，而容纳区域92位于半导体模块5上，半导体模块由于这一目的与在图1至图3中所示出的半导体模块5相比，附加地具有一个坚固的底板25，电路载体2通过例如钎焊、烧结或粘接与该底板相连接。这个以及任何其他底板25的厚度d25可例如至少2mm或是3mm厚，如果在根据本实施例的半导体模块装置的半导体模块5中存在一个厚度时。图8示出了未安装状态下的半导体模块装置的单个组件，在图9中电接触件42已经和印刷电路板7导电地相连接。在这里也可以使用已经借助图1至图3阐释的电连接件42和印刷电路板7之间的连接技术。
图10示出了已安装完的半导体模块装置，在该半导体模块装置中每一个位于冷却体6上的突起91至少部分地沉入至各自的半导体模块5的容纳区域92内。
图11A示出了根据图10的视图放大了的断面，带有两个冷却体6的突起91，图11B示出了穿过截面E5内的一个突起91的剖面图。如根据图7A和7B的实例，在将半导体模块5安装在冷却体6上前，突起91与附属的容纳区域92相比大一些，这样在将半导体模块5安装在冷却体6上时，在突起91和/或容纳区域92发生塑性变形情况下，突起91必须被压入到容纳区域92内。如在图11A和11B中所示，可省略半导体模块5和冷却体6之间的热传导介质，然而也可设置热传导介质90，如在图12A和12B中所示出的那样，此外热传导介质与根据图11A和11B的布置相适应。图12B示出了穿过截面E6内的一个在图12A中示出的突起91的剖面图。
在图13A和13B中还示出了另一可选设计方案。该设计方案与根据图6A和图6B的设计方案相比是相同的，唯一的区别在于，突起91位于冷却体6上而附属的容纳区域92位于半导体模块5上。图13B示出了穿过截面E7内的一个在图13A中示出的突起91的剖面图。
到目前为止所示出的容纳区域92作为在半导体模块5的冷却体6内或是底板25内的孔或缝隙而被阐释，在另一个、借助图14至16所阐释的实例中，容纳区域92通过套管93形成，例如通过钎焊、烧结或粘接将套管固定在电路载体2的下金属化层22上。与此相反，突起91是冷却体6的组件，可以这样固定在冷却体上，如借助图8至图11A和11B已经阐释过的方法。图14示出了半导体模块装置的单个元件，图15再次示出了通过电接触件42与印刷电路板7相连接的半导体模块装置5。这里，电接触件42和印刷电路板7之间的电连接可这样建立起来，如参考图1至图3已经阐释的那样。图16示出了已安装完的半导体模块装置。
半导体模块5也可任选地如在图17中所示出的，还通过传热的粘合材料95固定在冷却体6上面。粘合材料95可在将突起91插入至容纳区域92内之前或是之后使用。粘合材料95也可额外地执行热传导介质的功能。
图18A示出了根据图17的视图放大了的截面A，带有两个冷却体6的突起91，它们分别被压入至半导体模块5上的相应的套管93内。在根据图18B的剖面图内在截面E8内可以看出，在突起91和/或容纳区域发生塑性变形情况下，可实现这一压入。
尽管在直到现在的将印刷电路板7固定在冷却体6上的紧固方法中分别阐释了借助紧固件8的相同的螺纹连接，还需明确地指出，这里只涉及有关力配合连接的一个实例，该连接原则上也可通过任意的其他的力配合连接技术来实现。对此在图19中示出了一个完成安装的半导体模块装置作为实例，在该半导体模块装置中连接元件8并不是通过拧紧而是通过锁止使印刷电路板7与冷却体6相连接。对此安装元件在相对的端部上具有弹性止动凸起87和88，在这种情况下止动凸起87分别闭锁在相应的印刷电路板7的安装开口73内，而止动凸起88闭锁在相应的冷却体6的安装开口68内。
除了紧固件8的另一种设计方案和冷却体6在止动凸起88上的匹配之外，根据图19的半导体模块装置与图1至图3的半导体模块装置是相同的。这特别适用于突起91和容纳区域92的类型和设计。参考图20A至20D所阐释的用于产生印刷电路板7和冷却体6之间力配合连接的锁止技术的原则也可通过突起91和容纳区域92的所有其他设计来实现，特别是也通过所有上述设计来实现。
当然各种力配合技术也可在连接元件8的内部实现。这样，例如连接元件8，如借助图1至图3所阐释的，与冷却体6拧紧，如借助图19所阐释的，与印刷电路板7锁止。反过来，紧固件也可如图19所阐释的借助弹性止动凸起88与冷却体6闭锁，如在图1至图3中所阐释的与印刷电路板7拧紧。
原则上，所有上述连接技术要么在这种半导体模块装置中实现，其中突起91是半导体模块5的组件而容纳区域92是冷却体6的组件，或者反过来，在这种半导体模块装置中实现，其中突起91是冷却体6的组件而容纳区域92是半导体模块5的组件。
在所有情况下，突起91在被置入至容纳区域92内时，仅沉入至附属的容纳区域92内，而不会发生突起91或是容纳区域92的塑性变形，或者是在突起91和/或容纳区域92发生塑性变形的情况下。也可在所有的实例中在半导体模块5和冷却体6之间置入热传导介质90，如上面参照图1至图3已经阐释过的。
如最后借助图20A至20D所阐释的，突起91可以具有各种形状。因此突起91可被设计为基本是直线形的销子，如在图20A中所示。任选的，突起91的端部可设计为圆锥形的以便与插入，通过这个端部它被插入到附属的容纳区域92内。突起91的横截面原则上是任意的，如所示出的，它们可以是矩形、正方形或是圆形的。当然任何其他横截面如三角形、五角形、六角形或八角形也是可能的。
对此的补充是，如在图20B中所示出的，突起91的端部，通过这一端部突起固定在半导体模块5或是冷却体6上，扩展开来，以提供更大的装配面用于在半导体模块5和冷却体6上面的安装，从而达到更高的连接稳定性。
图20C示出了一个突起91，它可设计为例如带有两个弹簧叉911的弹簧元件。
图20D示出了突起91的另一个设计，带有一个接合线，接合线接合在它的图20D中的电路载体2的下金属化层22上或是冷却体6上的底端上，然后大约垂直地被装配面切断，这样它具有一个基本上垂直地与装配面间隔开的段，这个段可插入至冷却体6或是半导体模块5上的相应的容纳区域内。
在本发明的所有实施例中，半导体模块5和冷却体6之间的形状配合的连接–如果存在这种形状配合的连接–必要时通过印刷电路板7间接实现，如在所有实施例中所示出的。任选地可对紧固件8的长度这样进行测量，使印刷电路板7被偏置，从而使半导体模块5挤压冷却体6。
上述安装技术也特别适用于半导体模块5，其中半导体模块5的质量和基面之间的比例不能太大。例如这一比例可以小于或等于5g/cm2或是小于或等于4g/cm2。与此相独立的，该比例也可以是至少3g/cm2。
此外，合适的半导体模块5具有一个至少为20mm x 30mm的基面，在这种情况下投影面的大小可视作基面(也用于测定上述比例)，将带有下侧56的半导体模块5放在平面上并且正交地投影在平面上可获得这个大小。
本发明的另一个可能的设计借助图21和22阐释。在这两个布置中，印刷电路板7布置在模块壳体10的内部。壳体模块10也可用作紧固装置8，印刷电路板7借助它固定在冷却体6上面。粘接，或是任何其他连接技术如拧紧、加紧、锁定等适用于连接模块壳体10和冷却体6的连接技术。粘接、拧紧、加紧、锁定等同样适用于连接模块壳体10和印刷电路板7的连接技术。在半导体模块装置中，其中印刷电路板7如所示出的完全地或是部分地布置在模块壳体10的内部，还可实现突起91和容纳区域92的所有上述连接。

Claims (22)

1.一种半导体模块装置，包括：
半导体模块(5)，所述半导体模块具有上侧(55)、与所述上侧(55)相对的下侧(56)、以及多个形成在所述上侧(55)上的电连接接触件(42)；
印刷电路板(7)；
带有装配面(65)的冷却体(6)；以及
一个或多个用于将所述印刷电路板(7)固定在所述冷却体(6)上的紧固件(8)；
其中，
或在所述下侧(56)设计多个突起(91)并在所述装配面(65)上设计多个用于容纳所述突起(91)的容纳区域(92)；或在装配面(65)上设计多个突起(91)并在所述下侧(56)上设计多个用于容纳所述突起(91)的容纳区域(92)；
每个所述突起(91)都延伸至其中一个所述容纳区域内(92)；
所述半导体模块(5)在所述电连接接触件(42)处与所述印刷电路板(7)导电地连接并机械地保持；所述印刷电路板(7)借助每一个所述紧固件(8)与所述冷却体(6)相连接；
或者所述半导体模块(5)和所述冷却体(6)之间没有形状配合的连接；或者所述半导体模块(5)和所述冷却体(6)之间的每一个形状配合的连接仅仅间接地通过所述印刷电路板(7)实现；
所述半导体模块(5)不具有用于在所述印刷电路板(7)和所述冷却体(6)之间建立起所述形状配合的连接的所述紧固件(8)穿过的紧固开口。
2.根据权利要求1所述的半导体模块装置，其中，所述半导体模块(5)在所述电连接接触(42)处通过焊接或是通过压入连接与所述印刷电路板(7)导电地连接。
3.根据权利要求1所述的半导体模块装置，其中在所述下侧(56)和所述装配面(65)之间置入导热膏、相变材料或是粘合材料。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体模块装置，其中，所述半导体模块(5)不具有被螺钉穿过且所述半导体模块(5)借助其直接或间接地与所述冷却体(6)拧紧的旋拧开孔。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体模块装置，其中，所述半导体模块(5)具有壳体(10)，一个或多个半导体芯片(1)布置在所述壳体的内部；所述紧固件(8)中的每一个都布置在所述壳体(10)的外部并与所述壳体保持间距。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体模块装置，其中，所述半导体模块(5)具有壳体(10)，一个或多个半导体芯片(1)以及所述印刷电路板(7)布置在所述壳体的内部，所述壳体构成了所述紧固件(8)中的一个。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体模块装置，其中，所述突起(91)被设计为销钉，所述突起被焊接或是粘合在所述下侧(56)上或是所述装配面(65)上。
8.根据权利要求7所述的半导体模块装置，其中，所述突起被钎焊在所述下侧(56)上或是所述装配面(65)上。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体模块装置，其中，所述容纳区域(92)被设计
成孔或缝隙，所述孔或缝隙被置入至所述冷却体(6)内或是置入到所述半导体模块(5)的底板(25)内；或设计成
套管，所述套管被焊接或是粘合在所述下侧(56)上或所述装配面(65)上。
10.根据权利要求9所述的半导体模块装置，其中，所述套管被钎焊在所述下侧(56)上或所述装配面(65)上。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体模块装置，其中，所述突起(91)被设计为弹簧元件或是销钉，所述突起力配合地插入所述容纳区域(92)的一个内。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体模块装置，其中，所述半导体模块(5)具有质量和基面，所述质量和基面之间的比例，
小于或等于5g/cm2；和/或
大于或等于3g/cm2。
13.根据权利要求12所述的半导体模块装置，其中，所述质量和基面之间的比例小于或等于4g/cm2。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体模块装置，具有
电路载体(2)，所述电路载体具有设计成陶瓷板的绝缘载体，在所述绝缘载体上安装有上金属化层(21)，以及下金属化层(22)，所述下金属化层通过所述绝缘载体(20)与所述上金属化层(21)电绝缘；
一个或多个安装在所述上金属化层(21)上并与所述上金属化层(21)导电连接的半导体芯片(1)。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体模块装置，其中，所述半导体模块(5)具有基面和多个突起(91)，所述突起(91)的数量和基面之间的比例为大于或等于1cm-2。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体模块装置，其中，所述突起(91)中每一个都通过至少3mm的埋入深度(d0)埋入到相应的所述容纳区域(92)中。
17.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体模块装置，其中，所述突起(91)中每一个都通过至少5mm的埋入深度(d0)埋入到相应的所述容纳区域(92)中。
18.一种用于制造半导体模块装置的方法，具有以下步骤：
提供
半导体模块(5)，所述半导体模块具有上侧(55)、与所述上侧(55)相对的下侧(56)以及多个形成在所述上侧(55)上的电连接接触件(42)；以及
具有装配面(65)的冷却体(6)；
其中，或在所述下侧(56)上设计多个突起(91)并在所述装配面(65)上设计多个用于接收所述突起(91)的容纳区域(92)；或在所述装配面(65)上设计多个突起(91)并在所述下侧(56)上设计多个用于接收所述突起(91)的容纳区域(92)；
提供印刷电路板(7)；以及
提供一个或多个紧固件(8)；
在所述电连接接触件(42)与所述印刷电路板(7)之间建立导电连接；
将每一个所述突起(91)置入到所述容纳区域(92)的一个中，这样每一个所述突起(91)都至少部分地位于一个凹处(92)内；
借助所述紧固件(8)这样连接所述印刷电路板(7)和所述冷却体(6)，即要么所述半导体模块(5)和所述冷却体(6)之间没有形状配合的连接；要么所述半导体模块(5)和所述冷却体(6)之间的每一个形状配合的连接仅仅间接地通过所述印刷电路板(7)实现；
所述半导体模块(5)不具有用于在所述印刷电路板(7)和所述冷却体(6)之间建立起所述形状配合的连接的所述紧固件(8)穿过的紧固开口。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，在将每个所述突起(91)置入到一个凹处(92)中之前实现所述电连接接触件(42)和所述印刷电路板(7)之间的导电连接的建立。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述突起(91)在被置入到各自的所述容纳区域(92)之前相对于所述容纳区域(92)具有过盈。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的方法，其中，制造出的半导体模块装置具有根据权利要求1至17任一项所述半导体模块装置的结构。
22.一种运行半导体模块装置的方法，具有以下步骤：
提供半导体模块装置，所述半导体模块装置具有根据权利要求1至17任一项所述半导体模块装置的结构或是根据权利要求18至21任一项所述的方法制造；
在两个所述电连接接触件(42)之间施加电压。
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