DE19530264A1 - Leistungshalbleitermodul - Google Patents

Leistungshalbleitermodul

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DE19530264A1 DE19530264A DE19530264A DE19530264A1 DE 19530264 A1 DE19530264 A1 DE 19530264A1 DE 19530264 A DE19530264 A DE 19530264A DE 19530264 A DE19530264 A DE 19530264A DE 19530264 A1 DE19530264 A1 DE 19530264A1
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Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Leistungselektronik. Sie geht aus von einem Leistungshalbleitermodul nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
Stand der Technik
Ein solches Leistungshalbleitermodul wird schon im US Patent mit der Nummer 5,221,851 beschrieben. Es handelt sich dabei um sogenanntes Druckkontakt-Halbleitermodul, bei welchem mehrere Halbleiterchips mit ihrer ersten Hauptelektrode auf einer Grundplatte aufgebracht sind. Die zweiten Hauptelektroden der Chips werden von einer Mehrzahl von Kon­ taktstempeln kontaktiert. Die Grundplatte ist mit einem ersten Hauptan­ schluß und die Kontaktstempel sind mit einem zweiten Hauptanschluß verbunden. Die Hauptanschlüsse können scheibenförmig ausgebildet sein und mittels Flanschen zusammengehalten werden. Der Druckkontakt ist also in Form eines Kupferstempels ausgebildet, welcher auf die einzelnen Chips drückt.
Problematisch bei dieser Anordnung sind jedoch die Anforderung an die Planparallelität der Chipoberflächen bzw. der Kupferstempel. Die für ei­ nen Druckkontakt benötigte Planparallelität beträgt beispielsweise bei einer kreisrunden Scheibe mit einem Durchmesser von 7 cm nur wenige Mikrometer. Diese Anforderung bei einer Anordnung mit einer Mehrzahl von Chips einzuhalten ist sehr schwierig, da die einzelnen Chips mit kon­ ventioneller Löttechnik praktisch kaum auf einer gemeinsamen Höhe ge­ schweige den planparallel gelötet werden können.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Leistungshalblei­ termodul anzugeben, bei welchem weniger hohe Anforderungen an die Planparallelität gestellt werden.
Diese Aufgabe wird bei einem Leistungshalbleitermodul der eingangs ge­ nannten Art durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst.
Kern der Erfindung ist es also, daß die Lage des oder jedes Kontaktstem­ pels entsprechend dem Abstand von dem oder jedem Halbleiterchip zum zweiten Hauptanschluß individuell eingestellt werden kann. Da die Lage der Kontaktstempel für jeden Halbleiterchip individuell eingestellt wer­ den kann, spielt die Planparallelität keine derart große Rolle mehr.
Die Kontaktstempel sind beweglich gelagert. Zur Einstellung der Position sind dafür ausgebildete Mittel vorgesehen. Diese können beispielsweise eine Lotschicht oder eine Feder mit allfalligen Gleitkontakten umfassen. Die Lotschicht umgibt den Kontaktstempel in dafür vorgesehenen Boh­ rungen und dient sowohl der mechanischen Fixierung der Kontaktstempel als auch der elektrischen Kontaktierung. Bei der Variante mit den Federn sind diese in den Bohrungen angeordnet, welche für die Aufnahme der Kontaktstempel vorgesehen sind. Zur Verbesserung des elektrischen Kon­ taktes können außerdem ein Gleitkontakt, z. B. in Form einer Gleitfeder mit einer Vielzahl von Einzellamellen aus elektrisch gut leitendem Mate­ rial, entlang der Seitenwände der Bohrungen vorgesehen werden.
Halbleitermodule, bei welchen die Kontaktstempel mittels Lötung fixiert werden, werden am besten so hergestellt, daß zunächst die Halbleiter­ chips auf die Grundplatte aufgelötet werden. Anschließend wird die Grundplatte mit den Halbleiterchips in den mit mindestens einer Boh­ rung und mit mindestens einem Kontaktstempel und dazwischen gefügter Lotschicht bestückten zweiten Hauptanschluß eingesetzt. Die Lage der Grundplatte zum zweiten Hauptanschluß wird nun fixiert, und das Halbleitermodul mit nach oben weisendem zweiten Hauptanschluß in ei­ nem Lötofen verlötet. Dabei schmilzt die Lotschicht zwischen dem Kon­ taktstempel und dem zweiten Hauptanschluß und fixiert die individuelle Position der Kontaktstempel. Diese wurde aufgrund der Schwerkraft vor dem Lötvorgang automatisch eingestellt.
Der Vorteil der Erfindung liegt also darin, daß keine derart hohen Anfor­ derungen an die Planparallelität mehr notwendig sind. Dies erlaubt ins­ besondere eine kostengünstige Herstellung der Module. Außerdem ge­ währleistet die Kontaktierung der Chips mittels Kontaktbolzen, seien die­ se angelötet oder mittels Federn mit Druck beaufschlagt, für einen per­ manenten und individuellen Druck auf jeden einzelnen Chip. Insbesonde­ re im Falle, daß das Modul oder Teile davon im Falle eines Fehlers auf­ schmelzen, wird dadurch ein permanenter niederohmige Übergangswider­ stand zwischen den Gehäusekontakten und dem Chip erreicht. Beim Stand der Technik schmelzen die Bonddrähte durch. Dies kann zu einer vollständigen Zerstörung des Bauelements führen. Somit bietet die erfin­ dungsgemäße Art der Kontaktierung zusätzlich den Vorteil, daß bei Aus­ fall eines der intern parallelgeschalteten Chips der ganze Nominal- aber auch der Kurzschlußstrom niederohmig über den defekten Chip geleitet werden kann.
Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den entsprechenden ab­ hängigen Ansprüchen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 Einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Leistungshalb­ leitermodul nach einer ersten Ausführungsform; und
Fig. 2 Einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Leistungshalb­ leitermodul nach einer zweiten Ausführungsform.
Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeu­ tung sind in der Bezeichnungsliste zusammengefaßt aufgelistet. Grund­ sätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen ver­ sehen.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Fig. 1 zeigt ein erstes Beispiel, wie die Erfindung realisiert werden kann. Mit 1 ist ein Leistungshalbleitermodul bezeichnet, welches einen ersten und einen zweiten Hauptanschluß 6, 7 aufweist. Die Hauptan­ schlüsse 6,7 können aus einem massiven Kupferblock bestehen. Auf den ersten Hauptanschluß 6 ist eine Grundplatte 5 aufgebracht. Dies kann beispielsweise eine Molybdänplatte 14, eine Keramikplatte oder ein Platte aus anderen geeigneten Materialien sein, welche mit einer Lotschicht 16 auf dem ersten Hauptanschluß 6 befestigt ist. Der Querschnitt der Grundplatte ist für die Erfindung nicht von Bedeutung. Er kann rund oder eckig sein. Auf die Grundplatte 5 sind mehrere, allgemeiner minde­ stens ein Halbleiterchip 2 aufgelötet. Vorzugsweise handelt es sich bei den Halbleiterchips um IGBT-Chips oder um Diodenchips oder um eine Kom­ bination dieser Arten von Chips. Grundsätzlich weisen die Chips 2 jedoch mindestens zwei Hauptelektroden 3 und 4 auf, welche von den entspre­ chenden Hauptanschlüssen 6 und 7 kontaktiert werden. Im Falle von IGBT-Chips ist noch eine dritte Elektrode, eine Steuerelektrode vorgese­ hen, welche über einen Anschlußdraht 13 mit einem Steueranschluß 1 verbunden ist. Der Anschlußdraht 13 wird z. B. auf die Steuerelektrode des Chips 2 gebondet. Die eine Hauptelektrode 4 wird durch die Untersei­ te des Chips 2 gebildet und steht in direkter Verbindung mit der Grund­ platte 5.
Die andere Hauptelektrode 3 der Halbleiterchips 2 wird von einer der An­ zahl Chips entsprechenden Anzahl von Kontaktstempeln 8 kontaktiert. Wie eingangs bereits erläutert wurde, besteht ein Problem bei den Lei­ stungshalbleitermodulen darin, daß es Schwierigkeiten bereitet, die Chips 2 auf dieselbe Höhe anzulöten. Der hohe Grad an Planparallelität ist jedoch für einen problemlosen Druckkontakt notwendig. Um die Pro­ blematik deutlich zu machen, sind in Fig. 1 die unterschiedlich dicken Lötschichten 15 überzeichnet dargestellt. Auch im Falle von unterschied­ lich dicken Chips, z. B. bei einer Kombination von verschiedenen Chipty­ pen, ergibt sich eine unterschiedliche Höhe der Stapel bestehend aus Löt­ schichten, allenfalls dazwischen gefügten Molybdänscheiben und Halblei­ terchips. Mit der Erfindung gelingt es nun, ein Leistungshalbleitermodul zu bauen, bei welchem diese Unterschied keinen Nachteil mehr darstel­ len.
Dies wird dadurch erreicht, daß die Kontaktstempel 8 vor der eigentli­ chen Montage beweglich in ihren Bohrungen des zweiten Hauptanschlus­ ses 7 angeordnet sind. Um die Kontaktstempel nach der Montage fixieren zu können, ist zwischen der Bohrung und dem Kontaktstempel 8 nach dem ersten Ausführungsbeispiel eine Lotschicht 9 vorgesehen. Bei der Montage wird diese Lotschicht in einem Lötofen zum Schmelzen gebracht, so daß die Kontaktstempel fixiert werden. Eine selbsttätige Anpassung der Kontaktstempel-Länge an den individuellen Abstand zwischen dem zweiten Hauptanschluß 7 und den Halbleiterchips 2 erreicht man am ein­ fachsten und vorzugsweise dadurch, daß das Halbleitermodul mit dem zweiten Hauptanschluß 7 nach oben verlötet wird. Die Kontaktstempel 8 fallen durch die Schwerkraft nach unten und kontaktieren die Chips. Zwischen den Chips 2 und den Kontaktstempeln 8 ist eine weitere Lot­ schicht 10, allenfalls mit dazwischengefügter Molybdänscheibe vorgese­ hen. Diese Leitschicht 10 wird im gleichen Arbeitsschritt wie die Lot­ schicht 9 im Lötofen verlötet. Um die Lage des ersten Hauptanschlusses gegenüber dem zweiten Hauptanschluß zu fixieren, wird die Anordnung mit einer Fixiervorrichtung umgeben, welche nach erfolgter Justierung eine präzise ausgerichtete Verbindung der Kontaktstempel 8 auf den Chips 2 während des Lötvorganges gewährleistet.
Ein wie oben beschrieben aufgebautes Leistungshalbleitermodul kann beispielsweise in ein von der GTO-Technologie bekanntes Druckkontakt­ gehäuse eingebaut werden. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn zwi­ schen dem ersten und dem zweiten Hauptanschluß 6 und 7 ein Stützring 12 vorgesehen ist. Dieser entlastet die Leitstellen des Chips und die Kon­ taktstempel vom Druck. Ein allfällig vorgesehener Steueranschluß 11 wird dann am besten durch den Stützring 12 hindurchgeführt.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leistungshalbleitermoduls. Der Aufbau entspricht im wesentlichen dem­ jenigen nach Fig. 1, und entsprechende Teile sind mit denselben Be­ zugszeichen versehen. Zur Fixierung und Einstellung der Länge der Kon­ taktstempel 8 sind hier aber nicht Leitschichten 9, sondern eine Kombina­ tion von Federn 18 und einem Gleitkontakt 17 vorgesehen. Die Federn sind in Bohrungen des zweiten Hauptanschlusses 7 angeordnet und be­ aufschlagen die Kontaktstempel 8 mit Druck. Auf diese Art wird die Län­ ge der Kontaktstempel eingestellt. Zur Verbesserung des elektrischen Kontaktes zwischen den Kontaktstempeln 8 und dem zweiten Hauptan­ schluß 7 können außerdem Gleitkontaktfedern 17 vorgesehen werden. Diese sind entlang der Bohrungswände zwischen den Kontaktstempeln und dem Hauptanschluß angeordnet. Die Federgleitkontakte können ei­ ne Vielzahl von Einzellamellen aufweisen.
Die mit Federdruck beaufschlagten Kontaktstempel 8 pressen nun auf die Chips 2. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel, in welchem zur Kontaktierung der Chips 2 eine Kombination von Lotschichten 10 und Mo-Plättchen 14 benötigt wird, reicht hier eine direkte Kontaktierung der Chips 2 mit den Kontaktstempeln 8 aus.
Mit dem erfindungsgemäßen Leistungshalbleitermodul ist es auch mög­ lich, verschiedene Typen von Modulen aufzubauen. Wird wie beispielswei­ se in der eingangs genannte US Patentschrift eine Kombination von IGBT-Chips und Dioden-Chips verwendet, so erhält man ein Schaltermo­ dul, bei welchem die Antiparalleldiode integriert ist. Es jedoch auch denk­ bar, ganze Halb- oder Viertelbrückenmodule von Umrichtern in einem solchen Leistungshalbleitermodul zu integrieren oder einfach nur eine Hochleistungsdiode zu bauen. Die Erfindung ist im übrigen auch nicht auf IGBTs beschränkt, sondern wird für alle Arten von Leistungshalbleiter­ chips mit Vorteil eingesetzt. Obwohl die vorstehende Beschreibung von einem kreisrunden Querschnitt des Moduls ausgeht, ist die Erfindung nicht auf solche Querschnitte beschränkt.
Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung ein Leistungshalbleitermodul, bei welchem die Anforderungen an die Planparallelität weniger hoch sind als beim Stand der Technik und welches somit einfacher hergestellt und auf­ gebaut werden kann.
Bezugszeichenliste
1 Leistungshalbleitermodul
2 Halbleiterchips
3, 4 Elektroden
5 Grundplatte
6, 7 Hauptanschlüsse
8 Kontaktstempel
9, 10 Lotschicht
11 Steueranschluß
12 Stützring
13 Anschlußdraht
14 Molybdänplatte
15, 16 Lotschicht
17 Gleitkontakt
18 Feder

Claims (5)

1. Leistungshalbleitermodul (1) mit mindestens einem Halbleiterchip (2), welcher oder welche mindestens zwei Elektroden, nämlich eine erste (4) und eine zweite Hauptelektrode (3), aufweisen und wel­ cher oder welche Halbleiterchips (2) mit der ersten Hauptelektrode (4) auf einer Grundplatte (5) angebracht sind, und mit einem ersten und einem zweiten, mit den entsprechenden ersten und zweiten Hauptelektroden (4 bzw. 3) in elektrischer Verbindung stehenden Hauptanschluß (6 bzw. 7), wobei der erste Hauptanschluß (6) mit der Grundplatte (5) elektrisch zusammenwirkt und der zweite Hauptanschluß (7) mindestens einen Kontaktstempel (8) aufweist, welcher oder welche mit der zweiten (3) Hauptelektrode des oder jedes Halbleiterchips (2) elektrisch Zusammenwirken, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Lage des oder jedes Kontaktstempels (8) entsprechend dem Abstand von dem oder jedem Halbleiterchip (2) zum zweiten Hauptanschluß (7) eingestellt werden kann und daß Mittel (9, 10; 17, 18) zur Fixierung der Lage des oder jedes Kon­ taktstempels (8) vorgesehen sind.
2. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mittel zur Fixierung des oder jedes Kontaktstempels (8) zwei Lotschichten (9, 10) umfassen, welche einerseits zwischen dem oder jedem Halbleiterchip (2) und dem oder jedem Kontakt­ stempel (8) und andererseits zwischen dem oder jedem Kontakt­ stempel (8) und einer den oder jeden Kontaktstempel aufnehmen­ den Bohrung im zweiten Hauptanschluß (7) vorgesehen sind.
3. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mittel zur Fixierung des oder jedes Kontaktstempels (8) für jeden Kontaktstempel eine Feder (18) umfassen, welche in einer den oder jeden Kontaktstempel aufnehmenden Bohrung im zweiten Hauptanschluß (7) angeordnet ist.
4. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen den Kontaktstempeln (8) und den Seitenwänden der Bohrungen elektrisch leitende Gleitfedern vorgesehen sind.
5. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitermoduls nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - in einem ersten Schritt der oder jeder Halbleiterchip (2) auf die Grundplatte (5) gelötet wird;
  • - die Grundplatte (5) auf den mit mindestens einer Bohrung, in welche je ein Kontaktstempel (8) eingefügt ist, versehenen zweiten Hauptanschluß (7) aufgesetzt und bezüglich des zweiten Hauptanschlusses (7) fixiert wird, wobei einerseits zwischen dem oder jedem Kontaktstempel (8) und dem oder jedem Halbleiterchip (2) und andererseits in jeder Bohrung zwischen dem oder jedem Kontaktstempel (8) und dem zwei­ ten Hauptanschluß (7) je eine Leitschicht (10 bzw. 9) einge­ legt wird;
  • - das Halbleitermodul anschließend mit dem zweiten Hauptanschluß (7) nach oben in einem Lötofen verlötet wird.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19834800C1 (de) * 1998-08-01 1999-10-28 Semikron Elektronik Gmbh Leistungshalbleiterschaltungsanordnung
US6320268B1 (en) 1999-01-27 2001-11-20 Abb (Schweiz) Ag Power semiconductor module
DE10244748A1 (de) * 2002-09-25 2003-09-11 Siemens Ag Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung desselben
DE19806017B4 (de) * 1997-03-05 2006-05-11 Magnachip Semiconductor, Ltd. Halbleiter-Multichip-Modul
DE10294771B4 (de) * 2001-10-10 2007-12-27 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul
EP1950807A1 (de) * 2007-01-24 2008-07-30 SEMIKRON Elektronik GmbH & Co. KG Leistungshalbleitermodul mit Druckkörper
WO2013057172A1 (en) * 2011-10-21 2013-04-25 Abb Technology Ag Power semiconducter module and power semiconductor module assembly with multiple power semiconducter modules
DE102014217266A1 (de) * 2013-10-31 2015-04-30 Mitsubishi Electric Corporation Halbleitervorrichtung
EP3696854A1 (de) * 2019-02-13 2020-08-19 Siemens Aktiengesellschaft Leistungshalbleitermodul und verfahren zur herstellung eines leistungshalbleitermoduls

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19726534A1 (de) * 1997-06-23 1998-12-24 Asea Brown Boveri Leistungshalbleitermodul mit geschlossenen Submodulen
GB9725960D0 (en) * 1997-12-08 1998-02-04 Westinghouse Brake & Signal Encapsulating semiconductor chips
JP3955396B2 (ja) * 1998-09-17 2007-08-08 株式会社ルネサステクノロジ 半導体サージ吸収素子
DE19843309A1 (de) * 1998-09-22 2000-03-23 Asea Brown Boveri Kurzschlussfestes IGBT Modul
US6018194A (en) * 1999-06-07 2000-01-25 Lucent Technologies Inc. Transistor clamping fixture
EP1209742A1 (de) * 2000-11-22 2002-05-29 ABB Schweiz AG Hochleistungshalbleitermodul sowie Anwendung eines solchen Hochleistungshalbleitermoduls
DE10064194B4 (de) * 2000-12-22 2006-12-07 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleiter-Modul und Kühlkörper zur Aufnahme des Leistungshalbleiter-Moduls
EP1263045A1 (de) * 2001-06-01 2002-12-04 ABB Schweiz AG Leistungshalbleitermodul
EP1263046A1 (de) * 2001-06-01 2002-12-04 ABB Schweiz AG Kontaktanordnung
EP1318545A1 (de) * 2001-12-06 2003-06-11 Abb Research Ltd. Leistungshalbleiter-Submodul und Leistungshalbleiter-Modul
EP1318547B1 (de) * 2001-12-06 2013-04-17 ABB Research Ltd. Leistungshalbleiter-Modul
DE10326176A1 (de) 2003-06-10 2005-01-05 eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH Leistungshalbleitermodul
DE10352671A1 (de) 2003-11-11 2005-06-23 eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH Leistungsmodul
DE102004018476B4 (de) * 2004-04-16 2009-06-18 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleiteranordnung mit kontaktierender Folie und Anpressvorrichtung
WO2006103592A2 (en) * 2005-03-30 2006-10-05 Nxp B.V. A portable object connectable package.
WO2009115125A1 (en) * 2008-03-20 2009-09-24 Abb Research Ltd. A voltage source converter
WO2009115124A1 (en) 2008-03-20 2009-09-24 Abb Technology Ag A voltage source converter
DE102008033852B3 (de) * 2008-07-19 2009-09-10 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Anordnung mit einem Leistungshalbleitermodul und Verfahren zu deren Herstellung
US20100038774A1 (en) * 2008-08-18 2010-02-18 General Electric Company Advanced and integrated cooling for press-packages
US8120915B2 (en) * 2008-08-18 2012-02-21 General Electric Company Integral heat sink with spiral manifolds
US7817422B2 (en) * 2008-08-18 2010-10-19 General Electric Company Heat sink and cooling and packaging stack for press-packages
JP4634498B2 (ja) * 2008-11-28 2011-02-16 三菱電機株式会社 電力用半導体モジュール
US8742814B2 (en) 2009-07-15 2014-06-03 Yehuda Binder Sequentially operated modules
US8602833B2 (en) 2009-08-06 2013-12-10 May Patents Ltd. Puzzle with conductive path
US8218320B2 (en) 2010-06-29 2012-07-10 General Electric Company Heat sinks with C-shaped manifolds and millichannel cooling
US9019718B2 (en) 2011-08-26 2015-04-28 Littlebits Electronics Inc. Modular electronic building systems with magnetic interconnections and methods of using the same
US9597607B2 (en) 2011-08-26 2017-03-21 Littlebits Electronics Inc. Modular electronic building systems with magnetic interconnections and methods of using the same
US11330714B2 (en) 2011-08-26 2022-05-10 Sphero, Inc. Modular electronic building systems with magnetic interconnections and methods of using the same
FR2994333B1 (fr) 2012-08-03 2014-08-01 Ge Energy Power Conversion Technology Ltd Dispositif electronique semi-conducteur destine a etre monte dans un ensemble a empilement presse et ensemble a empilement presse comportant un tel dispositif
US8987876B2 (en) * 2013-03-14 2015-03-24 General Electric Company Power overlay structure and method of making same
JP6043238B2 (ja) * 2013-04-26 2016-12-14 株式会社豊田中央研究所 半導体モジュール
JP5819880B2 (ja) * 2013-05-08 2015-11-24 本田技研工業株式会社 平行度調整装置および平行度調整方法
JP6189798B2 (ja) * 2014-07-08 2017-08-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
CN105336723B (zh) * 2014-07-28 2018-09-14 通用电气公司 半导体模块、半导体模块组件及半导体装置
WO2016189953A1 (ja) * 2015-05-26 2016-12-01 三菱電機株式会社 圧接型半導体装置
DE112016007205T5 (de) 2016-09-09 2019-06-06 Mitsubishi Electric Corporation Halbleitervorrichtung
CN109690768B (zh) * 2016-09-13 2022-08-16 三菱电机株式会社 半导体模块
JP6688198B2 (ja) * 2016-09-27 2020-04-28 日本発條株式会社 圧接ユニットおよび電力用半導体装置
CN108428677B (zh) * 2018-03-16 2020-09-11 全球能源互联网研究院有限公司 一种压接型igbt弹性压装结构及压接型igbt封装结构
US11616844B2 (en) 2019-03-14 2023-03-28 Sphero, Inc. Modular electronic and digital building systems and methods of using the same
EP3926670A1 (de) 2020-06-15 2021-12-22 Siemens Aktiengesellschaft Leistungshalbleitermodul mit zumindest einem leistungshalbleiterelement

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1250928B (de) * 1962-06-09
US3064341A (en) * 1956-12-26 1962-11-20 Ibm Semiconductor devices
DE1282195B (de) * 1963-03-16 1968-11-07 Siemens Ag Halbleiterbauelement mit gesinterter Traeger-Zwischenplatte
DE1295696B (de) * 1963-03-06 1969-05-22 Walter Brandt Gmbh Anordnung mit zwischen Kuehlplatten liegenden Halbleiterbauelementen
DE1489736B2 (de) * 1964-03-31 1974-08-22 Ckd Praha, N.P., Prag Elektrode für gekapselte Halbleiterbauelemente
EP0004289A2 (de) * 1978-03-27 1979-10-03 International Business Machines Corporation Verfahren zum Verbinden einer ersten integrierten Schaltungsvorrichtung mit einer Anzahl von Verbindungspunkten mit einer zweiten integrierten Schaltungsvorrichtung
DE2832040A1 (de) * 1978-07-21 1980-01-31 Licentia Gmbh Eingehaeuster, mit licht zuendbarer thyristor
DE3009295A1 (de) * 1979-03-19 1980-10-02 Gen Electric Halbleiterbaustein
DE2936816A1 (de) * 1979-08-17 1981-03-26 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden, Aargau Buerstenkontakt fuer leistungshalbleiterbauelemente
DE3322593A1 (de) * 1983-06-23 1985-01-10 Klöckner-Moeller Elektrizitäts GmbH, 5300 Bonn Halbleiteranordnung und verfahren zu ihrer herstellung
US4574299A (en) * 1981-03-02 1986-03-04 General Electric Company Thyristor packaging system
DE3538815C2 (de) * 1984-11-08 1994-04-14 Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo, Jp
DE4314913C1 (de) * 1993-05-05 1994-08-25 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements mit einer Kontaktstrukturierung für vertikale Kontaktierung mit weiteren Halbleiterbauelementen

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA804796A (en) * 1969-01-21 Emeis Reimer Encapsulated electronic semiconductor device
US3972012A (en) * 1974-12-23 1976-07-27 Rca Corporation Apparatus for mounting a diode in a microwave circuit
US4646131A (en) * 1983-01-28 1987-02-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Rectifier device
JPS6089946A (ja) * 1983-10-24 1985-05-20 Fujitsu Ltd 半導体素子の冷却構造
JPS60150670A (ja) * 1984-01-17 1985-08-08 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
US5098305A (en) * 1987-05-21 1992-03-24 Cray Research, Inc. Memory metal electrical connector
JPH0732218B2 (ja) * 1988-06-10 1995-04-10 日本電気株式会社 集積回路用冷却装置
US5016088A (en) * 1989-11-02 1991-05-14 Institut Imeni V. I. Lenina Unit of semiconductor elements
DE59107655D1 (de) * 1991-02-22 1996-05-09 Asea Brown Boveri Abschaltbares Hochleistungs-Halbleiterbauelement
JP2940328B2 (ja) * 1993-02-05 1999-08-25 富士電機株式会社 電力用半導体素子

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3064341A (en) * 1956-12-26 1962-11-20 Ibm Semiconductor devices
DE1250928B (de) * 1962-06-09
DE1295696B (de) * 1963-03-06 1969-05-22 Walter Brandt Gmbh Anordnung mit zwischen Kuehlplatten liegenden Halbleiterbauelementen
DE1282195B (de) * 1963-03-16 1968-11-07 Siemens Ag Halbleiterbauelement mit gesinterter Traeger-Zwischenplatte
DE1489736B2 (de) * 1964-03-31 1974-08-22 Ckd Praha, N.P., Prag Elektrode für gekapselte Halbleiterbauelemente
EP0004289A2 (de) * 1978-03-27 1979-10-03 International Business Machines Corporation Verfahren zum Verbinden einer ersten integrierten Schaltungsvorrichtung mit einer Anzahl von Verbindungspunkten mit einer zweiten integrierten Schaltungsvorrichtung
DE2832040A1 (de) * 1978-07-21 1980-01-31 Licentia Gmbh Eingehaeuster, mit licht zuendbarer thyristor
DE3009295A1 (de) * 1979-03-19 1980-10-02 Gen Electric Halbleiterbaustein
DE2936816A1 (de) * 1979-08-17 1981-03-26 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden, Aargau Buerstenkontakt fuer leistungshalbleiterbauelemente
US4574299A (en) * 1981-03-02 1986-03-04 General Electric Company Thyristor packaging system
DE3322593A1 (de) * 1983-06-23 1985-01-10 Klöckner-Moeller Elektrizitäts GmbH, 5300 Bonn Halbleiteranordnung und verfahren zu ihrer herstellung
DE3538815C2 (de) * 1984-11-08 1994-04-14 Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo, Jp
DE4314913C1 (de) * 1993-05-05 1994-08-25 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements mit einer Kontaktstrukturierung für vertikale Kontaktierung mit weiteren Halbleiterbauelementen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ROBERTS,Bruce,et.al.: Interconnect metallization for future device generations. In: Solid State Technology, Feb. 1995, S.69,70,72,74,76,78 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19806017B4 (de) * 1997-03-05 2006-05-11 Magnachip Semiconductor, Ltd. Halbleiter-Multichip-Modul
DE19834800C1 (de) * 1998-08-01 1999-10-28 Semikron Elektronik Gmbh Leistungshalbleiterschaltungsanordnung
US6320268B1 (en) 1999-01-27 2001-11-20 Abb (Schweiz) Ag Power semiconductor module
EP1024530B1 (de) * 1999-01-27 2005-10-19 ABB Schweiz AG Leistungshalbleitermodul
DE10294771B4 (de) * 2001-10-10 2007-12-27 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul
DE10244748A1 (de) * 2002-09-25 2003-09-11 Siemens Ag Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung desselben
EP1950807A1 (de) * 2007-01-24 2008-07-30 SEMIKRON Elektronik GmbH & Co. KG Leistungshalbleitermodul mit Druckkörper
WO2013057172A1 (en) * 2011-10-21 2013-04-25 Abb Technology Ag Power semiconducter module and power semiconductor module assembly with multiple power semiconducter modules
US9035447B2 (en) 2011-10-21 2015-05-19 Abb Technology Ag Power semiconductor module and power semiconductor module assembly with multiple power semiconductor modules
DE102014217266A1 (de) * 2013-10-31 2015-04-30 Mitsubishi Electric Corporation Halbleitervorrichtung
US9633918B2 (en) 2013-10-31 2017-04-25 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device
DE102014217266B4 (de) 2013-10-31 2023-11-16 Mitsubishi Electric Corporation Halbleitervorrichtung
EP3696854A1 (de) * 2019-02-13 2020-08-19 Siemens Aktiengesellschaft Leistungshalbleitermodul und verfahren zur herstellung eines leistungshalbleitermoduls

Also Published As

Publication number Publication date
US5705853A (en) 1998-01-06
CN1089493C (zh) 2002-08-21
DE59611245D1 (de) 2005-08-18
IN192638B (de) 2004-05-08
EP0762496A2 (de) 1997-03-12
EP0762496B1 (de) 2005-07-13
EP0762496A3 (de) 1999-05-06
JP4020990B2 (ja) 2007-12-12
JPH09107068A (ja) 1997-04-22
CN1149202A (zh) 1997-05-07

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DE4239857A1 (de) Leistungshalbleitermodul

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