DE102009044933A1 - Leistungshalbleitermodul mit mindestens zwei verbundenen Schaltungsträgern und Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls mit mindestens zwei verbundenen Schaltungsträgern - Google Patents

Leistungshalbleitermodul mit mindestens zwei verbundenen Schaltungsträgern und Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls mit mindestens zwei verbundenen Schaltungsträgern Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungshalbleitermodul und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Das Leistungshalbleitermodul weist einen ersten Schaltungsträger (1) auf, der einen ersten Isolationsträger (19) umfasst, sowie eine erste Metallfolie (10), die einen starr mit dem ersten Isolationsträger (19) verbundenen Abschnitt (11) aufweist, sowie einen Verbindungsabschnitt (12), der vom ersten Isolationsträger (19) beabstandet ist. Außerdem ist ein zweiter Schaltungsträger (2) vorgesehen, der einen zweiten Isolationsträger (29) umfasst, sowie eine zweite Metallfolie (20), die einen starr mit dem zweiten Isolationsträger (29) verbundenen Abschnitt (21) aufweist. Die erste Metallfolie (10) ist an ihrem Verbindungsabschnitt (12) elektrisch leitend mit der zweiten Metallfolie (20) verbunden. Die Herstellung dieser Verbindung kann beispielsweise durch Ultraschall-Bonden oder durch Schweißen erfolgen. Ebenso können mehrere Schaltungsträger auf die beschriebene Weise miteinander verbunden werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft Leistungshalbleitermodule mit Schaltungsträgern. In Leistungshalbleitermodulen werden häufig mehrere Schaltungsträger eingesetzt, die jeweils oberseitig strukturierte Metallisierungen aufweisen. Abhängig von den jeweiligen Schaltungsanforderungen kann es erforderlich sein, eine oder mehrere elektrisch leitende Verbindungen zwischen den Metallisierungen verschiedener Schaltungsträger herzustellen.
  • Solche Verbindungen, die gleichzeitig widerstandsarm, kostengünstig, hoch zuverlässig und prozesssicher herstellbar sein müssen, werden heutzutage mittels Bonddrähten oder Metallbändern realisiert, die auf die miteinander zu verbindenden Metallisierungen gebondet bzw. unter Verwendung eines Fügematerials wie z. B. eines Lotes oder eines elektrisch leitenden Klebers gelötet bzw. geklebt werden.
  • Bonddrähte weisen jedoch aufgrund ihres geringen Querschnitts den Nachteil einer geringen Stromtragfähigkeit auf, so dass für hohe Ströme generell mehrere Bonddrähte parallel geschaltet werden müssen. Das wiederum erhöht die Prozesszeit und damit die Kosten. Weiterhin ist ein nicht unerheblicher Flächenbedarf daran geknüpft. Mit Metallbändern lässt sich zwar eine höhere Stromtragfähigkeit erreichen als mit Bonddrähten, allerdings ist ihre Montage aufwändig, da sie relativ zu den Schaltungsträgern genau positioniert werden müssen. Außerdem sind die bislang verwendeten Weichlote für die steigenden Temperaturanforderungen in Leistungshalbleitermodulen nicht mehr geeignet, da sie einen zu geringen Schmelzpunkt aufweisen und mit steigender Temperatur stark an Festigkeit verlieren. Auch elektrisch leitende Klebstoffe degenerieren bei hohen Temperaturen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Leistungshalbleitermodul bereitzustellen, bei dem die Metallisierungen zweier verschiedener Schaltungsträger elektrisch leitend mittels einer hochstromfesten, einfach herstellbaren Verbindung und ohne die Verwendung thermisch anfälliger Fügematerialien miteinander verbunden sind. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Leistungshalbleitermoduls bereitzustellen. Diese Aufgaben werden durch ein Leistungshalbleitermodul gemäß Patentanspruch 1 bzw. durch ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls gemäß Patentanspruch 26 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Ein Leistungshalbleitermodul gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen ersten Schaltungsträger auf, der einen ersten Isolationsträger umfasst, sowie eine erste Metallfolie, die einen starr mit dem ersten Isolationsträger verbundenen Abschnitt aufweist, sowie einen Verbindungsabschnitt, der vom ersten Isolationsträger beabstandet ist. Außerdem ist ein zweiter Schaltungsträger vorgesehen, der einen zweiten Isolationsträger umfasst, sowie eine zweite Metallfolie, die einen starr mit dem zweiten Isolationsträger verbundenen Abschnitt aufweist. Die erste Metallfolie ist an ihrem Verbindungsabschnitt elektrisch leitend mit der zweiten Metallfolie verbunden.
  • Zur Herstellung eines solchen Leistungshalbleitermoduls können zunächst ein erster und ein zweiter Schaltungsträger bereitgestellt werden. Der erste Schaltungsträger umfasst einen ersten Isolationsträger, sowie eine erste Metallfolie, die einen starr mit dem ersten Isolationsträger verbundenen Abschnitt aufweist, sowie einen Verbindungsabschnitt, der vom ersten Isolationsträgers beabstandet ist. Der zweite Schaltungsträger umfasst einen zweiten Isolationsträger, sowie eine zweite Metallfolie, die einen starr mit dem zweiten Isolationsträger verbundenen Abschnitt aufweist. Nach dem Bereitstellen der beiden Schaltungsträger wird am Verbindungsabschnitt der ersten Metallfolie eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Metallfolie und der zweiten Metallfolie hergestellt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht zweier jeweils mit einer Metallisierung versehener Schaltungsträger, bei denen ein mit einer der Metallisierungen einstückig ausgebildeter Verbindungsabschnitt auf der anderen der Metallisierungen aufliegt und dort elektrisch leitend mit dieser verbunden ist;
  • 2 eine perspektivische Ansicht zweier jeweils mit einer strukturierten Metallisierung versehener Schaltungsträger, bei denen zwischen Metallisierungsabschnitten der Schaltungsträger mehrere Verbindungen gemäß dem anhand von 1 erläuterten Prinzip hergestellt sind;
  • 3 eine perspektivische Ansicht zweier jeweils mit einer Metallisierung versehener Schaltungsträger, bei denen jede der Metallisierungen einen Verbindungsabschnitt aufweist, der einstückig mit der betreffenden Metallisierung ausgebildet und gegenüber dem Hauptteil der Metallisierung aufgebogen ist, wobei die beiden Metallisierungen an ihren Verbindungsabschnitten elektrisch leitend miteinander verbunden sind;
  • 4 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung, die sich von der Anordnung gemäß 3 dadurch unterscheidet, dass ein aus dem Gehäuse des Leistungshalbleitermoduls herausgeführter Stromabgriff zwischen den Verbindungsabschnitten angeordnet und elektrisch leitend mit diesem verbunden ist;
  • 5 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung, die sich von der Anordnung gemäß 3 dadurch unterscheidet, dass einer der Verbindungsabschnitte als modulexterner Stromabgriff aus dem Gehäuse des Leistungshalbleitermoduls herausgeführt ist;
  • 6 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung, die sich von der Anordnung gemäß 1 dadurch unterscheidet, dass der Verbindungsabschnitt als modulexterner Stromabgriff aus dem Gehäuse des Leistungshalbleitermoduls herausgeführt ist;
  • 7 eine perspektivische Ansicht zweier jeweils mit einer Metallisierung versehener Schaltungsträger, bei denen jeweils ein mit einer der Metallisierungen einstückig ausgebildeter Verbindungsabschnitt auf der anderen der Metallisierungen aufliegt und dort elektrisch leitend mit dieser verbunden ist;
  • 8 einen Vertikalschnitt durch Anordnungen gemäß den 1 und 2, bei denen der Verbindungsabschnitt der einen Metallisierung die andere Metallisierung unmittelbar kontaktiert;
  • 9 einen Vertikalschnitt durch eine Anordnung gemäß 3, bei der der Verbindungsabschnitt der einen Metallisierung den Verbindungsabschnitt der anderen Metallisierung unmittelbar kontaktiert; und
  • 10 einen Vertikalschnitt durch eine Anordnung gemäß 4, bei der der Stromabgriff jeden der beiden Verbindungsabschnitte unmittelbar kontaktiert.
  • Die gezeigten Figuren sind, sofern nichts anderes erwähnt ist, nicht maßstäblich. Die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung verwendete, richtungsgebundene Terminologie (z. B. Begriffe wie ”oben”, ”unten”, ”links”, ”rechts”, ”vorne”, ”hinten”, ”seitlich”, ”auf”, ”unter” ...) bezieht sich auf die jeweilige Figur. Sie wird lediglich dazu verwendet, das Verständnis der Figurenbeschreibung zu erleichtern. Grundsätzlich können die gezeigten Elemente räumlich beliebig angeordnet werden, sofern sich aus der Beschreibung nichts anderes ergibt. Im Übrigen bezeichnen, sofern nicht ausdrücklich anders erwähnt, in den verschiedenen Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche oder einander entsprechende Elemente mit gleicher oder einander entsprechender Funktion.
  • 1 zeigt zwei Schaltungsträger 1 und 2, wie sie in einem Gehäuse eines Leistungshalbleitermoduls angeordnet sein können. Jeder der Schaltungsträger 1, 2 weist einen Isolationsträger 19 bzw. 29 auf, der beispielsweise als flaches Plättchen ausgebildet sein kann. Die Isolationsträger 19, 29 bestehen jeweils aus einem Dielektrikum, beispielsweise einer Keramik, wie z. B. Aluminiumoxid (Al2O3) oder Aluminiumnitrid (AlN). Die Dicken d19 und d29 der Isolationsträger 19 bzw. 29 können, unabhängig voneinander und in beliebigen Kombinationen miteinander, gleich oder unterschiedlich, beispielsweise kleiner als 1 mm, z. B. 0,63 mm oder 0,38 mm, gewählt werden. Jeder der Isolationsträger 19, 29 weist eine obere Hauptseite 19t bzw. 29t auf, sowie eine untere Hauptseite 19b bzw. 29b. Als Hauptseite 19t, 19b, 29t, 29b eines Isolationsträgers 19 bzw. 29 wird dabei eine Seite des Isolationsträgers angesehen, die in zwei zueinander senkrechten Richtungen jeweils eine Dicke aufweist, die größer ist als die Dicke des betreffenden Isolationsträgers 19 bzw. 29.
  • Auf die oberen Hauptseiten 19t und 29t der Isolationsträger 19 bzw. 29 ist jeweils eine obere erste Metallisierung 10 bzw. eine obere zweite Metallisierung 20 aufgebracht und fest mit der oberen Hauptseite 19t bzw. 29t des betreffenden Isolationsträgers 19 bzw. 29 verbunden. Die Metallisierungen 10 und 20 können jeweils als Metallfolien ausgebildet sein, die nach ihrer Herstellung mit dem betreffenden Isolationsträger 19 bzw. 29 verbunden wurden. Jeder der Isolationsträger 19 und 29 weist außerdem eine untere Hauptseite 19b bzw. 29b auf, mit der eine jeweils optionale untere Metallisierung 15 bzw. 25, welche ebenfalls als Metallfolien ausgebildet sein können, fest verbunden ist. Die obere erste Metallisierung 10 und die obere zweite Metallisierung 20 sind nicht einstückig ausgebildet. Ebenso sind der erste Isolationsträger 19 und der zweite Isolationsträger 29 nicht einstückig ausgebildet.
  • Die Metallisierungen 10, 15, 20, 25 können beispielsweise aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung bestehen, oder aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, oder einem anderen elektrisch gut leitenden Metall. Die oberen und unteren Metallisierungen 10/15 bzw. 20/25 eines Schaltungsträgers 1 bzw. 2 können sowohl aus verschiedenen als auch aus gleichen Materialien bestehen. Die Verwendung gleicher Materialien hat den Vorteil, dass sich der betreffende Schaltungsträger 1 bzw. 2 bei einer Temperaturänderung nicht oder nur in einem sehr geringen Maße aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten verbiegt.
  • Die erste Metallisierung 10 weist einen Abschnitt 11 auf, der sich an jeder Stelle des Abschnitts 11 über die gesamte Dicke d10 der ersten Metallisierung 10 erstreckt, und der über seine gesamte Fläche starr mit der ersten oberen Hauptseite 19t des ersten Isolationsträgers 19 verbunden ist. Entsprechend weist die zweite Metallisierung 20 einen Abschnitt 21 auf, der sich an jeder Stelle des Abschnitts 21 über die gesamte Dicke d20 der zweiten Metallisierung 20 erstreckt, und der über seine gesamte Fläche starr mit der oberen Hauptseite 29t des zweiten Isolationsträgers 29 verbunden ist. Die Dicken d10 und d20 können beispielsweise 0,2 mm bis 0,6 mm betragen.
  • Weiterhin umfasst die erste Metallisierung 10 einen ersten Verbindungsabschnitt 12, der sich an jeder Stelle des Verbindungsabschnitts 12 über die gesamte Dicke d10 der ersten Metallisierung 10 erstreckt, und in dem die erste Metallisierung 10 keine flächige Verbindung zu dem ersten Isolationsträger 19 aufweist. Der erste Verbindungsabschnitt 12 ist als metallischer Streifen geformt, einstückig mit dem starr mit dem ersten Isolationsträger 19 verbundenen Abschnitt 11 ausgebildet, und kann bezüglich des ersten Isolationsträgers 19 in einem großen Winkelbereich, beispielsweise um wenigstens 30°, gebogen oder elastisch geschwenkt werden, ohne dass der erste Isolationsträger 19 seine Form verändert oder gar zerbricht. Der erste Verbindungsabschnitt 12 kann somit zerstörungsfrei sowohl gegenüber dem ersten Isolationsträger 19 als auch gegenüber dem starr mit diesem verbundenen Abschnitt 11 der ersten Metallisierung 10 über einen weiten Bereich gebogen oder elastisch verschwenkt werden. Außerdem ist der erste Verbindungsabschnitt 12 mittels eines weiteren Abschnitts 13 der ersten Metallisierung 10 mit dem Abschnitt 11 verbunden. Der Abschnitt 13 ist nicht flächig mit dem ersten Isolationsträger 19 verbunden und dadurch beweglich, so dass der erste Verbindungsabschnitt 12 gegenüber dem Abschnitt 11 verschwenkt werden kann.
  • Anders als die erste Metallisierung 10 weist die zweite Metallisierung 20 nur den mit dem zweiten Isolationsträger 29 starr verbundenen Abschnitt 21 auf, jedoch keinen beweglichen Verbindungsabschnitt wie die erste Metallisierung 10. Grundsätzlich kann ein solcher Verbindungsabschnitt jedoch auch bei der zweiten Metallisierung 20 vorgesehen sein.
  • Der erste Verbindungsabschnitt 12 erstreckt sich in seitlicher Richtung r1 des ersten Isolationsträgers 19 über diesen hinaus bis über den zweiten Schaltungsträger 2. Als seitliche Richtung r1 des ersten Isolationsträgers 19 wird dabei eine beliebige zu einer ersten vertikalen Richtung v1 senkrechte Richtung angesehen, wobei die erste vertikale Richtung v1 durch die Richtung der Flächennormalen der ebenen ersten oberen Hauptseite 19t gegeben ist. Entsprechend wird als seitliche Richtung r2 des zweiten Isolationsträgers 29 eine beliebige zu einer zweiten vertikalen Richtung v2 senkrechte Richtung angesehen, wobei die zweite vertikale Richtung v2 durch die Richtung der Flächennormalen der ebenen zweiten oberen Hauptseite 29t gegeben ist.
  • Bei allen in den 1 bis 10 der vorliegenden Anmeldung gezeigten Beispielen sind die erste vertikale Richtung v1 und die zweite vertikale Richtung v2 identisch. Abweichend davon könnten die oberen Hauptseiten 19t und 29t jedoch auch in unterschiedlichen parallelen oder nicht parallelen Ebenen angeordnet sein.
  • Die erste Metallisierung 10 ist an ihrem ersten Verbindungsabschnitt 12 in der zweiten vertikalen Richtung v2 mit der zweiten Metallisierung 20 elektrisch leitend verbunden, d. h. im Bereich des ersten Verbindungsabschnittes 12 ist die zweite Metallisierung 20 in einer der zweiten vertikalen Richtung v2 zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt 12 und der zweiten oberen Hauptseite 29t und damit in der zweiten vertikalen Richtung v2 zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt 12 und dem zweiten Isolationsträger 29 angeordnet.
  • 2 zeigt eine ähnliche Anordnung, bei dem die erste Metallisierung 10 und die zweite Metallisierung 20 strukturiert sind und jeweils wenigstens zwei Abschnitte 11 bzw. 21 aufweisen, die Leiterbahnen und/oder metallische Anschlussflächen für elektronische Bauelemente und/oder Masseflächen darstellen. Die erste Metallisierung 10 ist an ihren Abschnitten 11, von denen sich jeder in seinem gesamten Bereich über die gesamte Dicke d10 der ersten Metallisierung 10 erstreckt, flächig und starr mit der ersten oberen Hauptseite 19t und damit dem ersten Isolationsträger 19 verbunden. Entsprechend ist die zweite Metallisierung 20 ist an ihren Abschnitten 21, von denen sich jeder in seinem gesamten Bereich über die gesamte Dicke d20 der zweiten Metallisierung 20 erstreckt, flächig und starr mit der zweiten oberen Hauptseite 29t und damit dem zweiten Isolationsträger 29 verbunden.
  • Zu einem jeden der Abschnitte 11 der ersten Metallisierung 10 ist ein Verbindungsabschnitt 12 vorgesehen, der einstückig mit einem der Abschnitte 11 ausgebildet ist, und der mit einem der Abschnitte 21 der zweiten Metallisierung 20 verbunden ist, und zwar auf die Weise, wie es sie vorangehend unter Bezugnahme auf 1 erläutert wurde. Ein jeder der Verbindungsabschnitte 12 erstreckt sich in seinem gesamten Bereich über die gesamte Dicke d10 der ersten Metallisierung 10. Die Abschnitte 11 bzw. 21 können dabei weitere Strukturen in ihrer Oberfläche aufweisen, welche die Positionierung von Leistungshalbleiter-Chips und Bonddrähten erlauben.
  • Wie beispielhaft in 2 anhand dem hinteren der beiden Verbindungsabschnitte 12 gezeigt ist, kann ein Verbindungsabschnitt 12 der ersten Metallisierung 10 mit einem Abschnitt 21 der zweiten Metallisierung 20 dadurch verbunden werden, dass er in der zweiten vertikalen Richtung v2 zwischen einem Anpresselement 41 und der zweiten Metallisierung 20 positioniert und dann durch das Anpresselement 41 mit einer vorgegebenen Anpresskraft F in Richtung der zweiten Metallisierung 20 gepresst und dabei mit dieser verbunden wird. Nach dem Anpressen durch das Anpresselement 41 kontaktiert die erste Metallisierung 10 die zweite Metallisierung 20 im Bereich des angepressten Verbindungselements 12. Um dabei einen Anpressdruck aufbauen zu können, ist außerdem ein in nachfolgenden Figuren mit dem Bezugszeichen 42 gekennzeichneter Gegenhalter vorgesehen, der in 2 jedoch verdeckt ist. Bei einen solchen Gegenhalter 42 kann es sich beispielsweise um eine Auflageplatte oder eine Greifbacke einer Schweiß- oder Klemmzange handeln. Der Gegenhalter 42 könnte bei den Anordnungen gemäß den 1 und 2 aber auch durch eine gemeinsame Bodenplatte des Leistungshalbleitermoduls selbst gebildet werden, auf welcher beide Schaltungsträger 1 und 2 gemeinsam vormontiert wurden. Zur Herstellung der entsprechenden Verbindungen zwischen der Bodenplatte und den Schaltungsträgern 1 und 2 eignen sich beispielsweise Löt-, Klebe- oder Sinterverbindungen.
  • Bei den Anordnungen gemäß den 1 und 2 werden die Verbindungsabschnitte 12 beim Positionieren außerdem in der zweiten vertikalen Richtung v2 zwischen dem Anpresselement 41 und der zweiten oberen Hauptseite 29t des zweiten Isolationsträgers 29 positioniert.
  • Bei der hergestellten elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Verbindungsabschnitten 12 und der Metallisierung 20 kann es sich beispielsweise um eine Ultraschall-Bondverbindung handeln, oder um eine Schweißverbindung, die beispielsweise durch elektrisches Schweißen, Punktschweißen, Elektronenstrahl-Schweißen oder Laserschweißen hergestellt wird.
  • Im Fall einer Ultraschall-Bondverbindung ist das Anpresselement 41 als Bondkopf ausgebildet, dessen Spitze während des Bondvorgangs, d. h. während des Einwirkens der Anpresskraft F auf den Verbindungsabschnitt 12 und die zweite Metallisierung 20, in einer Richtung senkrecht zur Richtung der Anpresskraft F oszilliert. In dem vorliegenden Beispiel ist die Richtung der Anpresskraft F eine zur zweiten vertikalen Richtung v2 senkrechte Richtung. Die Richtung der Oszillation der Spitze des Anpresselements 41 wird in 2 ebenso wie in den nachfolgenden 3 bis 7 durch einen Doppelpfeil veranschaulicht.
  • 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung, mit der die auf zwei verschiedene Isolationsträger 19 und 29 aufgebrachten Metallisierungen 10 bzw. 20 elektrisch leitend miteinander verbunden werden können. Hierzu weist die erste Metallisierung 10 einen oder mehrere Abschnitte 11 auf, von denen sich jeder in seinem gesamten Bereich über die gesamte Dicke d10 der ersten Metallisierung 10 erstreckt und flächig und starr mit der ersten oberen Hauptseite 19t und damit dem ersten Isolationsträger 19 verbunden ist. Entsprechend weist die zweite Metallisierung 20 einen oder mehrere Abschnitte 21 auf, von denen sich jeder in seinem gesamten Bereich über die gesamte Dicke d20 der zweiten Metallisierung 20 erstreckt und flächig und starr mit der zweiten oberen Hauptseite 29t und damit dem zweiten Isolationsträger 29 verbunden ist.
  • Weiterhin umfasst die erste Metallisierung 10 einen oder mehrere erste Verbindungsabschnitte 12, von denen sich ein jeder in seinem gesamten Bereich über die gesamte Dicke d10 der ersten Metallisierung 10 erstreckt, und in dem die erste Metallisierung 10 keine flächige Verbindung zu dem ersten Isolationsträger 19 aufweist. Jeder erste Verbindungsabschnitt 12 ist als metallischer Streifen geformt und einstückig mit einem der Abschnitte 11 ausgebildet. Entsprechend umfasst die zweite Metallisierung 20 einen oder mehrere zweite Verbindungsabschnitte 22, von denen sich ein jeder in seinem gesamten Bereich über die gesamte Dicke d20 der zweiten Metallisierung 20 erstreckt, und in dem die zweite Metallisierung 20 keine flächige Verbindung zu dem zweiten Isolationsträger 29 aufweist. Jeder zweite Verbindungsabschnitt 22 ist als metallischer Streifen geformt und einstückig mit einem der Abschnitte 21 ausgebildet.
  • Eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Metallisierung 10 und der zweiten Metallisierung 20 wird dadurch hergestellt, dass ein erster Verbindungsabschnitt 12 und ein zweiter Verbindungsabschnitt 22 zwischen einem Anpresselement 41 und einem Gegenhalter 42 positioniert und durch das Anpresselement 41 mittels einer vorgegeben Anpresskraft F aneinander gepresst und dabei, beispielsweise durch Ultraschallbonden oder Schweißen, fest und elektrisch leitend miteinander verbunden werden, so dass eine unmittelbare flächige Verbindung zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt 12 und dem zweiten Verbindungsabschnitt 22 entsteht.
  • Bei dieser Verbindungsvariante können der erste Verbindungsabschnitt 12 gegenüber dem Abschnitt 11, mit dem er einstückig ausgebildet ist und der zweite Verbindungsabschnitt 22 gegenüber dem Abschnitt 21, mit dem er einstückig ausgebildet ist, jeweils um beispielsweise 90° gebogen sein, so dass der erste Verbindungsabschnitt 12 und der zweite Verbindungsabschnitt 22 beim Verbinden einander gegenüberliegend und im wesentlichen parallel zueinander positioniert werden können.
  • Bei dieser Art der Verbindung wird keiner der Isolationsträger 19, 29 zwischen dem Anpresselement 41 und dem Gegenhalter 42 positioniert, d. h. die Isolationsträger 19, 29 unterliegen keiner durch den Verbindungsvorgang hervorgerufenen mechanischen Belastung und können daher nicht zerbrechen. Außerdem ragen die miteinander verbunden Verbindungsabschnitte 12 und 22 über die Oberseiten der Abschnitte 11 bzw. 21 hinaus und sind deshalb leicht zugänglich, so dass zum Verbinden beispielsweise eine Schweißzange eingesetzt werden kann, deren eine Greifbacke als Anpresselement 41 und deren andere Greifbacke den Gegenhalter 42 bilden.
  • Gemäß einer weiteren, in 4 gezeigten Ausgestaltung ist zwischen die elektrisch leitend miteinander verbundenen Verbindungsabschnitt 12 und 22 ein dritter Verbindungsabschnitt 32 eines Stromabgriffes 3 positioniert und mit dem ersten Verbindungsabschnitt 12 und dem zweiten Verbindungsabschnitt 22 elektrisch leitend verbunden. Dabei kontaktiert der dritte Verbindungsabschnitt 32 sowohl den ersten Verbindungsabschnitt 12 als auch den zweiten Verbindungsabschnitt 22 unmittelbar.
  • Der Stromabgriff 3 dient dazu, das Leistungshalbleitermodul nach außen hin elektrisch anzuschließen. Hierzu kann der Stromabgriff 3 ein freies Ende 31 aufweisen, das sich aus einem Gehäuse 6 des Leistungshalbleitermoduls, von dem in 4 nur der Deckel gestrichelt angedeutet ist, heraus erstreckt. Die Stromtragfähigkeit des Stromabgriffs 3 kann sehr hoch sein und z. B. 200 A bis 1500 A bei Betriebstemperaturen unter 200°C betragen.
  • Die Schaltungsträger 1 und 2 sowie die Verbindungsbereiche 12, 22 und 32 sind im Inneren des Gehäuses 6 angeordnet. Bei dem Stromabgriff 3 kann es sich z. B. um einen Blechstreifen aus Kupfer oder eine Kupferlegierung, oder aus Aluminum oder einer Aluminiumlegierung handeln. An seinem freien Ende kann der Stromabgriff 3 mit einem Schraubanschluss, einem Lötanschluss oder einem Kontakt für Einpresstechnik versehen sein.
  • Die Herstellung der Verbindung zwischen den Verbindungsabschnitte 12, 22 und 32 kann so erfolgen, dass der dritte Verbindungsabschnitt 32 zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt 12 und dem zweiten Verbindungsabschnitt 22 positioniert und mittels einer Anpresskraft F, die den ersten Verbindungsabschnitt 12, den zweiten Verbindungsabschnitt 22 und den dritten Verbindungsabschnitt 32 gegen den Gegenhalter 42 und damit aneinander presst, in Kontakt gebracht werden. die Verbindung kann, während die Verbindungsabschnitte 12, 22 und 32 aneinander gepresst sind, beispielsweise durch Ultraschallbonden oder Schweißen, hergestellt werden. Abgesehen von den zusätzlich vorgesehenen Stromabgriffen 3 entspricht die Anordnung gemäß 4 der Anordnung gemäß 3.
  • Eine weitere, in 5 gezeigte Anordnung unterscheidet sich von der in 3 gezeigten Anordnung durch zusätzliche Stromabgriffe 3, von denen jeder einstückig mit einem der zweiten Verbindungsabschnitte 22 der zweiten Metallisierung 20 ausgebildet ist. Bei dieser Ausgestaltung ist der dritte Verbindungsabschnitt 32 identisch mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 22 des Abschnittes 21, mit dem der zugehörige Stromabgriff 3 verbunden ist. Auch bei dieser Anordnung weisen die Stromabgriffe 3 freie Enden 31 auf, die – wie bereits anhand von 4 erläutert – aus dem Gehäuse 6 des Leistungshalbleitermoduls herausgeführt sind.
  • Eine in 6 gezeigte Anordnung unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Anordnung durch einen zusätzlichen Stromabgriff 3, der einstückig mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 22 der zweiten Metallisierung 20 ausgebildet ist. Bei dieser Ausgestaltung ist der dritte Verbindungsabschnitt 32 identisch mit dem ersten Verbindungsabschnitt 12. Der Stromabgriff weist wiederum ein freies Ende 31 auf, das aus dem Gehäuse 6 des Leistungshalbleitermoduls herausgeführt ist.
  • Die in 7 gezeigte Anordnung basiert auf der Anordnung gemäß 6, allerdings weisen die erste obere Metallisierung 10 und die zweite obere Metallisierung 20 jeweils einen weiteren Abschnitt 11 bzw. 21 auf. Ein zweiter Verbindungsabschnitt 22 ist mit dem weiteren Abschnitt 21 einstückig ausgebildet. Außerdem ist ein weiterer Stromabgriff 3 vorgesehen, der einstückig mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 22 und dem weiteren Abschnitt 11 ausgebildet ist, und der ein freies Ende 31 aufweist, welches aus dem Gehäuse 6 des Leistungshalbleitermoduls heraus ragt. Der weitere Stromabgriff 3 umfasst außerdem einen weiteren dritten Verbindungsabschnitt 32, der identisch ist mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 22.
  • Der zweite Verbindungsabschnitt 22, erstreckt sich an jeder Stelle des Verbindungsabschnitts 22 über die gesamte Dicke d20 der zweiten Metallisierung 20. Außerdem weist der zweite Verbindungsabschnitt 22, anders als der weitere Abschnitt 21, keine flächige Verbindung zu dem zweiten Isolationsträger 29 auf. Der zweite Verbindungsabschnitt 22 kann bezüglich des zweiten Isolationsträgers 29 in einem großen Winkelbereich, beispielsweise um wenigstens 30°, gebogen oder elastisch geschwenkt werden, ohne dass der zweite Isolationsträger 29 seine Form verändert oder gar zerbricht. Der zweite Verbindungsabschnitt 22 kann somit zerstörungsfrei sowohl gegenüber dem zweiten Isolationsträger 29 als auch gegenüber dem starr mit diesem verbundenen weiteren Abschnitt 21 der zweiten Metallisierung 20 über einen weiten Bereich gebogen oder elastisch verschwenkt werden.
  • Der zweite Verbindungsabschnitt 22, der sich in seitlicher Richtung r2 des zweiten Isolationsträgers 29 über diesen hinaus bis über den ersten Schaltungsträger 1 erstreckt, ist in der ersten vertikalen Richtung v1 oberhalb des weiteren Abschnitts 11 angeordnet und dort unmittelbar und elektrisch leitend mit diesem verbunden. Außerdem ist der zweite Verbindungsabschnitt 22 in der ersten vertikalen Richtung v1 oberhalb des ersten Isolationsträgers 19 angeordnet.
  • Die Herstellung dieser Verbindung kann wiederum durch Ultraschallbonden oder Schweißen, wobei die der zweite Verbindungsabschnitt 22 mittels eines weiteren Anpresselements 41 mit einer vorgegebenen Anpresskraft F gegen den weiteren Abschnitt 11 gepresst und dabei mit diesem verbunden wird. Ein weiterer Gegenhalter 42, der dem weiteren Anpresselement 41 unterhalb des ersten Schaltungsträgers 1 gegenüber liegt, ist in 7 nicht zu erkennen.
  • Anstelle der beiden in 7 erläuterten Paare aus Anpresselement 41 und Gegenhalter 42 kann selbstverständlich auch nur ein solches Paar vorhanden sein, mit die herzustellenden Verbindungen nacheinander erzeugt werden.
  • Bei einer Anordnung gemäß 7 können die Schaltungsträger 1 und 2 als identische Komponenten bereitgestellt und wie erläutert miteinander verbunden werden. Hierdurch lassen sich Produktions- und Lagerkosten für die Herstellung verschiedener Schaltungsträger 1, 2 einsparen.
  • 8 zeigt einen Vertikalschnitt durch die in den 1 und 2 gezeigten Anordnungen. Hieraus ist ersichtlich, dass die erste Metallisierung 10 an jeder Stelle dieselbe Dicke d10 und die zweite Metallisierung 20 an jeder Stelle die Dicke d20 aufweisen kann. Außerdem weist der erste Verbindungsabschnitt 12 vom ersten Isolationsträger 19 einen Abstand d1 auf, der beispielsweise größer sein kann die Dicke d19 des Isolationsträgers 19 und/oder größer als die Dicke d29 des Isolationsträgers 29. Alternativ oder zusätzlich kann der Abstand d1 größer gewählt werden als die Dicke d10 der oberen ersten Metallisierung 10. Der Abstand d1 kann beispielsweise mehr als 1,5 mm bis 4 mm betragen.
  • 9 zeigt einen Vertikalschnitt durch die in 3 gezeigte Anordnung. Hieraus ist ersichtlich, dass der erste Verbindungsabschnitt 12 vom ersten Isolationsträger 19 einen Abstand d1 aufweist, der beispielsweise mehr als 1,5 mm bis 4 mm betragen kann, und dass der zweite Verbindungsabschnitt 22 vom zweiten Isolationsträger 29 einen Abstand d2 aufweist, der beispielsweise mehr als 1,5 mm bis 4 mm betragen kann.
  • 10 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine Anordnung gemäß 4. Außerdem ist das gesamte Gehäuse 6 schematisch gestrichelt dargestellt. Das Gehäuse 6 weist einen Innenraum 61 auf, in dem die Isolationsträger 19 und 29 und die Verbindungsabschnitte 12, 22 und 32 angeordnet sind. Der Stromabgriff 3 weist ein freies Ende 31 auf, das sich aus dem Gehäuse 6 heraus in die Umgebung 62 des Gehäuses 6 erstreckt.
  • Bei der vorliegenden Erfindung kann das Herstellen der elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den oberen Metallisierungen 10 und 20 des ersten bzw. des zweiten Schaltungsträgers 1 bzw. 2 vor oder nach dem Positionieren der Schaltungsträger 1 und 2 in einem Gehäuse 6 des Leistungshalbleitermoduls erfolgen.
  • Als Schaltungsträger 1 und/oder 2 kommen bei der vorliegenden Erfindung beispielsweise DCB-Substrate oder AMB-Substrate in Frage (DCB = Direct Copper Bonding; AMB = Active Metal Brazing). Bei beiden Verfahren ist es möglich, bei der Herstellung des betreffenden Schaltungsträgers überstehende Metallisierungsabschnitte als Verbindungsfahnen mit Verbindungselementen wie den Verbindungselementen 12 und 22 für spätere Verbindungsstellen zu integrieren.
  • Zur Herstellung eines DCB-Substrates wird nachfolgend anhand der Herstellung des in 1 gezeigten Schaltungsträgers 1 erläutert. Eine Metallfolie, die die spätere Metallisierung 10 des (bei einem DCB-Substrat keramischen) Isolationsträgers 19 bildet, wird mit dessen Hauptseite 19t verbunden. Hierzu wird die noch ebene Metallfolie, die eine konstante Dicke aufweisen kann, gestanzt, so dass die in 1 gezeigten Abschnitte 11, 12 und 13 vorliegen. Der Abschnitt 11 wird dann mit der Hauptseite 19t verbunden.
  • Hierzu wird der Abschnitt 11 in einem ersten Schritt auf die Hauptseite 19t aufgelegt. Die Metallfolie besteht aus Kupfer oder eine Kupferlegierung. Sie wird zumindest an ihrer mit der Hauptseite 19t zu verbindenden Unterseite mit einer dünnen Kupferoxidschicht versehen. Nach dem Auflegen der Metallfolie auf die Hauptseite 19t wird die zusammengefügte Anordnung auf etwa 1065°C bis 1085°C erhitzt. Hierbei bildet sich aus dem Kupferoxid der Kupferoxidschicht und dem keramischen Isolationsträger 19 eine eutektische Schmelze CuAl2O4. Nach einer Sauerstoffdiffusion und einem Abkühlen entsteht eine feste intermetallische Verbindung zwischen der Metallfolie 10 und dem keramischen Isolationsträger 19. Während bei diesem Prozess das Kupfer der Metallfolie 10 fest bleibt, reagiert die eutektische Schmelze mit dem keramischen Werkstoff. Durch das ausgezeichnet benetzende Verhalten von Al2O3-Keramik entsteht eine Spinell-Reaktion. Die durch eine Spinell-Reaktion erzeugte Verbindungsschicht zwischen der Metallfolie und dem Isolationsträger bietet jedoch nach dem Abkühlen eine hohe Festigkeit.
  • Auf die gleiche Weise kann in demselben Schritt auch die untere Metallisierung 15 auf entsprechende Weise mit dem ersten Isolationsträger 19 verbunden werden.
  • Zur Herstellung eines als AMB-Substrat ausgebildeten Schaltungsträgers 1 wird eine Metallfolie, die später die erste obere Metallisierung 10 bildet, durch Löten mit einem aktiven Lot mit dem keramischen Isolationsträger 19 verbunden. Hierzu wird zwischen die Metallfolie und den Isolationsträger 19 ein Füllmaterial eingebracht, welches aktive metallische Zusätze enthält, die mit der Oberfläche des Isolationsträgers 2 reagieren bzw. diesen benetzen können. Bei dem Füllmaterial kann es sich beispielsweise um eine Paste handeln, das auf die miteinander zu verbindenden Oberflächen aufgedruckt oder aufgestrichen wird. Bei dem Füllmaterial kann es sich z. B. um eine Legierung handeln, die als aktive Metallkomponente(n) zumindest einen der folgenden Stoffe enthält: beispielsweise Zn, Sn, Ni, Pd, Ag, Cu, In, Zr, Ti, Ag, Yt, T, N. Der Rest wird durch sonstige Legierungsbestandteile gebildet.
  • Der nachfolgende Hartlötprozess kann im Vakuum, beispielsweise bei einem Absolutdruck von kleiner oder gleich 0,0001 Torr (0,0133322 Pa), oder in einer Inertgas-Atmosphäre mit Argon oder Helium durchgeführt werden.
  • Gemäß den in den 2 bis 5 und 7 gezeigten Ausgestaltungen kann eine Metallisierung 10 bzw. 20 eines Isolationsträgers 19 bzw. 29 zwei oder mehr voneinander beabstandete Abschnitte 11 bzw. 21 aufweisen. Eine Metallisierung mit mehreren voneinander beabstandeten, mit einem Isolationsträger verbundenen, voneinander beabstandeten Abschnitten kann mit den erläuterten DCB- bzw. AMB-Prozessen dadurch hergestellt werden, dass zunächst eine zusammenhängende Metallfolie mittels eines DCB- oder AMB-Prozesses mit dem Isolationsträger verbunden und danach zu den voneinander beabstandeten Abschnitten, beispielsweise durch Ätzen vereinzelt wird. Ebenso ist es jedoch möglich, die voneinander beabstandeten Abschnitte als separate Folien bereitzustellen und diese beabstandet voneinander mittels eines DCB- oder AMB-Prozesses mit dem Isolationsträger zu verbinden.
  • Die vorliegende Erfindung wurde beispielhaft anhand von zwei elektrisch miteinander verbundenen Schaltungsträgern erläutert. Grundsätzlich kann die Zahl der Schaltungsträger, die in einem gemeinsamen Gehäuse eines Leistungshalbleitermoduls angeordnet und auf die erläuterte Weise miteinander verbunden sind, beliebig. So können innerhalb eines Modulgehäuses mehrere Schaltungsträger in einer Reihen- und Spaltenanordnung mit R Reihen und S Spalten angeordnet sein. Beispielsweise können Kombinationen mit R = 1 und S = 3, oder mit R = 2 und S = 2, oder mit R = 2 und S = 3 gewählt werden.

Claims (39)

  1. Leistungshalbleitermodul mit – einem ersten Schaltungsträger (1), der einen ersten Isolationsträger (19) umfasst, sowie eine erste Metallfolie (10), die einen starr mit dem ersten Isolationsträger (19) verbundenen Abschnitt (11) aufweist, sowie einen Verbindungsabschnitt (12), der vom ersten Isolationsträgers (19) beabstandet ist; – einem zweiten Schaltungsträger (2), der einen zweiten Isolationsträger (29) umfasst, sowie eine zweite Metallfolie (20), die einen starr mit dem zweiten Isolationsträger (29) verbundenen Abschnitt (21) aufweist; wobei die erste Metallfolie (10) an ihrem Verbindungsabschnitt (12) elektrisch leitend mit der zweiten Metallfolie (20) verbunden ist.
  2. Leistungshalbleitermodul gemäß Anspruch 1, bei dem der Verbindungsabschnitt (12) der ersten Metallfolie (10) vom ersten Isolationsträger (19) einen Abstand (d1) aufweist, der größer ist als 1,5 mm und kleiner oder gleich als 4 mm.
  3. Leistungshalbleitermodul gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der Verbindungsabschnitt (12) der ersten Metallfolie (10) flexibel mit dem ersten Isolationsträger (19) verbunden ist.
  4. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die erste Metallfolie (10) an ihrem Verbindungsabschnitt (12) unmittelbar an die zweite Metallfolie (20) gebondet oder geschweißt ist.
  5. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem – der zweite Isolationsträger (29) als flächiges Plättchen ausgebildet ist, das eine Hauptseite (29t) aufweist; – der Verbindungsabschnitt (12) der ersten Metallfolie (10) in einer Richtung (v) senkrecht zur Hauptseite (29t) oberhalb des zweiten Isolationsträgers (29) auf der zweiten Metallfolie (20) angeordnet und dort unmittelbar und elektrisch leitend mit der zweiten Metallfolie (20) verbunden ist.
  6. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche mit einem Stromabgriff (3), der einstückig mit der ersten Metallfolie (10) ausgebildet ist und der ein freies Ende (31) aufweist, wobei der Verbindungsabschnitt (12) der ersten Metallfolie (10) das freie Ende (31) mit dem starr mit dem ersten Isolationsträger (19) verbundenen Abschnitt (11) der ersten Metallfolie (10) verbindet.
  7. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Verbindungsabschnitt (12) der ersten Metallfolie (10) und die zweite Metallfolie (20) zumindest abschnittweise parallel zueinander verlaufen.
  8. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem sich der Verbindungsabschnitt (12) der ersten Metallfolie (10) an jeder Stelle über die gesamte Dicke der ersten Metallfolie (10) erstreckt.
  9. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem – die zweite Metallfolie (20) einen Verbindungsabschnitt (22) aufweist, der von dem zweiten Isolationsträger (20) beabstandet ist; – die erste Metallfolie (10) und die zweite Metallfolie (20) an ihren Verbindungsabschnitten (12, 22) unmittelbar und elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
  10. Leistungshalbleitermodul gemäß Anspruch 9, bei dem der Verbindungsabschnitt (22) der zweiten Metallfolie (20) vom zweiten Isolationsträger (29) einen Abstand (d2) aufweist, der größer ist als 1,5 mm und kleiner oder gleich als 4 mm.
  11. Leistungshalbleitermodul gemäß Anspruch 9 oder 10, bei dem der Verbindungsabschnitt (12) der ersten Metallfolie (10) der Verbindungsabschnitt (22) der zweiten Metallfolie (20) parallel zueinander verlaufen.
  12. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem der Verbindungsabschnitt (12) der ersten Metallfolie (10) und der Verbindungsabschnitt (22) der zweiten Metallfolie (20) unmittelbar aneinander gebondet oder geschweißt sind.
  13. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem – der erste Isolationsträger (19) als flächiges Plättchen ausgebildet ist, das eine erste Hauptseite (19t) aufweist; – der Verbindungsabschnitt (22) der zweiten Metallfolie (20) in einer Richtung (v) senkrecht zur ersten Hauptseite (19t) des ersten Isolationsträgers (19) teilweise oberhalb des ersten Isolationsträgers (19) auf der ersten Metallfolie (10) angeordnet und dort unmittelbar und elektrisch leitend mit der ersten Metallfolie (10) verbunden ist; – der zweite Isolationsträger (29) als flächiges Plättchen ausgebildet ist, das eine erste Hauptseite (29t) aufweist; – der Verbindungsabschnitt (12) der ersten Metallfolie (10) in einer Richtung (v) senkrecht zur ersten Hauptseite (29t) des zweiten Isolationsträgers (29) teilweise oberhalb des zweiten Isolationsträgers (29) auf der zweiten Metallfolie (20) angeordnet und dort unmittelbar und elektrisch leitend mit der zweiten Metallfolie (20) verbunden ist.
  14. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11 mit einem Stromabgriff (3), der einen Verbindungsabschnitt (32) aufweist, welcher zwischen dem Verbindungsabschnitt (12) der ersten Metallfolie (10) und dem Verbindungsabschnitt (22) der zweiten Metallfolie (20) angeordnet ist, wobei der Verbindungsabschnitt (32) des Stromabgriffs (3) am Verbindungsabschnitt (12) der ersten Metallfolie (10) mit der ersten Metallfolie (10) und am Verbindungsabschnitt (22) der zweiten Metallfolie (20) mit der zweiten Metallfolie (20) unmittelbar und elektrisch leitend verbunden ist.
  15. Leistungshalbleitermodul gemäß Anspruch 14, bei dem die erste Metallfolie (10) und der Stromabgriff (3) an ihren Verbindungsabschnitten (12, 32) unmittelbar aneinander gebondet oder geschweißt sind.
  16. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der Ansprüche 14 oder 15, bei dem die zweite Metallfolie (20) und der Stromabgriff (3) an ihren Verbindungsabschnitten (22, 32) unmittelbar aneinander gebondet oder geschweißt sind.
  17. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der Ansprüche 9 bis 16, bei dem sich der Verbindungsabschnitt (22) der zweiten Metallfolie (20) an jeder Stelle über die gesamte Dicke der zweiten Metallfolie (20) erstreckt.
  18. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der Ansprüche 6, 14 bis 16 mit einem Gehäuse (6), wobei sich der Stromabgriff (3) aus dem Gehäuseinneren (61) bis zur Gehäuseaußenseite (62) erstreckt.
  19. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der erste Isolationsträger (19) und/oder der zweite Isolationsträger (29) als Keramikplättchen ausgebildet sind.
  20. Leistungshalbleitermodul gemäß Anspruch 18, bei dem der erste Schaltungsträger (1) und/oder der zweite Schaltungsträger (2), in einer beliebigen Kombination miteinander, als DCB-Substrat (DCB = Direct Copper Bonding) oder als AMB-Substrat (AMB = Active Metal Brazing) ausgebildet sind.
  21. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der Ansprüche 9 bis 20, bei dem sich der Verbindungsabschnitt (22) der zweiten Metallfolie (20) an jeder Stelle des Verbindungsabschnitts (22) der zweiten Metallfolie (20) über die gesamte Dicke (d20) der zweiten Metallfolie (20) erstreckt.
  22. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem sich der Verbindungsabschnitt (21) der ersten Metallfolie (10) an jeder Stelle des Verbindungsabschnitts (12) der ersten Metallfolie (10) über die gesamte Dicke (d10) der ersten Metallfolie (10) erstreckt.
  23. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem sich der starr mit dem ersten Isolationsträger (19) verbundene Abschnitt (11) an jeder Stelle dieses Abschnitts (11) über die gesamte Dicke (d10) der ersten Metallfolie (10) erstreckt.
  24. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem sich der starr mit dem zweiten Isolationsträger (29) verbundene Abschnitt (21) an jeder Stelle dieses Abschnitts (21) über die gesamte Dicke (d20) der zweiten Metallfolie (20) erstreckt.
  25. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der erste Schaltungsträger (1) und der zweite Schaltungsträger (2) identisch aufgebaut sind.
  26. Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines ersten Schaltungsträgers (1), der einen ersten Isolationsträger (19) umfasst, sowie eine erste Metallfolie (10), die einen starr mit dem ersten Isolationsträger (19) verbundenen Abschnitt (11) aufweist, sowie einen Verbindungsabschnitt (12), der vom ersten Isolationsträgers (19) beabstandet ist; – Bereitstellen eines zweiten Schaltungsträgers (2), der einen zweiten Isolationsträger (29) umfasst, sowie eine zweite Metallfolie (20), die einen starr mit dem zweiten Isolationsträger (29) verbundenen Abschnitt (21) aufweist; – Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen der ersten Metallfolie (10) und der zweiten Metallfolie (20) am Verbindungsabschnitt (12) der ersten Metallfolie (10).
  27. Verfahren Anspruch 26 mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Anpresselementes (41) und eines Gegenhalters (42); – Positionieren der zweiten Metallfolie (20) und des Verbindungsabschnittes (12) der ersten Metallfolie (10) zwischen dem Anpresselement (41) und dem Gegenhalter (42); – Erzeugen einer Anpresskraft (), mittels der das Anpresselement (41) in Richtung des Gegenhalters (42) gepresst wird, und mittels der die zweite Metallfolie (20) und der Verbindungsabschnitt (12) der ersten Metallfolie (10) mittelbar oder unmittelbar aneinander gepresst und dabei unmittelbar und elektrisch leitend verbunden werden.
  28. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem die zweite Metallfolie (20) nach dem Anpressen des Anpresselements (41) in Richtung des Gegenhalters (42) den Verbindungsabschnitt (12) der ersten Metallfolie (10) kontaktiert.
  29. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, bei dem – der zweite Isolationsträger (29) als flächiges Plättchen ausgebildet ist, das eine Hauptseite (29t) aufweist; – der Verbindungsabschnitt (12) der ersten Metallfolie (10) beim Positionieren in einer Richtung (v) senkrecht zur Hauptseite (29t) teilweise oberhalb des zweiten Isolationsträgers (29) auf der zweiten Metallfolie (20) angeordnet und dort mit der zweiten Metallfolie (20) verbunden wird.
  30. Verfahren gemäß Anspruch 29, bei dem der Verbindungsabschnitt (12) der ersten Metallfolie (10) parallel zur ersten Hauptseite (29t) positioniert wird.
  31. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 26 bis 30, bei dem – die zweite Metallfolie (20) einen Verbindungsabschnitt (22) aufweist, der von dem zweiten Isolationsträger (20) beabstandet ist; – die erste Metallfolie (10) und die zweite Metallfolie (20) an ihren Verbindungsabschnitten (12, 22) unmittelbar und elektrisch leitend miteinander verbunden werden.
  32. Verfahren nach Anspruch 31, bei dem der Verbindungsabschnitt (22) der zweiten Metallfolie (20) vom zweiten Isolationsträger (29) einen Abstand (d2) aufweist, der größer ist als 1,5 mm und kleiner oder gleich als 4 mm.
  33. Verfahren gemäß Anspruch 31 oder 32 mit dem zusätzlichen Schritt: – Bereitstellen eines Stromabgriffs (3), der einen Verbindungsabschnitt (32) aufweist; – Positionieren des Verbindungsabschnitts (32) des Stromabgriffs (3) zwischen dem Verbindungsabschnitt (12) der ersten Metallfolie (10) und dem Verbindungsabschnitt (22) der zweiten Metallfolie (20) vor dem Erzeugen der Anpresskraft (F), wobei der Verbindungsabschnitt (12) der ersten Metallfolie (10) und der Verbindungsabschnitt (22) der zweiten Metallfolie (20) durch die Anpresskraft (F) gegen den Verbindungsabschnitt (32) des Stromabgriffs (3) gepresst und dabei mit dem Stromabgriff (3) an seinem Verbindungsabschnitt (32) unmittelbar und elektrisch leitend verbunden werden.
  34. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 31 bis 33, bei dem sich der Verbindungsabschnitt (22) der zweiten Metallfolie (20) an jeder Stelle des Verbindungsabschnitts (22) der zweiten Metallfolie (20) über die gesamte Dicke (d20) der zweiten Metallfolie (20) erstreckt.
  35. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 26 bis 34, bei dem der sich der Verbindungsabschnitt (21) der ersten Metallfolie (10) an jeder Stelle des Verbindungsabschnitts (12) der ersten Metallfolie (10) über die gesamte Dicke (d10) der ersten Metallfolie (10) erstreckt.
  36. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 26 bis 35, bei dem sich der starr mit dem ersten Isolationsträger (19) verbundene Abschnitt (11) an jeder Stelle dieses Abschnitts (11) über die gesamte Dicke (d10) der ersten Metallfolie (10) erstreckt.
  37. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der Ansprüche 26 bis 36, bei dem sich der starr mit dem zweiten Isolationsträger (29) verbundene Abschnitt (21) an jeder Stelle dieses Abschnitts (21) über die gesamte Dicke (d20) der zweiten Metallfolie (20) erstreckt.
  38. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 37, bei dem das Herstellen der elektrisch leitenden Verbindung durch Bonden erfolgt, und bei dem das Anpresselement (41) als Ultraschall-Bondkopf ausgebildet ist, der während des Bondvorgangs in einer Richtung senkrecht zur Richtung der Anpresskraft (F) oszilliert.
  39. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 38, bei dem der Verbindungsabschnitt (12) der ersten Metallfolie (10) vom ersten Isolationsträger (19) einen Abstand (d1) aufweist, der größer ist als 1,5 mm und kleiner oder gleich als 4 mm.
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