CN104282679A - 带有功率半导体的电子组件 - Google Patents

带有功率半导体的电子组件 Download PDF

Info

Publication number
CN104282679A
CN104282679A CN201410320609.7A CN201410320609A CN104282679A CN 104282679 A CN104282679 A CN 104282679A CN 201410320609 A CN201410320609 A CN 201410320609A CN 104282679 A CN104282679 A CN 104282679A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature sensor
power semiconductor
substrate
building brick
electronic building
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410320609.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104282679B (zh
Inventor
赖纳·埃德尔豪瑟尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of CN104282679A publication Critical patent/CN104282679A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104282679B publication Critical patent/CN104282679B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1301—Thyristor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1301—Thyristor
    • H01L2924/13033—TRIAC - Triode for Alternating Current - A bidirectional switching device containing two thyristor structures with common gate contact
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]

Abstract

本发明涉及一种电子组件(1)，其具有基底(2)、至少一个安装在基底(2)上的功率半导体(7)、至少一个与基底(2)热连接的散热体(6)以及至少一个温度传感器(14)，其中，所述至少一个温度传感器(14)具有至需要检测的至少一个功率半导体(7)的第一热阻，它小于至散热体(6)的第二热阻。

Description

带有功率半导体的电子组件
技术领域
本发明涉及一种电子组件，其具有基底、至少一个安装在基底上的功率半导体、至少一个与基底热连接的散热体和至少一个温度传感器。
本发明能够特别有利地运用在靠电力运行的车辆中，例如电动车或者基于混合动力技术的车辆。本发明还能够特别有利地用在轨道技术中，例如用于地下车辆，或者用在航空航天领域中。本发明能够有利地运用在具有快速波动(也就是说，在热时间常数的范围内)的负荷的功率电子件的情况下。在例如用风车进行风能利用时，能够特别有利地运用本发明，特别是用于风车中的变流器。
背景技术
迄今为止都是如下地测量所涉及类型的电子组件的功率半导体的温度或温度值，即，将温度传感器直接安装在散热体上或者用作基底的电路载体上。在那里检测的温度值被视为能够表征所述至少一个功率半导体的温度值。这里的缺点在于，基于功率半导体、散热体和温度传感器之间的热阻和热容量，使得所述至少一个功率半导体的温度提升只能在延迟并缩小的情况下被温度传感器接收到。如果至散热体的温度传感器的热阻比至需要检测的功率半导体的温度传感器的热阻小很多，那么测得的温度值也可能是在瞬态振荡的状态下获得的虚假值。特别是在将温度传感器安装在散热体上时就会如此。时间上的延迟和缩小量可能会很大，以至于在冷却器意外地有故障时危害到功率半导体，或者它在正常运行时不能最优化地充分发挥作用。
为了构建现代的电子组件，例如已知了Semikron公司的所谓的“SKiN”工艺，其例如在以下文章中被公开：2011年5月，电子，《提前一步：构造及连接工艺优化的功率电子件》(Einen Schritt Voraus sein：Aufbau-und Verbindungstechnik optimiert Leistungselektronik)；出自PowerElectronics Europe(欧洲功率电子件)，期号5,2011年7月/8月，《功率模块:无键合线、焊料和热胶的功率电子件封装革命》(POWER MODULES：Power Electronics Packaging Revolution Without Bond Wires,Solder andThermal Paste)，或者KEM中，2011年10月《功率电子件：无焊料和键合线的构造及连接技术：传统与演变》(Leistungselektronik:Aufbau-undVerbindungstechnik ohne Lot und Bonddraht:Klassik und Evolution)。
发明内容
本发明的目的在于，至少部分地克服现有技术的缺点，并且特别是以简单且便宜的方式提供一种功率半导体的延迟更少和/或更可靠的温度测量法。
该目的根据独立权利要求所述的特征得以实现。特别是可以在从属权利要求中获取优选的实施方式。
该目的通过一种电子组件得以实现，其具有基底、至少一个安装在基底上的功率半导体、至少一个与基底热连接的散热体和至少一个温度传感器，其中，所述至少一个温度传感器具有至需要检测的至少一个功率半导体的第一热阻，它小于至散热体的第二热阻。
由此使得相比于散热体，所述至少一个温度传感器明显更高强度地与至少一个功率半导体热耦合。散热体的迄今对温度传感器测量温度的影响可以减少到很小的程度。由此能够通过至少一个温度传感器更迅速并更可靠地确定功率半导体的温度变化。
根据功率半导体和温度传感器之间的第一热阻与温度传感器和散热体之间的第二热阻之间的比例关系，温度传感器的温度(在其自身的热容量处于瞬时振荡状态时)与功率半导体的温度有偏差。这个比例越小，测量错误就越小。典型地，所述至少一个散热体具有很大的热容量。因此，，散热体的温度晚于功率半导体的温度发生瞬时振荡。在这段时间内，功率半导体和散热体之间的温差相应地较大。
一种构造方案是，基底具有前侧和背侧，并且所述至少一个功率半导体安装在前侧上。
还有一种构造方案是，所述至少一个散热体与背侧热连接，并且所述至少一个温度传感器布置在基底前侧的区域内。
也还有一种构造方案是，第一热阻不大于第二热阻。特别是第一热阻可以至少与第二热阻差不多大，却并不明显地更大。在这种情况下，温度偏差已经减半了，并且确保了从温度传感器至散热体的(散)热流并不主导温度传感器和所属的至少一个需要冷却的功率半导体之间的热流。
当第一热阻比第二热阻小了至少50％时，特别是小了至少75％，特别是小了至少90％时，这个优点会更加明显。于是，相对于从温度传感器至散热器的(散)热流，温度传感器和所属的至少一个需要检测的功率半导体之间的热流肯定占主导地位。
至少一个温度传感器特别是可以被设计用于检测特定的功率半导体的温度。作为代替或者作为附加，至少一个温度传感器可以被设计用于检测两个或者更多功率半导体的“集体的”、平均温度，例如通过布置在两个或者更多功率半导体之间。特别是可以设计多个温度传感器用于检测相应的功率传感器的温度和/或至少一个集体的温度。
一种改进方案是，将至少一个温度传感器固定在功率半导体上，而不碰触基底，也就是与功率半导体直接接触，或者通过导热性良好的接触中介，特别是像导热胶、导热膜、导热垫等等这样的附着中介。由此能够实现温度测量的特别小的延迟和/或偏差。
散热体特别是可以(直接地)安装在基底上，特别是安装在其背侧上，例如通过导热的附着中介或者通过烧结等等。散热体可以是具有至少一种散热结构(例如散热肋、散热棒等)的专用散热体，或者例如可以是用于电子组件的可导热载体，例如壳体或者其他支承性的底座。散热体例如可以由铜、铝或者陶瓷制成。
一种构造方案是，至少一个温度传感器在由电路板分隔开的情况下直接布置在需要检测的功率半导体上方。换句话说，至少一个温度传感器经由电路板安置在功率半导体上。至少一个温度传感器和至少一个功率半导体布置在电路板不同的侧上。通过电路板一方面可以实现至少一个功率半导体和/或至少一个温度传感器的特别简单且可自动化的接触。另一个方面可以通过电路板在至少一个功率半导体和至少一个温度传感器之间提供一个电绝缘层。相反地，电路板由于其厚度范围通常很小，所以仅具有很小的热阻。
一种改进方案是，电路板是机械柔性电路板。这就简化了电路板的固定，此外还能够在不产生其他耗费的情况下平衡不同高度的构造元件的高度，以方便它们的电接触和/或机械接触。特别是机械柔性的电路板或其主体可以是薄膜。
一种作为附加或者作为代替的构造方案是，至少一个温度传感器在由电路板分隔开的情况下布置在功率半导体上方，并且至少部分布置在功率半导体的旁边。“在功率半导体的旁边”这个布置方式特别是要理解成在侧面布置在功率半导体的旁边。因此，温度传感器特别是可以布置在电路板背离功率半导体的一侧上(也就是功率半导体的“上方”)，此外还在侧面错开，使得温度传感器仅部分地或者完全不遮盖住功率半导体。如果功率半导体不被温度传感器所遮盖，那么温度至少大部分是从侧边通过电路板传递。这种构造方案的优点是可以多方面地定位温度传感器。它可以用于对特定功率半导体的温度检测。作为代替或者作为附加，可以在电路板上的两个或者更多功率电路板之间布置一个用于“集体地”或者共同地检测温度的温度传感器，例如布置在功率半导体之间的中间位置上。
还有一种构造方案是，让至少一个温度传感器电连接在电路板上。为此，电路板可以在朝向至少一个温度传感器的一侧上具有导电轨结构。这个结构优选地对应所述至少一个温度传感器，例如通过设计相应的用于电接触和机械接触所述至少一个温度传感器的接触区。例如可以通过粘附或者钎焊进行接触，特别是通过在回流焊接流程(Reflow-Prozess)中钎焊连接。至少一个温度传感器特别是为了执行回流焊接流程可以是能够装配在表面上的构造元件(Surface Mounted Device,SMD)。特别是如果温度传感器与功率半导体交错地布置在电路板上(如上所述)，就可以通过合适地构造导电轨(例如从温度传感器就开始直至功率半导体上方的某个面)进一步减小温度传感器和功率半导体之间的热阻。
还有一种构造方案是，电路板是双面电路板，并且温度传感器电连接在电路板背离功率半导体的一侧上。由此能够将电路板不仅用于电接触所述至少一个功率半导体，还用于接触所述至少一个温度传感器。优选的是，电路板的两侧，特别是它们的导电轨结构，例如通过电路板的基板相互电隔离。由此能够将两侧保持在不同的电压水平上，例如一个功率半导体保持高压，一个温度传感器保持低压。
还有一种构造方案是，至少一个温度传感器隔温地布置在基底前侧上需要被检测的功率半导体旁边，并且温度传感器通过接触元件(下面在不局限普遍性的情况下称为“第一接触元件”)与该功率半导体很好地导热连接。因此，功率半导体和热传感器特别是安装在相同的底座上，特别是基底上。在这种构造方案中，所述至少一个温度传感器和至少一个功率半导体安装在基底的同侧上，也就是在侧面相互分隔开，特别是相邻。温度传感器和散热体在以通常的方式固定在共同的基底上时通过基底处于热接触状态，而在本发明中，通过热绝缘地固定温度传感器避免了热流穿过基底。在这种构造方案中，温度测量更多的是充分利用经由第一接触元件的导热良好的连接。如果温度传感器与功率半导体不应处于电连接状态，并且第一接触元件应仅用作热接触元件或热桥，那么可能为了制造电连接设计另一个导热性弱的电连接元件。
其中一种构造方案就是，让温度传感器与这个功率半导体通过第一接触元件导热和电地相连。使用第一接触元件作为热桥和电接触元件使得能够节省专用的电接触元件，并且就制造工艺而言是有利的。
还有一种构造方案是，温度传感器能够通过不与功率半导体相连的第二接触元件电连接，其中，第二接触元件相比第一接触元件具有明显更高的热阻或者明显更差的导热性。第一接触元件和/或第二接触元件尤其是可以由金属制成，例如由相同的金属或者由导热能力不同的不同金属。
其中一种特别优选的构造方案是，第一接触元件是比较短的键合线，第二接触元件是比较长的键合线。这是一种特别是能够特别轻松地实现在其他方面都相同的构造方案中(例如在横截面积相同并且材料相同时)的构造方案，因为只需要批量生产不同长度的键合线。
一种作为代替的或者作为附加的构造方案是，第一接触元件是比较粗的键合线，第二接触元件是比较细的键合线。于是，即使在第一接触元件很长的情况下也能够让第二接触元件具有显著更高的热阻。
此外还有一种构造方案是，基底是DBC(Direct Bonded Copper)基底或者IMS(Insulated Metal Substrate)基底。这些基底具有以下优点，即，它们的导热能力比传统的基底强得多，例如利用由FR4材料制成的基底。因此，这种基底特别适合与功率半导体一起使用。
这类温度传感器在原则上不受局限，例如可以包括冷导体、电阻温度计(例如由铂制成，如PT100)、热电偶等等。温度传感器总的来说可以是接触式温度传感器，它能够通过与之接触检测材料体的温度。一种优选的构造方案是，至少一个温度传感器是热导体，特别是热敏电阻。
功率半导体例如可以是功率二极管、晶闸管、三端双向可控硅元件、功率场效应管和/或绝缘栅双极型晶体管组件(IGBT)。
电子组件特别是可以具有传统的基础构造、SkiN构造或者所谓的SiPLIT(Siemens Planer Interconnect Technology西门子平面互相连接技术)构造。
附图说明
结合下面对结合附图更详尽阐述的实施例的示意性说明使得本发明的上述特性、特点和优点以及如何实现这些特点和优点的方式和方法更加清楚易懂。其中，为了清楚起见，相同的或者作用相同的元件可以配有相同的附图标记。
图1用剖面侧视图示出了一种符合第一实施例的电子组件；以及
图2用剖面侧视图示出了一种符合第二实施例的电子组件。
具体实施方式
图1用剖面侧视图示出了一种符合第一实施例的电子组件1。
电子组件1具有板形DBC基底2形式的基底。DBC基底2特别是具有板形的陶瓷中间层3，例如通过烧结，在中间层的前侧上安装了结构化的铜覆层4。在陶瓷中间层3的背侧上，例如通过烧结，安装着大面积的铜覆层5。在其背侧16上并且因此在大面积的铜覆层5上，DBC基底2平面地与热沉或散热体6连接。
前侧，也就是结构化的铜覆层4上，布置着多个功率半导体7，它们特别是机械并且电学地彼此相连，例如通过烧结或钎焊。功率半导体7例如可以是IGBT。功率半导体7在其背离DBC基底2的前侧8上由共同的柔性电路板9所覆盖。
柔性电路板9具有柔性的、电绝缘的薄膜10，薄膜的两侧配有导电轨结构11，12。朝向功率半导体7的、下面的导电轨结构11用于与功率半导体7电接触，并且有可能用于与其他被覆盖的构造元件(未示出)电接触，优选地包括直接与DBC基底2的前侧15连接。在柔性电路板9的配有所属的上面的导电轨结构12的、背离功率半导体7的上侧13上布置着可表面安装的热导体或NTC组件14形式的温度传感器。因此，NTC组件14布置在DBC基底2的前侧15的区域内，特别是在与前侧15有一定间距的上方。
NTC组件14在这里是可回流的组件，它具有两个电热接触件14a。NTC组件14接触直接位于其中一个功率半导体7上方的柔性电路板9，因此与之仅通过两个(在厚度方向上导热性良好的)导电轨结构11，12以及柔性电路板9的在其厚度方向上仅具有低热阻的薄膜10分隔开。由此能够由NTC组件14在时间延迟很小、特别是小到可以忽略的情况下检测功率半导体7上的温度T或温度变化。
图2用剖面侧视图示出了一种符合第二实施例的电子组件21。这种电子组件21同样具有板形DBC基底2，但是它现在是通过导热性良好的、例如陶瓷或金属的底板22与散热体6连接。底板22例如可以是用作热扩散体的金属板或陶瓷板。
现在在和功率半导体7相同的结构化铜覆层4上安放了NTC组件23，也就是在功率半导体7旁边或在侧面与其间隔开。因此，NTC组件23在这里也是布置在DBC基底2前侧的区域内。NTC组件23例如可以相应于NTC组件14。
NTC组件23具有电接触件24,，它们也可以从背离DBC基底2的一侧接触到。NTC组件23与结构化的铜覆层4热绝缘地连接，例如通过热绝缘的附着剂25。它防止了寄生热流从NTC组件23穿过DBC基底2流向散热体6。更多的是借助于第一接触元件以例如由铜制成的短键合线26的形式实现从功率半导体7至NTC组件23的热传递。
短键合线26不仅固定在功率半导体7上，还固定在NTC组件23上。短键合线26特别是也有可能用作导电元件。在此优选的是，短键合线26处于负的高压水平上。
NTC组件23的另一个电接触件24例如可以直接地或者间接地与所属的评估装置(未示出)连接。在这里是通过例如由铜制成的长键合线27得以实现的，这条键合线由于其长度较大而比短的键合线26具有显著更高的热阻。由于长键合线27具有更高的热阻，所以NTC组件23的热影响通过它得以减少，甚至可能在实际中被阻止。然而，它作为电导体的作用却不会明显受妨碍。
尽管通过所示实施例更详尽地阐述并描述了本发明的细节，所以本发明不局限于此，并且专业技术人员能够从中推导出其他的变化方案，而不离开本发明的保护范围。
总的来说，本发明包括通过一个或者多个散热体或热沉减少功率半导体的温度测量的影响。
总的来说，只要没有例如通过“刚好一个”等等这样的表达明确加以排除，“一个”等等都可以理解为单数或者多数，特别是表示“至少一个”或者“一个或多个”等等。
只要没有明确加以排除，提供的数字也可以正好包含提供的数也可以包含一般的容差范围。

Claims (12)

1.一种电子组件(1；21)，具有
-基底(2)，
-至少一个安装在所述基底(2)上的功率半导体(7)，
-至少一个与所述基底(2)热连接的散热体(6)，以及
-至少一个温度传感器(14；23)，
其中
-至少一个所述温度传感器(14；23)具有至需要检测的至少一个功率半导体(7)的第一热阻，所述第一热阻小于至所述散热体(6)的第二热阻。
2.根据权利要求1所述的电子组件(1)，其中
-所述基底(2)具有前侧(15)和背侧(16),
-至少一个所述功率半导体(7)安装在所述前侧(15)上，
-所述至少一个散热体(6)与所述背侧(16)热连接，并且
-所述至少一个温度传感器(14；23)布置在所述基底(2)的前侧(15)的区域内。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的电子组件，其中，所述第一热阻不大于所述第二热阻，所述第一热阻比所述第二热阻特别是小了至少50％，特别是小了至少75％，特别是小了至少90％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子组件，其中，至少一个所述温度传感器(14)在被柔性电路板(9)分隔开的情况下直接布置在需要检测的功率半导体(7)上方。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电子组件，其中，至少一个所述温度传感器(14)在被柔性电路板(9)分隔开的情况下布置在需要检测的功率半导体(7)的上方，并且至少部分地布置在所述需要检测的功率半导体的旁边。
6.根据前述权利要求4或5中任一项所述的电子组件(1)，其中，所述温度传感器(14)电连接在所述电路板(9，12)上。
7.根据权利要求6所述的电子组件(1)，其中，所述电路板(9)是双面的电路板，并且所述温度传感器(14)电连接在所述电路板(9，12)的背离所述功率半导体(7)的一侧(13)上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电子组件(21)，其中
-至少一个温度传感器(23)热绝缘地布置在所述基底(2)的所述上侧的、需要由所述温度传感器检测的功率半导体(7)的旁边，
-所述温度传感器(23)通过第一接触元件(26)与所述功率半导体(7)导热良好地连接。
9.根据权利要求8所述的电子组件(21)，其中，所述温度传感器(23)通过所述第一接触元件(26)与所述功率半导体(7)导热和电学地相连，并且所述温度传感器(23)能够借助不与所述功率半导体(7)相连的第二接触元件(27)电连接，其中，所述第二接触元件(27)相比所述第一接触元件(26)具有更高的热阻。
10.根据权利要求9所述的电子组件(21)，其中，所述第一接触元件(26)是比较短的键合线，所述第二接触元件(27)是比较长的键合线。
11.根据前述权利要求中任一项所述的电子组件(1；21)，其中，所述基底(2)是DBC基底或者IMS基底。
12.根据前述权利要求中任一项所述的电子组件(1；21)，其中，至少一个所述温度传感器(14；23)是热导体。
CN201410320609.7A 2013-07-09 2014-07-07 带有功率半导体的电子组件 Active CN104282679B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013213448.7A DE102013213448B4 (de) 2013-07-09 2013-07-09 Elektronikbaugruppe mit Leistungshalbleiter
DE102013213448.7 2013-07-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104282679A true CN104282679A (zh) 2015-01-14
CN104282679B CN104282679B (zh) 2017-11-24

Family

ID=52107259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410320609.7A Active CN104282679B (zh) 2013-07-09 2014-07-07 带有功率半导体的电子组件

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN104282679B (zh)
DE (1) DE102013213448B4 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104966713A (zh) * 2015-06-12 2015-10-07 电子科技大学 一种igbt模块的新型封装结构
CN107104084A (zh) * 2016-02-23 2017-08-29 Abb瑞士股份有限公司 用于对半导体模块进行水下冷却的装置
CN110707062A (zh) * 2019-11-01 2020-01-17 富士电机（中国）有限公司 Igbt模块封装结构及igbt芯片的温度检测方法
WO2022189241A1 (de) * 2021-03-08 2022-09-15 Robert Bosch Gmbh Leistungsmodul mit einem keramischen schaltungsträger, einer flexiblen leiterplatte und einem temperatursensor

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUB20155239A1 (it) * 2015-11-04 2017-05-04 Magneti Marelli Spa Dispositivo elettronico con componente elettronico di potenza e rilevazione diretta della temperatura di tale componente?
DE102018101264A1 (de) 2018-01-22 2019-07-25 HELLA GmbH & Co. KGaA Leiterplatten- Kühlkörper- Aufbau und Verfahren hierzu
DE102019108988B3 (de) 2019-04-05 2020-08-13 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul und verfahren zur herstellung desselben
DE102019126265B4 (de) * 2019-09-30 2023-12-14 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung umfassend ein erstes Trägersubstrat und ein zweites Trägersubstrat, Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung
DE102020100385A1 (de) * 2020-01-10 2021-07-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Leistungsmodul für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug
EP3926679A1 (en) * 2020-06-17 2021-12-22 Infineon Technologies AG Power semiconductor module arrangement comprising a temperature sensor
DE102020207708A1 (de) 2020-06-22 2021-12-23 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsmodul zum Betreiben eines Elektrofahrzeugantriebs mit optimierter Erfassung der Chip-Temperatur
DE102021202150A1 (de) 2021-03-05 2022-09-08 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Leistungsmodul mit Alterungserkennung
DE102022206412A1 (de) 2022-06-27 2023-12-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Elektronikbaugruppe und Verfahren zur Herstellung einer Elektronikbaugruppe
DE102023110340B3 (de) 2022-07-12 2023-10-26 iCuTech - Anlagenbau GmbH Verfahren zur Herstellung eines SMD-Leistungshalbleiterbauelementmoduls sowie SMD-Leistungshalbleiterbauelementmodul
WO2024012807A1 (de) 2022-07-12 2024-01-18 Icu-Tech - Anlagenbau Gmbh Verfahren zur herstellung eines smd-leistungshalbleiterbauelementmoduls sowie smd-leistungshalbleiterbauelementmodul
DE102022208171A1 (de) 2022-08-05 2024-02-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Anordnung zur Temperaturmessung mindestens eines Bauteils
DE102022208266A1 (de) * 2022-08-09 2024-02-15 Magna powertrain gmbh & co kg Leistungsmodul mit flexibler Leiterplatte

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998039803A2 (de) * 1997-03-04 1998-09-11 Alcatel Alsthom Compagnie Generale D'electricite Halbleiterbauelemente umfassende schaltungsanordnung mit mitteln zur überwachung der junktion-temperatur
CN101360983A (zh) * 2006-01-19 2009-02-04 株式会社山武 温度推定方法及装置
US20110073984A1 (en) * 2007-11-30 2011-03-31 Fairchild Korea Semiconductor Ltd. Semiconductor power module package with temperature sensor mounted thereon and method of fabricating the same
CN102728917A (zh) * 2011-03-31 2012-10-17 英飞凌科技股份有限公司 焊接方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006015198A1 (de) 2006-04-01 2007-10-11 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Verbindungseinrichtung für elektronische Bauelemente
DE202009017816U1 (de) * 2009-05-20 2010-05-27 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998039803A2 (de) * 1997-03-04 1998-09-11 Alcatel Alsthom Compagnie Generale D'electricite Halbleiterbauelemente umfassende schaltungsanordnung mit mitteln zur überwachung der junktion-temperatur
CN101360983A (zh) * 2006-01-19 2009-02-04 株式会社山武 温度推定方法及装置
US20110073984A1 (en) * 2007-11-30 2011-03-31 Fairchild Korea Semiconductor Ltd. Semiconductor power module package with temperature sensor mounted thereon and method of fabricating the same
CN102728917A (zh) * 2011-03-31 2012-10-17 英飞凌科技股份有限公司 焊接方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104966713A (zh) * 2015-06-12 2015-10-07 电子科技大学 一种igbt模块的新型封装结构
CN107104084A (zh) * 2016-02-23 2017-08-29 Abb瑞士股份有限公司 用于对半导体模块进行水下冷却的装置
CN107104084B (zh) * 2016-02-23 2020-03-03 Abb瑞士股份有限公司 用于对半导体模块进行水下冷却的装置
CN110707062A (zh) * 2019-11-01 2020-01-17 富士电机（中国）有限公司 Igbt模块封装结构及igbt芯片的温度检测方法
WO2022189241A1 (de) * 2021-03-08 2022-09-15 Robert Bosch Gmbh Leistungsmodul mit einem keramischen schaltungsträger, einer flexiblen leiterplatte und einem temperatursensor

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013213448A1 (de) 2015-01-15
DE102013213448B4 (de) 2021-12-09
CN104282679B (zh) 2017-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104282679A (zh) 带有功率半导体的电子组件
CN105981168B (zh) 功率半导体模块
JP5587844B2 (ja) パワー半導体モジュールおよびその製造方法
TWI405361B (zh) 熱電元件及其製程、晶片堆疊結構及晶片封裝結構
JP6217756B2 (ja) 半導体モジュール
US20190198424A1 (en) Power module with built-in power device and double-sided heat dissipation and manufacturing method thereof
CN106576423B (zh) 具有导热元件的电路载体
US9891247B2 (en) U-shaped vertical shunt resistor for Power Semiconductor module
WO2015064197A1 (ja) 半導体モジュール
CN105684147A (zh) 半导体模块及其制造方法
JP6757742B2 (ja) パワーモジュールおよびパワーモジュールの製造方法
CN102728917A (zh) 焊接方法
US20160056088A1 (en) Cold Plate, Device Comprising a Cold Plate and Method for Fabricating a Cold Plate
CN106952897A (zh) 半导体装置及其制造方法
JP2007081200A (ja) 冷却シンク部付き絶縁回路基板
JP2022160154A (ja) 半導体装置
JP3889562B2 (ja) 半導体装置
CN105103286A (zh) 半导体模块
KR20160003671A (ko) 전력 반도체 모듈
CN110398295A (zh) 具有温度检测装置的连接组件
TWM590780U (zh) 具有不同銅厚之igbt模組散熱結構
Cairnie et al. Thermal and thermomechanical analysis of a 10 kV SiC MOSFET package with double-sided cooling
JP2012225317A (ja) エンジン始動装置
US20160240521A1 (en) Circuit Device And Method For The Production Thereof
JP2016035970A (ja) 半導体モジュールの製造方法、半導体モジュール、自動車用パワーモジュールおよび鉄道車両用パワーモジュール

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant