DE10121970A1 - Leistungshalbleitermodul in Druckkontaktierung - Google Patents

Leistungshalbleitermodul in Druckkontaktierung

Info

Publication number
DE10121970A1
DE10121970A1 DE10121970A DE10121970A DE10121970A1 DE 10121970 A1 DE10121970 A1 DE 10121970A1 DE 10121970 A DE10121970 A DE 10121970A DE 10121970 A DE10121970 A DE 10121970A DE 10121970 A1 DE10121970 A1 DE 10121970A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
circuit board
contact
power semiconductor
semiconductor module
pressure
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
DE10121970A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10121970B4 (de
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.)
Semikron Elektronik GmbH and Co KG
Original Assignee
Semikron GmbH and Co KG
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
Priority to DE10121970A priority Critical patent/DE10121970B4/de
Application filed by Semikron GmbH and Co KG filed Critical Semikron GmbH and Co KG
Priority to DE50211496T priority patent/DE50211496D1/de
Priority to DK02008374T priority patent/DK1255299T3/da
Priority to EP02008374A priority patent/EP1255299B1/de
Priority to ES02008374T priority patent/ES2298303T3/es
Priority to AT02008374T priority patent/ATE383658T1/de
Priority to JP2002114741A priority patent/JP4194293B2/ja
Priority to US10/138,034 priority patent/US6881071B2/en
Publication of DE10121970A1 publication Critical patent/DE10121970A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10121970B4 publication Critical patent/DE10121970B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/82Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by forming build-up interconnects at chip-level, e.g. for high density interconnects [HDI]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02Containers; Seals
    • H01L23/04Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/043Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body
    • H01L23/051Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body another lead being formed by a cover plate parallel to the base plate, e.g. sandwich type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/18High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/23Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process
    • H01L24/24Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process of an individual high density interconnect connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/71Means for bonding not being attached to, or not being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/72Detachable connecting means consisting of mechanical auxiliary parts connecting the device, e.g. pressure contacts using springs or clips
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies 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
    • H01L25/04Assemblies 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
    • H01L25/07Assemblies 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
    • H01L25/072Assemblies 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
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/142Arrangements of planar printed circuit boards in the same plane, e.g. auxiliary printed circuit insert mounted in a main printed circuit
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/147Structural association of two or more printed circuits at least one of the printed circuits being bent or folded, e.g. by using a flexible printed circuit
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/18High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/23Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process
    • H01L2224/24Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process of an individual high density interconnect connector
    • H01L2224/2401Structure
    • H01L2224/2402Laminated, e.g. MCM-L type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/18High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/23Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process
    • H01L2224/24Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process of an individual high density interconnect connector
    • H01L2224/241Disposition
    • H01L2224/24151Connecting 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
    • H01L2224/24221Connecting 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
    • H01L2224/24225Connecting 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
    • H01L2224/24226Connecting 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 the HDI interconnect connecting to the same level of the item at which the semiconductor or solid-state body is mounted, e.g. the item being planar
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01004Beryllium [Be]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01005Boron [B]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01019Potassium [K]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01029Copper [Cu]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01033Arsenic [As]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01068Erbium [Er]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01082Lead [Pb]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013Alloys
    • H01L2924/014Solder alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/06Polymers
    • H01L2924/078Adhesive characteristics other than chemical
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1301Thyristor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/14Integrated circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/156Material
    • H01L2924/15786Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H01L2924/15787Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901Structure
    • H01L2924/1904Component type
    • H01L2924/19043Component type being a resistor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/141One or more single auxiliary printed circuits mounted on a main printed circuit, e.g. modules, adapters
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10954Other details of electrical connections
    • H05K2201/10977Encapsulated connections
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0058Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates
    • H05K3/0061Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates onto a metallic substrate, e.g. a heat sink
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/36Assembling printed circuits with other printed circuits
    • H05K3/361Assembling flexible printed circuits with other printed circuits
    • H05K3/365Assembling flexible printed circuits with other printed circuits by abutting, i.e. without alloying process

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)
  • Die Bonding (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Es wird ein Leistungshalbleitermodul, bestehend aus einem Gehäuse, einem keramischen Substrat 2, schaltungsgerecht darauf angeordneten strukturierten und elektrisch leitenden Kontaktflächen 3, darauf angeordneten Bauelementen 8, einer Druckkontaktierung, bestehend aus einem flexiblen Druckspeicher 10 sowie einer den Druck erzeugenden Druckplatte 11, sowie Leistungs- und Steueranschlüssen vorgestellt. Bei der Erhöhung der Leistungsfähigkeit, der Zuverlässigkeit sowie der Lebensdauer bei gleichzeitig verringerten Herstellungskosten sind veränderte Methoden der Aufbautechnologien für die einzelnen Bestandteile eine zwingende Voraussetzung. Dies wird erreicht durch eine flexible Leiterplatte 9, die die Bauelemente 8 schaltungsgerecht miteinander und/oder mit den Kontaktflächen 3 des Subtrates 2 verbindet, wobei zur Isolation der Bauelemente 8 gegeneinander ein flexibler Isolationsstoff 20 eingebracht ist.

Description

Die Erfindung beschreibt ein Leistungshalbleitermodul mit aktiven und/oder passiven Bauelementen, insbesondere ein Stromumrichtermodul nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige Leistungshalbleitermodule sind mehrfach aus der Literatur bekannt. Bei der Erhöhung der Leistungsfähigkeit, der Zuverlässigkeit sowie der Lebensdauer bei gleichzeitig verringerten Herstellungskosten sind veränderte Methoden der Aufbautechnologien für die einzelnen Bestandteile eine zwingende Voraussetzung.
Moderne Leistungshalbleitermodule, die Ausgangspunkt dieser Erfindung sind, sind grundplattenlose Module, wie beispielhaft in der DE 199 03 875 A1 beschrieben, bestehend aus
einem Gehäuse;
einem keramischen Substrat mit darauf angeordneten schaltungsgerecht ausgeführten metallischen Kaschierungen, wie sie z. B. nach dem DCB- (direct copper bonding) Verfahren hergestellt werden;
auf diesem Substrat mittels Löttechnik stoffschlüssig aufgebrachten Bauelementen, wie beispielhaft Dioden, Transistoren, Widerständen oder Sensoren;
Bondverbindungen zur Verbindung der strukturierten Seite der Bauelemente mit weiteren Bauelementen, dem Substrat und/oder nach außen führenden Anschlusselementen.
Einer vorzugsweise aus Silikonkautschuk bestehenden Vergussmasse zur Isolation der einzelnen Bauelemente zueinander.
Sehr vorteilhaft hat sich für derartige Leistungshalbleitermodule die Aufbautechnologie mit Druckkontakt zur thermischen Kontaktierung des Moduls auf einem Kühlkörper erwiesen. Es hat sich gezeigt, dass sich insbesondere großflächige Lötverbindungen nur sehr schwer qualitätsgerecht beherrschen lassen, worunter die Zuverlässigkeit sowie die Lebensdauer der Leistungshalbleitermodule leiden.
Der Druckaufbau in derartigen druckkontaktierten Leistungshalbleitermodulen wird mittels einer mechanisch stabilen Druckplatte erzielt. Je nach weiterer Ausgestaltung kann der erzeugte Druck direkt mittels spezieller Ausgestaltungen der Druckplatte, wie beispielhaft in der DE 196 48 562 C1 gezeigt, oder mittels eines elastischen Druckspeichers nach der DE 199 03 875 A1, auf das Substrat übertragen werden.
Aus der DE 41 32 947 A1 sind flexible Leiterplatten sowie der Einsatz von elektrisch leitenden und/oder isolierenden Pasten in Leistungshalbleitermodulen bekannt. Diese werden als Ersatz für die keramischen Substrate sowie zur Verbindung zwischen den Bauelementen eingesetzt.
In der US 4,180,828 wird die Verbindung eines Bauelements mit den Leiterbahnen eines Substrates über eine flexible Folie beschrieben. Der elektrische Kontakt zwischen der Folie und dem Bauelement bzw. zwischen der Folie und den Leiterbahnen wird über Löt- oder Klebeverbindungen hergestellt.
Den Herstellungsverfahren nach DE 196 48 562 C1 oder DE 199 03 875 A1 haftet der Nachteil an, dass, wie bei modernen Modulen üblich, eine Vielzahl von Bauelementen miteinander und/oder mit dem Substrat kontaktiert werden müssen. Bondtechnisch wird dies mittels einer Vielzahl einzelner Bondverbindungen realisiert. Üblich sind hier durchaus bis zu 10 Bondverbindungen pro Bauelement. Da diese Bondverbindungen seriell hergestellt werden, erfordert ihre Herstellung einen erheblichen Zeitaufwand und verursacht damit auch einen wesentlichen Kostenanteil an der Modulherstellung.
Das Herstellungsverfahren nach DE 41 32 947 A1 weist einen zum Teil äußerst komplexen Schichtaufbau sowie die weitere Verwendung von klassischen Lötverbindungen auf. Ein effizienter Aufbau von Leistungshalbleitermodulen ist somit nicht gewährleistet.
In der US 4,180,828 wird die flexible Folie mittels Löt- oder Klebetechnik auf das Bauelement bzw. auf die Leiterbahnen des Substrates aufgebracht. Die praktische Herstellung derartiger Lötverbindungen gestaltet sich schwierig, da der Wärmeeintrag durch die Folie besondere Techniken erfordert, um eine Beeinträchtigung und/oder Zerstörung der Folie zu vermeiden.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe ein Leistungshalbleitermodul vorzustellen, bei dem zumindest teilweise auf Bond- und/oder Lötverbindungen zwischen den einzelnen Halbleiterbauelementen bzw. zwischen Halbleiterbauelementen und verschiedenartigen Kontaktflächen, z. B. denen des Substrates, verzichtet werden kann, das mindestens zum Stand der Technik gleichwertige Qualität in Bezug auf Lebensdauer und Zuverlässigkeit aufweist sowie kostengünstig herstellbar ist. Eine zusätzliche Aufgabe besteht darin, die Isolation der einzelnen Bauelemente gegeneinander zu vereinfachen.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Maßnahmen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 sowie die zusätzliche Aufgabe durch die Maßnahmen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 2. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen genannt. Dabei soll im Folgenden unter einer Leiterplatte nicht nur eine im wesentlichen starre Konstruktion verstanden werden, sondern auch moderne flexible Entwicklungen, wie sie auch im Stand der Technik beschrieben sind. Diese werden weiterhin als "flexible Leiterplatten" bezeichnet und sind gekennzeichnet durch einen Aufbau der verschiedene zueinander sowie zur Oberfläche isolierte Leiterbahnen und zur Oberfläche nicht isolierte Kontaktflächen zur elektrischen Kontaktierung aufweist.
Bei der Herstellung kostengünstiger Leistungshalbleitermodule bei gleichzeitig hoher Zuverlässigkeit und Lebensdauer müssen besonders aufwändige Produktionsschritte durch einfachere und schneller zu realisierende Lösungen ersetzt werden. Einen besonderen Zeitaufwand verlangt die Bestückung der Leistungshalbleitermoduls mit den Halbleiterbauelementen und deren anschließende schaltungsgerechte Verdrahtung mittels Bondverbindungen.
Die erfinderische Ausgestaltung der schaltungsgerechten Verdrahtung erfolgt zumindest teilweise mittels einer flexiblen Leiterplatte anstelle der Bondverbindungen. Bondverbindungen werden seriell hergestellt, während die Verbindung mittels der flexiblen Leiterplatte nur einen einzigen, schnell durchzuführenden Arbeitsgang erfordert. Aufgrund der oben dargestellten Nachteile stoffschlüssiger Verbindungen speziell von Lötverbindungen wird deren Einsatz auf möglichst wenige Einsatzbereiche beschränkt. Es bieten sich zwei gleichwertige Alternativlösungen an.
Die Halbleiterbauelemente werden auf die Kontaktflächen des keramischen Substrates stoffschlüssig aufgebracht. Wobei diese Kontaktflächen des Substrates derart ausgestaltet sind, dass sie schaltungsgerechte Verbindungen zwischen den einzeln Halbleiterbauelementen realisieren. Die stoffschlüssige Verbindung kann beispielhaft durch Löten oder durch ein moderneres und zum Teil auch in sich flexible Verbindungen gestattendes Klebeverfahren durchgeführt werden. Die weitere schaltungsgerechte Verdrahtung der Halbleiterbauelemente zueinander und auch zu weiteren Kontaktflächen des Substrates wird mittels der flexiblen Leiterplatte realisiert. Diese Leiterplatte wird durch die Druckkontaktierung des Moduls stoffbündig mit den ersten Hauptflächen der Halbleiterbauelemente verbunden. Diese Druckkontaktierung besteht nach dem Stand der Technik aus einem druckspeichernden Element sowie einer Druck in das System einleitenden Druckplatte. Der zur Kontaktierung notwendige Druck wird erst durch die Verbindung des Leistungshalbleitermoduls mit dem Kühlkörper hergestellt. Somit wird die vollständige und zuverlässige elektrische Kontaktierung des Leistungshalbleitermodul gleichzeitig mit der thermischen Kontaktierung des Leistungshalbleitermodul auf dem Kühlkörper realisiert.
Als zweite erfinderische Variante bietet sich an, die Halbleiterbauelemente stoffschlüssig, vorteilhafterweise mittels eines Klebeverfahrens, auf der flexiblen Leiterplatte zu befestigen. Die schaltungsgerechten Verbindungen sowohl auf dem Substrat als auch in der flexiblen Leiterplatte werden analog zur ersten Ausgestaltung realisiert. Durch Aufbringen der mit den Halbleiterbauelementen versehenen flexiblen Leiterplatte auf das Substrat wird die vollständige schaltungsgerechte Verdrahtung des Leistungshalbleitermoduls hergestellt. Die vollständige Funktionsfähigkeit der Verdrahtung wird erst durch die oben beschriebene Druckkontaktierung einschließlich der thermisch leitenden Verbindung mit dem Kühlkörper erzielt.
Mischformen beider Lösungen können bei speziellen Anwendungsfällen vorteilhaft sein.
Beide Lösungen besitzen die gleiche vorteilhafte Eigenschaft, dass die Herstellung der stoffbündigen elektrisch leitenden Verbindungen durch die im Leistungshalbleitermodul bereits zur thermischen Kontaktierung auf dem Kühlkörper vorhandene Druckkontaktierung ebenfalls erfolgt.
Die flexible Leiterplatte kann weiterhin zumindest zur teilweisen Kontaktierung der externen Leistungs- und/oder der Steueranschlüsse dienen. Hier sind ebenfalls stoffbündige und/oder stoffschlüssige Anschlussvarianten denkbar. Bei einer stoffbündigen Variante kann ebenfalls die Druckkontaktierung des Leistungshalbleitermoduls für die dauerhafte Verbindung, d. h. einen dauerhaft sicheren Kontakt, sorgen.
Die erfinderische Ausgestaltung der Isolation der einzelnen Bauelemente gegeneinander erfolgt durch einen flexiblen Isolationsstoff. Dieser Isolationsstoff kann eine pastöse oder schaumartige Struktur aufweisen. Vorzugsweise wird der Isolationsstoff auf die ersten Hauptflächen sowie die Zwischenräume zwischen den Bauelementen aufgebracht.
Anschließend wird im weiteren Herstellungsprozess der erfinderischen Leistungshalbleitermodule die flexible Leiterplatte aufgebracht. Auf dieser Leiterplatte sind auf der der ersten Hauptfläche der Bauelemente zugewandten Seite Warzen derart angeordnet, dass eine schaltungsgerechte Verbindung sichergestellt ist. Durch die Druckbeaufschlagung verdrängen die Warzen an den Stellen, an denen eine Kontaktierung erforderlich ist, den Isolationsstoff. Überschüssiger Isolationsstoff wird durch geeignete Aussparungen aus dem Bereich zwischen dem mit Bauelementen bestückten Substrat und der flexiblen Leiterplatte herausgepresst. Somit wird mittels der Druckkontaktierung sichergestellt, dass einerseits ein sicherer elektrischer Kontakt zwischen den Bauelementen bzw. den Kontaktflächen des Substrates sowie der flexiblen Leiterplatte hergestellt wird, und andererseits der Zwischenraum zwischen dem mit Bauelementen bestückten Substrat und der flexiblen Leiterplatte vollständig mit isolierendem Material verfüllt ist. Dies sichert die Isolation zwischen den einzelnen Bauelementen.
Spezielle Ausgestaltungen der erfinderischen Lösungen werden an Hand der Fig. 1 und 2 erläutert. Fig. 2 zeigt dabei einen Detailausschnitt der Fig. 1. Auf die Darstellung eines Gehäuses wird aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.
In den Figuren ist der Querschnitt durch ein die erfinderischen Merkmale aufweisendes Leistungshalbleitermodul in einem Aufbau mit einem Kühlkörper 1 gezeigt. Der Kühlkörper 1 ist thermisch leitend mit dem vorzugsweise keramischen Substrat 2 verbunden. Diese Verbindung mittels einer nicht dargestellten Wärmeleitpaste sowie einer ebenfalls nicht dargestellten flächigen Metallkaschierung der zweiten Hauptfläche des Substrates 2 hat sich nach dem Stand der Technik als hervorragend geeignet erwiesen, um die in Halbleitermodulen der Leistungsklasse entstehende Verlustwärme abzuführen.
Das gegenüber dem Kühlkörper 1 elektrisch isolierende keramische Substrat 2 weist auf seiner ersten Hauptfläche Kontaktflächen 3 auf, die als metallische Kaschierungen ausgebildet sind. Auf diesen Kontaktflächen 3 des Substrates 2 befinden sich die Halbleiterbauelemente 8. Die Kontaktflächen 3 sind derart gestaltet, dass eine schaltungsgerechte Verbindung der zweiten, dem Substrat zugewandten, Hauptflächen darauf zu platzierender Bauelemente 8 erfolgt.
In einer ersten Ausgestaltung der erfinderischen Lösung sind die Halbleiterbauelemente 8 stoffschlüssig mit den Kontaktierungen 3 verbunden. Diese stoffschlüssige Verbindung wird nach dem gegenwärtigen Stand der Technik vorzugsweise durch Löten hergestellt. Dabei werden Lötverfahren angewandt, die eine Lötung aller Halbleiterbauelemente 8 in einem Arbeitsgang erlauben. Die schaltungsgerechte Verbindung der jeweiligen ersten, der Keramik abgewandten Hauptflächen der Halbleiterbauelemente wird erfinderisch mittels einer flexiblen Leiterplatte 9 erreicht. Diese flexible Leiterplatte 9 wird nicht stoffschlüssig, sondern stoffbündig mit den ersten Hauptflächen der Halbleiterbauelemente verbunden. Eine dauerhafte sowie zuverlässige elektrische Kontaktierung wird erst nach der Druckkontaktierung des Gesamtaufbaus erreicht.
Die Kontaktflächen der flexiblen Leiterplatte 9 zur Kontaktierung mit den Halbleiterbauelementen 8 sollten bei dieser Ausgestaltung vorzugsweise warzenartige Erhebungen 21 aufweisen. Diese Warzen gewährleisten einerseits eine sichere Kontaktierung, andererseits kann damit eine effiziente Druckkontaktierung des gesamten Leistungshalbleitermoduls sicher gestellt werden.
Bei einer weiteren möglichen Ausgestaltung der erfinderischen Lösung werden die ersten Hauptflächen der Halbleiterbauelemente 8 stoffschlüssig mit der flexiblen Leiterplatte 9 verbunden. Diese Verbindung wird vorzugsweise mittels eines elektrisch leitfähigen Klebstoffes hergestellt. Eine löttechnisch Verbindung ist ebenfalls denkbar. Der Verbund aus flexibler Leiterplatte 9 und Halbleiterbauelementen 8 wird während des Herstellungsprozesses derart auf das Substrat 2 aufgebracht, dass die zweiten Hauptflächen der Halbleiterbauelemente derart auf den Kontaktflächen 3 des Substrates 2 zu liegen kommen, dass eine schaltungsgerechte Kontaktierung hergestellt wird. Die dauerhafte sowie zuverlässige elektrischen Kontaktierung mit den Kontaktflächen 3 des Substrates 2 wird ebenfalls erst nach der Druckkontaktierung im Gesamtaufbau erreicht.
Die bei Leistungshalbleitermodulen notwendige Kontaktierung von Leistungs- und Steueranschlüssen kann ebenfalls mittels der flexiblen Leiterplatte 9 realisiert werden. Dazu werden beispielhaft die extern herangeführten Anschlüsse auf mindestens einer starren oder auch flexiblen Leiterplatte 5 mit darauf befindlichen Kontaktierungen 6 direkt mittels der flexiblen Leiterplatte 9 stoffbündig mit den entsprechenden Anschlüssen des Leistungshalbleitermoduls mittels der im Leistungshalbleitermodul vorhandenen Druckkontaktierung verbunden. Die nicht notwendigerweise die gleiche Dicke wie das Substrat 2 aufweisenden externen Leiterplatten 5 sind zumindest teilweise mit ihrer zweiten Hauptfläche elektrisch isoliert auf dem Kühlkörper 1 plaziert. Die flexible Leiterplatte 9 überdeckt zum Zwecke der Kontaktierung der externen Leistungs- und Steueranschlüsse der Leiterplatte 5 derart, dass zumindest teilweise ein elektrischer Kontakt zwischen den entsprechenden Kontaktflächen der flexiblen Leiterplatte 9 sowie den Kontaktflächen 6 der externen Leiterplatte 5 besteht.
Alle stoffbündigen Kontakte werden erst nach Erstellen der Druckbeaufschlagung mittels eines elastischen Druckspeichers 10 und einer starren, Druck einleitenden Druckplatte 11, dauerhaft und zuverlässig geschlossen. Zur Druckeinleitung dient beispielhaft eine Schraubverbindung. Für diese Schraubverbindungen sind Durchführungen 7, 13, 14, 15 in der Druckplatte 11, wenn gefordert auch im Druckspeicher 10, dem Substrat 2 und/oder der externen Leiterplatten 5 vorzusehen. Somit werden bei der Montage auf einem Kühlkörper 1 gleichzeitig sowohl der thermisch leitende, elektrisch isolierende Kontakt des Leistungshalbleitermoduls zu diesem Kühlkörper 1 als auch alle elektrisch leitenden stoffbündigen Kontakte hergestellt.
Weiterhin können Durchführungen 12 vorgesehen werden, um weitere Leistungs- und/oder Steueranschlüsse mit der flexiblen Leiterplatte 9, den Halbleiterbauelementen 8 und/oder den Kontaktflächen 3 des Substrates 2 zu erlauben.
Die Hohlräume 4 zwischen dem Substrat 2 sowie er flexiblen Leiterplatte 9 können nach dem Stand der Technik zur Sicherung gegen elektrische Überschläge mit einem Dielektrikum, beispielsweise Silikonkautschuk, ausgefüllt sein.
Eine erfinderische Ausgestaltung der Isolation der einzelnen Bauelemente zueinander verwendet einen pastösen Isolationsstoff 20, der nach der Verbindung der Halbleiterbauelemente 8 mit den Kontaktflächen 3 des Substrates 2 flächig auf diesen Verbund aufgebracht wird. Die oberhalb dieses pastösen Isolationsstoffes platzierte flexible Leiterplatte 9 wird mittels der Druckkontaktierung bestehend aus der Druckplatte 11 sowie dem Druckspeicher 10 in Richtung des Substrates 2 gedrückt. Dabei verdrängen die Warzen 21 zur elektrisch Kontaktierung der flexiblen Leiterplatte 9 mit den Kontaktflächen der Halbleiterbauelemente 28 bzw. den Kontaktflächen 3 des Substrates 2 den in diesem Bereich befindlichen Isolationsstoff. Somit wird ein langzeitstabiler elektrischer Kontakt sichergestellt. Weiterhin wird durch die Druckkontaktierung der gesamte verbleibende Hohlraum zwischen der flexiblen Leiterplatte 9 sowie dem mit Halbleiterbauelementen 8 bestückten Substrat 2 vollständig oder wenn gefordert auch teilweise mit dem Isolationsstoff ausgefüllt. Überschüssiger Isolationsstoff wird durch geeignete Ausnehmungen oder an den Rändern des Leistungshalbleitermoduls verdrängt.

Claims (11)

1. Leistungshalbleitermodul bestehend aus einem Gehäuse, einem keramischen Substrat 2, schaltungsgerecht darauf angeordneten strukturierten und elektrisch leitenden Kontaktflächen 3, darauf angeordneten Bauelementen 8, einer Druckkontaktierung bestehend aus einem flexiblen Druckspeicher 10 sowie einer den Druck erzeugenden Druckplatte 11 sowie Leistungs- und Steueranschlüssen dadurch gekennzeichnet, dass die Bauelemente 8 mittels einer zumindest teilweise oberhalb ihrer erster Hauptfläche angeordneten mit Leiterbahnen sowie Kontaktflächen versehenen flexiblen Leiterplatte 9 kontaktiert werden, wobei diese flexible Leiterplatte 9 die Bauelement 8 schaltungsgerecht miteinander und/oder mit den Kontaktflächen 3 des Substrates 2 verbindet und somit die schaltungsgerechte elektrische Verbindung des Moduls bildet und/oder die flexible Leiterplatte 9 die schaltungsgerechte Verbindung zu Kontaktflächen 6 mindestens einer externen Leiterplatte 5 bildet.
2. Leistungshalbleitermodul bestehend aus einem Gehäuse, einem keramischen Substrat 2, schaltungsgerecht darauf angeordneten strukturierten und elektrisch leitenden Kontaktflächen 3, darauf angeordneten Bauelementen 8, mindestens einer diese Bauelemente elektrisch verbindende Leiterplatte 9, einer Druckkontaktierung bestehend aus einem flexiblen Druckspeicher 10 sowie einer den Druck erzeugenden Druckplatte 11 sowie Leistungs- und Steueranschlüssen dadurch gekennzeichnet, dass zur Isolation der Bauelemente 8 gegeneinander ein flexibler Isolationsstoff 20 eingebracht ist, sowie die Kontaktierung der Leiterplatte 9 mit den Bauelementen 8 durch warzenartige Erhebungen 21 derart gebildet wird, dass bei Druckbeaufschlagung mittels der Druckkontaktierung eine sichere elektrisch leitende Verbindung gebildet wird.
3. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass mindestens ein Bauelementen 8 mit den Kontaktflächen 3 des Substrates 2 stoffschlüssig verbunden ist sowie mit mindestens einer Kontaktfläche der flexiblen Leiterplatte 9 mittels der Druckkontaktierung stoffbündig sowie elektrisch leitend verbunden ist.
4. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass mindestens ein Bauelementen 8 mit mindestens einer Kontaktfläche der flexiblen Leiterplatte 9 stoffschlüssig sowie elektrisch leitend verbunden ist sowie mittels der Druckkontaktierung stoffbündig mit mindestens einer Kontaktfläche 3 des Substrates 2 verbunden ist.
5. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Bauelemente 8 Leistungsdioden, Leistungsthyristoren, Leistungstransistoren Sensoren, Widerstände und/oder integrierte Schaltungen sind.
6. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass der stoffschlüssige Kontakt durch Löten gebildet wird.
7. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass der stoffschlüssige Kontakt durch eine Klebeverbindung mittels eines elektrisch leitfähigen Klebstoffes gebildet wird.
8. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die flexiblen Leiterplatte 9 zumindest teilweise den Kontakt der Leistungs- und/oder Steueranschlüsse des Leistungshalbleitermoduls zu Kontaktflächen 6 mindestens einer externen Leiterplatte 5 bildet.
9. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierung 6 der Leistungs- und/oder Steueranschlüsse zumindest teilweise stoffschlüssig mittels Löten oder Kleben gebildet wird.
10. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierung 6 der Leistungs- und/oder Steueranschlüsse zumindest teilweise stoffbündig mittels der Druckkontaktierung gebildet wird.
11. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Isolationsstoff 20 eine pastöse oder schaumartige Struktur aufweist.
DE10121970A 2001-05-05 2001-05-05 Leistungshalbleitermodul in Druckkontaktierung Expired - Lifetime DE10121970B4 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10121970A DE10121970B4 (de) 2001-05-05 2001-05-05 Leistungshalbleitermodul in Druckkontaktierung
DK02008374T DK1255299T3 (da) 2001-05-05 2002-04-12 Effekthalvledermodul med trykkontaktering
EP02008374A EP1255299B1 (de) 2001-05-05 2002-04-12 Leistungshalbleitermodul in Druckkontaktierung
ES02008374T ES2298303T3 (es) 2001-05-05 2002-04-12 Modulo semiconductor de potencia con contacto a presion.
DE50211496T DE50211496D1 (de) 2001-05-05 2002-04-12 Leistungshalbleitermodul in Druckkontaktierung
AT02008374T ATE383658T1 (de) 2001-05-05 2002-04-12 Leistungshalbleitermodul in druckkontaktierung
JP2002114741A JP4194293B2 (ja) 2001-05-05 2002-04-17 圧力接触によるパワー半導体モジュール
US10/138,034 US6881071B2 (en) 2001-05-05 2002-05-02 Power semiconductor module with pressure contact means

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10121970A DE10121970B4 (de) 2001-05-05 2001-05-05 Leistungshalbleitermodul in Druckkontaktierung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10121970A1 true DE10121970A1 (de) 2002-11-28
DE10121970B4 DE10121970B4 (de) 2004-05-27

Family

ID=7683799

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10121970A Expired - Lifetime DE10121970B4 (de) 2001-05-05 2001-05-05 Leistungshalbleitermodul in Druckkontaktierung
DE50211496T Expired - Lifetime DE50211496D1 (de) 2001-05-05 2002-04-12 Leistungshalbleitermodul in Druckkontaktierung

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE50211496T Expired - Lifetime DE50211496D1 (de) 2001-05-05 2002-04-12 Leistungshalbleitermodul in Druckkontaktierung

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6881071B2 (de)
EP (1) EP1255299B1 (de)
JP (1) JP4194293B2 (de)
AT (1) ATE383658T1 (de)
DE (2) DE10121970B4 (de)
DK (1) DK1255299T3 (de)
ES (1) ES2298303T3 (de)

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1429384A1 (de) * 2002-12-14 2004-06-16 Semikron Elektronik GmbH Patentabteilung Schaltungsanordnung für Halbleiterbauelemente und Verfahren zur Herstellung
EP1548829A2 (de) 2003-11-29 2005-06-29 Semikron Elektronik GmbH Patentabteilung Leistungshalbleitermodul und Verfahren seiner Herstellung
DE102004018476A1 (de) * 2004-04-16 2005-11-03 eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH Leistungshalbleiteranordnung
EP1650800A2 (de) 2004-10-20 2006-04-26 Semikron Elektronik GmbH & Co. KG Patentabteilung Leistungshalbleitermodul mit Druckkontakteinrichtung
WO2006058850A1 (de) * 2004-11-29 2006-06-08 Siemens Aktiengesellschaft Metallisierte folie zur flächigen kontaktierung
WO2006063539A1 (de) * 2004-12-17 2006-06-22 Siemens Aktiengesellschaft Halbleiterschaltmodul
DE102005047567B3 (de) * 2005-10-05 2007-03-29 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit Isolationszwischenlage und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102006006424A1 (de) * 2006-02-13 2007-08-23 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Anordnung mit mindestens einem Leistungshalbleitermodul und einem Kühlbauteil und zugehöriges Herstellungsverfahren
EP1870934A1 (de) * 2006-06-01 2007-12-26 Semikron Elektronik GmbH & Co. KG Patentabteilung Stromrichtermodul
DE102007033288A1 (de) * 2007-07-17 2009-01-22 Siemens Ag Elektronisches Bauelement und Vorrichtung mit hoher Isolationsfestigkeit sowie Verfahren zu deren Herstellung
DE102007044620A1 (de) * 2007-09-19 2009-04-16 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Anordnung mit einer Verbindungseinrichtung und mindestens einem Halbleiterbauelement
DE102007057346B3 (de) * 2007-11-28 2009-06-10 Fachhochschule Kiel Laminierte Leistungselektronikbaugruppe
DE102009017733A1 (de) * 2009-04-11 2010-10-21 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit einer Verbindungseinrichtung und mit als Kontaktfeder ausgebildeten internen Anschlusselementen
US7821128B2 (en) 2005-08-30 2010-10-26 Infineon Technologies Ag Power semiconductor device having lines within a housing
EP2211384A3 (de) * 2009-01-23 2010-11-03 SEMIKRON Elektronik GmbH & Co. KG Leistungshalbleitermodul in Druckkontaktausführung mit aktiver Kühleinrichtung
DE102009046403A1 (de) * 2009-11-04 2011-05-05 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul
DE102007006706B4 (de) * 2007-02-10 2011-05-26 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Schaltungsanordnung mit Verbindungseinrichtung sowie Herstellungsverfahren hierzu
WO2010112478A3 (de) * 2009-04-01 2011-08-11 Siemens Aktiengesellschaft Druckunterstützung für eine elektronische schaltung
DE102011078811B3 (de) * 2011-07-07 2012-05-24 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungselektronisches System mit einer Kühleinrichtung
DE102011078806A1 (de) * 2011-07-07 2013-01-10 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungselektronisches System mit einer Kühleinrichtung
EP2804210A1 (de) * 2013-05-14 2014-11-19 SEMIKRON Elektronik GmbH & Co. KG Leistungselektronische Schalteinrichtung und Anordnung hiermit
DE102008048423B4 (de) * 2007-09-24 2015-05-28 Infineon Technologies Ag Verfahren zum Herstellen eines Integrierten Schaltungsbauelements
EP3273473A1 (de) * 2016-07-22 2018-01-24 SEMIKRON Elektronik GmbH & Co. KG Leistungselektronische schalteinrichtung, anordnung hiermit und verfahren zur herstellung der schalteinrichtung
EP3273474A1 (de) * 2016-07-22 2018-01-24 SEMIKRON Elektronik GmbH & Co. KG Leistungselektronische schalteinrichtung, anordnung hiermit und verfahren zur herstellung der schalteinrichtung
CN107644818A (zh) * 2016-07-22 2018-01-30 赛米控电子股份有限公司 功率电子开关装置、其布置结构及制造开关装置的方法
DE102019116686A1 (de) * 2019-06-19 2020-12-24 Infineon Technologies Ag Stromrichtersystem, verfahren zur herstellung eines stromrichtersystems und kombiniertes substrat für ein stromrichtersystem
DE102021205632A1 (de) 2021-06-02 2022-12-08 Zf Friedrichshafen Ag Halbbrücke für einen elektrischen Antrieb eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs, Leistungsmodul für einen Inverter und Inverter
DE102020115831B4 (de) 2020-06-16 2024-03-14 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungselektronische Schalteinrichtung mit einer Druckeinrichtung

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004018469B3 (de) * 2004-04-16 2005-10-06 eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH Leistungshalbleiterschaltung
DE102004018468A1 (de) * 2004-04-16 2006-02-16 eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH Verfahren zum strukturierten Aufbringen einer laminierbaren Folie auf ein Substrat für ein Halbleitermodul
DE102004026596A1 (de) * 2004-06-01 2006-03-02 eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH Leistungshalbleiteranordnung
DE102005053398B4 (de) * 2005-11-09 2008-12-24 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul
DE102005053396B4 (de) * 2005-11-09 2010-04-15 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Schaltungseinrichtung, insbesondere Frequenzumrichter
DE102006006423B4 (de) * 2006-02-13 2009-06-10 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul und zugehöriges Herstellungsverfahren
DE102006013078B4 (de) * 2006-03-22 2008-01-03 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Kompaktes Leistungshalbleitermodul mit Verbindungseinrichtung
DE102006020243B3 (de) 2006-04-27 2008-01-17 Infineon Technologies Austria Ag Leistungshalbleitermodul als H-Brückenschaltung und Verfahren zur Herstellung desselben
US7442046B2 (en) * 2006-05-15 2008-10-28 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Flexible circuit connectors
JP4365388B2 (ja) * 2006-06-16 2009-11-18 株式会社日立製作所 半導体パワーモジュールおよびその製法
DE102009026558B3 (de) * 2009-05-28 2010-12-02 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul mit beweglich gelagerten Schaltungsträgern und Verfahren zur Herstellung eines solchen Leistungshalbleitermoduls
DE102010039824B4 (de) * 2010-08-26 2018-03-29 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungsbaugruppe mit einer flexiblen Verbindungseinrichtung
DE102011080861A1 (de) * 2011-08-12 2013-02-14 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungselektronisches System mit einer Schalt- und einer Ansteuereinrichtung
JP5842489B2 (ja) * 2011-09-14 2016-01-13 三菱電機株式会社 半導体装置
DE102013104950B3 (de) * 2013-05-14 2014-04-30 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul und Anordnung hiermit
KR101790237B1 (ko) 2016-05-27 2017-11-21 한경대학교 산학협력단 독립 게이트 터널링 전계 효과 트랜지스터 및 그의 제조 방법
EP3389090A1 (de) 2017-04-11 2018-10-17 ABB Schweiz AG Leistungselektronisches modul
EP3439028A1 (de) 2017-08-03 2019-02-06 Siemens Aktiengesellschaft Leistungsmodul mit mindestens einem leistungshalbleiter
CN109545773B (zh) * 2018-11-21 2020-09-18 北京卫星制造厂有限公司 一种大功率芯片柔性互连模块及加工方法
US11776890B2 (en) 2020-01-13 2023-10-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Power semiconductor device
EP4132233A4 (de) * 2021-03-19 2023-12-27 BOE Technology Group Co., Ltd. Leiterplattenmodul

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4749120A (en) * 1986-12-18 1988-06-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of connecting a semiconductor device to a wiring board
DE4132947A1 (de) * 1991-10-04 1993-04-08 Export Contor Aussenhandel Elektronische schaltungsanordnung
DE19617055C1 (de) * 1996-04-29 1997-06-26 Semikron Elektronik Gmbh Halbleiterleistungsmodul hoher Packungsdichte in Mehrschichtbauweise
EP0930645A2 (de) * 1997-12-29 1999-07-21 Ford Motor Company Lotlöser Flip-Chip-Zusammenbau und Verfahren und Material dafür

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3199067A (en) * 1963-04-04 1965-08-03 Stutzman Guy Robert Printed circuit multiple connector
US3501832A (en) * 1966-02-26 1970-03-24 Sony Corp Method of making electrical wiring and wiring connections for electrical components
NL7704773A (nl) * 1977-05-02 1978-11-06 Philips Nv Hybrideschakeling voorzien van een halfgeleider- schakeling.
US4657322A (en) * 1985-10-01 1987-04-14 Tektronix, Inc. Microwave interconnect
US5267867A (en) * 1992-09-11 1993-12-07 Digital Equipment Corporation Package for multiple removable integrated circuits
US5659952A (en) * 1994-09-20 1997-08-26 Tessera, Inc. Method of fabricating compliant interface for semiconductor chip
DE19648562C2 (de) * 1996-11-23 2001-02-15 Semikron Elektronik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Stromüberwachung für Halbleiterschaltungen
DE19903875C2 (de) * 1999-02-01 2001-11-29 Semikron Elektronik Gmbh Leistungshalbleiterschaltungsanordnung, insbesondere Stromumrichter, in Druckkontaktierung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4749120A (en) * 1986-12-18 1988-06-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of connecting a semiconductor device to a wiring board
DE4132947A1 (de) * 1991-10-04 1993-04-08 Export Contor Aussenhandel Elektronische schaltungsanordnung
DE19617055C1 (de) * 1996-04-29 1997-06-26 Semikron Elektronik Gmbh Halbleiterleistungsmodul hoher Packungsdichte in Mehrschichtbauweise
EP0930645A2 (de) * 1997-12-29 1999-07-21 Ford Motor Company Lotlöser Flip-Chip-Zusammenbau und Verfahren und Material dafür

Cited By (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10258565B3 (de) * 2002-12-14 2004-08-12 Semikron Elektronik Gmbh Schaltungsanordnung für Halbleiterbauelemente und Verfahren zur Herstellung
EP1429384A1 (de) * 2002-12-14 2004-06-16 Semikron Elektronik GmbH Patentabteilung Schaltungsanordnung für Halbleiterbauelemente und Verfahren zur Herstellung
EP1548829A2 (de) 2003-11-29 2005-06-29 Semikron Elektronik GmbH Patentabteilung Leistungshalbleitermodul und Verfahren seiner Herstellung
US7042074B2 (en) 2003-11-29 2006-05-09 Semikron Elektronik Gmbh & Co., Kg Power semiconductor module and method for producing it
DE10355925B4 (de) * 2003-11-29 2006-07-06 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul und Verfahren seiner Herstellung
EP1548829A3 (de) * 2003-11-29 2009-02-11 SEMIKRON Elektronik GmbH & Co. KG Leistungshalbleitermodul und Verfahren seiner Herstellung
DE102004018476A1 (de) * 2004-04-16 2005-11-03 eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH Leistungshalbleiteranordnung
US7557442B2 (en) 2004-04-16 2009-07-07 Infineon Technologies Ag Power semiconductor arrangement
DE102004018476B4 (de) * 2004-04-16 2009-06-18 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleiteranordnung mit kontaktierender Folie und Anpressvorrichtung
DE102004051039B4 (de) * 2004-10-20 2008-06-26 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit Druckkontakteinrichtung
EP1650800A2 (de) 2004-10-20 2006-04-26 Semikron Elektronik GmbH & Co. KG Patentabteilung Leistungshalbleitermodul mit Druckkontakteinrichtung
WO2006058850A1 (de) * 2004-11-29 2006-06-08 Siemens Aktiengesellschaft Metallisierte folie zur flächigen kontaktierung
US7910470B2 (en) 2004-11-29 2011-03-22 Siemens Aktiengesellschaft Metallised film for sheet contacting
US7692293B2 (en) 2004-12-17 2010-04-06 Siemens Aktiengesellschaft Semiconductor switching module
WO2006063539A1 (de) * 2004-12-17 2006-06-22 Siemens Aktiengesellschaft Halbleiterschaltmodul
US7821128B2 (en) 2005-08-30 2010-10-26 Infineon Technologies Ag Power semiconductor device having lines within a housing
DE102005047567B3 (de) * 2005-10-05 2007-03-29 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit Isolationszwischenlage und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102006006424A1 (de) * 2006-02-13 2007-08-23 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Anordnung mit mindestens einem Leistungshalbleitermodul und einem Kühlbauteil und zugehöriges Herstellungsverfahren
DE102006006424B4 (de) * 2006-02-13 2011-11-17 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Anordnung mit mindestens einem Leistungshalbleitermodul und einem Kühlbauteil und zugehöriges Herstellungsverfahren
DE102006025531A1 (de) * 2006-06-01 2008-04-10 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Stromrichtermodul
EP1870934A1 (de) * 2006-06-01 2007-12-26 Semikron Elektronik GmbH & Co. KG Patentabteilung Stromrichtermodul
DE102007006706B4 (de) * 2007-02-10 2011-05-26 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Schaltungsanordnung mit Verbindungseinrichtung sowie Herstellungsverfahren hierzu
DE102007033288A1 (de) * 2007-07-17 2009-01-22 Siemens Ag Elektronisches Bauelement und Vorrichtung mit hoher Isolationsfestigkeit sowie Verfahren zu deren Herstellung
DE102007044620A1 (de) * 2007-09-19 2009-04-16 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Anordnung mit einer Verbindungseinrichtung und mindestens einem Halbleiterbauelement
DE102008048423B4 (de) * 2007-09-24 2015-05-28 Infineon Technologies Ag Verfahren zum Herstellen eines Integrierten Schaltungsbauelements
DE102007057346B3 (de) * 2007-11-28 2009-06-10 Fachhochschule Kiel Laminierte Leistungselektronikbaugruppe
EP2211384A3 (de) * 2009-01-23 2010-11-03 SEMIKRON Elektronik GmbH & Co. KG Leistungshalbleitermodul in Druckkontaktausführung mit aktiver Kühleinrichtung
WO2010112478A3 (de) * 2009-04-01 2011-08-11 Siemens Aktiengesellschaft Druckunterstützung für eine elektronische schaltung
DE102009017733B4 (de) * 2009-04-11 2011-12-08 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit einer Verbindungseinrichtung und mit als Kontaktfeder ausgebildeten internen Anschlusselementen
DE102009017733A1 (de) * 2009-04-11 2010-10-21 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit einer Verbindungseinrichtung und mit als Kontaktfeder ausgebildeten internen Anschlusselementen
DE102009046403B4 (de) * 2009-11-04 2015-05-28 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul in Druckkontakttechnik
DE102009046403A1 (de) * 2009-11-04 2011-05-05 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul
US8427836B2 (en) 2009-11-04 2013-04-23 Semikkro Elektronik GmbH & Co., KG Power semiconductor module
US9159639B2 (en) 2011-07-07 2015-10-13 Semikron Elektronik Gmbh & Co., Kg Power electronic system with a cooling device
DE102011078806B4 (de) * 2011-07-07 2014-10-30 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Herstellungsverfahren für ein leistungselektronisches System mit einer Kühleinrichtung
DE102011078806A1 (de) * 2011-07-07 2013-01-10 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungselektronisches System mit einer Kühleinrichtung
DE102011078811B3 (de) * 2011-07-07 2012-05-24 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungselektronisches System mit einer Kühleinrichtung
EP2804210A1 (de) * 2013-05-14 2014-11-19 SEMIKRON Elektronik GmbH & Co. KG Leistungselektronische Schalteinrichtung und Anordnung hiermit
US9530712B2 (en) 2013-05-14 2016-12-27 Semikron Elektronik Gmbh & Co., Kg Power electronic switching device and assembly
CN107644858A (zh) * 2016-07-22 2018-01-30 赛米控电子股份有限公司 功率电子开关装置、其布置结构及制造开关装置的方法
EP3273474A1 (de) * 2016-07-22 2018-01-24 SEMIKRON Elektronik GmbH & Co. KG Leistungselektronische schalteinrichtung, anordnung hiermit und verfahren zur herstellung der schalteinrichtung
CN107644818A (zh) * 2016-07-22 2018-01-30 赛米控电子股份有限公司 功率电子开关装置、其布置结构及制造开关装置的方法
EP3273473A1 (de) * 2016-07-22 2018-01-24 SEMIKRON Elektronik GmbH & Co. KG Leistungselektronische schalteinrichtung, anordnung hiermit und verfahren zur herstellung der schalteinrichtung
US10079120B2 (en) 2016-07-22 2018-09-18 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Power electronic switching device, arrangement herewith and methods for producing the switching device
US10164026B2 (en) 2016-07-22 2018-12-25 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Power electronic switching device, arrangement herewith and methods for producing the switching device
US10269755B2 (en) 2016-07-22 2019-04-23 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Power electronic switching device, arrangement herewith and methods for producing the switching device
CN107644858B (zh) * 2016-07-22 2023-08-08 赛米控电子股份有限公司 功率电子开关装置、其布置结构及制造开关装置的方法
DE102019116686A1 (de) * 2019-06-19 2020-12-24 Infineon Technologies Ag Stromrichtersystem, verfahren zur herstellung eines stromrichtersystems und kombiniertes substrat für ein stromrichtersystem
DE102020115831B4 (de) 2020-06-16 2024-03-14 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungselektronische Schalteinrichtung mit einer Druckeinrichtung
DE102021205632A1 (de) 2021-06-02 2022-12-08 Zf Friedrichshafen Ag Halbbrücke für einen elektrischen Antrieb eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs, Leistungsmodul für einen Inverter und Inverter

Also Published As

Publication number Publication date
US6881071B2 (en) 2005-04-19
JP4194293B2 (ja) 2008-12-10
DK1255299T3 (da) 2008-05-26
EP1255299B1 (de) 2008-01-09
DE10121970B4 (de) 2004-05-27
ES2298303T3 (es) 2008-05-16
JP2002353408A (ja) 2002-12-06
US20020173192A1 (en) 2002-11-21
EP1255299A3 (de) 2006-05-17
DE50211496D1 (de) 2008-02-21
EP1255299A2 (de) 2002-11-06
ATE383658T1 (de) 2008-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1255299B1 (de) Leistungshalbleitermodul in Druckkontaktierung
EP1351302B1 (de) Leistungshalbleitermodul
EP0805494B1 (de) Halbleiterleistungsmodul hoher Packungsdichte in Mehrschichtbauweise
DE102008052029A1 (de) Halbleitermodul mit Schaltbauteilen und Treiberelektronik
EP1411549A1 (de) Leistungshalbleitermodul mit elektrisch leitenden Kohlenstoffnanoröhrchen
EP0368143A2 (de) Elektronisches Steuergerät
EP2284889A1 (de) Leistungshalbleitermodul mit Schaltungsträger und Lastanschlusselement sowie Herstellungsverfahren hierzu
EP1192841B1 (de) Intelligentes leistungsmodul
DE102011080153A1 (de) Flexible verbindung von substraten in leistungshalbleitermodulen
DE102005061016B4 (de) Leistungshalbleitermodul, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung in einem Schaltnetzteil
EP3488466A1 (de) Leistungsmodul
DE19924993A1 (de) Intelligentes Leistungsmodul in Sandwich-Bauweise
DE102008012256A1 (de) Elektronik-Komponenten-Montageplatte
DE10258565B3 (de) Schaltungsanordnung für Halbleiterbauelemente und Verfahren zur Herstellung
EP2033219A1 (de) Leistungsgehäuse für halbleiterchips und deren anordnung zur wärmeabfuhr
DE102007039618B4 (de) Modul für eine integrierte Steuerelektronik mit vereinfachtem Aufbau
DE19924991A1 (de) Intelligentes Leistungsmodul in Sandwich-Bauweise
DE202016101292U1 (de) Leistungshalbleitereinrichtung
DE10121969C1 (de) Schaltungsanordnung in Druckkontaktierung und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102017211336A1 (de) Leistungsmodul mit oberflächenmontierten elektrischen Kontaktierungselementen
DE102004018471A1 (de) Leistungshalbleiterschaltung und Verfahren zum Herstellen einer Leistungshalbleiterschaltung
DE19924994A1 (de) Intelligentes Leistungsmodul
DE102019126923A1 (de) Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls
WO2003071601A2 (de) Schaltungsmodul und verfahren zu seiner herstellung
DE3412296A1 (de) Hybridschaltung in multilayer-technik

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: SEMIKRON ELEKTRONIK GMBH & CO. KG, 90431 NUERNBERG,

R071 Expiry of right