CN219716867U - 功率半导体模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种功率半导体模块(100)。所述功率半导体模块(100)包括具有端子区域(108)的衬底(102)，至少一个电连接到端子区域(108)的功率半导体芯片(104)，以及至少两个端子(116、118)嵌入热固性聚合物中以形成端子块(114)。端子块(114)暴露出端子(116、118)中的每一个的端部(120、122)，并且每个端子(116、118)的端部(120)连接到端子区域(108)。

Description

功率半导体模块

技术领域

本实用新型涉及功率电子器件领域。具体地，本实用新型涉及一种功率半导体模块以及一种制造这种功率半导体模块的方法。

背景技术

为了简化功率半导体模块的组装过程，可以使用端子块。这种端子块可以是预加工部件，其包括嵌入到共同的树脂体中的若干端子以形成构建块。处理这种端子块可能比处理若干单个端子要容易得多。

端子块通常由热塑性树脂在注塑成型工艺中模制而成。热塑性树脂可以填充有玻璃纤维以提高树脂材料的机械强度。尽管注塑成型工艺可能比较容易执行，但热塑性材料的使用可能在热和热机械行为方面存在一些缺点。即使填料含量为30％，在热塑性材料的热膨胀和端子材料(例如铜或铜合金)的热膨胀之间也可能有严重的失配。此外，热塑性材料可能在潮湿环境中变得不稳定，尤其在高温下。由于热塑性材料通常具有比较低的玻璃化转变温度，热塑性树脂和端子之间热膨胀系数(CTE)的失配可能变得相当重要。此外，在高温下可能发生热塑性树脂的热分解。

EP 0 791 961 A2示出了一种具有树脂外壳的功率半导体模块，其中端子通过整体成型而被集成。

JP 2011-060800 A示出了一种端子块结构，该端子块结构由两个端子组成，两个端子被一个或两个电绝缘层隔开。这整个结构被嵌入树脂中。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种具有端子块的功率半导体模块，其结合了制造简单和热稳定性这两个优点。

该目的通过独立权利要求的主题来实现。进一步的示例性实施例从从属权利要求和以下描述中是清楚的。

通过用热固性树脂而不是热塑性树脂模制端子块，端子块的热机械性能可以被提高。示例性地，树脂材料的CTE与端子材料的CTE之间的失配可以被显著降低，这可以降低热机械应力，并从而延长功率半导体模块的寿命。例如，树脂材料的CTE可以通过添加适量的适当填料材料来调整。例如，用于转移成型的标准模制合成物可能具有高达90％的填料含量。此外，热固性树脂的玻璃化转变温度高于热塑性树脂的玻璃化转变温度。因此，即使在高温下，热固性树脂的CTE也可以保持在适中的水平。此外，热固性树脂在潮湿环境中可能更稳定，且不易热分解。最后，使用热固性树脂的转移成型提供了制造比较薄的结构的可能性。

简而言之，通过使用热固性树脂作为模塑料来模制端子块，通过相应地调整填料材料和含量可以轻易地调整基体材料的CTE以及热导率。填料材料还可以包括纤维以机械增强热固性树脂。此外，端子块对热、潮湿和有害气体的稳定性可以被提高。由于端子块的不同材料之间较低的热失配，端子块可能具有明显更长的寿命。

本实用新型的第一方面涉及一种功率半导体模块。该功率半导体模块包括具有端子区域的衬底、至少一个功率半导体芯片、以及嵌入在热固性聚合物中的至少两个端子，该芯片可以被键合到衬底并电连接到端子区域，该热固性聚合物形成端子块。该端子块暴露出每个端子的端部，用于电连接该端部。每个端子的端部被连接(例如键合)到端子区域。例如，该端部可以被直接键合到衬底。或者，该端部可以通过引线键合被连接到衬底和/或功率半导体芯片。

例如，端子块可以暴露出端子中的每一个的第一端部和第二端部，其中第一端部可以附接到端子区域并且第二端部可以沿着端子块的外表面延伸。第二端部也可以从外壳竖直延伸。

此外，端子中的至少一个可以具有从端子块突出的脚，其中该脚可以连接到(例如键合)到端子区域。脚可以是连接到端子区域的端子的端部。通常，脚可以被视为端子的突出部分。换言之，脚和端子可以由相同的材料一体制成。

应注意到，端子区域可以由若干部分组成，这些部分与一个或多个半导体芯片的不同部分电连接。

通常，半导体模块可以是由一个或多个半导体芯片、其电气和机械互连以及这些组件的外壳组成的任何装置。功率半导体模块可以用于各种功率电子应用以切换或整流电流。如“功率半导体模块”和上文和下文提到的类似实例中的术语“功率”可以指代适用于处理超过100V和/或超过10A的电流的模块和/或半导体芯片。

功率半导体芯片可以基于硅(Si)和/或碳化硅(SiC)和/或可以提供一个或多个半导体元件，例如二极管和/或固态半导体开关。这种开关可以是晶体管、晶闸管、绝缘栅双极晶体管(IGBT)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。

功率半导体模块可以包括具有开关的半导体芯片，以及具有二极管的半导体芯片，该二极管经由金属化层的导体反并联连接到开关。此外，功率半导体模块可以包括由开关和二极管的这种组合构成的一个或多个半桥。

一个或多个功率半导体芯片和端子的相应端部可以连接(例如键合)到衬底。键合可以指钎焊、烧结和焊接，例如超声波焊接。

功率半导体模块可以具有用于将直流和交流负载电流连接到外部母线的多个电端子。除了这些电源端子外，功率半导体模块还可以具有辅助端子，例如用于控制模块中的半导体芯片的栅极，这些辅助端子可以连接到外部栅极驱动电路板。辅助端子也可以是智能功率模块的辅助发射极、辅助集电极或信号端子。端子可以由铜或铜合金制成。可选地，端子可以至少部分地涂覆有金属化层，例如镍层。

衬底可以承载功率半导体芯片并且可以提供电和热接触以及电绝缘。衬底可以是电绝缘材料(例如塑料或陶瓷)的板，其在一侧或两侧上覆盖有金属化层。金属化层可以被构造成提供可以连接功率半导体芯片的电导体。

端子区域可以由衬底的一个或多个导电部分制成。例如，端子区域可以包括所述金属化层的一部分并且可以经由金属化层电连接到功率半导体芯片。附加地或替代地，端子区域可以用夹子或通过引线键合电连接到功率半导体芯片。

热固性聚合物，也称为热固性树脂或热固性塑料，可以是通过对软固体或粘性液体预聚物或树脂进行固化而不可逆地硬化的聚合物。固化可以由热辐射或合适的辐射引发，并且可以通过高压或与催化剂混合来促进。这种固化的结果可能是由化学交联的聚合物链组成的不熔和不溶的聚合物网络。例如，热固性聚合物可以是环氧树脂。

热固性聚合物还可以包括一种或多种填充材料。因此，术语“热固性聚合物”也可以理解为热固性聚合物和一种或多种填充材料的混合物。通常，填充材料可以以颗粒提供，例如珠子和/或纤维。

端子块可以通过转移成型产生。热固性聚合物可以至少包围端子的中心部分。每个端子的一端或两端不能用热固性聚合物封闭，以便可从端子块外部接触到它们。此外，当与衬底和/或与功率半导体模块的基板结合时，端子块可以限定一个或多个腔体。例如，腔体可以用凝胶填充。端子块还可以被配置为用于将端子脚和/或端部钎焊或焊接到衬底的固定装置，这可以允许更准确地定位端子。

根据本实用新型的一个实施例，功率半导体模块还可以包括外壳和基板。衬底和外壳可以被附接到基板。外壳可以至少部分地覆盖衬底。

例如，外壳可以通过转移成型或注塑成型模制而成。外壳可以完全覆盖功率半导体芯片、端子区域和/或电互连功率半导体芯片和端子区域的导体。而且，外壳可以完全覆盖衬底。外壳可以包括框架形式的边界部分，其可以沿着衬底的边界和/或基板的边界延伸。外壳也可以制成具有至少一个开口以访问外壳内的部件。一个或多个开口可以用合适的盖子覆盖。例如，盖子可以由与外壳的其余部分不同的材料制成。

例如，基板可以是金属板或者由诸如AlSiC或MgSiC的复合材料制成。基板可以与功率半导体芯片相对地附接到衬底。例如，基板可以用作冷却板。

根据一个实施例，功率半导体模块还可以包括外壳。外壳可以附接到衬底并且可以至少部分地覆盖衬底。

根据本实用新型的一个实施例，端子块和外壳可以由相同的材料(即热固性聚合物) 一体制成。或者，端子块和外壳可由两件或多件制成，其中端子块可以包括外壳的一个或多个部分。换言之，端子块和外壳可以都通过转移成型由相同的热固性聚合物模制而成。端子可以至少部分地穿过模制件的边界部分。这可以简化功率半导体模块的制造。

根据本实用新型的一个实施例，端子块和外壳由不同的材料制成。此外，端子块和外壳可以作为不同材料的独立部件来实现。例如，外壳可以由热塑性聚合物通过注塑成型模制而成。端子块可以附接到外壳和/或基板。这样做的好处是，端子块可以独立于外壳提供。例如，外壳可以包括一个或多个安装区域以在功率半导体模块的组装期间安装端子块，示例性地用于在端子键合到端子区域时固定端子。

此外，端子块和/或外壳不管由什么材料制成，都可以具有连接元件，例如停止位置或凹口，这可以简化端子块和外壳的组装。

根据本实用新型的一个实施例，外壳的一部分可以由热塑性聚合物形成。例如，外壳可以包括用于覆盖外壳的开口的可移除盖子。盖子可以由热塑性聚合物制成。可选地，外壳的另一部分可以由热固性聚合物形成为端子块。通过该实施例，制造成本可以被降低。

根据本实用新型的一个实施例，热固性聚合物具有至少50％的填料含量。换言之，用于模制端子块的模制合成物的至少50％可以是添加到热固性聚合物基质中的颗粒。示例性地，热固性聚合物通常可以具有至少60％至90％的填料含量。通常，用于填充热固性聚合物的填料材料可以是颗粒和/或纤维形式的矿物或玻璃基材料。通过该实施例，热固性聚合物的CTE可以被显著降低。

根据本实用新型的一个实施例，热固性聚合物具有与端子材料的热膨胀系数相适应的填料含量。例如，可以调整填料含量，使得包括热固性聚合物基质的模制合成物的CTE与端子的CTE之间的差异为25％或更小。

根据本实用新型的一个实施例，热固性聚合物可以包括以下材料中的至少一种：玻璃纤维、碳纤维、熔融石英、环氧硅烷、氨基硅烷、二氧化硅、金属氧化物、氧化锑、磷酸盐酯、溴化环氧树脂、铋、颜料。例如，环氧硅烷和/或氨基硅烷可以用作粘合促进剂。可以通过添加二氧化硅作为填料来提高端子块的介电强度。端子块的相对漏电起痕指数 (CTI)可以通过添加金属氧化物如氧化铁、氧化镁或氧化铝来调整。此外，可以添加磷盐酸酯、氧化锑和/或溴化环氧树脂作为阻燃剂以防止或减缓着火的发展。可以添加铋作为离子捕获剂。可以添加颜料为端子块着色。

附加地或替代地，两个端子中的至少一个可以至少部分地涂覆有金属化层，例如镍。

根据本实用新型的一个实施例，端子块可以包括至少一个螺纹嵌件并且暴露出端子中的至少一个的第一端部和第二端部。第一端部可以连接(例如键合)到端子区域。第二端部可以沿着端子块的外表面延伸并且具有与螺纹嵌件相对的开口。例如，当端子块通过转移成型形成时，螺纹嵌件可以被嵌入到热固性聚合物中。螺纹嵌件可被视为嵌入式螺母。通过该实施例，电接触元件(诸如外部母线)可以被容易且牢固地连接到功率半导体模块。

根据本实用新型的一个实施例，端子块可以包括肋结构以增加端子之间的爬电长度。端子块表面上的污垢、污染、盐和示例性的水可能会在其上形成导电路径，导致泄漏电流和闪络。通常，肋结构可以被视为一种结构，其形状可使沿端子块表面的爬电距离最大化并且使这些漏电流最小化。为了实现这一点，肋结构可以包括彼此相邻布置的一个或多个肋和凹部。通常，肋结构可以被视为一个波纹或一系列波纹。

根据本实用新型的一个实施例，至少两个端子包括电源端子和辅助端子中的至少一个。电源端子可以是适于传导负载电流通过功率半导体模块的端子。辅助端子可适于传导感测和/或控制信号。端子块也可以仅包括电源端子或仅包括辅助端子。

根据本实用新型的一个实施例，端子区域包括电源端子区域和辅助端子区域中的至少一个。端子区域可以是电源端子区域，其可以电连接到功率半导体芯片的负载电极或功率电极，例如集电极或发射极。辅助端子区域也可以电连接到半导体芯片的栅极。辅助端子区域的面积可以小于电源端子区域的面积。另外，辅助端子的区域可以连接到衬底上的金属化层的区域。

根据本实用新型的一个实施例，功率半导体模块还可以包括具有辅助端子区域的电路板，以及至少一个嵌入端子块的热固性聚合物中的辅助端子。端子块可以暴露出辅助端子的端部。辅助端子的端部可以连接(例如键合)到电路板上的辅助端子区域。例如，辅助端子的端部可以直接键合到栅极驱动器板。辅助端子的端部的结构可以类似于电源端子的第二端部的结构。例如，电路板可以是栅极驱动器板或仅用于互连目的。因此，辅助端子区域可以电连接到功率半导体芯片的栅电极。辅助端子可以适于传输辅助信号，例如用于控制栅极驱动器。然而，辅助端子区域和/或另外的辅助端子区域也可以位于衬底上。例如，嵌入端子块中的辅助端子可以直接键合到衬底本身上的相应金属化图案和/ 或电路板上。电路板可以位于功率半导体模块的外壳内部或外部。

根据本实用新型的一个实施例，端子块可以暴露出辅助端子的另一端部。辅助端子的另一端部可以连接到衬底，例如，连接到衬底的辅助端子区域，和/或功率半导体芯片。例如，另一端部可以通过引线键合或直接键合到衬底和/或功率半导体芯片。

本实用新型的另一方面涉及一种制造功率半导体模块的方法。该方法包括以下步骤：提供具有端子区域和至少一个功率半导体芯片的衬底，该功率半导体芯片可以被键合到衬底，并且可以电连接到端子区域，通过将至少两个端子嵌入热固性聚合物中形成端子块，其中端子块暴露出端子中的每一个的端部，以及将端子中的每一个的端部连接(例如键合)到端子区域。

该形成可以以转移成型工艺进行。转移成型以及之后在惰性气氛(例如氮气)下的固化可有利于避免端子区域的氧化。

取决于用于将端子连接到端子区域的工艺，可以在形成之前或之后对端子和/或端子区域进行选择性的或完全的电镀。

必须理解，如上文和下文所述的功率半导体模块的特征可以是如上文和下文所述的方法的特征。

本实用新型的这些和其他方面将从下文描述的实施例中变得清楚并且得到阐明。

附图说明

本实用新型的主题将在下文中参照附图中所示的示例性实施例更详细地解释。

图1示意性地示出了根据本实用新型实施例的功率半导体模块。

图2示意性地示出了根据本实用新型另一实施例的功率半导体模块。

图3示出了根据本实用新型实施例的制造功率半导体模块的方法的流程图。

附图中使用的附图标记及其含义在附图标记列表中以摘要形式列出。原则上，相同的部件在图中具有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了功率半导体模块100的横截面。功率半导体模块100包括衬底102，衬底102承载功率半导体芯片104。如上所述，可以将两个或更多个功率半导体芯片104 键合到衬底102。然而，图1中仅示出了一个功率半导体芯片104。

衬底102可以是具有金属化层106的陶瓷衬底，其被构造成提供端子区域108和将端子区域108与功率半导体芯片104电连接的若干导体。金属化层106和功率半导体芯片104被键合在衬底102的同一侧上。例如，功率半导体芯片104具有被键合在导体上的两个平面功率电极和一个平面栅电极。功率半导体芯片104仅有背面可以被键合到衬底102。例如，顶侧触点可以通过引线键合互连。也可以通过端子或夹子直接互连芯片表面。端子区域108是连接到功率半导体芯片104的功率电极的电源端子区域。

衬底102被键合到基板110，例如金属板。基板110也可以用作冷却体。衬底102 也可以是印刷电路板或引线框架。金属化层106和功率半导体芯片104被键合到衬底 102的上侧，与基板110相对。

衬底102至少部分地被安装到基板110的外壳112覆盖。外壳112可以被螺纹件固定或胶粘到基板110上。外壳112也可以安装到衬底102上。在这种情况下，衬底102 可以用作基板。

功率半导体模块100还包括端子块114，该端子块中嵌有DC+端子116和DC-端子118。端子块114和外壳112被制造为独立的部件。端子块114由诸如环氧树脂的热固性聚合物通过转移成型模制而成。外壳112可以由热塑性聚合物通过注塑成型模制而成。在外壳112已附接到基板110之后，端子块114可以附接到外壳112和/或基板 110。

或者，外壳112的一部分，例如沿着基板110的边界延伸的边界部分，可以形成为端子块114。在这种情况下，端子块114和外壳112的其余部分可以由相同的材料(即热固性聚合物)制成。换言之，外壳112和端子块114可以在同一转移成型工艺中一体制成。

端子116、118可以由铜或铜合金制成。例如，端子116、118可以是弯曲的板或片。

端子116、118中的每一个都有第一端部120和第二端部122。每个第一端部120都形成为从端子块114突出的脚，并且例如通过超声波焊接被键合到端子区域108。更准确地说，每个脚都被弯曲成L形，其水平部分被键合到端子区域108。每个第二端部 122沿着与基板110相对的端子块114的上表面延伸。然而，第二端部122也可以从外壳竖直延伸。第一端部120和第二端部122之间的端子116、118的中心部分被热固性聚合物完全包围，该聚合物将端子116、118彼此电绝缘。

此外，外壳112的外表面具有肋结构，该肋结构包括多个交替的肋124和凹部 126。肋结构增加了两个端子116、118之间的爬电长度。肋结构也沿着外壳112的边界部分竖直延伸，以增加端子116、118和基板110之间的爬电长度。

在该示例中，两个螺纹嵌件128被嵌入在端子块114中。第二端部122中的每一个都有与螺纹嵌件128中的一个螺纹相对的螺纹件开口130，使得螺纹件可以通过第二端部122插入并且被拧入螺纹嵌件128中。螺纹嵌件128可用于将外部母线拧到端子 116、118上。

外壳112具有外壳开口132，用于访问功率半导体模块100的内部。外壳开口132(例如可以是功率半导体模块100中的中心开口)被盖子134覆盖。盖子134可由与外壳112的材料不同的材料制成。例如，盖子134可由热塑性聚合物通过注塑成型模制而成。功率半导体模块100的其他部分也可以由热塑性聚合物制成。或者，包括盖子134 的外壳112可以完全由热固性聚合物制成。

如图1所示，端子块114可以与基板110和/或衬底102包围一个或多个腔体136。可选地，腔体136可以用凝胶填充。

端子块114可以被设计成固定装置，用于在键合工艺之前将第一端120预先定位在端子区域108上方。

简而言之，与使用热塑性材料相比，使用热固性聚合物模制端子块114可以产生若干优点，例如通过调整热固性聚合物的填料含量来调节端子块114的热膨胀系数。合适的填料可以由颗粒和/或纤维组成。与电子封装中使用的标准模塑合成物相比，用于端子块114的热固性聚合物也可以通过纤维来机械增强。另一个优点是提高了端子块114对热、潮湿和有害气体的稳定性。此外，由于端子116、118的材料(例如铜)和端子块114的热固性聚合物之间的热失配减少，端子块114在加工之后的形状稳定性可以被提高。

下表示例性地示出了典型的转移成型合成物(热固性树脂)与常规用于模制端子块的典型的纤维增强热塑性材料(含30％玻璃纤维的PA66)相比的材料参数。

不仅是热膨胀系数的比较，而且熔融温度和工艺温度的强烈差异也显示了转移成型合成物优于热塑性材料的优越性。必须考虑到成型工艺是在170℃到180℃的工艺温度下进行以用于转移成型。由于熔点为290℃，热塑性材料的工艺温度比转移成型合成物的工艺温度高约140℃。

端子116、118(如果由铜制成，在室温下可具有16.4ppm/K的热膨胀系数)的嵌入在工艺温度下进行。在170℃至180℃的工艺温度下，系统处于无应力状态，而热塑性材料的熔融温度至少高出110℃。在后者中，当热塑性材料冷却时，端子和热塑性材料之间可能会出现强烈的热机械应力，这不仅会引起裂纹，而且会恶化形状稳定性。此外，转移成型合成物明显较低的CTE和较高的玻璃化转变温度，导致停留在CTE 1的温度范围较大，与热塑性材料相比可以有助于额外应力的减少，而且还提高了形状的可重复性。

通过将两个或更多个电源端子和/或辅助端子嵌入到热固性聚合物基质中以实现一个共同的构造块，例如上文和下文描述的端子块114，端子116、118和聚合物基质之间的热失配可以最小化。这也可以显著降低热循环期间端子块114中的应力。

转移成型合成物可以填充有纤维(例如玻璃纤维或碳纤维)和/或颗粒(例如熔融石英)，以实现高达90％的高填料含量，以调节CTE为例。

如上所述，可以添加其他成分来调节机械、电气和/或电磁性能。

图1还示出了电路板138，其是用于控制一个或多个功率半导体芯片104的栅极的栅极驱动器板。电路板138可以被盖子134覆盖。

图2示出了根据另一实施例的功率半导体模块100的横截面。除非另有说明，图2的模块100的组件可以与图1中的组件相同和/或具有相同的特性。与端子块114包围一个或多个腔体136的图1不同，图2的端子块114被形成为紧凑的构造块。

另外，电路板138可以具有辅助端子区域202。辅助端子区域202可以与功率半导体芯片104的栅电极电互连。两个辅助端子204的端部被键合到辅助端子区域202上。两个辅助端子204各自穿过盖子134并终止于盖子134的上表面，以提供平面接触表面，用于从外壳112外部电接触辅助端子204。

在该示例中，端子块114和盖子134是由相同的热固性聚合物制成的。换言之，盖子134是端子块114的一部分，使得辅助端子204以与电源端子116、118相同的方式嵌入端子块114中。端子块114和盖子134可以是一体制成。盖子134也可以是具有集成辅助端子的单独的转移成型部件。

电路板138可以安装在功率半导体模块100内的突出部分206上。突出部分206可以例如从端子块114的内表面突出。

图3示出了制造图1或图2中的功率半导体模块的方法300的流程图。

在第一步骤310中，提供衬底102，该衬底具有端子区域108和功率半导体芯片104，该功率半导体芯片被键合到衬底102并且电连接到端子区域108。可选地，衬底 102可以被安装到基板110。然后，外壳112可以被安装到基板110。外壳112也可以被单独安装到衬底102。

在第二步骤320中，通过将端子116、118嵌入热固性聚合物中来形成端子块114。该形成过程是以转移成型工艺进行的，以使得端子116、118中的每一个的两个端部120、122不被热固性聚合物包围。然后可以通过机械连接将端子块114安装到外壳 112。

在第三步骤330中，第一端部120被键合到端子区域108。

如上所述，外壳112和端子块114可以是由不同材料通过不同种类的成型工艺制成的单独的部件。示例性地，端子块114可以由热固性聚合物通过转移成型制成。端子块 114和/或外壳112可以设置有凹口和/或停止位置以便于组装。

与电源端子116、118类似，辅助端子204可以各自具有安装到衬底102和/或连接到电路板138的第一端部以及适于接收螺纹件和/或外部销的第二端部。辅助端子204 和电源端子116、118可以嵌入到同一端子块114中。或者，辅助端子204可以嵌入到单独的部件中，例如盖子134。

尽管本实用新型已在附图和前述描述中详细说明和描述，但这种说明和描述应被认为是说明性的或示例性的，而不是限制性的；本实用新型不限于所公开的实施例。通过对附图、公开内容和所附权利要求的研究，本领域技术人员可以理解和实现对公开的实施例的其他变化并实践要求保护的实用新型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，不定冠词“一个(a)”或“一个(an)”不排除多个。单个处理器或控制器或其他单元可以实现权利要求中列举的几个项目的功能。仅在相互不同的从属权利要求中列举了某些措施这一事实并不表明这些措施的组合不能被用来发挥优势。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

附图标记列表

100 功率半导体模块

102 衬底

104 功率半导体芯片

106 金属化层

108 端子区域

110 基板

112 外壳

114 端子块

116 端子

118 端子

120 第一端部

122 第二端部

124 肋

126 凹部

128 螺纹嵌件

130 螺纹件开口

132 外壳开口

134 盖子

136 腔体

138 电路板

202 辅助端子区域

204 辅助端子

206 突出部分

300 制造方法

310 提供步骤

320 形成步骤

330 键合步骤

Claims (14)

1.一种功率半导体模块(100)，其特征在于，包括：

具有金属化层(106)的衬底(102)，其被构造成提供端子区域(108)；

至少一个功率半导体芯片(104)，其电连接到所述端子区域(108)；

至少两个端子(116、118)，其嵌入热固性聚合物中，所述热固性聚合物形成端子块(114)；

其中所述端子块(114)暴露出所述端子(116、118)中的每一个的端部；

其中所述端子(116、118)中的每一个的所述端部被直接键合到所述端子区域(108)。

2.根据权利要求1所述的功率半导体模块(100)，其特征在于，还包括：

外壳(112)；

其中所述外壳(112)附接到所述衬底(102)；

其中所述外壳(112)至少部分地覆盖所述衬底(102)。

3.根据权利要求1所述的功率半导体模块(100)，其特征在于，还包括：

外壳(112)；

基板(110)；

其中所述衬底(102)和所述外壳(112)附接到所述基板(110)；

其中所述外壳(112)至少部分地覆盖所述衬底(102)。

4.根据权利要求2或3所述的功率半导体模块(100)，其特征在于，

其中所述端子块(114)和所述外壳(112)由所述热固性聚合物一体成型。

5.根据权利要求2或3所述的功率半导体模块(100)，其特征在于，还包括以下至少一个：

所述端子块(114)和所述外壳(112)由不同的材料制成；以及

所述端子块(114)和所述外壳(112)被制成单独的部件，所述部件中的至少一个具有用于互连所述单独的部件的连接元件。

6.根据权利要求2或3任一项所述的功率半导体模块(100)，其特征在于，

其中所述外壳(112)的一部分(134)是由热塑性聚合物形成的。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块(100)，其特征在于，

其中所述热固性聚合物具有与所述端子(116、118)的材料的热膨胀系数相适应的填料含量。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块(100)，其特征在于，

其中所述端子(116、118)中的至少一个至少部分地涂覆有金属化层。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块(100)，其特征在于，

其中所述端子块(114)包括至少一个螺纹嵌件(128)并且暴露出所述端子(116、118)中的至少一个的第一端部和第二端部(122)；

其中所述第一端部连接到所述端子区域(108)；

其中所述第二端部(122)沿所述端子块(114)的外表面延伸并具有与所述螺纹嵌件(128)相对的开口(130)。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块(100)，其特征在于，

其中所述端子块(114)包括肋结构(124、126)以增加所述端子(116、118)之间的爬电长度。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块(100)，其特征在于，

其中所述至少两个端子(116、118)包括电源端子和辅助端子(304)中的至少一个；

其中所述端子区域(108)包括电源端子区域和辅助端子区域(202)中的至少一个。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块(100)，其特征在于，还包括：

电路板(138)，其具有辅助端子区域(202)；

至少一个辅助端子(204)，其嵌入所述端子块(114)的所述热固性聚合物中；

其中所述端子块(114)暴露出所述辅助端子(204)的端部；

其中所述辅助端子(204)的端部连接到所述辅助端子区域(202)。

13.根据权利要求12所述的功率半导体模块(100)，其特征在于，

其中所述端子块(114)暴露出所述辅助端子(204)的另一端部；

其中所述辅助端子(204)的另一端部与所述衬底(102)和所述功率半导体芯片(104)中的至少一个连接。

14.根据权利要求1至3中任一项所述的功率半导体模块(100)，其特征在于，其中，所述金属化层(106)还被构造成提供若干导体，所述导体将所述端子区域(108)与所述至少一个功率半导体芯片(104)电连接，并且所述至少一个功率半导体芯片(104)具有多个平面电极，所述平面电极被键合在所述导体上。