DE102009044933A1 - Leistungshalbleitermodul mit mindestens zwei verbundenen Schaltungsträgern und Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls mit mindestens zwei verbundenen Schaltungsträgern - Google Patents
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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:
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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 von1 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 gemäß3 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 gemäß3 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 gemäß1 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 den1 und2 , bei denen der Verbindungsabschnitt der einen Metallisierung die andere Metallisierung unmittelbar kontaktiert; -
9 einen Vertikalschnitt durch eine Anordnung gemäß3 , bei der der Verbindungsabschnitt der einen Metallisierung den Verbindungsabschnitt der anderen Metallisierung unmittelbar kontaktiert; und -
10 einen Vertikalschnitt durch eine Anordnung gemäß4 , 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.
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1 zeigt zwei Schaltungsträger1 und2 , wie sie in einem Gehäuse eines Leistungshalbleitermoduls angeordnet sein können. Jeder der Schaltungsträger1 ,2 weist einen Isolationsträger19 bzw.29 auf, der beispielsweise als flaches Plättchen ausgebildet sein kann. Die Isolationsträger19 ,29 bestehen jeweils aus einem Dielektrikum, beispielsweise einer Keramik, wie z. B. Aluminiumoxid (Al2O3) oder Aluminiumnitrid (AlN). Die Dicken d19 und d29 der Isolationsträger19 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 Isolationsträger19 ,29 weist eine obere Hauptseite19t bzw.29t auf, sowie eine untere Hauptseite19b bzw.29b . Als Hauptseite19t ,19b ,29t ,29b eines Isolationsträgers19 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 Isolationsträgers19 bzw.29 . - Auf die oberen Hauptseiten
19t und29t der Isolationsträger19 bzw.29 ist jeweils eine obere erste Metallisierung10 bzw. eine obere zweite Metallisierung20 aufgebracht und fest mit der oberen Hauptseite19t bzw.29t des betreffenden Isolationsträgers19 bzw.29 verbunden. Die Metallisierungen10 und20 können jeweils als Metallfolien ausgebildet sein, die nach ihrer Herstellung mit dem betreffenden Isolationsträger19 bzw.29 verbunden wurden. Jeder der Isolationsträger19 und29 weist außerdem eine untere Hauptseite19b bzw.29b auf, mit der eine jeweils optionale untere Metallisierung15 bzw.25 , welche ebenfalls als Metallfolien ausgebildet sein können, fest verbunden ist. Die obere erste Metallisierung10 und die obere zweite Metallisierung20 sind nicht einstückig ausgebildet. Ebenso sind der erste Isolationsträger19 und der zweite Isolationsträger29 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 Metallisierungen10 /15 bzw.20 /25 eines Schaltungsträgers1 bzw.2 können sowohl aus verschiedenen als auch aus gleichen Materialien bestehen. Die Verwendung gleicher Materialien hat den Vorteil, dass sich der betreffende Schaltungsträger1 bzw.2 bei einer Temperaturänderung nicht oder nur in einem sehr geringen Maße aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten verbiegt. - Die erste Metallisierung
10 weist einen Abschnitt11 auf, der sich an jeder Stelle des Abschnitts11 über die gesamte Dicke d10 der ersten Metallisierung10 erstreckt, und der über seine gesamte Fläche starr mit der ersten oberen Hauptseite19t des ersten Isolationsträgers19 verbunden ist. Entsprechend weist die zweite Metallisierung20 einen Abschnitt21 auf, der sich an jeder Stelle des Abschnitts21 über die gesamte Dicke d20 der zweiten Metallisierung20 erstreckt, und der über seine gesamte Fläche starr mit der oberen Hauptseite29t des zweiten Isolationsträgers29 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 Verbindungsabschnitt12 , der sich an jeder Stelle des Verbindungsabschnitts12 über die gesamte Dicke d10 der ersten Metallisierung10 erstreckt, und in dem die erste Metallisierung10 keine flächige Verbindung zu dem ersten Isolationsträger19 aufweist. Der erste Verbindungsabschnitt12 ist als metallischer Streifen geformt, einstückig mit dem starr mit dem ersten Isolationsträger19 verbundenen Abschnitt11 ausgebildet, und kann bezüglich des ersten Isolationsträgers19 in einem großen Winkelbereich, beispielsweise um wenigstens 30°, gebogen oder elastisch geschwenkt werden, ohne dass der erste Isolationsträger19 seine Form verändert oder gar zerbricht. Der erste Verbindungsabschnitt12 kann somit zerstörungsfrei sowohl gegenüber dem ersten Isolationsträger19 als auch gegenüber dem starr mit diesem verbundenen Abschnitt11 der ersten Metallisierung10 über einen weiten Bereich gebogen oder elastisch verschwenkt werden. Außerdem ist der erste Verbindungsabschnitt12 mittels eines weiteren Abschnitts13 der ersten Metallisierung10 mit dem Abschnitt11 verbunden. Der Abschnitt13 ist nicht flächig mit dem ersten Isolationsträger19 verbunden und dadurch beweglich, so dass der erste Verbindungsabschnitt12 gegenüber dem Abschnitt11 verschwenkt werden kann. - Anders als die erste Metallisierung
10 weist die zweite Metallisierung20 nur den mit dem zweiten Isolationsträger29 starr verbundenen Abschnitt21 auf, jedoch keinen beweglichen Verbindungsabschnitt wie die erste Metallisierung10 . Grundsätzlich kann ein solcher Verbindungsabschnitt jedoch auch bei der zweiten Metallisierung20 vorgesehen sein. - Der erste Verbindungsabschnitt
12 erstreckt sich in seitlicher Richtung r1 des ersten Isolationsträgers19 über diesen hinaus bis über den zweiten Schaltungsträger2 . Als seitliche Richtung r1 des ersten Isolationsträgers19 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 Hauptseite19t gegeben ist. Entsprechend wird als seitliche Richtung r2 des zweiten Isolationsträgers29 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 Hauptseite29t gegeben ist. - Bei allen in den
1 bis10 der vorliegenden Anmeldung gezeigten Beispielen sind die erste vertikale Richtung v1 und die zweite vertikale Richtung v2 identisch. Abweichend davon könnten die oberen Hauptseiten19t und29t jedoch auch in unterschiedlichen parallelen oder nicht parallelen Ebenen angeordnet sein. - Die erste Metallisierung
10 ist an ihrem ersten Verbindungsabschnitt12 in der zweiten vertikalen Richtung v2 mit der zweiten Metallisierung20 elektrisch leitend verbunden, d. h. im Bereich des ersten Verbindungsabschnittes12 ist die zweite Metallisierung20 in einer der zweiten vertikalen Richtung v2 zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt12 und der zweiten oberen Hauptseite29t und damit in der zweiten vertikalen Richtung v2 zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt12 und dem zweiten Isolationsträger29 angeordnet. -
2 zeigt eine ähnliche Anordnung, bei dem die erste Metallisierung10 und die zweite Metallisierung20 strukturiert sind und jeweils wenigstens zwei Abschnitte11 bzw.21 aufweisen, die Leiterbahnen und/oder metallische Anschlussflächen für elektronische Bauelemente und/oder Masseflächen darstellen. Die erste Metallisierung10 ist an ihren Abschnitten11 , von denen sich jeder in seinem gesamten Bereich über die gesamte Dicke d10 der ersten Metallisierung10 erstreckt, flächig und starr mit der ersten oberen Hauptseite19t und damit dem ersten Isolationsträger19 verbunden. Entsprechend ist die zweite Metallisierung20 ist an ihren Abschnitten21 , von denen sich jeder in seinem gesamten Bereich über die gesamte Dicke d20 der zweiten Metallisierung20 erstreckt, flächig und starr mit der zweiten oberen Hauptseite29t und damit dem zweiten Isolationsträger29 verbunden. - Zu einem jeden der Abschnitte
11 der ersten Metallisierung10 ist ein Verbindungsabschnitt12 vorgesehen, der einstückig mit einem der Abschnitte11 ausgebildet ist, und der mit einem der Abschnitte21 der zweiten Metallisierung20 verbunden ist, und zwar auf die Weise, wie es sie vorangehend unter Bezugnahme auf1 erläutert wurde. Ein jeder der Verbindungsabschnitte12 erstreckt sich in seinem gesamten Bereich über die gesamte Dicke d10 der ersten Metallisierung10 . Die Abschnitte11 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 Verbindungsabschnitte12 gezeigt ist, kann ein Verbindungsabschnitt12 der ersten Metallisierung10 mit einem Abschnitt21 der zweiten Metallisierung20 dadurch verbunden werden, dass er in der zweiten vertikalen Richtung v2 zwischen einem Anpresselement41 und der zweiten Metallisierung20 positioniert und dann durch das Anpresselement41 mit einer vorgegebenen Anpresskraft F in Richtung der zweiten Metallisierung20 gepresst und dabei mit dieser verbunden wird. Nach dem Anpressen durch das Anpresselement41 kontaktiert die erste Metallisierung10 die zweite Metallisierung20 im Bereich des angepressten Verbindungselements12 . Um dabei einen Anpressdruck aufbauen zu können, ist außerdem ein in nachfolgenden Figuren mit dem Bezugszeichen42 gekennzeichneter Gegenhalter vorgesehen, der in2 jedoch verdeckt ist. Bei einen solchen Gegenhalter42 kann es sich beispielsweise um eine Auflageplatte oder eine Greifbacke einer Schweiß- oder Klemmzange handeln. Der Gegenhalter42 könnte bei den Anordnungen gemäß den1 und2 aber auch durch eine gemeinsame Bodenplatte des Leistungshalbleitermoduls selbst gebildet werden, auf welcher beide Schaltungsträger1 und2 gemeinsam vormontiert wurden. Zur Herstellung der entsprechenden Verbindungen zwischen der Bodenplatte und den Schaltungsträgern1 und2 eignen sich beispielsweise Löt-, Klebe- oder Sinterverbindungen. - Bei den Anordnungen gemäß den
1 und2 werden die Verbindungsabschnitte12 beim Positionieren außerdem in der zweiten vertikalen Richtung v2 zwischen dem Anpresselement41 und der zweiten oberen Hauptseite29t des zweiten Isolationsträgers29 positioniert. - Bei der hergestellten elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Verbindungsabschnitten
12 und der Metallisierung20 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 Verbindungsabschnitt12 und die zweite Metallisierung20 , 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 Anpresselements41 wird in2 ebenso wie in den nachfolgenden3 bis7 durch einen Doppelpfeil veranschaulicht. -
3 zeigt eine weitere Ausgestaltung, mit der die auf zwei verschiedene Isolationsträger19 und29 aufgebrachten Metallisierungen10 bzw.20 elektrisch leitend miteinander verbunden werden können. Hierzu weist die erste Metallisierung10 einen oder mehrere Abschnitte11 auf, von denen sich jeder in seinem gesamten Bereich über die gesamte Dicke d10 der ersten Metallisierung10 erstreckt und flächig und starr mit der ersten oberen Hauptseite19t und damit dem ersten Isolationsträger19 verbunden ist. Entsprechend weist die zweite Metallisierung20 einen oder mehrere Abschnitte21 auf, von denen sich jeder in seinem gesamten Bereich über die gesamte Dicke d20 der zweiten Metallisierung20 erstreckt und flächig und starr mit der zweiten oberen Hauptseite29t und damit dem zweiten Isolationsträger29 verbunden ist. - Weiterhin umfasst die erste Metallisierung
10 einen oder mehrere erste Verbindungsabschnitte12 , von denen sich ein jeder in seinem gesamten Bereich über die gesamte Dicke d10 der ersten Metallisierung10 erstreckt, und in dem die erste Metallisierung10 keine flächige Verbindung zu dem ersten Isolationsträger19 aufweist. Jeder erste Verbindungsabschnitt12 ist als metallischer Streifen geformt und einstückig mit einem der Abschnitte11 ausgebildet. Entsprechend umfasst die zweite Metallisierung20 einen oder mehrere zweite Verbindungsabschnitte22 , von denen sich ein jeder in seinem gesamten Bereich über die gesamte Dicke d20 der zweiten Metallisierung20 erstreckt, und in dem die zweite Metallisierung20 keine flächige Verbindung zu dem zweiten Isolationsträger29 aufweist. Jeder zweite Verbindungsabschnitt22 ist als metallischer Streifen geformt und einstückig mit einem der Abschnitte21 ausgebildet. - Eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Metallisierung
10 und der zweiten Metallisierung20 wird dadurch hergestellt, dass ein erster Verbindungsabschnitt12 und ein zweiter Verbindungsabschnitt22 zwischen einem Anpresselement41 und einem Gegenhalter42 positioniert und durch das Anpresselement41 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 Verbindungsabschnitt12 und dem zweiten Verbindungsabschnitt22 entsteht. - Bei dieser Verbindungsvariante können der erste Verbindungsabschnitt
12 gegenüber dem Abschnitt11 , mit dem er einstückig ausgebildet ist und der zweite Verbindungsabschnitt22 gegenüber dem Abschnitt21 , mit dem er einstückig ausgebildet ist, jeweils um beispielsweise 90° gebogen sein, so dass der erste Verbindungsabschnitt12 und der zweite Verbindungsabschnitt22 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 Anpresselement41 und dem Gegenhalter42 positioniert, d. h. die Isolationsträger19 ,29 unterliegen keiner durch den Verbindungsvorgang hervorgerufenen mechanischen Belastung und können daher nicht zerbrechen. Außerdem ragen die miteinander verbunden Verbindungsabschnitte12 und22 über die Oberseiten der Abschnitte11 bzw.21 hinaus und sind deshalb leicht zugänglich, so dass zum Verbinden beispielsweise eine Schweißzange eingesetzt werden kann, deren eine Greifbacke als Anpresselement41 und deren andere Greifbacke den Gegenhalter42 bilden. - Gemäß einer weiteren, in
4 gezeigten Ausgestaltung ist zwischen die elektrisch leitend miteinander verbundenen Verbindungsabschnitt12 und22 ein dritter Verbindungsabschnitt32 eines Stromabgriffes3 positioniert und mit dem ersten Verbindungsabschnitt12 und dem zweiten Verbindungsabschnitt22 elektrisch leitend verbunden. Dabei kontaktiert der dritte Verbindungsabschnitt32 sowohl den ersten Verbindungsabschnitt12 als auch den zweiten Verbindungsabschnitt22 unmittelbar. - Der Stromabgriff
3 dient dazu, das Leistungshalbleitermodul nach außen hin elektrisch anzuschließen. Hierzu kann der Stromabgriff3 ein freies Ende31 aufweisen, das sich aus einem Gehäuse6 des Leistungshalbleitermoduls, von dem in4 nur der Deckel gestrichelt angedeutet ist, heraus erstreckt. Die Stromtragfähigkeit des Stromabgriffs3 kann sehr hoch sein und z. B. 200 A bis 1500 A bei Betriebstemperaturen unter 200°C betragen. - Die Schaltungsträger
1 und2 sowie die Verbindungsbereiche12 ,22 und32 sind im Inneren des Gehäuses6 angeordnet. Bei dem Stromabgriff3 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 Stromabgriff3 mit einem Schraubanschluss, einem Lötanschluss oder einem Kontakt für Einpresstechnik versehen sein. - Die Herstellung der Verbindung zwischen den Verbindungsabschnitte
12 ,22 und32 kann so erfolgen, dass der dritte Verbindungsabschnitt32 zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt12 und dem zweiten Verbindungsabschnitt22 positioniert und mittels einer Anpresskraft F, die den ersten Verbindungsabschnitt12 , den zweiten Verbindungsabschnitt22 und den dritten Verbindungsabschnitt32 gegen den Gegenhalter42 und damit aneinander presst, in Kontakt gebracht werden. die Verbindung kann, während die Verbindungsabschnitte12 ,22 und32 aneinander gepresst sind, beispielsweise durch Ultraschallbonden oder Schweißen, hergestellt werden. Abgesehen von den zusätzlich vorgesehenen Stromabgriffen3 entspricht die Anordnung gemäß4 der Anordnung gemäß3 . - Eine weitere, in
5 gezeigte Anordnung unterscheidet sich von der in3 gezeigten Anordnung durch zusätzliche Stromabgriffe3 , von denen jeder einstückig mit einem der zweiten Verbindungsabschnitte22 der zweiten Metallisierung20 ausgebildet ist. Bei dieser Ausgestaltung ist der dritte Verbindungsabschnitt32 identisch mit dem zweiten Verbindungsabschnitt22 des Abschnittes21 , mit dem der zugehörige Stromabgriff3 verbunden ist. Auch bei dieser Anordnung weisen die Stromabgriffe3 freie Enden31 auf, die – wie bereits anhand von4 erläutert – aus dem Gehäuse6 des Leistungshalbleitermoduls herausgeführt sind. - Eine in
6 gezeigte Anordnung unterscheidet sich von der in1 gezeigten Anordnung durch einen zusätzlichen Stromabgriff3 , der einstückig mit dem zweiten Verbindungsabschnitt22 der zweiten Metallisierung20 ausgebildet ist. Bei dieser Ausgestaltung ist der dritte Verbindungsabschnitt32 identisch mit dem ersten Verbindungsabschnitt12 . Der Stromabgriff weist wiederum ein freies Ende31 auf, das aus dem Gehäuse6 des Leistungshalbleitermoduls herausgeführt ist. - Die in
7 gezeigte Anordnung basiert auf der Anordnung gemäß6 , allerdings weisen die erste obere Metallisierung10 und die zweite obere Metallisierung20 jeweils einen weiteren Abschnitt11 bzw.21 auf. Ein zweiter Verbindungsabschnitt22 ist mit dem weiteren Abschnitt21 einstückig ausgebildet. Außerdem ist ein weiterer Stromabgriff3 vorgesehen, der einstückig mit dem zweiten Verbindungsabschnitt22 und dem weiteren Abschnitt11 ausgebildet ist, und der ein freies Ende31 aufweist, welches aus dem Gehäuse6 des Leistungshalbleitermoduls heraus ragt. Der weitere Stromabgriff3 umfasst außerdem einen weiteren dritten Verbindungsabschnitt32 , der identisch ist mit dem zweiten Verbindungsabschnitt22 . - Der zweite Verbindungsabschnitt
22 , erstreckt sich an jeder Stelle des Verbindungsabschnitts22 über die gesamte Dicke d20 der zweiten Metallisierung20 . Außerdem weist der zweite Verbindungsabschnitt22 , anders als der weitere Abschnitt21 , keine flächige Verbindung zu dem zweiten Isolationsträger29 auf. Der zweite Verbindungsabschnitt22 kann bezüglich des zweiten Isolationsträgers29 in einem großen Winkelbereich, beispielsweise um wenigstens 30°, gebogen oder elastisch geschwenkt werden, ohne dass der zweite Isolationsträger29 seine Form verändert oder gar zerbricht. Der zweite Verbindungsabschnitt22 kann somit zerstörungsfrei sowohl gegenüber dem zweiten Isolationsträger29 als auch gegenüber dem starr mit diesem verbundenen weiteren Abschnitt21 der zweiten Metallisierung20 über einen weiten Bereich gebogen oder elastisch verschwenkt werden. - Der zweite Verbindungsabschnitt
22 , der sich in seitlicher Richtung r2 des zweiten Isolationsträgers29 über diesen hinaus bis über den ersten Schaltungsträger1 erstreckt, ist in der ersten vertikalen Richtung v1 oberhalb des weiteren Abschnitts11 angeordnet und dort unmittelbar und elektrisch leitend mit diesem verbunden. Außerdem ist der zweite Verbindungsabschnitt22 in der ersten vertikalen Richtung v1 oberhalb des ersten Isolationsträgers19 angeordnet. - Die Herstellung dieser Verbindung kann wiederum durch Ultraschallbonden oder Schweißen, wobei die der zweite Verbindungsabschnitt
22 mittels eines weiteren Anpresselements41 mit einer vorgegebenen Anpresskraft F gegen den weiteren Abschnitt11 gepresst und dabei mit diesem verbunden wird. Ein weiterer Gegenhalter42 , der dem weiteren Anpresselement41 unterhalb des ersten Schaltungsträgers1 gegenüber liegt, ist in7 nicht zu erkennen. - Anstelle der beiden in
7 erläuterten Paare aus Anpresselement41 und Gegenhalter42 kann selbstverständlich auch nur ein solches Paar vorhanden sein, mit die herzustellenden Verbindungen nacheinander erzeugt werden. - Bei einer Anordnung gemäß
7 können die Schaltungsträger1 und2 als identische Komponenten bereitgestellt und wie erläutert miteinander verbunden werden. Hierdurch lassen sich Produktions- und Lagerkosten für die Herstellung verschiedener Schaltungsträger1 ,2 einsparen. -
8 zeigt einen Vertikalschnitt durch die in den1 und2 gezeigten Anordnungen. Hieraus ist ersichtlich, dass die erste Metallisierung10 an jeder Stelle dieselbe Dicke d10 und die zweite Metallisierung20 an jeder Stelle die Dicke d20 aufweisen kann. Außerdem weist der erste Verbindungsabschnitt12 vom ersten Isolationsträger19 einen Abstand d1 auf, der beispielsweise größer sein kann die Dicke d19 des Isolationsträgers19 und/oder größer als die Dicke d29 des Isolationsträgers29 . Alternativ oder zusätzlich kann der Abstand d1 größer gewählt werden als die Dicke d10 der oberen ersten Metallisierung10 . Der Abstand d1 kann beispielsweise mehr als 1,5 mm bis 4 mm betragen. -
9 zeigt einen Vertikalschnitt durch die in3 gezeigte Anordnung. Hieraus ist ersichtlich, dass der erste Verbindungsabschnitt12 vom ersten Isolationsträger19 einen Abstand d1 aufweist, der beispielsweise mehr als 1,5 mm bis 4 mm betragen kann, und dass der zweite Verbindungsabschnitt22 vom zweiten Isolationsträger29 einen Abstand d2 aufweist, der beispielsweise mehr als 1,5 mm bis 4 mm betragen kann. -
10 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine Anordnung gemäß4 . Außerdem ist das gesamte Gehäuse6 schematisch gestrichelt dargestellt. Das Gehäuse6 weist einen Innenraum61 auf, in dem die Isolationsträger19 und29 und die Verbindungsabschnitte12 ,22 und32 angeordnet sind. Der Stromabgriff3 weist ein freies Ende31 auf, das sich aus dem Gehäuse6 heraus in die Umgebung62 des Gehäuses6 erstreckt. - Bei der vorliegenden Erfindung kann das Herstellen der elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den oberen Metallisierungen
10 und20 des ersten bzw. des zweiten Schaltungsträgers1 bzw.2 vor oder nach dem Positionieren der Schaltungsträger1 und2 in einem Gehäuse6 des Leistungshalbleitermoduls erfolgen. - Als Schaltungsträger
1 und/oder2 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 Verbindungselementen12 und22 für spätere Verbindungsstellen zu integrieren. - Zur Herstellung eines DCB-Substrates wird nachfolgend anhand der Herstellung des in
1 gezeigten Schaltungsträgers1 erläutert. Eine Metallfolie, die die spätere Metallisierung10 des (bei einem DCB-Substrat keramischen) Isolationsträgers19 bildet, wird mit dessen Hauptseite19t verbunden. Hierzu wird die noch ebene Metallfolie, die eine konstante Dicke aufweisen kann, gestanzt, so dass die in1 gezeigten Abschnitte11 ,12 und13 vorliegen. Der Abschnitt11 wird dann mit der Hauptseite19t verbunden. - Hierzu wird der Abschnitt
11 in einem ersten Schritt auf die Hauptseite19t aufgelegt. Die Metallfolie besteht aus Kupfer oder eine Kupferlegierung. Sie wird zumindest an ihrer mit der Hauptseite19t zu verbindenden Unterseite mit einer dünnen Kupferoxidschicht versehen. Nach dem Auflegen der Metallfolie auf die Hauptseite19t wird die zusammengefügte Anordnung auf etwa 1065°C bis 1085°C erhitzt. Hierbei bildet sich aus dem Kupferoxid der Kupferoxidschicht und dem keramischen Isolationsträger19 eine eutektische Schmelze CuAl2O4. Nach einer Sauerstoffdiffusion und einem Abkühlen entsteht eine feste intermetallische Verbindung zwischen der Metallfolie10 und dem keramischen Isolationsträger19 . Während bei diesem Prozess das Kupfer der Metallfolie10 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 Isolationsträger19 verbunden werden. - Zur Herstellung eines als AMB-Substrat ausgebildeten Schaltungsträgers
1 wird eine Metallfolie, die später die erste obere Metallisierung10 bildet, durch Löten mit einem aktiven Lot mit dem keramischen Isolationsträger19 verbunden. Hierzu wird zwischen die Metallfolie und den Isolationsträger19 ein Füllmaterial eingebracht, welches aktive metallische Zusätze enthält, die mit der Oberfläche des Isolationsträgers2 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 bis5 und7 gezeigten Ausgestaltungen kann eine Metallisierung10 bzw.20 eines Isolationsträgers19 bzw.29 zwei oder mehr voneinander beabstandete Abschnitte11 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)
- 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. - 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. - Leistungshalbleitermodul gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der Verbindungsabschnitt (
12 ) der ersten Metallfolie (10 ) flexibel mit dem ersten Isolationsträger (19 ) verbunden ist. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - Leistungshalbleitermodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der erste Isolationsträger (
19 ) und/oder der zweite Isolationsträger (29 ) als Keramikplättchen ausgebildet sind. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - Leistungshalbleitermodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der erste Schaltungsträger (
1 ) und der zweite Schaltungsträger (2 ) identisch aufgebaut sind. - 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 ). - 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. - 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. - 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. - Verfahren gemäß Anspruch 29, bei dem der Verbindungsabschnitt (
12 ) der ersten Metallfolie (10 ) parallel zur ersten Hauptseite (29t ) positioniert wird. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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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