DE102014116793B4 - Power semiconductor module and method for producing a power semiconductor module - Google Patents

Power semiconductor module and method for producing a power semiconductor module Download PDF

Info

Publication number
DE102014116793B4
DE102014116793B4 DE102014116793.7A DE102014116793A DE102014116793B4 DE 102014116793 B4 DE102014116793 B4 DE 102014116793B4 DE 102014116793 A DE102014116793 A DE 102014116793A DE 102014116793 B4 DE102014116793 B4 DE 102014116793B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
module housing
extensions
current conductor
power semiconductor
contact sleeves
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102014116793.7A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102014116793A1 (en
Inventor
Alexander Schwarz
Christoph Koch
Andre Uhlemann
Markus Thoben
Michael Mankel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Priority to DE102014116793.7A priority Critical patent/DE102014116793B4/en
Publication of DE102014116793A1 publication Critical patent/DE102014116793A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102014116793B4 publication Critical patent/DE102014116793B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/04026—Bonding areas specifically adapted for layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/04042—Bonding areas specifically adapted for wire connectors, e.g. wirebond pads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/061—Disposition
    • H01L2224/0618—Disposition being disposed on at least two different sides of the body, e.g. dual array
    • H01L2224/06181—On opposite sides of the body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
    • H01L2224/48472—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/83801—Soldering or alloying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/8384—Sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/8385—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester
    • H01L2224/83851—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester being an anisotropic conductive adhesive
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1301—Thyristor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13062—Junction field-effect transistor [JFET]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13064—High Electron Mobility Transistor [HEMT, HFET [heterostructure FET], MODFET]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Abstract

Leistungshalbleitermodul, das Folgendes aufweist: ein Modulgehäuse (6); einen Schaltungsträger (2) mit einem dielektrischen Isolationsträger (20) und einer oberen Metallisierungsschicht (21), die auf eine Oberseite (20t) des dielektrischen Isolationsträgers (20) aufgebracht ist; einem Halbleiterbauelement (1), das auf dem Schaltungsträger (2) angeordnet ist; einen Hochstromleiter (5) mit einem ersten Abschnitt, der im Inneren des Modulgehäuses (6) angeordnet ist und mit einem zweiten Abschnitt, der von der Außenseite des Modulgehäuses (6) her zugänglich ist, wobei der erste Abschnitt eine Anzahl von N ≥ 4 Fortsätzen (54) aufweist und wobei ein an dem zweiten Abschnitt (42) angebrachtes Gewinde entweder als Außengewinde ausgebildet ist, auf das von der Außenseite des Modulgehäuses (6) her eine Mutter aufschraubbar ist, oder als Innengewinde, in das von der Außenseite des Modulgehäuses (6) her eine Schraube einschraubbar ist; eine Anzahl N elektrisch leitender Kontakthülsen (4), die auf dem Schaltungsträger (2) angeordnet sind und in die jeweils einer der Fortsätze (54) eingesteckt und dadurch elektrisch leitend mit dieser verbunden ist, wobei mehrere der Kontakthülsen (4), in die die Fortsätze (54) des Hochstromleiters (5) eingesteckt sind und die auf demselben zusammenhängenden Metallisierungsabschnitt montiert sind, in einem matrixartigen Array mit wenigstens zwei Zeilen und wenigstens zwei Spalten angeordnet sind; wobei der Hochstromleiter (5) einstückig ausgebildet ist und aus einem einheitlichen Material oder einer homogenen Materialzusammensetzung besteht; und wobei der Hochstromleiter (5) durch das Modulgehäuse (6) durch Formschluss und/oder Kraftschluss und/oder Stoffschluss gegen ein Verdrehen, das beim Aufschrauben einer Mutter auf das Außengewinde oder beim Einschrauben einer Schraube in das Innengewinde auftreten kann, gesichert ist.A power semiconductor module comprising: a module housing (6); a circuit carrier (2) having a dielectric isolation carrier (20) and an upper metallization layer (21) applied to an upper surface (20t) of the dielectric isolation carrier (20); a semiconductor device (1) disposed on the circuit carrier (2); a high current conductor (5) having a first portion disposed inside the module housing (6) and a second portion accessible from the outside of the module housing (6), the first portion having a number of N ≥ 4 extensions (54) and wherein a thread attached to the second section (42) is formed either as an external thread onto which a nut can be screwed from the outside of the module housing (6) or as an internal thread into which the outside of the module housing ( 6) ago a screw is screwed; a number N of electrically conductive contact sleeves (4) which are arranged on the circuit carrier (2) and in each of which one of the extensions (54) inserted and thereby electrically conductively connected thereto, wherein a plurality of the contact sleeves (4), in which the Extensions (54) of the high current conductor (5) are inserted and which are mounted on the same contiguous metallization section are arranged in a matrix-like array having at least two rows and at least two columns; wherein the high-current conductor (5) is integrally formed and consists of a uniform material or a homogeneous material composition; and wherein the high current conductor (5) through the module housing (6) by positive engagement and / or adhesion and / or material against rotation, which can occur when screwing a nut on the external thread or when screwing a screw into the internal thread is secured.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungshalbleitermodul und ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls. The present invention relates to a power semiconductor module and a method for manufacturing a power semiconductor module.

Da Leistungshalbleitermodule häufig sehr hohe Ströme schalten, müssen sie elektrische Anschlüsse mit einer hohen Strombelastbarkeit aufweisen. Bei herkömmlichen Halbleitermodulen werden hierzu häufig breite Anschlussbleche verwendet, die auf einen Schaltungsträger des Halbleitermoduls gelötet werden. Aufgrund der Wärmekapazität derartiger Anschlussbleche ist damit eine starke thermische Belastung des Schaltungsträgers verbunden, was dazu führen kann, dass der Schaltungsträger und/oder ein elektrisches Bauelement, mit dem der Schaltungsträger vorbestückt ist, beschädigt oder zerstört werden kann. Since power semiconductor modules often switch very high currents, they must have electrical connections with a high current-carrying capacity. In conventional semiconductor modules, for this purpose, wide connection plates are frequently used, which are soldered onto a circuit carrier of the semiconductor module. Due to the heat capacity of such connection plates so that a strong thermal load of the circuit substrate is connected, which may result in that the circuit carrier and / or an electrical component with which the circuit carrier is pre-equipped, damaged or destroyed.

Alternativ ist es bekannt, mehrere einzelne Pins zu verwenden, die jeweils ein erstes Ende aufweisen, das im Inneren eines Modulgehäuses angeordnet sind, sowie ein zweites Ende, das aus dem Modulgehäuse herausgeführt ist. Die ersten Enden sind im Inneren des Modulgehäuse an eine Metallisierung des Schaltungsträgers angeschlossen und dadurch elektrisch leitend miteinander verbunden, während die zweiten Enden an eine Leiterkarte angeschlossen und dadurch elektrisch parallel geschaltet sind. Allerdings sind dazu hochstromfähige und damit teure Leiterkarten erforderlich. Alternatively, it is known to use a plurality of individual pins, each having a first end disposed inside a module housing, and a second end led out of the module housing. The first ends are connected in the interior of the module housing to a metallization of the circuit substrate and thereby electrically conductively connected to each other, while the second ends are connected to a printed circuit board and thereby electrically connected in parallel. However, highly currentable and therefore expensive printed circuit boards are required.

In DE 10 2011 084 803 A1 ist eine Anordnung beschrieben, bei ein L-förmiger oder linearer externer Anschluss in ein zylindrisches Kommunikationsteil eingesetzt ist, das auf ein Verdrahtungsmuster eines Metallschaltungssubstrats gelötet ist. Der externe Anschluss kann hierzu an seinen beiden Enden ein oder mehrere Verbindungselemente aufweisen. In DE 10 2011 084 803 A1 an arrangement is described, is inserted in an L-shaped or linear external terminal in a cylindrical communication part, which is soldered to a wiring pattern of a metal circuit substrate. For this purpose, the external connection can have one or more connecting elements at its two ends.

Die DE 10 2011 087 414 A1 betrifft eine Leistungshalbleitervorrichtung mit einer gedruckten Leiterplatte, an die ein Passelement gelötet ist. In das Passelement ist ein Einsetzelement aus einer flachen Metallplatte eingesetzt. Das Einsetzelement weist einen oder zwei vorstehende Abschnitte auf, die jeweils in eine Metallbuchse eingesteckt sind, welche mit einem Verdrahtungsmuster eines Substrats elektrisch verbunden sind. The DE 10 2011 087 414 A1 relates to a power semiconductor device with a printed circuit board, to which a fitting element is soldered. In the fitting element, an insert element is inserted from a flat metal plate. The insertion member has one or two projecting portions respectively inserted into a metal bushing which are electrically connected to a wiring pattern of a substrate.

Die DE 10 2009 033 321 A1 betrifft eine Leistungshalbleitervorrichtung. Diese weist eine Harzisolierschicht auf, auf der sich ein Verdrahtungsmuster befindet. Zur elektrischen Kontaktierung ist das Verdrahtungsmuster mit zylindrischen Verbindungsbereichen versehen. Ein externer Anschluss ist mit Hilfe von vier Verbindungsstiften, die zweidimensional derart angeordnet sind, dass zwei Paare von Stiften zwei parallele Reihen bilden, mit den zylindrischen Verbindungsbereichen verbunden. Hierzu sind die Stifte in jeweils einen der zylindrischen Verbindungsbereiche eingesetzt. The DE 10 2009 033 321 A1 relates to a power semiconductor device. This has a Harzisolierschicht on which a wiring pattern is located. For electrical contacting, the wiring pattern is provided with cylindrical connection areas. An external terminal is connected to the cylindrical connection areas by means of four connection pins arranged two-dimensionally such that two pairs of pins form two parallel rows. For this purpose, the pins are inserted into each one of the cylindrical connection areas.

Aus US 4 538 168 A ist eine Hochleistungshalbleiterbaugruppe mit einem pfostenartigen Anschluss aus mit Nickel beschichtetem Kupfer bekannt, der ein Innengewinde aufweist. An seinem dem Innengewinde abgewandten Ende weist der Anschluss eine flanschartige Erweiterung auf, in die zwei Anschlüsse, die aus Kupfer bestehen, jeweils an einem ihrer Enden eingesetzt sind, während die anderen Enden C-förmig ausgebildet sind und mit einer Halbleiterchipanordnung in elektrischem Kontakt stehen. Out US 4,538,168 A is a high-performance semiconductor device with a post-like connection made of nickel-coated copper known having an internal thread. At its end facing away from the internal thread end, the terminal has a flange-like extension, in which two terminals, which are made of copper, are respectively inserted at one of their ends, while the other ends are C-shaped and are in electrical contact with a semiconductor chip arrangement.

In DE 36 04 313 A1 ist ein Leistungshalbleitermodul mit einem Substrat bestückt ist, das mit einer gekrümmten Steckhülse bestückt ist. In die Steckhülse ist ein Anschlusselement aus einem Messingblech eingesteckt. In DE 36 04 313 A1 is a power semiconductor module is equipped with a substrate that is equipped with a curved socket. In the socket a connection element made of a brass sheet is inserted.

Die DE 10 2008 005 547 A1 beschreibt ein Leistungshalbleitermodul mit einem Schaltungsträger, der mit Hülsen bestückt ist, die an ihren entgegengesetzten Enden jeweils eine Umbördelung aufweisen. In jede der Hülsen, die jeweils an einer ihrer Umbördelungen mit dem Substrat verlötet sind, ist ein Kontaktstift eingesteckt. Jeder Kontaktstift ist an einem Ende, das aus einem Gehäuse des Leistungshalbleitermoduls herausragt, mit einer Leiterplatte verbunden. The DE 10 2008 005 547 A1 describes a power semiconductor module with a circuit carrier, which is equipped with sleeves having at their opposite ends in each case a bead. In each of the sleeves, which are each soldered to one of their Umbördelungen with the substrate, a contact pin is inserted. Each contact pin is connected at one end, which protrudes from a housing of the power semiconductor module, to a printed circuit board.

JP 2012 178 528 A beschreibt eine säulenförmige Elektrode, die einen oberen und einen unteren Abschnitt aufweist. Der obere Abschnitt besitzt einen größeren Durchmesser als der untere Abschnitt. Mit seinem unteren Abschnitt ist die Elektrode in ein Durchgangsloch eines Trägers eingesetzt, der vier Fußbereiche aufweist, an denen der Träger mit einem Halbleiterchip verbunden ist. JP 2012 178 528 A describes a columnar electrode having an upper and a lower portion. The upper section has a larger diameter than the lower section. With its lower portion, the electrode is inserted into a through hole of a carrier having four foot portions at which the carrier is connected to a semiconductor chip.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Leistungshalbleitermodul ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls bereitzustellen, das einen hochstromfähigen elektrischen Anschluss aufweist, das einfach und ohne die Gefahr einer Zerstörung von Bestandteilen des Halbleitermoduls herzustellen ist. The object of the present invention is to provide a power semiconductor module a method for manufacturing a power semiconductor module having a high-current capable electrical connection, which is easy to produce and without the risk of destruction of components of the semiconductor module.

Diese Aufgabe wird durch ein Leistungshalbleitermodul gemäß Patentanspruch 1 bzw. durch ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls gemäß Patentanspruch 8 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen. This object is achieved by a power semiconductor module according to claim 1 or by a method for producing a power semiconductor module according to claim 8. Embodiments and developments of the invention are the subject of dependent claims.

Ein erster Aspekt betrifft ein Leistungshalbleitermodul. Dieses weist ein Modulgehäuse auf, einen Schaltungsträger, einen auf dem Schaltungsträger angeordneten Halbleiterbauelement, und einen Hochstromleiter. Der Schaltungsträger weist einen dielektrischen Isolationsträger auf, sowie eine obere Metallisierungsschicht, die auf eine Oberseite des dielektrischen Isolationsträgers aufgebracht ist. Außerdem enthält das Halbleitermodul einen Hochstromleiter, der einstückig ausgebildet ist und aus einem einheitlichen Material oder einer homogenen Materialzusammensetzung besteht. Der Hochstromleiter weist einen ersten Abschnitt auf, der im Inneren des Modulgehäuses angeordnet ist, sowie einen zweiten Abschnitt, der von der Außenseite des Modulgehäuses her zugänglich ist und an dem ein Gewinde angebracht ist. Der erste Abschnitt besitzt eine Anzahl von N ≥ 4 Fortsätzen. Das Gewinde ist entweder als Außengewinde ausgebildet, auf das von der Außenseite des Modulgehäuses her eine Mutter aufschraubbar ist, oder als Innengewinde, in das von der Außenseite des Modulgehäuses her eine Schraube einschraubbar ist. Auf dem Schaltungsträger ist eine Anzahl N elektrisch leitender Kontakthülsen angeordnet, in die jeweils einer der Fortsätze eingesteckt und dadurch elektrisch leitend mit dieser verbunden ist. Mehrere der Kontakthülsen, in die die Fortsätze des Hochstromleiters eingesteckt sind und die auf demselben zusammenhängenden Metallisierungsabschnitt montiert sind, sind in einem matrixartigen Array mit wenigstens zwei Zeilen und wenigstens zwei Spalten angeordnet. Der Hochstromleiter ist durch das Modulgehäuse durch Formschluss und/oder Kraftschluss und/oder Stoffschluss gegen ein Verdrehen, das beim Aufschrauben einer Mutter auf das Außengewinde oder beim Einschrauben einer Schraube in das Innengewinde auftreten kann, gesichert. A first aspect relates to a power semiconductor module. This has a module housing, a circuit carrier, one on the Circuit carrier arranged semiconductor device, and a high current conductor. The circuit carrier has a dielectric isolation carrier, as well as an upper metallization layer, which is applied to an upper side of the dielectric isolation carrier. In addition, the semiconductor module includes a high current conductor, which is integrally formed and consists of a uniform material or a homogeneous material composition. The high-current conductor has a first portion which is arranged in the interior of the module housing, and a second portion which is accessible from the outside of the module housing and to which a thread is attached. The first section has a number of N ≥ 4 extensions. The thread is formed either as an external thread on which a nut can be screwed from the outside of the module housing, or as an internal thread into which a screw can be screwed from the outside of the module housing. On the circuit carrier, a number N of electrically conductive contact sleeves is arranged, in each of which one of the extensions inserted and thereby electrically conductively connected thereto. Several of the contact sleeves, in which the extensions of the high-current conductor are inserted and which are mounted on the same contiguous metallization section, are arranged in a matrix-like array with at least two rows and at least two columns. The high-current conductor is secured by the module housing by positive engagement and / or adhesion and / or material connection against twisting, which can occur when screwing a nut onto the external thread or when screwing a screw into the internal thread.

Ein zweiter Aspekt betrifft ein Verfahren, mit dem ein gemäß dem ersten Aspekt ausgebildetes Leistungshalbleitermodul hergestellt wird. Bei dem Verfahren wird ein Hochstromleiter bereitgestellt, der einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist. Der erste Abschnitt weist eine Anzahl von N ≥ 4 Fortsätzen auf. Ebenfalls bereitgestellt werden ein Modulgehäuse, sowie ein Schaltungsträger, der einen dielektrischen Isolationsträger aufweist und eine obere Metallisierungsschicht, die auf eine Oberseite des dielektrischen Isolationsträgers aufgebracht ist. Außerdem ist der Schaltungsträger mit einem Halbleiterbauelement bestückt, sowie mit einer Anzahl N elektrisch leitender Kontakthülsen. In jede der Kontakthülsen wird einer der Fortsätze eingesteckt. Außerdem wird das Modulgehäuse – vor oder nach dem Einstecken der Fortsätze in die Kontakthülsen – auf den Schaltungsträger aufgesetzt, so dass nach dem Einstecken der Fortsätze in die Kontakthülsen und nach dem Aufsetzen des Modulgehäuses auf den Schaltungsträger der ersten Abschnitt des Hochstromleiters im Inneren des Modulgehäuses angeordnet ist und der zweite Abschnitt des Hochstromleiters von der Außenseite des Modulgehäuses her zugänglich ist. A second aspect relates to a method with which a power semiconductor module designed according to the first aspect is produced. The method provides a high current conductor having a first portion and a second portion. The first section has a number of N ≥ 4 extensions. Also provided are a module housing, as well as a circuit carrier, which has a dielectric insulating carrier and an upper metallization layer, which is applied to an upper side of the dielectric insulating carrier. In addition, the circuit carrier is equipped with a semiconductor device, as well as with a number N of electrically conductive contact sleeves. In each of the contact sleeves one of the extensions is inserted. In addition, the module housing - before or after inserting the extensions in the contact sleeves - placed on the circuit board, so that after insertion of the extensions in the contact sleeves and after placing the module housing on the circuit board of the first portion of the high current conductor arranged inside the module housing is and the second portion of the high current conductor is accessible from the outside of the module housing forth.

Diese sowie weitere Aspekte der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen: These and other aspects of the invention are explained below with reference to embodiments with reference to the accompanying figures. Show it:

1A einen Querschnitt durch einen Schaltungsträger, der mit Hochstromleitern bestückt wird, die ein Außengewinde aufweisen. 1A a cross section through a circuit carrier, which is equipped with high-current conductors having an external thread.

1B den mit den Hochstromleitern bestückten Schaltungsträger gemäß 1A. 1B the equipped with the high-current conductors circuit carrier according to 1A ,

2 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Schaltungsträgers, der mit Hochstromleitern bestückt wird, die ein Außengewinde aufweisen. 2 a perspective view of a portion of a circuit substrate, which is equipped with high-current conductors having an external thread.

3A einen Querschnitt durch einen Schaltungsträger, der mit Hochstromleitern bestückt wird, die ein Innengewinde aufweisen. 3A a cross section through a circuit board, which is equipped with high current conductors having an internal thread.

3B den mit den Hochstromleitern bestückten Schaltungsträger gemäß 3A. 3B the equipped with the high-current conductors circuit carrier according to 3A ,

4 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Schaltungsträgers, der mit Hochstromleitern bestückt wird, die ein Innengewinde aufweisen. 4 a perspective view of a portion of a circuit substrate, which is equipped with high-current conductors having an internal thread.

5 eine perspektivische Ansicht eines Hochstromleiters, der ein Innengewinde aufweist. 5 a perspective view of a high-current conductor having an internal thread.

6 eine perspektivische Ansicht eines Leistungshalbleitermoduls, das mehrere Hochstromleiter mit jeweils einem Anschlussgewinde aufweist, das von der Außenseite des Halbleitermoduls her zugänglich ist. 6 a perspective view of a power semiconductor module having a plurality of high-current conductors each having a connection thread, which is accessible from the outside of the semiconductor module forth.

Die Darstellung in den Figuren ist nicht maßstäblich. Sofern nicht anders angegeben, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleichwirkende Elemente. The representation in the figures is not to scale. Unless otherwise indicated, like reference characters designate like or equivalent elements in the figures.

1 zeigt einen Querschnitt durch einen bestückten Schaltungsträger 2. Der Schaltungsträger 2 weist einen dielektrischen Isolationsträger 20 mit einer Oberseite 20t auf, auf die eine obere Metallisierungsschicht 21 aufgebracht ist, sowie eine optionale untere Metallisierungsschicht 22, die auf eine der Oberseite 20t abgewandte Unterseite 20b des dielektrischen Isolationsträgers 20 aufgebracht ist. Sofern eine obere und eine untere Metallisierungsschicht 21, 22 vorhanden sind, können sich diese also auf einander entgegengesetzten Seiten des Isolationsträgers 20 befinden. Die obere Metallisierungsschicht 21 kann bei Bedarf strukturiert sein, so dass sie Leiterbahnen aufweist, die beispielsweise zur elektrischen Verschaltung und/oder zur Chipmontage genutzt werden können. Der dielektrische Isolationsträger 20 kann dazu verwendet werden, die obere Metallisierungsschicht 21 und die untere Metallisierungsschicht 22 elektrisch voneinander zu isolieren. 1 shows a cross section through a populated circuit carrier 2 , The circuit carrier 2 has a dielectric insulation carrier 20 with a top 20t on top of which an upper metallization layer 21 as well as an optional lower metallization layer 22 on one of the top 20t opposite bottom 20b of the dielectric insulation carrier 20 is applied. Provided an upper and a lower metallization layer 21 . 22 are present, so they can on opposite sides of the insulation carrier 20 are located. The upper metallization layer 21 can be structured as needed so that it has printed conductors, for example, the electrical interconnection and / or can be used for chip assembly. The dielectric insulation carrier 20 can be used to the upper metallization layer 21 and the lower metallization layer 22 electrically isolate each other.

Bei dem Schaltungsträger 2 kann es sich um ein Keramiksubstrat handeln, bei dem der Isolationsträger 20 als dünne Schicht ausgebildet ist, die Keramik aufweist oder aus Keramik besteht. Als Materialien für die obere Metallisierungsschicht 21 und, soweit vorhanden, die untere Metallisierungsschicht 22 eignen sich elektrisch gut leitende Metalle wie beispielsweise Kupfer oder Kupferlegierungen, Aluminium oder Aluminiumlegierungen, aber auch beliebige andere Metalle oder Legierungen. Sofern der Isolationsträger 20 Keramik aufweist oder aus Keramik besteht, kann es sich bei der Keramik beispielsweise um Aluminiumoxid (Al2O3) oder Aluminiumnitrid (AlN) oder Siliziumnitrid (Si3N4) oder Zirkoniumoxid (ZrO2) handeln, oder um eine Mischkeramik, die neben zumindest einem der genannten Keramikmaterialien noch wenigstens ein weiteres, von diesem verschiedenes Keramikmaterial aufweist. Zum Beispiel kann ein Schaltungsträger 2 als DCB-Substrat (DCB = Direct Copper Bonding), als DAB-Substrat (DAB = Direct Aluminum Bonding), als AMB-Substrat (AMB = Active Metal Brazing) oder als IMS-Substrat (IMS = Insulated Metal Substrate) ausgebildet sein. Die obere Metallisierungsschicht 21 und, soweit vorhanden, die untere Metallisierungsschicht 22 können, unabhängig voneinander, jeweils eine Dicke im Bereich von 0,05 mm bis 2,5 mm aufweisen. Die Dicke des Isolationsträgers 20 kann z. B. im Bereich von 0,1 mm bis 2 mm liegen. Größere oder kleinere als die angegebenen Dicken sind jedoch ebenfalls möglich. In the circuit carrier 2 it may be a ceramic substrate in which the insulating substrate 20 is formed as a thin layer having ceramic or consists of ceramic. As materials for the upper metallization layer 21 and, if present, the lower metallization layer 22 are suitable electrically conductive metals such as copper or copper alloys, aluminum or aluminum alloys, but also any other metals or alloys. If the isolation carrier 20 Ceramic or consists of ceramic, the ceramic may be, for example, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) or aluminum nitride (AlN) or silicon nitride (Si 3 N 4 ) or zirconium oxide (ZrO 2 ), or a mixed ceramic, in addition to at least one of said ceramic materials still has at least one further, different from this ceramic material. For example, a circuit carrier 2 as DCB substrate (DCB = Direct Copper Bonding), as DAB substrate (DAB = Direct Aluminum Bonding), as AMB substrate (AMB = Active Metal Brazing) or as an IMS substrate (IMS = Insulated Metal Substrate). The upper metallization layer 21 and, if present, the lower metallization layer 22 may each independently have a thickness in the range of 0.05 mm to 2.5 mm. The thickness of the insulation carrier 20 can z. B. in the range of 0.1 mm to 2 mm. However, larger or smaller than the specified thicknesses are also possible.

Der Schaltungsträger 2 kann mit einem oder mehreren elektronischen Bauteilen 1 bestückt sein. Grundsätzlich können beliebige elektronische Bauteile 1 verwendet werden. Insbesondere kann ein solches elektronisches Bauteil 1 ein beliebiges aktives oder passives elektronisches Bauelement enthalten. Auch ist es möglich, dass in einem elektronischen Bauteil 1 ein oder mehrere aktive elektronische Bauelemente und ein oder mehrere passive elektronische Bauelemente miteinander integriert sind. Jedes elektronische Bauteil 1 weist eine erste Elektrode 11 und mindestens eine zweite Elektrode 12 auf. The circuit carrier 2 can with one or more electronic components 1 be equipped. Basically, any electronic components 1 be used. In particular, such an electronic component 1 contain any active or passive electronic device. It is also possible that in an electronic component 1 one or more active electronic components and one or more passive electronic components are integrated with each other. Every electronic component 1 has a first electrode 11 and at least one second electrode 12 on.

Beispielsweise kann ein elektronisches Bauteil 1 als Halbleiterchip ausgebildet sein und einen Halbleiterkörper 10 aufweisen. Bei den Elektroden 11 und 12 kann es sich dann jeweils um eine Chipmetallisierung handeln, die auf den Halbleiterkörper 10 aufgebracht ist. For example, an electronic component 1 be formed as a semiconductor chip and a semiconductor body 10 exhibit. At the electrodes 11 and 12 it can then each be a chip metallization on the semiconductor body 10 is applied.

Ein Bauteil 1 kann zum Beispiel eine Diode enthalten, oder einen steuerbaren Halbleiterschalter, der über einen Steuereingang (z. B. einen Gate- oder Basiseingang 13, wie er später in 6 gezeigt ist) angesteuert werden kann, beispielsweise einen MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), einen IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), einen Thyristor, einen JFET (Junction Field Effect Transistor), einen HEMT (High Electron Mobility Transistor). Bei der ersten Elektrode 11 und der zweite Elektrode 12 eines Bauteils 1 kann es sich zum Beispiel um Anode bzw. Kathode, um Kathode bzw. Anode, um Source bzw. Drain, um Drain bzw. Source, um Emitter bzw. Kollektor oder um Kollektor bzw. Emitter des betreffenden Bauelements handeln. A component 1 For example, it may include a diode, or a controllable semiconductor switch that may be connected through a control input (eg, a gate or base input 13 as he later in 6 4), such as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), an Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT), a thyristor, a Junction Field Effect Transistor (JFET), a High Electron Mobility Transistor (HEMT). At the first electrode 11 and the second electrode 12 a component 1 it may be, for example, anode or cathode, cathode or anode, source or drain, drain or source, emitter or collector or collector or emitter of the relevant device.

Bei dem gezeigten Beispiel ist das Bauteil 1 an seiner Elektrode 12 stoffschlüssig und elektrisch leitend mit einem Abschnitt der oberen Metallisierungsschicht 21 verbunden. Die entsprechende Verbindung kann beispielsweise durch Löten, Sintern einer metallpulverhaltigen Paste oder durch elektrisch leitendes Kleben hergestellt werden. Je nach den Erfordernissen der auf dem Schaltungsträger 2 zu realisierenden Schaltung kann das eine elektronisches Bauteil 1 auf beliebige Weise an den Schaltungsträger 2 und/oder an anderen Elemente des herzustellenden Leistungshalbleitermoduls angeschlossen werden. In 1A ist hierzu lediglich beispielhaft ein Bonddraht 3 gezeigt, der durch Drahtbonden an einer ersten Bondstelle an einen Abschnitt der oberen Metallisierungsschicht 21 gebondet ist, sowie an einer zweiten Bondstelle an die erste Elektrode 11 des Bauteils 1. In the example shown, the component 1 at his electrode 12 cohesively and electrically conductive with a portion of the upper metallization layer 21 connected. The corresponding compound can be prepared for example by soldering, sintering a metal powder-containing paste or by electrically conductive bonding. Depending on the requirements of the circuit carrier 2 To be realized circuit that can be an electronic component 1 in any way to the circuit carrier 2 and / or connected to other elements of the power semiconductor module to be produced. In 1A this is merely an example of a bonding wire 3 shown by wire bonding at a first bonding point to a portion of the upper metallization layer 21 is bonded, and at a second bonding point to the first electrode 11 of the component 1 ,

Weiterhin ist der Schaltungsträger 2 mit mehreren elektrisch leitenden Kontakthülsen 4 bestückt. Jeweils wenigstens vier dieser Kontakthülsen 4 können elektrisch an einen zusammenhängenden Abschnitt einer Metallisierung, beispielsweise einen Abschnitt der oberen Metallisierungsschicht, angeschlossen und fest mit diesem verbunden sein. Zum Beispiel können die wenigstens vier Kontakthülsen 4 jeweils durch ein elektrisch leitendes Verbindungsmittel, das sowohl an die betreffende Kontakthülse als auch an den zusammenhängenden Abschnitt der Metallisierung angrenzt, mit dem zusammenhängenden Abschnitt der Metallisierung verbunden sein. Bei dem Verbindungsmittel kann es sich beispielsweise um ein Lot, eine Schicht mit gesintertem Metallpulver oder eine elektrisch leitende Klebeschicht handeln. Alternativ können die wenigstens vier Kontakthülsen 4 auch jeweils unmittelbar an den zusammenhängenden Abschnitt der Metallisierung geschweißt sein. In jedem Fall verbindet der zusammenhängende Abschnitt der Metallisierung die auf ihm montierten Kontakthülsen 4 elektrisch leitend miteinander. Furthermore, the circuit carrier 2 with several electrically conductive contact sleeves 4 stocked. In each case at least four of these contact sleeves 4 may be electrically connected to and fixedly connected to a contiguous portion of a metallization, such as a portion of the top metallization layer. For example, the at least four contact sleeves 4 are connected to the contiguous portion of the metallization by an electrically conductive connection means adjacent both the respective contact sleeve and the contiguous portion of the metallization. The connecting means may be, for example, a solder, a layer of sintered metal powder or an electrically conductive adhesive layer. Alternatively, the at least four contact sleeves 4 each also be welded directly to the contiguous portion of the metallization. In any case, the contiguous portion of the metallization connects the contact sleeves mounted on it 4 electrically conductive with each other.

Wie aus 1A weiterhin hervorgeht, kann der Schaltungsträger 2 mit einem oder mehreren Hochstromleitern 5 bestückt sein. Ein jeder der Hochstromleiter 5 weist vier oder mehr Fortsätze 54 auf. In wenigstens vier der Kontakthülsen 4, die wie erläutert auf demselben zusammenhängenden Abschnitt einer Metallisierung (hier einem Abschnitt der oberen Metallisierungsschicht 21) angeordnet und durch diesen zusammenhängenden Abschnitt elektrisch leitend miteinander verbunden sind, ist einer der Fortsätze 54 desselben Hochstromleiters 5 eingesteckt und dadurch elektrisch leitend mit der betreffenden Kontakthülse 4 verbunden. Da zur elektrischen Kontaktierung desselben Hochstromleiters 5 vier oder mehr Kontakthülsen 4 verwendet werden, können die Kontakthülsen 4 einzeln auf dem zusammenhängenden Abschnitt der Metallisierung montiert und danach der Hochstromleiter 5 in die Kontakthülsen 5 eingesteckt werden. Hierdurch ergeben sich mehrere Vorteile:
Zum einen wird die Montage der Kontakthülsen 4 auf dem zusammenhängenden Abschnitt der Metallisierung durch den Hochstromleiter 5 nicht behindert. Zum anderen entzieht der Hochstromleiter 5 einem Verbindungsprozess, der die Zufuhr von Wärme erfordert (also z.B. wenn die Kontakthülsen 4 an den zusammenhängenden Abschnitt der Metallisierung gelötet, geschweißt oder gesintert werden), keine Energie, wodurch sich die thermische Belastung des Schaltungsträgers 2 und eventuell bereits auf diesem montierter elektronischer Bauelemente 1 verringert. How out 1A continues to show, the circuit carrier 2 with one or more high current conductors 5 be equipped. Each of the high-current conductors 5 has four or more extensions 54 on. In at least four of the contact sleeves 4 that like illustrated on the same contiguous portion of a metallization (here a portion of the upper metallization 21 ) are arranged and electrically conductively connected to each other by this contiguous portion, is one of the extensions 54 same high current conductor 5 inserted and thereby electrically conductive with the respective contact sleeve 4 connected. As for the electrical contacting of the same high current conductor 5 four or more contact sleeves 4 can be used, the contact sleeves 4 individually mounted on the contiguous section of the metallization and then the high current conductor 5 into the contact sleeves 5 be plugged in. This results in several advantages:
On the one hand, the assembly of the contact sleeves 4 on the contiguous portion of the metallization through the high current conductor 5 not disabled. On the other hand, the high-current conductor withdraws 5 a connection process that requires the supply of heat (eg when the contact sleeves 4 be soldered, welded or sintered to the contiguous portion of the metallization), no energy, thereby increasing the thermal load on the circuit substrate 2 and possibly already on this assembled electronic components 1 reduced.

Die Anzahl N der Fortsätze 54 eines Hochstromleiters 5 ist prinzipiell beliebig, sie ist jedoch in jedem Fall größer oder gleich vier. Es kann beispielsweise N ≥ 4 oder N ≥ 6 gelten. Da jeder der N Fortsätze 54 in eine eigene Kontakthülse 4 eingesteckt wird, ist zur Montage des betreffenden Hochstromleiters 5 im Regelfall auch eine entsprechende Anzahl N von Kontakthülsen 4 vorhanden. Grundsätzlich besteht natürlich die Möglichkeit, nicht sämtliche Fortsätze 54 eines Hochstromleiters 5 in Kontakthülsen 4 einzustecken, die auf demselben zusammenhängenden Abschnitt einer Metallisierung montiert sind. Beispielsweise kann ein Teil der Fortsätze 54 eines Hochstromleiters 5 in Kontakthülsen 4 eingesteckt sein, die auf einem ersten zusammenhängenden Metallisierungsabschnitt montiert sind, und ein anderer Teil in Kontakthülsen 4, die auf einem vom ersten zusammenhängenden Metallisierungsabschnitt verschiedenen zweiten zusammenhängenden Metallisierungsabschnitt montiert sind. Ebenso ist es möglich, einen oder mehrere Fortsätze 54 desselben Hochstromleiters 5 überhaupt nicht in eine Kontakthülse 4 einzustecken. The number N of extensions 54 a high current conductor 5 is in principle arbitrary, but it is in any case greater than or equal to four. For example, N ≥ 4 or N ≥ 6 may apply. Because each of the N extensions 54 in a separate contact sleeve 4 is inserted, is for mounting the relevant high current conductor 5 as a rule, a corresponding number N of contact sleeves 4 available. Basically, of course, there is the possibility, not all extensions 54 a high current conductor 5 in contact sleeves 4 which are mounted on the same contiguous section of a metallization. For example, a part of the extensions 54 a high current conductor 5 in contact sleeves 4 be plugged, which are mounted on a first contiguous Metallisierungsabschnitt, and another part in contact sleeves 4 which are mounted on a second contiguous metallization section other than the first contiguous metallization section. Likewise, it is possible to have one or more extensions 54 same high current conductor 5 not at all in a contact sleeve 4 insert.

Nachdem ein oder mehrere Hochstromleiter 5 jeweils mit wenigstens vier ihrer Fortsätze 54 in korrespondierende, auf demselben Metallisierungsabschnitt montierte Kontakthülsen 4 eingesteckt wurden, kann ein Modulgehäuses 6 so auf den Schaltungsträger 2 aufgesetzt werden, dass ein erster Abschnitt des Hochstromleiters 5, an dem die Fortsätze 54 ausgebildet sind, im Inneren des Modulgehäuses 6 angeordnet ist und dass der zweite Abschnitt 52 des Hochstromleiters 5 von der Außenseite des Modulgehäuses 6 her zugänglich ist und dadurch elektrisch an eine modulexterne Komponente angeschlossen werden kann. 1B zeigt das Halbleitermodul 100 mit dem auf den Schaltungsträger 2 aufgesetzten Gehäuse 6. After one or more high-current conductors 5 each with at least four of their extensions 54 in corresponding, mounted on the same Metallisierungsabschnitt contact sleeves 4 can be plugged in, a module housing 6 so on the circuit board 2 be put on that a first section of the high current conductor 5 on which the extensions 54 are formed, inside the module housing 6 is arranged and that the second section 52 of the high current conductor 5 from the outside of the module housing 6 is accessible forth and thereby can be electrically connected to a module external component. 1B shows the semiconductor module 100 with the on the circuit carrier 2 attached housing 6 ,

Anders als mit den 1A und 1B gezeigt kann aber auch zunächst das Gehäuse 6 auf den Schaltungsträger 2 aufgesetzt und eine oder mehrere Hochstromleiter 5 durch entsprechende Aussparungen im Gehäuse 6 in die zugehörigen, auf dem Schaltungsträger 2 montierten Kontakthülsen 4 eingesteckt werden, so dass im Ergebnis wiederum ein erster Abschnitt des jeweiligen Hochstromleiters 5, an dem die Fortsätze 54 ausgebildet sind, im Inneren des Modulgehäuses 6 angeordnet ist, während ein zweiter Abschnitt 52 von der Außenseite des Modulgehäuses 6 her zugänglich ist und dadurch elektrisch an eine modulexterne Komponente angeschlossen werden kann. Unlike with the 1A and 1B but can also be shown first, the housing 6 on the circuit carrier 2 attached and one or more high-current conductors 5 through corresponding recesses in the housing 6 in the associated, on the circuit board 2 mounted contact sleeves 4 be inserted, so that in turn, a first portion of the respective high-current conductor 5 on which the extensions 54 are formed, inside the module housing 6 is arranged while a second section 52 from the outside of the module housing 6 is accessible forth and thereby can be electrically connected to a module external component.

Bei dem Beispiel gemäß den 1A und 1B ist an dem zweiten Abschnitt 52 ein Gewinde, hier ein Außengewinde, vorhanden, so dass eine elektrisch leitende und feste Verbindung mit einer modulexternen Komponente, beispielsweise einem elektrisch leitenden Anschlussblech, durch Aufschrauben einer Mutter auf das Außengewinde erfolgen kann. In the example according to the 1A and 1B is at the second section 52 a thread, here an external thread, present, so that an electrically conductive and firm connection with a module-external component, such as an electrically conductive connection plate, by screwing a nut on the external thread can be done.

Um zu verhindern, dass sich der Hochstromleiter 5 beim Aufschrauben gegenüber dem Schaltungsträger 2 verdreht und eine zu starke mechanische Belastung auf die Kontakthülsen 4 ausübt, in die er eingesteckt ist, ist der Hochstromleiter 5 durch das Modulgehäuse 6 gegen ein Verdrehen gesichert, was durch Formschluss und/oder Kraftschluss und/oder Stoffschluss zwischen dem Modulgehäuse 6 und dem Hochstromleiter 5 erfolgen kann. Beispielsweise kann der Hochstromleiter 5 einen Abschnitt aufweisen, der bezogen auf die Achse des Gewindes 52 keine Rotationssymmetrie besitzt und in eine entsprechend angepasste Aussparung des Gehäuses 6 eingesetzt ist, die – abgesehen von einem geringen Spiel – ein Verdrehen des Hochstromleiters 5 um die Gewindeachse relativ zum Schaltungsträger 5 verhindert. To prevent the high-current conductor 5 when screwing against the circuit board 2 twisted and too much mechanical stress on the contact sleeves 4 in which he is plugged, is the high current conductor 5 through the module housing 6 secured against rotation, which by positive engagement and / or adhesion and / or material connection between the module housing 6 and the high current conductor 5 can be done. For example, the high-current conductor 5 have a portion relative to the axis of the thread 52 has no rotational symmetry and in a correspondingly adapted recess of the housing 6 is used, which - apart from a small game - a twisting of the high current conductor 5 around the thread axis relative to the circuit carrier 5 prevented.

So zeigt beispielsweise 2 eine perspektivische Ansicht eines Schaltungsträgers 2 während des Aufsteckens von Hochstromleitern 5 entsprechend dem anhand von 1A erläuterten Verfahren. Bei diesem Beispiel weisen die Hochstromleiter 5 einen Abschnitt 50 mit rechteckigem Querschnitt auf. Wird dieser Abschnitt 50 in einer Aussparung des Gehäuses 6 platziert (siehe 1B), die gegenüber dem diesem Abschnitt 50 nur ein geringes Übermaß aufweist, so wird der Hochstromleiter 5 hierdurch gegen ein allzu starkes Verdrehen um die Achse seines Gewindes 52 relativ zum Schaltungsträger 2 gesichert. So shows, for example 2 a perspective view of a circuit substrate 2 during the attachment of high current conductors 5 according to the basis of 1A explained method. In this example, the high current conductors 5 a section 50 with rectangular cross section on. Will this section 50 in a recess of the housing 6 placed (see 1B ), opposite to this section 50 has only a slight oversize, then the high-current conductor 5 thus against a too strong twisting about the axis of its thread 52 relative to the circuit carrier 2 secured.

Gemäß einer weiteren, anhand der 3A und 3B gezeigten Ausgestaltung kann das Gewinde im Bereich eines zweiten Abschnitts 52 des Hochstromleiters 5 auch als Innengewinde ausgebildet sein, so dass eine elektrisch leitende und feste Verbindung mit einer modulexternen Komponente, beispielsweise einem elektrisch leitenden Anschlussblech, durch eindrehen einer Schraube in das Außengewinde erfolgen kann. Im Übrigen gelten für die 3A und 3B die Ausführungen zu den 1A, 1B und 2 in gleicher Weise. According to another, based on the 3A and 3B the embodiment shown, the thread in the region of a second portion 52 of the high current conductor 5 Also be designed as an internal thread, so that an electrically conductive and firm connection with a module-external component, such as an electrically conductive connection plate, by screwing a screw into the external thread can be done. Incidentally, apply to the 3A and 3B the remarks to the 1A . 1B and 2 in the same way.

3 zeigt noch eine perspektivische Ansicht eines Schaltungsträgers 2 während des Aufsteckens von Hochstromleitern 5 entsprechend dem anhand von 3A gezeigten Verfahren. Auch hier weisen die Hochstromleiter 5 einen Abschnitt 50 mit rechteckigem Querschnitt auf, der, wie bereits anhand von 2 erläutert, dazu genutzt werden kann, ein allzu starkes Verdrehen um die Achse des Gewindes 52 relativ zum Schaltungsträger 2 beim Verschrauben zu verhindern. 3 shows yet another perspective view of a circuit substrate 2 during the attachment of high current conductors 5 according to the basis of 3A shown method. Again, the high current conductor 5 a section 50 with a rectangular cross-section, which, as already stated by 2 can be used, too much twisting about the axis of the thread 52 relative to the circuit carrier 2 to prevent when screwing.

Unabhängig davon, ob es sich bei dem Gewinde um ein Außen- oder Innengewinde handelt, lässt sich ein Verdrehen natürlich nicht nur mit Hilfe eines im Querschnitt rechteckigen Abschnitts 50 verhindern. Vielmehr können im Querschnitt nahezu beliebig geformte Abschnitte 50 verwendet werden, solange sie keine Rotationssymmetrie bezüglich der Gewindeachse aufweisen. Regardless of whether the thread is an external or internal thread, of course, twisting can not be achieved only with the aid of a rectangular section 50 prevent. Rather, almost arbitrarily shaped sections in cross section 50 used as long as they have no rotational symmetry with respect to the thread axis.

Allerdings können Abschnitte 50, unabhängig davon, ob sie eine Rotationssymmetrie bezüglich der Gewindeachse aufweisen oder nicht, auch durch Verkleben mit dem Gehäuse 6 vor einem allzu starken Verdrehen des Hochstromleiters 5 gegenüber dem Schaltungsträger 2 geschützt werden. However, sections can 50 regardless of whether they have a rotational symmetry with respect to the thread axis or not, even by gluing to the housing 6 before too much twisting of the high current conductor 5 opposite the circuit carrier 2 to be protected.

5 zeigt noch eine vergrößerte Ansicht eines Hochstromleiters 5, wie er bei der Anordnung gemäß 4 eingesetzt wird. 5 shows an enlarged view of a high current conductor 5 as he according to the arrangement 4 is used.

Abweichend von den bisher erläuterten Beispielen kann ein Leistungshalbleitermodul 100 auch wie erläutert mit einem Hochstromanschluss 5 bestückt sein, der in seinem zweiten Abschnitt 52 ein Innengewinde aufweist, sowie mit einem weiteren Hochstromanschluss 5, der in seinem zweiten Abschnitt 52 ein Außengewinde aufweist. Hierdurch kann beispielsweise ein Verpolungsschutz realisiert werden, wenn an das Halbleitermodul 100 über die beiden Hochstromanschlüsse eine modulexterne angeschlossen wird. Deviating from the examples explained so far, a power semiconductor module 100 also as explained with a high current connection 5 be stocked in his second section 52 has an internal thread, and with another high-voltage connection 5 in his second section 52 has an external thread. In this way, for example, a reverse polarity protection can be realized when to the semiconductor module 100 an external module is connected via the two high current connections.

Wie insbesondere auch den 2 und 4 zu entnehmen ist, sind vier oder mehr Kontakthülsen 4, in die Fortsätze 54 desselben Hochstromleiters 5 eingesteckt sind und die auf dem demselben zusammenhängenden Metallisierungsabschnitt montiert sind, in einem matrixartigen Array mit wenigstens zwei Zeilen und wenigstens zwei Spalten angeordnet. As in particular the 2 and 4 it can be seen are four or more contact sleeves 4 in the extensions 54 same high current conductor 5 are mounted and mounted on the same contiguous Metallisierungsabschnitt arranged in a matrix-like array having at least two rows and at least two columns.

6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Halbleitermoduls 100 mit drei Hochstromleitern 5, die lediglich beispielhaft gemäß den 3A, 3B, 4 und 5 ausgebildet sind. 6 shows a perspective view of a semiconductor module 100 with three high current conductors 5 , which by way of example only according to the 3A . 3B . 4 and 5 are formed.

Bei sämtlichen vorangehend erläuterten Ausgestaltungen der Erfindung kann ein Hochstromleiter 5 optional einstückig ausgebildet sein und/oder aus einem einheitlichen Material oder einer homogenen Materialzusammensetzung bestehen. Geeignete Materialien sind beispielsweise Metalle, z.B. Kupfer oder Kupferlegierungen mit hohem Kupferanteil (z.B. mindestens 90 Gewichts%). In all of the previously described embodiments of the invention, a high-current conductor 5 optionally be integrally formed and / or consist of a uniform material or a homogeneous material composition. Suitable materials are for example metals, for example copper or copper alloys with a high copper content (eg at least 90% by weight).

Weiterhin können sämtliche Fortsätze 54 eines Hochstromleiters 5 parallel zu einander verlaufen. Falls ein mit einem solchen Hochstromleiter 5 bestückter Schaltungsträger 2 einen Isolationsträger 20 mit ebener Oberseite 20t aufweist, können die parallelen Fortsätze in einer zu der Oberseite 20t senkrechten vertikalen Richtung v parallel verlaufen. Furthermore, all extensions 54 a high current conductor 5 parallel to each other. If one with such a high current conductor 5 equipped circuit carrier 2 an insulation carrier 20 with a flat top 20t may have, the parallel extensions in one to the top 20t vertical vertical direction v parallel.

Mit der vorliegenden Erfindung lassen sich Hochstromleiter 5 mit einer hohen Stromtragfähigkeit, beispielsweise von wenigstens 40 A oder gar von wenigstens 100 A realisieren. With the present invention, high-current conductors can be 5 with a high current carrying capacity, for example, realize at least 40 A or even at least 100 A.

Claims (8)

Leistungshalbleitermodul, das Folgendes aufweist: ein Modulgehäuse (6); einen Schaltungsträger (2) mit einem dielektrischen Isolationsträger (20) und einer oberen Metallisierungsschicht (21), die auf eine Oberseite (20t) des dielektrischen Isolationsträgers (20) aufgebracht ist; einem Halbleiterbauelement (1), das auf dem Schaltungsträger (2) angeordnet ist; einen Hochstromleiter (5) mit einem ersten Abschnitt, der im Inneren des Modulgehäuses (6) angeordnet ist und mit einem zweiten Abschnitt, der von der Außenseite des Modulgehäuses (6) her zugänglich ist, wobei der erste Abschnitt eine Anzahl von N ≥ 4 Fortsätzen (54) aufweist und wobei ein an dem zweiten Abschnitt (42) angebrachtes Gewinde entweder als Außengewinde ausgebildet ist, auf das von der Außenseite des Modulgehäuses (6) her eine Mutter aufschraubbar ist, oder als Innengewinde, in das von der Außenseite des Modulgehäuses (6) her eine Schraube einschraubbar ist; eine Anzahl N elektrisch leitender Kontakthülsen (4), die auf dem Schaltungsträger (2) angeordnet sind und in die jeweils einer der Fortsätze (54) eingesteckt und dadurch elektrisch leitend mit dieser verbunden ist, wobei mehrere der Kontakthülsen (4), in die die Fortsätze (54) des Hochstromleiters (5) eingesteckt sind und die auf demselben zusammenhängenden Metallisierungsabschnitt montiert sind, in einem matrixartigen Array mit wenigstens zwei Zeilen und wenigstens zwei Spalten angeordnet sind; wobei der Hochstromleiter (5) einstückig ausgebildet ist und aus einem einheitlichen Material oder einer homogenen Materialzusammensetzung besteht; und wobei der Hochstromleiter (5) durch das Modulgehäuse (6) durch Formschluss und/oder Kraftschluss und/oder Stoffschluss gegen ein Verdrehen, das beim Aufschrauben einer Mutter auf das Außengewinde oder beim Einschrauben einer Schraube in das Innengewinde auftreten kann, gesichert ist. A power semiconductor module, comprising: a module housing ( 6 ); a circuit carrier ( 2 ) with a dielectric insulation carrier ( 20 ) and an upper metallization layer ( 21 ) placed on a top ( 20t ) of the dielectric insulation carrier ( 20 ) is applied; a semiconductor device ( 1 ) mounted on the circuit carrier ( 2 ) is arranged; a high current conductor ( 5 ) with a first section located inside the module housing ( 6 ) is arranged and with a second portion which from the outside of the module housing ( 6 ), the first section having a number of N ≥ 4 extensions ( 54 ) and wherein one at the second section ( 42 ) attached thread is formed either as an external thread on which from the outside of the module housing ( 6 ) a nut can be screwed on, or as an internal thread, into which from the outside of the module housing ( 6 ) ago a screw is screwed; a number N of electrically conductive contact sleeves ( 4 ), which are on the circuit carrier ( 2 ) are arranged and in each of the extensions ( 54 ) plugged in and thereby electrically conductively connected thereto, wherein a plurality of the contact sleeves ( 4 ) into which the extensions ( 54 ) of the high current conductor ( 5 are mounted and mounted on the same contiguous metallization section are arranged in a matrix-like array having at least two rows and at least two columns; the high-current conductor ( 5 ) is integrally formed and consists of a uniform material or a homogeneous material composition; and wherein the high-current conductor ( 5 ) through the module housing ( 6 ) by positive locking and / or adhesion and / or material against rotation, which can occur when screwing a nut on the external thread or when screwing a screw into the internal thread is secured. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, bei dem die Oberseite (20t) des Isolationsträgers (20) eben ist; und die Fortsätze (54) in einer zu der Oberseite (20t) senkrechten vertikalen Richtung (v) parallel verlaufen. Power semiconductor module according to Claim 1, in which the upper side ( 20t ) of the insulation carrier ( 20 ) is just; and the extensions ( 54 ) in one to the top ( 20t ) vertical vertical direction (v) are parallel. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Isolationsträger (20) eine Keramik aufweist oder aus einer Keramik besteht. Power semiconductor module according to Claim 1 or 2, in which the insulation carrier ( 20 ) comprises a ceramic or consists of a ceramic. Leistungshalbleitermodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Hochstromleiter (5) eine Stromtragfähigkeit von wenigstens 40 A oder von wenigstens 100 A aufweist. Power semiconductor module according to one of the preceding claims, in which the high-current conductor ( 5 ) has a current carrying capacity of at least 40 A or at least 100 A. Leistungshalbleitermodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem N ≥ 6.  Power semiconductor module according to one of the preceding claims, wherein N ≥ 6. Leistungshalbleitermodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem mindestens drei der Kontakthülsen (4) in einer Reihe angeordnet sind. Power semiconductor module according to one of the preceding claims, in which at least three of the contact sleeves ( 4 ) are arranged in a row. Leistungshalbleitermodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Kontakthülsen (4) auf die obere Metallisierungsschicht (21) gelötet, gesintert, geschweißt oder elektrisch leitend geklebt und dadurch mit der oberen Metallisierungsschicht (21) elektrisch leitend verbunden sind. Power semiconductor module according to one of the preceding claims, in which the contact sleeves ( 4 ) on the upper metallization layer ( 21 ) are soldered, sintered, welded or electrically conductively bonded and thereby bonded to the upper metallization layer ( 21 ) are electrically connected. Verfahren, mit dem ein gemäß einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildetes Leistungshalbleitermodul hergestellt wird, mit den Schritten: Bereitstellen eines Hochstromleiters (5), der einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, wobei der erste Abschnitt eine Anzahl von N ≥ 4 Fortsätzen (54) aufweist; Bereitstellen eines Modulgehäuses (6); Bereitstellen eines Schaltungsträgers (2), der – einen dielektrischen Isolationsträger (20) aufweist, sowie eine obere Metallisierungsschicht (21), die auf eine Oberseite (20t) des dielektrischen Isolationsträgers (20) aufgebracht ist; – mit einem Halbleiterbauelement (1) bestückt ist; und der – mit einer Anzahl N elektrisch leitender Kontakthülsen (4) bestückt ist; Einstecken der Fortsätze (54) in die Kontakthülsen (4), so dass in jede der Kontakthülsen (4) einer der Fortsätze (54) eingesteckt ist; und Aufsetzen des Modulgehäuses (6) auf den Schaltungsträger (2) vor oder nach dem Einstecken der Fortsätze (54) in die Kontakthülsen (4), so dass nach dem Einstecken der Fortsätze (54) in die Kontakthülsen (4) und nach dem Aufsetzen des Modulgehäuses (6) auf den Schaltungsträger (2) – der erste Abschnitt des Hochstromleiters (5) im Inneren des Modulgehäuses (6) angeordnet ist; und – der zweite Abschnitt des Hochstromleiters (5) von der Außenseite des Modulgehäuses (6) her zugänglich ist. Method with which a power semiconductor module formed according to one of the preceding claims is produced, comprising the steps of: providing a high-current conductor ( 5 ) having a first portion and a second portion, the first portion having a number of N ≥ 4 extensions ( 54 ) having; Providing a module housing ( 6 ); Provision of a circuit carrier ( 2 ), which - a dielectric insulating support ( 20 ), and an upper metallization layer ( 21 ) placed on a top ( 20t ) of the dielectric insulation carrier ( 20 ) is applied; With a semiconductor component ( 1 ) is equipped; and the - with a number N electrically conductive contact sleeves ( 4 ) is equipped; Inserting the extensions ( 54 ) in the contact sleeves ( 4 ), so that in each of the contact sleeves ( 4 ) one of the extensions ( 54 ) is inserted; and placing the module housing ( 6 ) on the circuit carrier ( 2 ) before or after inserting the extensions ( 54 ) in the contact sleeves ( 4 ), so that after insertion of the extensions ( 54 ) in the contact sleeves ( 4 ) and after mounting the module housing ( 6 ) on the circuit carrier ( 2 ) - the first section of the high current conductor ( 5 ) inside the module housing ( 6 ) is arranged; and - the second section of the high-current conductor ( 5 ) from the outside of the module housing ( 6 ) is accessible.
DE102014116793.7A 2014-11-17 2014-11-17 Power semiconductor module and method for producing a power semiconductor module Active DE102014116793B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014116793.7A DE102014116793B4 (en) 2014-11-17 2014-11-17 Power semiconductor module and method for producing a power semiconductor module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014116793.7A DE102014116793B4 (en) 2014-11-17 2014-11-17 Power semiconductor module and method for producing a power semiconductor module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102014116793A1 DE102014116793A1 (en) 2016-05-19
DE102014116793B4 true DE102014116793B4 (en) 2018-03-08

Family

ID=55855375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014116793.7A Active DE102014116793B4 (en) 2014-11-17 2014-11-17 Power semiconductor module and method for producing a power semiconductor module

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014116793B4 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016203058B3 (en) * 2016-02-26 2017-05-18 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Copper-ceramic composite and module
DE102017212739A1 (en) * 2017-07-25 2019-01-31 Siemens Aktiengesellschaft Semiconductor component and method for its production

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4538168A (en) 1981-09-30 1985-08-27 Unitrode Corporation High power semiconductor package
DE3604313A1 (en) 1986-02-12 1987-08-13 Bbc Brown Boveri & Cie Power semiconductor module
DE102008005547A1 (en) 2008-01-23 2009-11-05 Infineon Technologies Ag Contact element, power semiconductor module and circuit arrangement with a power semiconductor module
DE102009033321A1 (en) 2008-07-18 2010-02-11 Mitsubishi Electric Corp. Power semiconductor device
DE102011084803A1 (en) 2010-10-20 2012-04-26 Mitsubishi Electric Corporation Power semiconductor device
DE102011087414A1 (en) 2011-01-20 2012-07-26 Mitsubishi Electric Corp. Power semiconductor device, printed circuit board and mechanism for connecting the power semiconductor device and the printed circuit board
JP2012178528A (en) 2011-02-28 2012-09-13 Sansha Electric Mfg Co Ltd Semiconductor device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4538168A (en) 1981-09-30 1985-08-27 Unitrode Corporation High power semiconductor package
DE3604313A1 (en) 1986-02-12 1987-08-13 Bbc Brown Boveri & Cie Power semiconductor module
DE102008005547A1 (en) 2008-01-23 2009-11-05 Infineon Technologies Ag Contact element, power semiconductor module and circuit arrangement with a power semiconductor module
DE102009033321A1 (en) 2008-07-18 2010-02-11 Mitsubishi Electric Corp. Power semiconductor device
DE102011084803A1 (en) 2010-10-20 2012-04-26 Mitsubishi Electric Corporation Power semiconductor device
DE102011087414A1 (en) 2011-01-20 2012-07-26 Mitsubishi Electric Corp. Power semiconductor device, printed circuit board and mechanism for connecting the power semiconductor device and the printed circuit board
JP2012178528A (en) 2011-02-28 2012-09-13 Sansha Electric Mfg Co Ltd Semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014116793A1 (en) 2016-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112014001487B4 (en) Semiconductor module
DE102014115847B4 (en) Method for producing a power semiconductor module
DE102014116662B4 (en) ELECTRICAL CONNECTION ASSEMBLY, SEMICONDUCTOR MODULE AND METHOD FOR PRODUCING A SEMICONDUCTOR MODULE
DE102014118836B4 (en) SEMICONDUCTOR PACKAGING ARRANGEMENT AND SEMICONDUCTOR PACKAGE
EP2525397B2 (en) Power semiconductor
DE102013100701B4 (en) SEMICONDUCTOR MODULE ARRANGEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR MODULE ARRANGEMENT
DE102014117019A1 (en) Electronical component
DE1815989A1 (en) Semiconductor arrangement
AT512525A4 (en) Printed circuit board, in particular for a power electronics module, comprising an electrically conductive substrate
DE102013200526B4 (en) Power semiconductor module and method for producing a power semiconductor module
DE102017120747A1 (en) SMD housing with topside cooling
WO2015104072A1 (en) Printed circuit board, circuit, and method for the production of a circuit
EP1063700B1 (en) Substrate for high voltage modules
DE102016212032A1 (en) Semiconductor module
DE102014107088A1 (en) SEMI-FINISHED PACKAGE WITH SMALL BASE SURFACE
DE102014116793B4 (en) Power semiconductor module and method for producing a power semiconductor module
DE102013215588A1 (en) Circuit board assembly, controller for a radiator fan module and method
DE19902462B4 (en) Semiconductor component with chip-on-chip structure
EP3226269A2 (en) Power semiconductor device
DE102014107271B4 (en) Semiconductor module
DE102017112048A1 (en) Printed circuit board with an insulated metal substrate made of steel
EP2964004A2 (en) Electronic component assembly
DE102019113082A1 (en) SEMICONDUCTOR HOUSING AND METHOD OF FORMING A SEMICONDUCTOR HOUSING
DE102013215648A1 (en) Power electronics module with substrate, component and circuit board
DE102014107241B4 (en) METHOD FOR PRODUCING AN ELECTRONIC ASSEMBLY CONTAINING AN CONTACT COVER

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R082 Change of representative