DE102011085282A1 - Korrosionsgeschütztes Halbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines korrosionsgeschützten Halbleitermoduls - Google Patents

Korrosionsgeschütztes Halbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines korrosionsgeschützten Halbleitermoduls Download PDF

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Abstract

Ein Leistungshalbleitermodul umfasst ein Modulgehäuse (6), das auf einer Oberseite (6t) mit einem ersten Dichtring (41) versehen ist. Zusammen mit dem Modulgehäuse (6) und einer Leiterplatte () dichtet der erste Dichtring (41) Durchführungsstellen (65) an der Oberseite (6t) des Modulgehäuses (6) hermetisch ab. Auf der Unterseite (6b) des Modulgehäuses (6) dichtet ein zweiter Dichtring (42) die Unterseite des Modulgehäuses (6) hermetisch ab.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft Halbleitermodule und Verfahren zur Herstellung von Halbleitermodulen.
  • HINTERGRUND
  • Bei Leistungselektronikmodulen handelt es sich um Halbleitermodule, die in leistungselektronischen Schaltkreisen Anwendung finden. Leistungselektronikmodule werden typischerweise in Fahrzeug-, Schienen- und Industrieanwendungen wie beispielsweise in Umrichtern oder Gleichrichtern eingesetzt. Ebenso werden sie bei der Erzeugung und Übertragung von Energie eingesetzt. Die in einem Leistungselektronikmodul enthaltenen Halbleiterkomponenten können z. B. Halbleiterchips umfassen, die einen Transistor mit isoliertem Gate (IGBT), einen Metalloxid-Feldeffekttransistor (MOSFET), einen Sperrschicht-Feldeffekttransistor (JFET), einen Thyristor oder eine Diode enthalten.
  • Viele Halbleitermodule enthalten eine Anzahl elektrischer Anschlüsse, die durch die Oberseite des Modulgehäuses hindurch geführt sind, um die Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einer externen Leiterplatte oder dergleichen zu ermöglichen. An der Unterseite des Moduls kann ein Substrat an das Modulgehäuse geklebt sein. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass wenn das Modul in einer korrosiven Atmosphäre betrieben wird, welche korrosive Bestandteile wie z. B. Wasserdampf, Salznebel, Schwefelwasserstoff (H2S), Schwefelsäure (H2SO4) enthält, dann besteht die Gefahr, dass der oder die korrosiven Bestandteile in das Innere des Moduls eindringen, da die Durchführungsstellen und/oder die Klebstoffe das Eindringen der korrosiven Bestandteile nicht ausreichend unterbinden. Innerhalb des Moduls können die korrosiven Bestandteile das Wachstum von Dendriten insbesondere zwischen Kupferleitern hervorrufen, die bei verschiedenen elektrischen Potentialen betrieben werden. Letztendlich können solche Dendriten zu Kurzschlüssen zwischen den Kupferleitern führen. Daher besteht ein Bedarf für eine verbesserte Lösung.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Gemäß einer Ausgestaltung eines Leistungshalbleitermoduls kann dieses ein Modulgehäuse aufweisen, einen Leistungshalbleiterchip, ein Substrat, eine Vielzahl elektrischer Anschlüsse, sowie einen ersten Dichtring. Das Modulgehäuse besitzt eine Oberseite und eine Unterseite, die entgegengesetzte Seiten des Modulgehäuses bilden und die in einer vertikalen Richtung voneinander beabstandet sind. Das Substrat trägt den Leistungshalbleiterchip und ist mechanisch mit dem Modulgehäuse verbunden. Die Vielzahl elektrischer Anschlüsse erstreckt sich vom Inneren des Modulgehäuses bis zum Äußeren des Modulgehäuses und durchdringt die Oberseite des Modulgehäuses an Durchführungsstellen. Der erste Dichtring ist auf der Oberseite des Modulgehäuses angeordnet, so dass sich die Vielzahl elektrischer Anschlüsse in jeder zur vertikalen Richtung senkrechten lateralen Richtung innerhalb der seitlichen Grenzen des ersten Dichtrings befindet.
  • Gemäß einer Ausgestaltung eines Halbleitermodulsystems weist das System ein Leistungshalbleitermodul und einen Gegenhalter auf. Das Leistungshalbleitermodul umfasst ein Modulgehäuse, einen Leistungshalbleiterchip, ein Substrat, eine Vielzahl elektrischer Anschlüsse, sowie einen ersten Dichtring. Das Modulgehäuse besitzt eine Oberseite und eine Unterseite, die entgegengesetzte Seiten des Modulgehäuses bilden und die in einer vertikalen Richtung voneinander beabstandet sind. Das Substrat trägt den Leistungshalbleiterchip und ist mechanisch mit dem Modulgehäuse verbunden. Die Vielzahl elektrischer Anschlüsse erstreckt sich vom Inneren des Modulgehäuses bis zum Äußeren des Modulgehäuses und durchdringt die Oberseite des Modulgehäuses an Durchführungsstellen. Der erste Dichtring ist auf der Oberseite des Modulgehäuses angeordnet, so dass sich die Vielzahl elektrischer Anschlüsse in jeder zur vertikalen Richtung senkrechten lateralen Richtung innerhalb der seitlichen Grenzen des ersten Dichtrings befindet. Der Gegenhalter, welcher eine Unterseite aufweist, auf der sich ein dritter Dichtring befindet, ist so auf der Oberseite des Modulgehäuses angeordnet, dass seine Unterseite der Oberseite des Modulgehäuses zugewandt ist, und dass die Vielzahl elektrischer Anschlüsse in jeder zur vertikalen Richtung senkrechten lateralen Richtung innerhalb der seitlichen Grenzen des dritten Dichtrings angeordnet sind.
  • Gemäß einer Ausgestaltung einer Halbleitermodulanordnung umfasst die Anordnung ein Leistungshalbleitermodul und eine Leiterplatte. Das Leistungshalbleitermodul umfasst ein Modulgehäuse, einen Leistungshalbleiterchip, ein Substrat, eine Vielzahl elektrischer Anschlüsse, sowie einen ersten Dichtring. Das Modulgehäuse besitzt eine Oberseite und eine Unterseite, die entgegengesetzte Seiten des Modulgehäuses bilden und die in einer vertikalen Richtung voneinander beabstandet sind. Das Substrat trägt den Leistungshalbleiterchip und ist mechanisch mit dem Modulgehäuse verbunden. Die Vielzahl elektrischer Anschlüsse erstreckt sich vom Inneren des Modulgehäuses bis zum Äußeren des Modulgehäuses und durchdringt die Oberseite des Modulgehäuses an Durchführungsstellen. Der erste Dichtring ist auf der Oberseite des Modulgehäuses angeordnet, so dass sich die Vielzahl elektrischer Anschlüsse in jeder zur vertikalen Richtung senkrechten lateralen Richtung innerhalb der seitlichen Grenzen des ersten Dichtrings befindet. Die Leiterplatte, welche eine Vielzahl von Gegenanschlüssen aufweist, ist so auf der Oberseite des Modulgehäuses angeordnet, dass jeder der Anschlüsse mit einem der Gegenanschlüsse einen elektrischen Kontakt ausbildet. Die Leiterplatte, der erste Dichtring und das Modulgehäuse dichten die Durchführungsstellen auf der Oberseite des Modulgehäuses hermetisch ab.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung einer Halbleitermodulanordnung umfasst die Anordnung ein Leistungshalbleitermodul, einen Gegenhalter und eine Leiterplatte. Das Leistungshalbleitermodul umfasst ein Modulgehäuse, einen Leistungshalbleiterchip, ein Substrat, eine Vielzahl elektrischer Anschlüsse, sowie einen ersten Dichtring. Das Modulgehäuse besitzt eine Oberseite und eine Unterseite, die entgegengesetzte Seiten des Modulgehäuses bilden und die in einer vertikalen Richtung voneinander beabstandet sind. Das Substrat trägt den Leistungshalbleiterchip und ist mechanisch mit dem Modulgehäuse verbunden. Die Vielzahl elektrischer Anschlüsse erstreckt sich vom Inneren des Modulgehäuses bis zum Äußeren des Modulgehäuses und durchdringt die Oberseite des Modulgehäuses an Durchführungsstellen. Der erste Dichtring ist auf der Oberseite des Modulgehäuses angeordnet, so dass sich die Vielzahl elektrischer Anschlüsse in jeder zur vertikalen Richtung senkrechten lateralen Richtung innerhalb der seitlichen Grenzen des ersten Dichtrings befindet. Der Gegenhalter umfasst eine Unterseite, auf der sich ein dritter Dichtring befindet. Die Leiterplatte weist eine Vielzahl von Gegenanschlüssen auf. Der Gegenhalter und die Leiterplatte sind so auf der Oberseite des Modulgehäuses angeordnet, dass die Leiterplatte zwischen dem Gegenhalter und dem Leistungshalbleitermodul angeordnet ist, wobei ein jeder der Anschlüsse mit einem der Gegenanschlüsse einen elektrischen Kontakt ausbildet, und wobei der Gegenhalter, die Leiterplatte und der erste Dichtring zusammen die Durchführungsstellen an der Oberseite des Modulgehäuses hermetisch abdichten.
  • Gemäß einer anderen Ausgestaltung einer Halbleitermodulanordnung umfasst die Anordnung ein Leistungshalbleitermodul, eine Leiterplatte und einen Kühlkörper. Das Leistungshalbleitermodul umfasst ein Modulgehäuse, einen Leistungshalbleiterchip, ein Substrat, eine Vielzahl elektrischer Anschlüsse, einen ersten Dichtring, sowie einen zweiten Dichtring. Das Modulgehäuse besitzt eine Oberseite und eine Unterseite, welche entgegengesetzte Seiten des Modulgehäuses bilden, und die in einer vertikalen Richtung voneinander beabstandet sind. Das Modulgehäuse weist weiterhin einen Montagerahmen auf, sowie ein in dem Montagerahmen angeordnetes Innengehäuse. Das Substrat, welches den Leistungshalbleiterchip trägt, ist mechanisch mit dem Modulgehäuse verbunden. Die Vielzahl elektrischer Anschlüsse erstreckt sich vom Inneren des inneren Modulgehäuses bis zum Äußeren des inneren Modulgehäuses und durchdringt die Oberseite des inneren Modulgehäuses an Durchführungsstellen. Der erste Dichtring ist auf dem Montagerahmen auf der Oberseite des Modulgehäuses angeordnet. Der zweite Dichtring ist auf dem Montagerahmen auf der Unterseite des Modulgehäuses angeordnet. Die Leiterplatte umfasst eine Vielzahl von Gegenanschlüssen. Die Leiterplatte ist auf der Oberseite des Modulgehäuses angeordnet und der Kühlkörper befindet sich auf der Unterseite des Modulgehäuses, so dass ein jeder der Anschlüsse mit einem der Gegenanschlüsse einen elektrischen Kontakt ausbildet, und die Leiterplatte, der erste Dichtring, der Montagerahmen, der zweite Dichtring und der Kühlkörper zusammen dichten das innere Modulgehäuse hermetisch ab.
  • Gemäß einer anderen Ausgestaltung einer Halbleitermodulanordnung umfasst die Anordnung ein Leistungshalbleitermodul, eine Leiterplatte, einen Gegenhalter und einen Kühlkörper. Das Leistungshalbleitermodul umfasst ein Modulgehäuse, einen Leistungshalbleiterchip, ein Substrat, eine Vielzahl elektrischer Anschlüsse, einen ersten Dichtring, sowie einen zweiten Dichtring. Das Modulgehäuse besitzt eine Oberseite und eine Unterseite, welche entgegengesetzte Seiten des Modulgehäuses bilden, und die in einer vertikalen Richtung voneinander beabstandet sind. Das Modulgehäuse weist weiterhin einen Montagerahmen auf, sowie ein in dem Montagerahmen angeordnetes Innengehäuse. Das Substrat, welches den Leistungshalbleiterchip trägt, ist mechanisch mit dem Modulgehäuse verbunden. Die Vielzahl elektrischer Anschlüsse erstreckt sich vom Inneren des inneren Modulgehäuses bis zum Äußeren des inneren Modulgehäuses und durchdringt die Oberseite des inneren Modulgehäuses an Durchführungsstellen. Der erste Dichtring ist auf dem Montagerahmen auf der Oberseite des Modulgehäuses angeordnet. Der zweite Dichtring ist auf dem Montagerahmen auf der Unterseite des Modulgehäuses angeordnet. Die Leiterplatte umfasst eine Vielzahl von Gegenanschlüssen. Der Gegenhalter weist eine Unterseite auf, auf der sich der dritte Dichtring befindet. Der Gegenhalter und die Leiterplatte sind auf der Oberseite des Modulgehäuses angeordnet und der Kühlkörper ist auf der Unterseite des Modulgehäuses angeordnet, so dass sich die Leiterplatte zwischen dem Gegenhalter und dem Leistungshalbleitermodul befindet, wobei ein jeder der Anschlüsse mit einem der Gegenanschlüsse einen elektrischen Kontakt ausbildet, und wobei der Gegenhalter, der dritte Dichtring, die Leiterplatte, der erste Dichtring, der Montagerahmen, der zweite Dichtring und der Kühlkörper zusammen das innere Modulgehäuse hermetisch abdichten.
  • Gemäß einer Ausgestaltung eines Verfahrens zur Montage einer Halbleitermodulanordnung umfasst das Verfahren das Bereitstellen eines Leistungshalbleitermoduls, einer Leiterplatte und eines Kühlkörpers. Das Leistungshalbleitermodul umfasst ein Modulgehäuse, einen Leistungshalbleiterchip, ein Substrat, eine Vielzahl elektrischer Anschlüsse, sowie einen ersten Dichtring. Das Modulgehäuse besitzt eine Oberseite und eine Unterseite, die in einer vertikalen Richtung voneinander beabstandet sind und die entgegengesetzte Seiten des Modulgehäuses bilden. Das Substrat, welches den Leistungshalbleiterchip trägt, ist mechanisch mit dem Modulgehäuse verbunden. Die Vielzahl elektrischer Anschlüsse, die sich vom Inneren des Modulgehäuses zum Äußeren des Modulgehäuses erstrecken, durchdringen die Oberseite des Modulgehäuses an Durchführungsstellen. Der erste Dichtring ist auf der Oberseite des Modulgehäuses um die elektrischen Anschlüsse herum angeordnet. Die Leiterplatte umfasst eine Vielzahl von Gegenanschlüssen. Wenn diese Komponenten zusammengebaut werden, wird das Leistungshalbleitermodul zwischen der Leiterplatte und dem Kühlkörper angeordnet. Dabei ist die Oberseite des Modulgehäuses der Leiterplatte zugewandt, die Unterseite des Modulgehäuses ist dem Kühlkörper zugewandt. Die Leiterplatte, das Leistungshalbleitermodul und der Kühlkörper werden gegeneinander gepresst, so dass der erste Dichtring durch die Leiterplatte und das Modulgehäuse komprimiert wird, und der zweite Dichtring durch den Kühlkörper und das Modulgehäuse. Während des Anpressens bildet ein jeder der Anschlüsse mit einem der Gegenanschlüsse einen elektrischen Kontakt aus. Im Ergebnis dichten die Leiterplatte, der erste Dichtring und das Modulgehäuse zusammen die Durchführungsstellen auf der Oberseite des Modulgehäuses hermetisch ab, der zweite Dichtring und der Kühlkörper zusammen dichten die Unterseite des Verbindungsmittels hermetisch ab.
  • Gemäß noch einer anderen Ausgestaltung eines Verfahrens zur Montage einer Halbleitermodulanordnung umfasst das Verfahren das Bereitstellen eines Leistungshalbleitermoduls, einer Leiterplatte, eines Gegenhalters, und eines Kühlkörpers. Das Leistungshalbleitermodul umfasst ein Modulgehäuse, einen Leistungshalbleiterchip, ein Substrat, eine Vielzahl elektrischer Anschlüsse, sowie einen ersten Dichtring. Das Modulgehäuse besitzt eine Oberseite und eine Unterseite, die in einer vertikalen Richtung voneinander beabstandet sind und die entgegengesetzte Seiten des Modulgehäuses bilden. Das Substrat, welches den Leistungshalbleiterchip trägt, ist mechanisch mit dem Modulgehäuse verbunden. Die Vielzahl elektrischer Anschlüsse, die sich vom Inneren des Modulgehäuses zum Äußeren des Modulgehäuses erstrecken, durchdringen die Oberseite des Modulgehäuses an Durchführungsstellen. Der erste Dichtring ist auf der Oberseite des Modulgehäuses um die elektrischen Anschlüsse herum angeordnet. Die Leiterplatte umfasst eine Vielzahl von Gegenanschlüssen. Auf einer Unterseite des Gegenhalters befindet sich ein dritter Dichtring. Bei der Montage dieser Komponenten wird die Leiterplatte zwischen dem Gegenhalter und dem Leistungshalbleitermodul angeordnet, während das Leistungshalbleitermodul zwischen der Leiterplatte und dem Kühlkörper angeordnet wird. Dabei ist die Unterseite des Gegenhalters der Leiterplatte und dem Modulgehäuse zugewandt, während die Oberseite des Modulgehäuses der Leiterplatte zugewandt ist, und wobei die Unterseite des Modulgehäuses dem Kühlkörper zugewandt ist. Der Gegenhalter, die Leiterplatte, das Leistungshalbleitermodul und der Kühlkörper werden gegeneinander gepresst, so dass der erste Dichtring durch die Leiterplatte und das Modulgehäuse komprimiert wird, dass der zweite Dichtring durch den Kühlkörper und das Modulgehäuse komprimiert wird, und dass der dritte Dichtring durch den Gegenhalter und das Modulgehäuse komprimiert wird. Während des Anpressens bildet ein jeder der Anschlüsse mit einem der Gegenanschlüsse einen elektrischen Kontakt aus. Im Ergebnis dichten der Gegenhalter, der dritte Dichtring, die Leiterplatte, der erste Dichtring und das Modulgehäuse zusammen die Durchführungsstellen auf der Oberseite des Modulgehäuses hermetisch ab, und das Modulgehäuse, der zweite Dichtring und der Kühlkörper zusammen dichten die Unterseite des Verbindungsmittels hermetisch ab.
  • Beim Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung unter Betrachtung der beigefügten Zeichnungen erkennt der Fachmann weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung.
  • KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Die in den Figuren gezeigten Komponenten sind nicht notwendigerweise maßstäblich dargestellt, statt dessen wurde Wert darauf gelegt, das Prinzip der Erfindung zu veranschaulichen. Weiterhin bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen einander entsprechende Teile. Es zeigen:
  • 1 einen Vertikalschnitt durch eine Leistungshalbleitermodulanordnung mit einem Halbleitermodul, einem Kühlkörper und einer externen Leiterplatte, bevor diese zusammengebaut werden, wobei das Leistungshalbleitermodul mit einem ersten Dichtring und einem zweiten Dichtring ausgestattet ist.
  • 2 einen Vertikalschnitt durch eine Leistungshalbleiteranordnung mit einem Leistungshalbleitermodul, einem Kühlkörper, einer externen Leiterplatte und einem Gegenhalter, bevor diese zusammengebaut werden, wobei das Leistungshalbleitermodul mit einem ersten Dichtring und einem zweiten Dichtring versehen ist, und wobei der Gegenhalter mit einem dritten Dichtring versehen ist.
  • 3 einen Vertikalschnitt durch eine zusammengebaute Leistungshalbleiteranordnung, welche ein Leistungshalbleitermodul, einen Kühlkörper, eine externe Leiterplatte und einen Gegenhalter umfasst, wobei der elektrische Kontakt zwischen dem Leistungshalbleitermodul und der externen Leiterplatte mit Hilfe von Press-Fit Pins realisiert ist.
  • 4 einen Vertikalschnitt durch eine zusammengebaute Leistungshalbleiteranordnung, welche ein Leistungshalbleitermodul, einen Kühlkörper, eine externe Leiterplatte und einen Gegenhalter umfasst, wobei der elektrische Kontakt zwischen dem Leistungshalbleitermodul und der externen Leiterplatte mit Hilfe von Lötpins realisiert ist.
  • 5 einen Vertikalschnitt durch eine zusammengebaute Leistungshalbleiteranordnung mit Press-Fit Pins ähnlich der Anordnung gemäß 3, wobei die Anschlüsse für die externe Verbindung des Leistungshalbleitermoduls in eine Buchse eingesteckt sind, die an das Substrat gelötet ist.
  • 6 eine Leistungshalbleitermodulanordnung, bei der das Modul ein Innengehäuse aufweist, welches innerhalb eines ringförmigen Montagerahmens angeordnet ist, und wobei ein erster Dichtring und ein zweiter Dichtring auf dem Montagerahmen angeordnet sind.
  • 7 eine Leistungshalbleiteranordnung mit einem Leistungshalbleitermodul, einer Leiterplatte, einem Kühlkörper und einem Gegenhalter.
  • 8 eine Draufsicht auf ein Leistungshalbleitermodul.
  • 9 eine untere Ansicht eines Leistungshalbleitermoduls.
  • 10 eine Draufsicht auf das Leistungshalbleitermodul gemäß 5.
  • 11 eine untere Ansicht des Leistungshalbleitermoduls gemäß 5.
  • 12 eine untere Ansicht eines Gegenhalters.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen, die einen Teil der Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezielle Ausgestaltungen gezeigt werden, mit denen sich die Erfindung realisieren lässt. In diesem Zusammenhang verwendete richtungsgebundene Terminologie wie beispielsweise ”oben”, ”unten”, ”vorne”, ”hinten”, ”vorderes”, ”hinteres” usw. wird in Bezug auf die Ausrichtung der jeweiligen Figuren verwendet. Da die Komponenten der Ausführungsformen in einer Anzahl unterschiedlicher Ausrichtungen positioniert werden können, dient die richtungsgebundene Terminologie lediglich zur Veranschaulichung und ist in keinerlei Weise einschränkend zu verstehen. Es versteht sich, dass die Erfindung auch anhand anderer Ausgestaltungen realisiert werden kann, die sich strukturell oder logisch von den gezeigten Ausführungsformen unterscheiden. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem einschränkenden Sinn aufzufassen, der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die beigefügten Patentansprüche festgelegt. Es versteht sich, dass die Merkmale der verschiedenen beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert werden können, soweit nichts anderes angegeben ist oder sofern die Kombination bestimmter Merkmale technisch nicht ausgeschlossen ist.
  • Im Folgenden wir auf 1 Bezug genommen, welche eine vertikale Schnittansicht eines Leistungshalbleitermoduls 100 zeigt, das ein Modulgehäuse 6 mit einer Seitenwand 61 und einem optionalen Gehäusedeckel 62 aufweist. Das Gehäuse 6 kann elektrisch isolierend und beispielsweise aus Plastik hergestellt sein. Eine Oberseite 6t des Modulgehäuses 6 und eine Unterseite 6b des Modulgehäuses 6 sind in einer vertikalen Richtung v voneinander beabstandet. Das Modul 100 umfasst einen oder mehrere Halbleiterchips 8, welche auf einem Substrat 2 angeordnet sind. Das Substrat 2, das einen als dielektrische Schicht ausgebildeten Isolationsträger 20 aufweist, welcher auf seiner Oberseite mit einer oberseitigen Metallisierungsschicht 22 und auf seiner Unterseite mit einer unterseitigen Metallisierungsschicht 21 beschichtet ist, dient als Träger und als Leiterplatte für die Leistungshalbleiterchips 8. Optional kann die oberseitige Metallisierungsschicht 22 Leiterbahnen und/oder Leiterflächen 221, 222, 223, 224, 225, 226 aufweisen.
  • Die Metallisierungsschichten 21 und 22 sind fest mit dem Isolationsträger 20 verbunden, bei dem es sich beispielsweise um ein geeignetes Keramikmaterial wie z. B. Aluminiumnitrid (AlN), Aluminiumoxid (Al2O3), Siliziumnitrid (Si3N4), Siliziumkarbid (SiC) oder Berylliumoxid (BeO) handeln kann. Die Metallisierungen 21 und 22 bestehen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Bei dem isolierenden Substrat 2 kann es sich beispielsweise um ein DCB-Substrat (DCB = Direct Copper Bonded), ein DAB-Subtrat (DAB = Direct Aluminum Brazed) oder um ein AMB-Substrat (AMB = Active Metal Brazed) handeln. Optional können die Metallisierungen 21 und/oder 22 unbeschichtet sein, oder, unabhängig voneinander, noch mit einer oder mehreren der Materialien Silber, NiAu, NiPd, NiPdAu beschichtet sein, um eine lötbare Oberfläche zu erhalten, oder um die Herstellung einer Niedertemperaturverbindung (LTJT = low temperature joining technique) zwischen dem Halbleiterchip und der oberen Metallisierungsschicht 22 zu erleichtern.
  • Das Substrat 2 ist an der Unterseite 6b des Modulgehäuses 6 angeordnet und unter Verwendung eines Verbindungsmittels 7, beispielsweise eines Klebers oder eines Silikons, elastisch oder unelastisch mit dem Modulgehäuse 6 verbunden. Die Unterseite 7b des Verbindungsmittels 7, d. h. die von der Oberseite 6t des Modulsgehäuses 6 weggewandte Seite des Verbindungsmittels 7, ist nicht vollständig von dem Substrat 2 bedeckt.
  • Die Leistungshalbleiterchips 8 sind auf der oberseitigen Metallisierungsschicht 22 montiert und mit dieser mittels einer Verbindungsschicht 81, beispielsweise einem Lot, einem elektrisch leitenden Kleber oder einer druckgesinterten Silberverbindung, verbunden. Bei den Leistungshalbleiterchips 8 kann es sich beispielsweise um steuerbare Leistungshalbleiterchips wie z. B. MOSFETs, IGBTs, Thyristoren, JFETS oder Leistungsdioden handeln. Bei den Leistungshalbleiterchips 8 kann es sich um Halbleiterchips handeln, die hohe Nominalströme von mehr als 50 A oder mehr als 75 A aufweisen, und/oder die hohe Nennsperrspannungen von beispielsweise mehr als 400 V besitzen. Zusätzlich kann die Grundfläche eines Leistungshalbleiterchips größer oder gleich sein als 5,5 mm × 5,5 mm, oder größer oder gleich 7 mm × 7 mm.
  • Die Leistungshalbleiterchips 8 und/oder die oberseitige Metallisierungsschicht 22 können elektrisch durch Bonddrähte 82 angeschlossen sein. Anstelle von Bonddrähten können auch Metallclips vorgesehen und z. B. durch Löten, durch elektrisch leitendes Kleben oder mittels einer Silberdrucksinterverbindung, elektrisch leitend mit der Oberseite der Chips 8 und/oder der oberseitigen Metallisierungsschicht 22 verbunden sein.
  • Der Leistungshalbleiterchip 8 wird von einer optionalen internen Leiterplatte (PCB) 95 überdeckt, die zur Verschaltung interner Treiberanschlüsse dient. Die Leiterplatte 95 kann optional mit Elektronik bestückt sein, die dazu dient, die steuerbaren der Leistungshalbleiterchips 8 zu steuern. Mit Steuerungselektronik versehene Leistungshalbleitermodule werden auch als ”intelligente” Leistungshalbleitermodule (IPMs) bezeichnet.
  • Um das Leistungshalbleitermodul 100 extern beispielsweise an eine externe Leiterplatte 110 anzuschließen, sind elektrische Anschlüsse 91, 92, 93, 94 vorgesehen. Die externe Leiterplatte 110 kann beispielsweise einen Steuerschaltkreis zur Steuerung des Moduls 100 enthalten. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist der Steuerschaltkreis in 1 nicht dargestellt. Um die elektrischen Anschlüsse 91, 92, 93, 94 elektrisch anzuschließen, ist die Leiterplatte 110 mit elektrischen Gegenanschlüssen 191, 192, 193, 194 versehen.
  • Die elektrischen Anschlüsse 91, 92, 93, 94 können beispielsweise als Federkontakte und die entsprechenden Gegenanschlüsse 191, 192, 193, 194 als Kontaktflächen ausgestaltet sein. Alternativ dazu können die elektrischen Anschlüsse 91, 92, 93, 94 als Press-Fit Pins (Einpresspins) oder als Lötpins ausgestaltet sein, und die korrespondierenden elektrischen Gegenanschlüsse 191, 192, 193, 194 als Kontaktlöcher.
  • Um die Isolationsfestigkeit des Moduls zu erhöhen ist das Innere des Modulgehäuses 6 teilweise mit einer optionalen Weichvergussmasse 51, beispielsweise einem Silikongel, vergossen, das sich in der vertikalen Richtung v von dem isolierenden Substrat 2 beispielsweise bis wenigstens über die Leistungshalbleiterchips 8 oder bis wenigstens über die Bonddrähte 82, beispielsweise bis zu der Leiterplatte 95 erstreckt. Die Weichvergussmasse 51 ist von einer optionalen Hartvergussmasse 52, z. B. einem Epoxidharz, überdeckt, um die elektrischen Anschlüsse 91, 92, 93, 94 zu isolieren und die mechanische Stabilität zu erhöhen. Es wird darauf hingewiesen, dass in den 1 bis 5 die Weichvergussmasse 51 und die Hartvergussmasse 52 teilweise entfernt ist, um die Darstellung des internen Verlaufs der elektrischen Anschlüsse 91, 92, 93, 94 zu ermöglichen.
  • Die elektrischen Anschlüsse 91, 92, 93, 94 erstrecken sich im Inneren des Modulgehäuses 6 bis zum Äußeren des Modulgehäuses 6 und durchdringen dabei die Oberseite 6b des Modulgehäuses 6 an Durchführungsstellen 65. Bei den Durchführungsstellen 65 kann es sich beispielsweise um Durchgangslöcher handeln, die in einem optionalen Gehäusedeckel 62 ausgebildet sind. Sofern kein Gehäusedeckel 62 vorgesehen ist, können die Durchführungsstellen 65 als Kanäle in der Hartvergussmasse 52 ausgebildet sein. Derartige Kanäle entstehen, wenn die elektronischen Anschlüsse 91, 92, 93, 94 während des Gießprozesses in die Hartvergussmasse 52 eingebettet werden.
  • Wenn das Leistungshalbleitermodul 100 in einer korrosiven Atmosphäre betrieben wird, welche beispielsweise wenigstens einen korrosiven Bestandteil wie beispielsweise Wasserdampf, Salznebel, Schwefelwasserstoff (H2S) oder Schwefelsäure (H2SO4) aufweist, besteht die Gefahr, dass die korrosiven Bestandteile in das Innere des Moduls 100 eindringen, falls das Innere an den Durchführungsstellen 65 nicht hermetisch abgedichtet ist. Hierzu kann es kommen, wenn die Durchführungsstellen und/oder das Verbindungsmittel 7 unterbrochen sind oder wenn von der Hartvergussmasse 52, der Weichvergussmasse 51 und dem Verbindungsmittel 7 wenigstens eines eine Diffusion der korrosiven Bestandteile nicht ausreichend unterdrückt.
  • Um das Korrosionsproblem zu vermeiden oder zu verringern, kann das Leistungshalbleitermodul 100 mit einem oder mehreren Dichtringen versehen werden. So ist beispielsweise bei dem in 1 gezeigten Leistungshalbleitermodul 100 das Modulgehäuse 6 mit einem ersten Dichtring 41 und einem zweiten Dichtring 42 ausgestattet. Der erste Dichtring 41 ist auf der Oberseite 6t des Modulgehäuses 6 angeordnet, so dass die Anzahl der elektrischen Anschlüsse 91, 92, 93, 94 in jeder zur vertikalen Richtung v senkrechten lateralen Richtung r innerhalb der seitlichen Grenze 411 des ersten Dichtrings 41 angeordnet ist. Entsprechend ist der zweite Dichtring 42 auf der Unterseite 6b des Modulgehäuses 6 angeordnet, so dass die Unterseite 7f des Dichtmittels 7 in jeder zur vertikalen Richtung v senkrechten lateralen Richtung r innerhalb der seitlichen Grenze 421 des zweiten Dichtrings 42 angeordnet ist.
  • Wenn die externe Leiterplatte 110 gegen das Leistungshalbleitermodul 100 gedrückt wird, bilden die elektrischen Anschlüsse 91, 92, 93, 94 mit den korrespondierenden elektrischen Gegenanschlüssen 191, 192, 193 bzw. 194 elektrisch leitende Kontakte aus, und der erste Dichtring 41 kontaktiert die Leiterplatte 110 und dichtet das Modulgehäuse 6 zusammen mit der Leiterplatte 110 und dem Modulgehäuse 6 die Durchführungsstellen 65 gegen ein Eindringen korrosiver Bestandteile ab. Selbstverständlich ist es dazu erforderlich, dass die Leiterplatte 110 gegenüber korrosiven Bestandteilen innerhalb wenigstens eines Abschnitts dicht ist, der sich in jeder lateralen Richtung r innerhalb der seitlichen Begrenzung 411 des ersten Dichtrings 41 befindet.
  • Entsprechend kontaktiert der zweite Dichtring 42, wenn ein Kühlkörper 120 gegen das Leistungshalbleitermodul 100 gepresst wird, den Kühlkörper 120 und dichtet, zusammen mit dem Kühlkörper und dem Modulgehäuse 6, das Verbindungsmittel 7 gegenüber korrosiven Bestandteilen ab. Selbstverständlich ist es erforderlich, dass der Kühlkörper 120 gegenüber korrosiven Bestandteilen wenigstens innerhalb eines Abschnitts dicht sein muss, der sich in jeder lateralen Richtung r innerhalb der lateralen Begrenzung 421 des zweiten Dichtrings 42 befindet.
  • Falls die Leiterplatte 110 in ihrem Abschnitt, der in jeder lateralen Richtung r innerhalb der lateralen Begrenzung 411 des ersten Dichtrings 41 angeordnet ist, gegenüber korrosiven Bestandteilen nicht ausreichend dicht ist, kann ein Gegenhalter 130 verwendet werden, wie er in 2 gezeigt ist. Bei dieser Ausgestaltung ist die Leiterplatte 110 aufgrund von Durchgangslöchern 111 nicht dicht. Auf der Unterseite 130b des Gegenhalters 130, welche dem Leistungshalbleitermodul 100 zugewandt ist, ist ein dritter Dichtring 43 angeordnet. Wenn die Leiterplatte 110 wie oben erläutert gegen das Leistungshalbleitermodul 100 gepresst wird, und wenn der Gegenhalter 130 gegen die Leiterplatte 110 gepresst wird, kontaktiert der dritte Dichtring 43 die Oberseite 110t der Leiterplatte 110 und dichtet, zusammen mit dem ersten Dichtring 41, der Leiterplatte 110, dem Modulgehäuse 6 und dem Gegenhalter 130, die Durchführungsstellen 65 gegenüber dem Eindringen korrosiver Bestandteile ab. Selbstverständlich ist es dabei erforderlich, dass der Gegenhalter 130 wenigstens innerhalb eines Abschnitts, der sich in jeder lateralen Richtung r innerhalb der lateralen Begrenzung 431 des dritten Dichtrings 43 befindet, dicht gegenüber korrosiven Bestandteilen ist.
  • Bei den Anordnungen gemäß den 1 und 2 sind die elektrischen Anschlüsse 91, 921 93, 94 beispielhaft als Anschlussfedern und die korrespondierenden elektrischen Gegenanschlüsse 191, 192, 193, 194 als Kontaktflächen ausgebildet. 3 zeigt eine Anordnung, die im Wesentlichen identisch ist mit der Anordnung gemäß 2, allerdings im montierten Zustand, d. h., wenn der Gegenhalter 130 und der Kühlkörper 120 gegen das Leistungshalbleitermodul 100 gepresst sind. Als weiterer Unterschied sind die elektrischen Anschlüsse 91, 92, 93, 94 als Press-Fit Pins ausgebildet, die in die als Kontaktlöcher ausgebildeten, korrespondierenden elektrischen Gegenanschlüsse 191, 192, 193, 194 eingepresst sind.
  • 4 zeigt eine Anordnung, die im Wesentlichen identisch ist mit der Anordnung gemäß 3 mit dem Unterschied, dass die elektrischen Anschlüsse 91, 92, 93, 94 als Lötpins ausgebildet sind, die in als Kontaktlöcher ausgestaltete, korrespondierende elektrische Gegenanschlüsse 191, 192, 193, 194 eingeführt und mittels eines Lotes 99 mit den jeweils korrespondierenden elektrischen Gegenanschlüssen 191, 192, 193, 194 verlötet sind. Ein weiterer Unterschied betrifft den Gegenhalter 130, der mit einem ringförmigen Vorsprung versehen ist, auf dem der dritte Dichtring 43 angeordnet ist.
  • 5 zeigt eine Anordnung ähnlich der Anordnung gemäß 3, bei der die elektrischen Anschlüsse 91, 92, 93, 94 als Press-Fit Pins angeordnet sind, die in korrespondierende elektrische Gegenanschlüsse 191, 192, 193, 194 einpresst sind, welche als Kontaktlöcher ausgebildet sind. Die Anschlüsse 911 92, 93, 94 erstrecken sich durch die Oberseite des Modulgehäuses 6 und den optionalen Gehäusedeckel 62 hindurch bis in das Innere des Gehäuses 6, wo sie in Buchsen 71, 72, 73 bzw. 74 eingesteckt sind, welche mittels einer Verbindungsschicht 81, beispielsweise einem Lot oder einer Silber enthaltenden Sinterschicht, mit der oberseitigen Metallisierungsschicht 22 des Substrats verbunden sind.
  • Eine weitere Ausgestaltung einer Leistungshalbleitermodulanordnung ist schematisch in 6 gezeigt. Das Modulgehäuse 6 weist ein Innengehäuse 60 auf, welches wie das in den 1 bis 5 erläuterte Modulgehäuse 6 ausgestaltet sein kann, und welches mit Ausnahme des ersten Dichtrings 41 und des zweiten Dichtrings 42 dieselben Komponenten umfasst. Außerdem besitzt das Modulgehäuse 6 einen ringförmigen Montagerahmen 63. Das Innengehäuse 60 ist innerhalb des Montagerahmens 63 angeordnet und mit Hilfe elastischer Kopplungsstreifen 64 elastisch mit dem Montagerahmen 63 gekoppelt.
  • Wenn der Montagerahmen 63 gegen den Kühlkörper 120 gepresst wird, wird auch das Innengehäuse 60 gegen den Kühlkörper 120 gepresst. Durch die Verwendung der elastischen Kopplungsstreifen 64 kann eine Überbeanspruchung des Innengehäuses 60 und insbesondere der darin angeordneten Keramiksubstrats 2 vermieden werden. Bei der Anordnung gemäß 6 ist es beispielhaft gezeigt, dass der erste Dichtring 41 und der zweite Dichtring 42 anstelle auf dem Innengehäuse 60 auf dem Montagerahmen 63 angeordnet sein können. Im zusammengebauten Zustand dichtet der Montagerahmen 63 zusammen mit der Leiterplatte 110, dem Kühlkörper 120, dem ersten Dichtring 41 und dem zweiten Dichtring 42 das Innengehäuse 60 hermetisch ab.
  • Unter Bezugnahme auf 7 wird nun eine weitere Ausgestaltung einer noch nicht zusammengebauten Leistungshalbleitermodulanordnung erläutert. Diese Anordnung ist im Wesentlichen identisch mit der Anordnung gemäß 6. Allerdings ist die Leiterplatte 110 aufgrund von Durchgangslöchern 111 auf dieselbe, bereits unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 erläuterte Weise nicht ausreichend dicht. Deshalb ist zusätzlich ein Gegenhalter 130 vorgesehen, bei dem ein dritter Dichtring 43 auf der dem Leistungshalbleitermodul 100 zugewandten Seite des Gegenhalters 130 angeordnet ist. Die Wirkungsweise des Gegenhalters 130 ist dieselbe wie bezugnehmend auf die 3 bis 5 erläutert. Im zusammengebauten Zustand dichtet der Montagerahmen 63 zusammen mit der Leiterplatte 110, dem Gegenhalter 130, dem dritten Dichtring 43, dem Kühlkörper 120, dem ersten Dichtring 41 und dem zweiten Dichtring 42 das Innengehäuse 60 hermetisch ab.
  • 8 ist eine Draufsicht auf ein Leistungshalbleitermodul 100, die veranschaulicht, dass es sich bei dem ersten Dichtring 41 um einen geschlossenen Ring handeln kann. Ebenso ist zu erkennen, dass die elektrischen Anschlüsse 91, 92, 93, 94 in jeder lateralen Richtung r innerhalb der seitlichen Begrenzung 411 des ersten Dichtrings 41 angeordnet sind. 9 stellt eine untere Ansicht des Leistungshalbleitermoduls 100 dar, welche veranschaulicht, dass es sich bei dem zweiten Dichtring 42 um einen geschlossenen Ring handeln kann. Ebenso ist zu erkennen, dass das Verbindungsmittel 7 innerhalb jeder lateralen Richtung r innerhalb der lateralen Begrenzung 421 des zweiten Dichtrings 42 angeordnet ist.
  • 10 ist eine Draufsicht auf das in 6 gezeigte Leistungshalbleitermodul 100. Diese Ansicht veranschaulicht, dass es sich bei dem ersten Dichtring 41 um einen geschlossenen ring handelt, und dass das Innengehäuse 60 und die elektrischen Anschlüsse 91, 92, 93, 94 in jeder lateralen Richtung innerhalb der lateralen Begrenzung 411 des ersten Dichtrings 41 angeordnet sind.
  • Entsprechend ist 11 eine untere Ansicht des in 6 gezeigten Leistungshalbleitermoduls, welche veranschaulicht, dass es sich bei dem zweiten Dichtring 42 um einen geschlossenen Ring handeln kann, und dass die Unterseite 7b des Verbindungsmittels 7 in jeder lateralen Richtung r innerhalb der seitlichen Begrenzung 421 des zweiten Dichtrings 42 angeordnet ist.
  • 12 zeigt eine untere Ansicht des Gegenhalters 130, die veranschaulicht, dass es sich bei dem dritten Dichtungsring 43 um einen geschlossenen Ring handeln kann.
  • Die bei der vorliegenden Erfindung verwendbaren Dichtringe, beispielsweise der oben erläuterte erste, zweite und dritte Dichtring 41, 42, 43 können, unabhängig voneinander und in beliebigen Kombinationen miteinander, beispielsweise aus einem elastischen Material hergestellt sein, z. B. aus Silikon, Gummi, Polyurethan, einem Kleber, Polytetrafluorethylen (PTFE), Papier, oder anderen geeigneten Dichtmitteln.
  • Bei den beschriebenen Anordnungen werden das Leistungshalbleitermodul 100, die externe Leiterplatte 110, der Kühlkörper 120, und – sofern vorgesehen – der Gegenhalter 130 gegeneinander gepresst. Um diesen Druck aufrecht zu erhalten, können die erwähnten Komponenten durch jedes geeignete Mittel miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Verschrauben oder Verklammern. In den oben erläuterten Beispielen sind derartige Mittel zur Verbindung der erwähnten Komponenten vorhanden, auch wenn derartige Verbindungsmittel nicht ausführlich beschrieben wurden.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung können die erläuterten Module eine metallische Bodenplatte, beispielsweise aus Kupfer, Aluminium oder einem Metallmatrix-Material aufweisen, die eine Grundplatte des Leistungshalbleitermoduls darstellt und die als Träger für sämtliche keramischen Substrate des Moduls dient. Eine derartige Grundplatte kann ebenso als Substrat bezeichnet werden.
  • Richtungsgebundene ausdrücke wie beispielsweise ”unter”, ”unterhalb”, ”tiefe”, ”oberhalb”, ”obere” werden zur Verweinfachung der Beschreibung verwendet, um die Anordnung eines Elements relativ zu einem anderen Element zu erläutern. Diese Ausdrücke sind so zu verstehen, dass sie, zusätzlich zu den in den Figuren dargestellten verschiedenen Ausrichtungen, andere Ausrichtungen der Anordnung einschließen. Weiterhin werden Ausdrücke wie ”erster”, ”zweiter” und dergleichen auch dazu verwendet, unterschiedliche Elemente, Bereiche, Abschnitte usw. zu bezeichnen und sind daher nicht zur Einschränkung gedacht. Gleiche Ausdrücke beziehen sich in der gesamten Beschreibung auf gleiche oder entsprechende Elemente.
  • Die Artikel ”ein”, ”eine”, ”eines”, ”der”, ”die”, ”das” schließen die Mehrzahl ebenso wie die Einzahl ein, sofern nicht der Kontext klar etwas anderes zum Ausdruck bringt.
  • Verschiedene Merkmale in demselben oder verschiedenen der oben erläuterten Ausgestaltungen können in jeder beliebigen Permutation miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes erwähnt ist, oder sofern die verschiedenen Merkmale einander gegenseitig nicht ausschließen.

Claims (17)

  1. Leistungshalbleitermodul umfassend: ein Modulgehäuse (6) mit einer Oberseite (6t) und einer Unterseite (6b), die entgegengesetzte Seiten des Modulgehäuses (6) bilden und die in einer vertikalen Richtung (v) voneinander beabstandet sind; einen Leistungshalbleiterchip (8) ein Substrat (2), das den Leistungshalbleiterchip (8) trägt und das mittels eines Verbindungsmittels (8) mechanisch mit dem Modulgehäuse (6) verbunden ist; eine Vielzahl elektrischer Anschlüsse (91, 92, 93, 94), die sich vom Inneren des Modulgehäuses (6) zum Äußeren des Modulgehäuses (6) erstrecken, und die die Oberseite (6t) an Durchführungsstellen (65) durchdringen; und einen ersten Dichtring (41), der auf der Oberseite (6t) des Modulgehäuses (6) angeordnet ist, so dass die Vielzahl elektrischer Anschlüsse (91, 92, 93, 94) in jeder zur vertikalen Richtung (v) senkrechten lateralen Richtung (r) innerhalb der lateralen Grenzen des ersten Dichtringes (41) angeordnet sind.
  2. Leistungshalbleitermodul gemäß Anspruch 1 mit einem Verbindungsmittel (7), mittels dem das Substrat (2) an die Unterseite (6b) des Modulgehäuses (6) geklebt ist, sowie mit einem zweiten Dichtring (42), der auf der Unterseite (6b) des Modulgehäuses (6) angeordnet ist, wobei das Verbindungsmittel (7) eine der Unterseite (6b) des Modulgehäuses (6) abgewandte Unterseite (7b) aufweist; und in jeder zur vertikalen Richtung (v) senkrechten lateralen Richtung (r) die äußeren lateralen Begrenzungen der Unterseite (7b) des Verbindungsmittels (7) innerhalb der inneren seitlichen Begrenzung (421) des zweiten Dichtringes (42) angeordnet sind.
  3. Leistungshalbleitermodul gemäß Anspruch 2, bei dem das Verbindungsmittel (7) als Klebenaht ausgebildet ist.
  4. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Modulgehäuse (6) einen Montagerahmen (63) aufweist, sowie ein Innengehäuse (60), das in dem Montagerahmen (63) angeordnet ist.
  5. Leistungshalbleitermodul gemäß Anspruch 4, bei dem der erste Dichtring (41) auf dem Montagerahmen (63) angeordnet ist.
  6. Leistungshalbleitermodul gemäß Anspruch 4, das zusätzlich die Merkmale eines der Ansprüche 2 oder 3 aufweist, bei dem der zweiten Dichtring (42) auf dem Montagerahmen (63) angeordnet ist.
  7. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der erste Dichtring (41) aus einem der folgenden Materialien besteht: Silikon, Gummi, Polyurethan, Klebstoff, Polytetrafluorethylen (PIFE), Papier.
  8. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Vielzahl elektrischer Anschlüsse (91, 92, 93, 94) von dem ersten Dichtring (41) beabstandet ist.
  9. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Vielzahl elektrischer Anschlüsse (91, 92, 93, 94) als Anschlussfedern, als Press-Fit Pins oder als Lötpins ausgebildet sind.
  10. Leistungshalbleitermodul gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Vielzahl elektrischer Anschlüsse (91, 92, 93, 94) in Buchsen eingesteckt sind, die an das Substrat (2) gelötet sind.
  11. Leistungshalbleitermodulsystem umfassend: ein Leistungshalbleitermodul (100) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche; und eine Leiterplatte (110) umfassend eine Vielzahl von Gegenanschlüssen (191, 192, 193, 193); wobei die Leiterplatte (110) so an den ersten Dichtring (41) anpressbar ist, dass die Durchführungsstellen (65) an der Oberseite (6t) durch die Leiterplatte (110) und den ersten Dichtring (41) hermetisch abgedichtet werden und dass dabei ein jeder der elektrischen Anschlüsse (91, 92, 93, 94) einen der Gegenanschlüsse (191, 192, 193, 193) elektrisch kontaktiert.
  12. Leistungshalbleitermodulsystem umfassend: ein Leistungshalbleitermodul (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10; eine Leiterplatte (110) umfassend eine Vielzahl von Gegenanschlüssen (191, 192, 193, 193), sowie wenigstens eine Durchgangsöffnung (111); und einen Gegenhalter (130), der mit einem dritten Dichtring (43) versehen ist; wobei die Leiterplatte (110) so an den ersten Dichtring (41) anpressbar und der Gegenhalter (130) so an die Leiterplatte (130) anpressbar ist, dass die Durchführungsstellen (65) an der Oberseite (6t) durch die Leiterplatte (110), den ersten Dichtring (41) und den Gegenhalter (130) hermetisch abgedichtet werden; und ein jeder der elektrischen Anschlüsse (91, 92, 93, 94) einen der Gegenanschlüsse (191, 192, 193, 193) elektrisch kontaktiert.
  13. Leistungshalbleitermodulsystem mit einem Leistungshalbleitermodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, das zusätzlich die Merkmale gemäß Anspruch 2 aufweist; und einem Kühlkörper (12); wobei das Verbindungsmittel (7) in einem Spalt zwischen dem Modulgehäuse (6) und dem Substrat (2) angeordnet ist, und wobei der Kühlkörper (120) so an den zweiten Dichtring (42) anpressbar ist, dass der zweite Dichtring (42) zusammen mit dem Kühlkörper (120) den Spalt hermetisch abdichtet.
  14. Leistungshalbleitermodulsystem gemäß Anspruch 13, das zusätzlich die Merkmale gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12 aufweist.
  15. Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitermodulanordnung mit den Schritten: Bereitstellen eines Leistungshalbleitermodulsystems gemäß Anspruch 11; Anpressen der Leiterplatte (110) so an den ersten Dichtring (41), dass die Durchführungsstellen (65) an der Oberseite (6t) durch die Leiterplatte (110) und den ersten Dichtring (41) hermetisch abgedichtet werden und dass dabei ein jeder der elektrischen Anschlüsse (91, 92, 93, 94) einen der Gegenanschlüsse (191, 192, 193, 193) elektrisch kontaktiert.
  16. Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitermodulanordnung mit den Schritten: Bereitstellen eines Leistungshalbleitermodulsystems gemäß Anspruch 12; Anpressen der Leiterplatte (110) so an den ersten Dichtring (41) und der Gegenhalter (130) so an die Leiterplatte (130), dass die Durchführungsstellen (65) an der Oberseite (6t) durch die Leiterplatte (110), den ersten Dichtring (41) und den Gegenhalter (130) hermetisch abgedichtet werden, und dass ein jeder der elektrischen Anschlüsse (91, 92, 93, 94) einen der Gegenanschlüsse (191, 192, 193, 193) elektrisch kontaktiert.
  17. Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitermodulanordnung mit den Schritten: Bereitstellen eines Leistungshalbleitermodulsystems gemäß Anspruch 13; Anpressen des Kühlkörpers (120) so an den zweiten Dichtring (42), dass der zweite Dichtring (42) zusammen mit dem Kühlkörper (120) den Spalt hermetisch abdichtet.
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