DE102009027416B4 - Halbleitermodul mit steckbarem Anschluss und Verfahren zur Herstellung eines Halbleitermoduls mit steckbarem Anschluss - Google Patents

Halbleitermodul mit steckbarem Anschluss und Verfahren zur Herstellung eines Halbleitermoduls mit steckbarem Anschluss Download PDF

Info

Publication number
DE102009027416B4
DE102009027416B4 DE102009027416.2A DE102009027416A DE102009027416B4 DE 102009027416 B4 DE102009027416 B4 DE 102009027416B4 DE 102009027416 A DE102009027416 A DE 102009027416A DE 102009027416 B4 DE102009027416 B4 DE 102009027416B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
carrier
semiconductor module
connection
housing
pluggable
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102009027416.2A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102009027416A1 (de
Inventor
Alexander Ciliox
Mark Essert
Martin Knecht
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.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies 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 Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Publication of DE102009027416A1 publication Critical patent/DE102009027416A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102009027416B4 publication Critical patent/DE102009027416B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • 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
    • 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
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/36—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/37—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/37001—Core members of the connector
    • H01L2224/37099—Material
    • H01L2224/371—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/37117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/37124—Aluminium [Al] as principal constituent
    • 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
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/36—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/37—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/37001—Core members of the connector
    • H01L2224/37099—Material
    • H01L2224/371—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/37138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/37147—Copper [Cu] as principal constituent
    • 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
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/36—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/37—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/3754—Coating
    • H01L2224/37599—Material
    • 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
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • 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
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
    • H01L2224/48472—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
    • 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
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/84—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a strap connector
    • H01L2224/842—Applying energy for connecting
    • H01L2224/84201—Compression bonding
    • H01L2224/84205—Ultrasonic bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—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
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • 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
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01068—Erbium [Er]
    • 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
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • 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
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901—Structure
    • H01L2924/1904—Component type
    • H01L2924/19041—Component type being a capacitor

Abstract

Halbleitermodul (1) umfassend:ein Gehäuse mit einem Gehäuserahmen (2); undeinen mit einem Anschluss (4) versehenen, steckbaren Träger (3) ;wobei der Anschluss (4) einen internen Teil (41) aufweist, der in dem Gehäuse angeordnet und elektrisch mit einer elektrischen Komponente des Halbleitermoduls (1) gekoppelt ist;wobei der Anschluss (4) einen externen Teil (42) aufweist, der ein Innengewinde (44) aufweist, der außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, und der einen elektrischen Anschluss des Halbleitermoduls (1) ermöglicht; undwobei der steckbare Träger (3) in den Gehäuserahmen (2) gesteckt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Leistungshalbleitermodul und ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls.
  • Herkömmliche Leistungshalbleitermodule umfassen ein Gehäuse mit Führungsschienen, in die elektrische Anschlüsse eingeführt werden, die das Modul mit anderen Geräten elektrisch verbinden. Bei anderen herkömmlichen Modulen sind die elektrischen Anschlüsse in das Gehäuse eingegossen. Bei wieder anderen Modulen werden die elektrischen Anschlüsse durch eine Öffnung des Gehäuses geschoben und die mechanische Befestigung wird im Wesentlichen dadurch bewirkt, dass die Anschlüsse an einen Leistungshalbleiterchip oder an eine Metallisierung eines Schaltungsträgers gelötet werden.
  • Da das Layout der in dem Gehäuse befindlichen elektrischen Schaltkreise von der Art des Moduls abhängt, erfordern verschiedene Arten von Modulen typischerweise individuell konfigurierte Gehäuse.
  • Aus DE 10 2007 034 342 A1 ist eine Halbleitervorrichtung bekannt, die ein Gehäuseteil, eine Basisplatte, eine Halbleiteranbringungsplatte und einen Schraubenblockanschluss aufweist. Die Halbleiteranbringungsplatte ist auf der Basisplatte angeordnet. Der Schraubenblockanschluss weist einen Blockkörper und eine Elektrode auf, sowie eine Mutter, die koaxial zu einer Öffnung der Elektrode zwischen der Elektrode und dem Blockkörper angeordnet ist. Der Schraubenblockanschluss, der auf das Gehäuseteil aufgesteckt wird, dient zum Verbinden mit einer externen Ausrüstung. Eine solche Anordnung ist auch in DE 10 2007 038 335 A1 beschrieben.
  • Die DE 10 2004 046 808 B3 betrifft ein Anschlussteil mit einem Kunststoffkörper und einer Anschlusslasche. Unterhalb der Anschlusslasche weist der Kunststoffkörper einen Aufnahmeraum auf, in den eine Vierkantmutter eingesetzt ist und die durch zwei federnde Rasthaken beweglich aber unverlierbar in dem Aufnahmeraum gehalten wird.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Leistungshalbleitermodul und ein Verfahren zur Herstellung eines verbesserten Leistungshalbleitermoduls bereitzustellen. Diese Aufgaben werden durch ein Halbleitermodul gemäß Anspruch 1 bzw. durch ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Es wird ein Halbleitermodul bereitgestellt. Eine Ausgestaltung stellt ein Gehäuse mit einem Gehäuserahmen bereit, sowie einen steckbaren Träger, der in den Gehäuserahmen gesteckt ist. Der steckbare Träger ist mit einem Anschluss versehen, der einen internen Teil, der in dem Gehäuse angeordnet ist, und einen externen Teil aufweist, der außerhalb des Gehäuses angeordnet ist und der ein Innengewinde aufweist. Der interne Teil ist elektrisch leitend mit einer elektrischen Komponente des Halbleitermoduls verbunden. Der externe Teil ermöglicht es, das Halbleitermodul elektrisch anzuschließen.
  • Gemäß einer nicht anspruchsgemäßen Ausgestaltung weist ein Halbleitermodul ein Gehäuse mit einem Gehäuserahmen auf, ein Verbindungsmittel, um das Halbleitermodul elektrisch anzuschließen, sowie ein Trägermittel, welches das Verbindungsmittel trägt. Das Verbindungsmittel wird in einen Steckplatz des Gehäuserahmens eingesteckt.
  • Gemäß einer Ausgestaltung weist ein Halbleitermodul einen steckbaren Träger auf, einen Anschluss, der teilweise in eine Vertiefung des steckbaren Trägers eingesetzt ist, und ein Gehäuse mit einem Gehäuserahmen. Der Gehäuserahmen weist wenigstens einen Steckplatz auf, wobei jeder der Steckplätze dazu ausgebildet ist, einen steckbaren Träger aufzunehmen, und wobei der steckbare Träger in einen der Steckplätze gesteckt ist. Der Anschluss umfasst einen internen Teil, der in dem Gehäuse angeordnet ist, und einen externen Teil, der außerhalb des Gehäuses angeordnet ist und der ein Innengewinde aufweist. Der interne Teil ist elektrisch mit einer elektrischen Komponente des Leistungshalbleitermoduls verbunden. Der externe Teil ermöglicht es, das Leistungshalbleitermodul elektrisch anzuschließen.
  • Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls werden ein steckbarer Träger, ein Anschluss mit einem internen ersten Teil und einem externen zweiten Teil, wobei der zweite Teil ein Innengewinde aufweist, ein Gehäuse mit einem Gehäuserahmen und eine elektrische Komponente bereitgestellt. Der Gehäuserahmen umfasst wenigsten einen Steckplatz, der dazu ausgebildet ist, den steckbaren Träger aufzunehmen. Das Verfahren umfasst weiterhin die Schritte: Bestücken des steckbaren Trägers mit einem Anschluss, Anordnen der elektrischen Komponente in dem Gehäuserahmen, Einstecken des steckbaren Trägers in einen der Steckplätze, sowie Herstellen einer materialschlüssigen Verbindung zwischen dem ersten Teil des Anschlusses und der elektrischen Komponente.
  • Die begleitenden Figuren sind beigefügt, um ein weitergehendes Verständnis von Ausgestaltungen zu ermöglichen, sie sind in die Beschreibung einbezogen und stellen einen Teil derselben dar. Die Zeichnungen veranschaulichen Ausgestaltungen und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, das Prinzip von Ausgestaltungen zu erläutern. Andere Ausgestaltungen und viele der angestrebten Vorteile von Ausgestaltungen werden durch die Bezugnahme auf die nachfolgende, detaillierte Beschreibung besser verstanden. Die in den Zeichnungen gezeigten Elemente sind nicht notwendigerweise maßstäblich zueinander dargestellt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen einander entsprechende, ähnliche Teile.
    • 1 zeigt eine perspektivische, schematische Ansicht einer Ausgestaltung eines mit einem Anschluss bestückten steckbaren Trägers.
    • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Leistungshalbleitermoduls, welches einen Gehäuserahmen mit Steckplätzen aufweist, wobei in einige der Steckplätze steckbare Träger, wie sie in 1 gezeigt sind, eingesteckt sind.
    • 3 zeigt eine perspektivische Schnittansicht eines steckbaren Trägers, wie er in 1 gezeigt ist, der in einen der Steckplätze eines Gehäuserahmens eingesteckt ist.
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die begleitenden Figuren Bezug genommen, die einen Teil hiervon darstellen und in denen durch die Darstellung spezifische Ausgestaltungen gezeigt wird, auf welche Weise die Erfindung realisiert werden kann. In diesem Zusammenhang wird richtungsgebundene Terminologie wie z. B. „oben“, „unten“, „Vorderseite“, „Unterseite“, „vordere“, „hintere“ etc. in Bezug auf die Ausrichtung der Figuren verwendet. Weil Komponenten von Ausgestaltungen auf eine Vielzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, wird die richtungsgebundene Terminologie für Zwecke der Veranschaulichung verwendet und stellt keine Einschränkung dar. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können. Deshalb ist die nachfolgende ausführliche Beschreibung nicht in einem beschränkenden Sinn zu verstehen, vielmehr ist der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung durch die beigefügten Ansprüche festgelegt.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen beispielhaften Ausgestaltungen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht ausdrücklich anderweitig darauf hingewiesen wird.
  • Gemäß einer Ausgestaltung können die Verfahrensschritte bei dem Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls in jeder beliebigen Reihenfolge ausgeführt werden, sofern nichts anderes erwähnt ist und/oder sofern nicht eine technische Notwendigkeit besteht, dass bestimmte Schritte vor anderen Schritten ausgeführt werden müssen.
  • 1 zeigt einen steckbaren Träger 3, der mit einem elektrisch leitenden Anschluss 4 bestückt ist. Der steckbare Träger 3 kann elektrisch isolierend und beispielsweise aus Kunststoff oder Keramik hergestellt sein oder Kunststoff und/oder Keramik aufweisen. Der elektrische Anschluss 4 ist in einen Aufnahmebereich des steckbaren Trägers 3, beispielsweise eine Vertiefung, eingeschoben. Der Aufnahmebereich, der voneinander beabstandete Teilbereiche 3a, 3b, 3c aufweisen kann, kann so geformt sein, dass er mit korrespondierenden Abschnitten 4a, 4b, 4c des elektrischen Anschlusses 4 zusammenpasst, d. h. dass der Anschluss 4 in den Abschnitten 4a, 4b, 4c den steckbaren Träger 3 in den Teilbereichen 3a, 3b bzw. 3c berührt.
  • Um zu vermeiden, dass sich der Anschluss 4 von dem steckbaren Träger 3 ablöst, kann der Anschluss 4 optional in den steckbaren Träger 3 gepresst oder eingerastet werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Anschluss 4 teilweise in den steckbaren Träger 3 einzugießen.
  • Der Anschluss 4, der aus niederohmigem Material, beispielsweise Kupfer, Aluminium oder dergleichen hergestellt sein oder ein solches Material aufweisen kann, umfasst einen internen Teil 41, der in dem Gehäuse eines Leistungshalbleitermoduls anzuordnen ist, und einen externen Teil 2, der außerhalb des Gehäuses anzuordnen ist. Wie in 1 gezeigt ist, können der interne Teil 41 und/oder der externe Teil 42 jeweils an einem Ende des Anschlusses 4 angeordnet sein.
  • Der interne Teil 41 ist dazu vorgesehen, elektrisch mit einer elektrischen Komponente verbunden zu werden, die im Gehäuse oder im Gehäuserahmen des Moduls angeordnet ist. Der externe Teil 42 ermöglicht eine elektrische Verbindung des Leistungshalbleitermoduls mit anderen Komponenten, z. B. zu anderen Leistungshalbleitermodulen, zu einer Spannungsversorgung, zu einem Zwischenkreiskondensator, oder zu einem Gerät, beispielsweise einem Motor, der durch das Leistungshalbleitermodul angetrieben werden soll. Als Anschlussleitung für den elektrischen Anschluss des Leistungshalbleitermoduls an eine andere externe Komponente können beispielsweise Busschienen oder flache Leiter wie beispielsweise Streifenleiter („Striplines“) verwendet werden.
  • Bei der Verbindung einer solchen elektrischen Anschlussleitung und dem externen Teil 42 kann es sich beispielsweise um eine Schraubverbindung, eine Stecker- und Buchsenverbindung, eine Einpressverbindung („Press-Fit-Connection“) oder um eine Lötverbindung handeln. Bei dem Beispiel gemäß 1 ist der externe Teil 42 des Anschlusses 4 mit einer Öffnung 43 versehen, die ein Innengewinde 44 aufweist.
  • Der steckbare Träger 3 umfasst eine Führungsschiene 45, die es ermöglicht, den steckbaren Träger 3 in einen Steckplatz 2 des Gehäuserahmens des Moduls zu stecken.
  • 2 zeigt ein Leistungshalbleitermodul 1 mit einem Gehäuserahmen 2. Der Gehäuserahmen 2 verläuft um ein oder mehrere elektrische Komponenten des Moduls 1, z. B. um eine metallische Grundplatte 5, ein Substrat 6 oder einen Leistungshalbleiterchip 7. Bei dem Beispiel gemäß 2 umfasst das Gehäuse des Leistungshalbleitermoduls 1 einen Gehäuserahmen 2, sowie die Grundplatte 5, die an der Unterseite des Gehäuserahmens 2 angeordnet ist. Das Gehäuse kann einen Gehäusedeckel aufweisen, der gegenüberliegend der Unterseite auf der Oberseite des Gehäuserahmens angeordnet ist. In 2 ist der Gehäusedeckel entfernt.
  • Auf der Oberseite der Grundplatte 5 können ein oder mehrere Substrate angeordnet sein, von denen jedes eine dielektrische Schicht 60 und eine obere Metallisierung 61 aufweist. Die oberen Metallisierungen 61 können zur Bereitstellung von Leiterbahnen und/oder Leiterpads strukturiert sein. In Abhängigkeit vom Layout des Moduls 1 kann die obere Metallisierung 61 des Substrats mit Leistungshalbleiterchips 7 bestückt sein, die beispielsweise unter der Verwendung von Bonddrähten 8 mit verschiedenen Abschnitten der oberen Metallisierung 61 oder mit anderen Komponenten des Moduls elektrisch verbunden sein können. Der Gehäuserahmen 2 weist wenigstens einen, in 2 eine Anzahl von Steckplätzen 21 auf, die dazu ausgebildet sind, steckbare Träger 3, wie sie in 1 gezeigt sind, aufzunehmen, d. h. die Steckplätze 21 passen mit den Führungsschienen 45 zusammen. Da der Gehäuserahmen 2 eine Anzahl von Steckplätzen 21 aufweisen kann, kann der selbe Gehäuserahmentyp 2 in Verbindung mit verschiedenen Layouts des Moduls verwendet werden, gemäß einer Ausgestaltung mit verschiedenen Mustern der oberen Metallisierung 61 und/oder mit unterschiedlich bestückten oberen Metallisierungen 61. Grundsätzlich ist es nicht erforderlich, alle Steckplätze 21 mit steckbaren Trägern 3 zu versehen, es kann wenigstens einer der Steckplätze unbenutzt bleiben.
  • In 2 sind die internen Teile 41 elektrisch an die obere Metallisierung 61 angeschlossen. Gemäß einer in 2 nicht dargestellten Ausgestaltung ist es möglich, einen internen Teil 41 eines Anschlusses 4 elektrisch mit der Oberseite eines Leistungshalbleiterchips 7 zu verbinden. Die elektrische Verbindung zwischen einem internen Teil 41 auf der einen Seite und der oberen Metallisierung des Leistungshalbleiterchips 7 auf der anderen Seite kann mittels wenigstens einer materialschlüssigen Verbindung, z. B. durch Ultraschallbonden, Löten, Schweißen, gemäß einer Ausgestaltung durch Laserschwei-ßen, oder durch elektrisch leitendes Kleben realisiert werden.
  • Beim Zusammenbau des Moduls 1 kann ein Anschluss 4 an dem steckbaren Träger 3 befestigt werden, bevor oder nachdem der steckbare Träger 3 in einen der Steckplätze 21 gesteckt wird. Beispielsweise kann der Gehäuserahmen 2 eines zusammenzubauenden Moduls vollständig mit allen erforderlichen steckbaren Trägern 3 versehen und dann auf eine Grundplatte 5 gesetzt werden, die mit wenigstens einem Substrat und wenigstens einem Leistungshalbleiterchip 7 bestückt ist. Nach dem Aufsetzen kann der interne Teil 41 elektrisch mit einer entsprechenden oberen Metallisierung 61 oder mit einer Oberseite eines entsprechenden Leistungshalbleiterchips 7 wie vorangehend beschrieben durch Ausbildung einer materialschlüssigen Verbindung verbunden werden.
  • Allerdings kann die Reihenfolge der Zusammenbauschritte beim Zusammenbau eines Leistungshalbleitermoduls der vorliegenden Erfindung von der oben beschriebenen Reihenfolge abweichen. Beispielsweise können ein, mehrere oder alle steckbaren Träger 3 eines Moduls 1 in den Gehäuserahmen 2 eingesteckt werden, ohne dass sie mit entsprechenden Anschlüssen 4 bestückt sind. Das Einsetzen der Anschlüsse 4 kann in einem oder mehreren späteren Schritten erfolgen. Selbstverständlich können auch ein, mehrere oder alle steckbaren Träger 3 eines Moduls 1 mit entsprechenden Anschlüssen 4 bestückt werden, bevor die bestückten Träger 3 in den Gehäuserahmen 2 gesteckt werden.
  • Da verschiedene elektrische Verbindungen eines Moduls 1 unterschiedliche Anschlüsse 4 mit unterschiedlicher Stromtragfähigkeit erfordern können, können unterschiedliche Anschlüsse 4 verschiedene Größen und/oder verschiedene Querschnitte aufweisen. Beispielsweise erfordert ein Steuereingang oder ein Steuerausgang eines Moduls 1 eine geringere Stromtragfähigkeit als ein Versorgungsspannungseingang oder ein Versorgungsspannungsausgang. In Fällen, in denen wenigstens einige der Anschlüsse 4 große Breiten erfordern, kann der steckbare Träger 3 zwei oder mehr Führungsschienen 45 (siehe 1) aufweisen, so dass der in eine entsprechende Anzahl von Steckplätzen 21 des Gehäuserahmens 2 eingesteckt werden kann.
  • In dem Beispiel gemäß 2 sind die Steckplätze 21 entlang verschiedener Seiten des Gehäuserahmens 2 in Untergruppen angeordnet. Innerhalb einer jeder Untergruppen sind die Steckplätze 21 gleichweit voneinander beabstandet und weisen einen vorgegebenen Abstand, z. B. 2,54 mm, auf.
  • 3 ist eine perspektivische, Schnittansicht eines steckbaren Trägers 3, der in den Steckplatz eines Gehäuserahmens 2 eines Leistungshalbleitermoduls 1 gesteckt ist. Das Modul 1 kann so aufgebaut sein wie das Modul 1 gemäß 2. Gemäß einer Ausgestaltung zeigt die vorliegende Ansicht, dass die Grundplatte 5 an die Unterseite des Gehäuserahmens 2 angebaut werden kann, so dass sie eine Unterseite des Gehäuses des Moduls 1 bildet.
  • 3 zeigt ebenso beispielhaft eine mögliche Konfiguration eines Substrates 6. Das Substrat 6 umfasst eine Keramikschicht 60, z. B. aus Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid, eine strukturierte obere Metallisierung 61, und eine optionale untere Metallisierung 62. Bei dem Substrat 6 kann es sich beispielsweise um ein DCB-Substrat (DCB = Direct Copper Bonding) oder um ein AMB-Substrat (AMB = Active Metal Brazing) handeln.
  • Zwischen dem internen Teil 41 des Anschlusses 4 und der oberen Metallisierung 61 ist eine materialschlüssige Verbindung durch eine direkte Verbindung, d. h. ohne Hinzufügung eines zusätzlichen Materials, zwischen dem internen Teil 41 mit der oberen Metallisierung 61 gebildet. Bei der Herstellung einer solchen Bondverbindung wird der interne Teil 41 durch die Spitze eines Bondkopfes gegen die obere Metallisierung 61 gepresst, wobei die Spitze - angeregt durch ein Ultraschallsignal - in einer Richtung parallel zu der Oberfläche der oberen Metallisierung 61 oszilliert. Auf die gleiche Weise kann eine materialschlüssige Verbindung zwischen einem internen Teil 41 eines Anschlusses 4 und einer oberseitigen Metallisierung eines Leistungshalbleiterchips 7 hergestellt werden.

Claims (13)

  1. Halbleitermodul (1) umfassend: ein Gehäuse mit einem Gehäuserahmen (2); und einen mit einem Anschluss (4) versehenen, steckbaren Träger (3) ; wobei der Anschluss (4) einen internen Teil (41) aufweist, der in dem Gehäuse angeordnet und elektrisch mit einer elektrischen Komponente des Halbleitermoduls (1) gekoppelt ist; wobei der Anschluss (4) einen externen Teil (42) aufweist, der ein Innengewinde (44) aufweist, der außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, und der einen elektrischen Anschluss des Halbleitermoduls (1) ermöglicht; und wobei der steckbare Träger (3) in den Gehäuserahmen (2) gesteckt ist.
  2. Halbleitermodul (1) gemäß Anspruch 1, bei dem der Anschluss (4) wenigstens teilweise in eine erste Vertiefung (3a, 3b, 3c) des steckbaren Trägers (3) eingesetzt ist.
  3. Halbleitermodul (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der Anschluss (4) teilweise in den steckbaren Träger (3) eingespritzt ist.
  4. Halbleitermodul (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Träger (3) Kunststoff aufweist, oder aus Kunststoff hergestellt ist, oder wobei der Träger (3) Keramik aufweist oder aus Keramik hergestellt ist.
  5. Halbleitermodul (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der steckbare Träger (3) elektrisch isolierend ist.
  6. Halbleitermodul (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Gehäuserahmen (2) eine Anzahl von Steckplätzen (21) aufweist, wobei jeder der Steckplätze (21) dazu ausgebildet ist, den steckbaren Träger (3) aufzunehmen.
  7. Halbleitermodul (1) gemäß Anspruch 6, bei dem wenigstens einer der Steckplätze (21) nicht benutzt ist.
  8. Halbleitermodul (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die elektrische Komponente eine Metallisierung (61) eines Schaltungsträgers (6) oder eines Halbleiterchips (7) ist.
  9. Halbleitermodul (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die elektrische Verbindung zwischen dem internen Teil (41) und der elektrischen Komponente eine der folgenden Verbindungen ist: Eine Bondverbindung, eine Lötverbindung, eine Verbindung mit elektrisch leitendem Kleber.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls (1) mit den Schritten: Bereitstellen eines steckbaren Trägers (3); Bereitstellen eines Anschlusses (4), der einen internen ersten Teil (41) und einen externen zweiten Teil (42) aufweist, wobei der zweite Teil (42) ein Innengewinde (44) aufweist; Bereitstellen eines Gehäuses mit einem Gehäuserahmen (2), wobei der Gehäuserahmen (2) wenigstens einen Steckplatz (21) aufweist, der zur Aufnahme des steckbaren Trägers (3) ausgebildet ist; Bereitstellen einer elektrischen Komponente; Bestücken des steckbaren Trägers (3) mit dem Anschluss (4); Anordnen der elektrischen Komponente in dem Gehäuserahmen (2); Einstecken des steckbaren Trägers (3) in einen der Steckplätze (21); und Herstellen einer materialschlüssigen Verbindung zwischen dem ersten Teil (41) des Anschlusses (4) und der elektrischen Komponente.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem das Bestücken des steckbaren Trägers (3) mit dem Anschluss (4) erfolgt, bevor der steckbare Träger (3) in einen der Steckplätze (21) gesteckt wird.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem das Einstecken des steckbaren Trägers (3) in einen der Steckplätze (21) erfolgt, bevor die elektrische Komponente in dem Gehäuserahmen (2) angeordnet wird.
  13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem das Herstellen einer materialschlüssigen Verbindung zwischen dem ersten Teil (41) des Anschlusses (4) und der elektrischen Komponente mittels einer Ultraschallbondtechnik erfolgt.
DE102009027416.2A 2008-07-21 2009-07-01 Halbleitermodul mit steckbarem Anschluss und Verfahren zur Herstellung eines Halbleitermoduls mit steckbarem Anschluss Expired - Fee Related DE102009027416B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/176,731 US8134838B2 (en) 2008-07-21 2008-07-21 Semiconductor module and method
US12/176,731 2008-07-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102009027416A1 DE102009027416A1 (de) 2010-02-04
DE102009027416B4 true DE102009027416B4 (de) 2022-03-24

Family

ID=41461840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009027416.2A Expired - Fee Related DE102009027416B4 (de) 2008-07-21 2009-07-01 Halbleitermodul mit steckbarem Anschluss und Verfahren zur Herstellung eines Halbleitermoduls mit steckbarem Anschluss

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8134838B2 (de)
DE (1) DE102009027416B4 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4857791B2 (ja) * 2006-02-01 2012-01-18 日亜化学工業株式会社 半導体装置の製造方法
EP2738808B1 (de) * 2011-07-28 2020-10-21 Fuji Electric Co., Ltd. Halbleiterbauelement mit einem gehäuse in das ein mutterhalter eingeführt werden kann
KR101983160B1 (ko) 2013-11-29 2019-05-28 삼성전기주식회사 전력반도체 모듈
DE102014004799B4 (de) 2014-04-03 2022-05-19 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Elektrogerät und Verfahren zur Herstellung eines Elektrogerätes
DE102014106857B4 (de) * 2014-05-15 2020-11-26 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitereinrichtung
WO2017017749A1 (ja) * 2015-07-27 2017-02-02 三菱電機株式会社 半導体装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004046808B3 (de) 2004-09-27 2006-04-27 eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH Anschlussteil und Verfahren zum Herstellen eines Anschlussteils
DE102007038335A1 (de) 2006-11-24 2008-05-29 Mitsubishi Electric Corp. Halbleitervorrichtung
DE102007034342A1 (de) 2006-12-15 2008-06-26 Mitsubishi Electric Corp. Halbleitervorrichtung mit Leistungshalbleiter

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19522172C1 (de) * 1995-06-19 1996-11-21 Siemens Ag Leistungs-Halbleitermodul mit Anschlußstiften
JP3168901B2 (ja) * 1996-02-22 2001-05-21 株式会社日立製作所 パワー半導体モジュール
DE19719703C5 (de) 1997-05-09 2005-11-17 eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH & Co. KG Leistungshalbleitermodul mit Keramiksubstrat
JP3747699B2 (ja) * 1999-08-06 2006-02-22 富士電機デバイステクノロジー株式会社 半導体装置
JP4151209B2 (ja) * 2000-08-29 2008-09-17 三菱電機株式会社 電力用半導体装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004046808B3 (de) 2004-09-27 2006-04-27 eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH Anschlussteil und Verfahren zum Herstellen eines Anschlussteils
DE102007038335A1 (de) 2006-11-24 2008-05-29 Mitsubishi Electric Corp. Halbleitervorrichtung
DE102007034342A1 (de) 2006-12-15 2008-06-26 Mitsubishi Electric Corp. Halbleitervorrichtung mit Leistungshalbleiter

Also Published As

Publication number Publication date
US8134838B2 (en) 2012-03-13
DE102009027416A1 (de) 2010-02-04
US20100014269A1 (en) 2010-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10306643B4 (de) Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul
DE102009055648B4 (de) Leistungshalbleitermodul
DE10316355B3 (de) Leistungshalbeitermodul mit flexibler äusserer Anschlussbelegung
DE102009027416B4 (de) Halbleitermodul mit steckbarem Anschluss und Verfahren zur Herstellung eines Halbleitermoduls mit steckbarem Anschluss
DE102009000490A1 (de) Einpressverbinder
DE102008048420A1 (de) Chip-Anordnung und Verfahren zum Herstellen einer Chip-Anordnung
DE10295972T5 (de) Nicht in einer Form hergestellte Packung für eine Halbleiteranordnung
DE102006016345A1 (de) Halbleitermodul mit diskreten Bauelementen und Verfahren zur Herstellung desselben
DE112007000183T5 (de) Hochleistungsmodul mit offener Rahmenbaugruppe
EP1192841B1 (de) Intelligentes leistungsmodul
DE102007032775B4 (de) Leistungsverstärker
DE102013201931B4 (de) Laserbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
WO2005106954A2 (de) Leistungshalbleiterschaltung und verfahren zum herstellen einer leistungshalbleiterschaltung
DE102004046227B3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils mit Durchkontakten durch eine Kunststoffgehäusemasse und entsprechendes Halbleiterbauteil
WO2007045112A1 (de) Leistungsgehäuse für halbleiterchips und deren anordnung zur wärmeabfuhr
DE102006024147B3 (de) Elektronisches Modul mit Halbleiterbauteilgehäuse und einem Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102017211336B4 (de) Leistungsmodul mit oberflächenmontierten elektrischen Kontaktierungselementen
DE10334426A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE10084657B4 (de) Modulkarte und Herstellverfahren für diese
DE102016101757A1 (de) Schaltungsmodul mit oberflächenmontierbaren unterlagsblöcken zum anschliessen einer leiterplatte
DE19924994A1 (de) Intelligentes Leistungsmodul
EP2149281B1 (de) Leuchtvorrichtung und projektionsvorrichtung mit einer derartigen leuchtvorrichtung
EP1647051B1 (de) Leistungshalbleitermodul mit vom substrat gelösten leiterbahnenden als externe anschlüsse
EP2193544B1 (de) Vorrichtung zum kühlen von elektronischen bauteilen
DE10121969C1 (de) Schaltungsanordnung in Druckkontaktierung und Verfahren zu seiner Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R082 Change of representative
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee