JP2003511864A - 電力半導体モジュール - Google Patents

電力半導体モジュール

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JP2003511864A JP2001530117A JP2001530117A JP2003511864A JP 2003511864 A JP2003511864 A JP 2003511864A JP 2001530117 A JP2001530117 A JP 2001530117A JP 2001530117 A JP2001530117 A JP 2001530117A JP 2003511864 A JP2003511864 A JP 2003511864A
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Abstract

(57)【要約】 複数の層の形で積み重ねて配置されたキャリアサブストレートを有し、前記キャリヤサブストレートは少なくとも１つの主表面に少なくとも１つの条導体が設けられており、この場合、積層体の２つの隣り合うキャリアサブストレート間に少なくとも１つの電子的半導体構成素子が配置されており、前記の半導体構成素子は積層体中で半導体構成素子の上方に配置されたキャリアサブストレートの少なくとも１つの条導体と並びに積層体中で半導体構成素子の下方に配置されたキャリアサブストレートの少なくとも１つの他の条導体と電気的及び伝熱性に接続している電力半導体モジュールにおいて、できる限りコンパクトな構造を実現すると同時に放熱の改善を実現するために、積層体の両方の外側のキャリアサブストレートを、少なくとも１つの半導体構成素子を取り囲むケーシング部材の上方のケーシング壁及び下方のケーシング壁として構成し、かつ積み重ねられたキャリアサブストレート間の中空室をキャリアサブストレートに固定されて取り囲む壁部によって密に密閉することが提案される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は独立形式請求項１の上位概念に示された特徴を有する電力半導体モジ
ュールに関する。
【０００２】 この種の電力半導体モジュールは例えばＷＯ９８／１５００５から公知であり
、複数の半導体構成素子を有しており、前記の半導体素子は上側で第１のキャリ
アサブストレートの条導体平面と電気的に接続しており、かつ下側で第２のキャ
リアサブストレートの条導体平面と電気的に接続している。両方のキャリアサブ
ストレート及びその間に配置された半導体構成素子から形成される積層体は、さ
らにキャリアサブストレートを積み重ねることにより拡張することができ、この
場合、それぞれ２つのキャリアサブストレートの間で半導体構成素子を備えた層
が生じる。放熱を改善するために２つの外側のキャリアサブストレートの少なく
とも一方にヒートシンクとして機能する金属プレートが配置されている。
【０００３】 湿分並びに汚れからの電子回路の保護のために、積層体及びヒートシンクから
形成される装置は気密（hermetisch）に密閉されたケーシング部材中へ入れなけ
ればならない。この場合、熱はまずヒートシンクへ伝達され、引き続きようやく
ケーシング壁を通過して外方へ達することができるという欠点がある。ヒートシ
ンクを同時にケーシング壁として、例えば金属ケーシング底部として設計した場
合、ケーシングの気密密閉において多大な問題が生じる。ヒートシンクは有効な
冷却を達成するためにかなり大きくなければならないため、全体で著しく大きな
構造を気密に密閉しなければならず、その際、ケーシングの構成は使用したヒー
トシンクもしくは放熱体のサイズに依存する。密閉されたケーシング中のヒート
シンクは後からもはや変更できないため、発熱する半導体構成素子のタイプ及び
数に放熱体を柔軟に適応させることは不可能である。
【０００４】 このため、電力半導体の著しい発熱に基づき多くの場合、電力半導体は冷却液
を用いて冷却しなければならないという難点が生じる。公知の装置の場合では高
価な方法で放熱体中へ、冷却液を流通させる冷却通路を導入しなければならない
。ケーシング内部空間中に存在する放熱体に接するように冷却通路が構成されて
いるために、気密に密閉されたケーシング内への冷媒の供給及び排出を可能にす
るために著しく費用をかけなければならない。
【０００５】 本発明の利点 前記の欠点は本発明の請求項１記載の電力半導体モジュールを用いて解決され
る。積層体のそれぞれの上方及び下方のキャリアサブストレートが、同時に電力
半導体モジュールの上方及び下方のケーシング壁を形成しかつ半導体構成素子か
ら生じた熱を外側のキャリアサブストレートへ運び出し、この熱は外側のキャリ
アサブストレートから直接ケーシング部材を取り囲む外側空間に放出することが
でき、ケーシング部材内部の放熱体に放出されない。このケーシング部材は外側
のキャリアサブストレートから形成される上方及び下方のケーシング壁並びにケ
ーシング壁部の４つの側壁を形成する取り囲む壁部からなり、前記の壁部はキャ
リアサブストレートに固定されている。簡単な方法で、気密に密閉しかつ極端に
コンパクトな構造を実現することができ、さらにこの構造はケーシング周囲への
著しく有効な放熱を可能にする。本発明による電力半導体モジュールが冷却通路
の高価な構成なしでかつケーシング構造の変更なしで周囲を流動する冷媒中で使
用できるか又は放熱体と接触させることができることが特に有利である。外側の
キャリアサブストレートへ放出された熱は直接有利にそれぞれのヒートシンクに
伝達されるのが有利である。多様なかつ柔軟な使用方法により、本発明による電
力半導体モジュールは先行技術において公知の解決策と比較して著しい利点を有
する。
【０００６】 本発明の有利な実施態様は、引用形式請求項に記載された特徴により可能であ
る。
【０００７】 半導体構成素子とそれぞれ半導体構成素子の上方に配置されたキャリアサブス
トレート及びそれぞれ半導体構成素子の下方に配置されたキャリアサブストレー
トとの電気的接続がはんだ付けによって形成されることにより、積層体中の熱を
外側のキャリアサブストレートへ特に迅速に放出することを可能にする。
【０００８】 この放熱は、積層されたキャリアサブストレート間の中空室が流動性の、硬化
可能な及び伝熱性の媒体により完全に充填されていることによりなお改善するこ
とができる。
【０００９】 有利に、流動性の、硬化可能な及び伝熱性の媒体は同時にキャリアサブストレ
ートの主表面に対して垂直方向に延びるキャリアサブストレートの端面上に、流
動性の硬化可能な媒体が取り囲む壁部を形成するように設置することができる。
それにより積層体に接する壁部の固定のための付加的製造工程は省略することが
できる。
【００１０】 有利に、流動性の、硬化可能な及び伝熱性の媒体として、毛管流動性接着剤（
kapillar fliessfaehiger Kleber）を使用することができる。
【００１１】 もう一つの実施例において、流動性の、硬化可能な及び伝熱性の媒体は射出成
形材料からなることも考えられる。キャリアサブストレート及び半導体構成素子
からなる積層体は、次いで例えば射出成型法で、もしくはトランスファー成形に
より製造することができる。
【００１２】 電力半導体モジュールの接続部はコンタクト部材によって形成されるのが有利
であり、前記のコンタクト部材はキャリアサブストレート上に配置されたそれぞ
れ１つの条導体と電気的に接続されており、キャリアサブストレート間の中空室
から横側に突き出ており、さらに取り囲む壁部を貫いてケーシング部材から外方
へ延びている。取り囲む壁部が導電性材料からなる場合、例えばコンタクト部材
のための絶縁性ブシュが設けられていてもよい。ケーシング部材の気密密閉を達
成するために、絶縁ブシュは、例えばガラスブシュとして取り囲む壁部のそれぞ
れ１つの穿孔中へ導入されていてもよい。
【００１３】 もう一つの実施例において、取り囲む壁部はキャリアサブストレートの主表面
に対して垂直方向に延びるキャリアサブストレートの端面に少なくとも部分的に
固定されているように設計されている。この壁部は例えば１つの金属ストリップ
から製造されていてもよく、前記の金属ストリップはキャリアサブストレートの
端面側に接着されるか又ははんだ付けされるか又はその他の方法で固定される。
【００１４】 取り囲む壁部を少なくとも１つの密閉して取り囲むフレームにより構成するの
が特に有利であり、前記のフレームは上方のキャリアサブストレートと下方のキ
ャリアサブストレートとの間に、少なくとも１つの半導体構成素子が少なくとも
完全にフレームにより取り囲まれ、その際、前記のフレームは上方のキャリアサ
ブストレートと並びに下方のキャリアサブストレートと密に結合するように挿入
される。この場合、２つのキャリアサブストレート間の各中空室のためにそれぞ
れ１つのフレームが必要である。
【００１５】 フレームは金属フレームとして構成され、かつ上方のキャリアサブストレート
の取り囲む条導体と並びに下方のキャリアサブストレートの取り囲む条導体と大
面積ではんだ付けされているのが有利である。フレームのはんだ付けはキャリア
サブストレートの条導体上に半導体構成素子にはんだ付けするのと一緒に行うの
が有利である。この種の電力半導体モジュールの製造は特に簡単でかつ確実に実
施可能である。取り囲むフレームの場合にキャリアサブストレート間の中空室か
ら接続部が横側に突き出ることができないため、半導体構成素子の電気的接続は
キャリアサブストレート内の貫通接続部を介して外側に引き出され、外側のキャ
リアサブストレートの外側でコンタクト部材と電気的に接続される。
【００１６】 本発明のもう一つの有利な実施例において、積層体中に１つの柔軟なバネ弾性
層を備えた少なくとも１つのキャリアサブストレートが配置されているように設
計され、この場合、形成された積層体はキャリアサブストレートの平面に対して
垂直方向に柔軟なバネ弾性で圧縮可能である。それにより、有利に電力半導体モ
ジュールをヒートシンクの相応して構成された溝部又はポケット中にはめ込むこ
とができ、その際、柔軟なバネ弾性層の張力により外側のキャリアサブストレー
トはヒートシンクに対して強固に押し当てられる。このためネジ止めによる結合
は不要である。柔軟なバネ弾性層は例えば柔軟に変形可能なプラスチックから製
造することができる。もう一つの実施例において、柔軟なバネ弾性層を同一平面
上の複数の配置されたバネ部材によって構築することが考えられる。
【００１７】 本発明の実施例を次に図面で示し、かつここで詳説する。
【００１８】 実施例の記載 図１に示されているように、電力半導体モジュールは複数のキャリアサブスト
レート１，２，３からなる積層体を有している。ここに記載された実施例におい
て、電力半導体モジュールは合計で３つのキャリアサブストレートを有するが、
２つだけのキャリアサブストレートからなる積層体でも、３より多いキャリアサ
ブストレートからなる積層体でも使用することができる。キャリアサブストレー
ト１，２，３は図１ａ〜１ｄの例において挙げられたＩＭＳ−サブストレート（
絶縁された金属サブストレート）であり、これはそれぞれ１つの金属プレート１
１，１２，１３を有する。この金属プレートは少なくとも１つの主面上に薄い絶
縁層２１，２２，２３，２４を備えている。この絶縁層上にそれぞれ１つの薄い
金属層が設置されており、その中に条導体３１〜３６が公知の方法での構造化に
より構成されている。第１のキャリアサブストレート１はその下側に条導体３１
，３２を有する。キャリアサブストレートはその上側に条導体３３を有し、下側
に２つの条導体３４及び３５を有する。第３のキャリアサブストレートはその上
側に条導体３６を有する。図１ａに示されているように、３つのキャリアサブス
トレート１，２，３の間の２つの中空室４，５中に半導体構成素子４０〜４３が
配置されている。図１ａ及び図１ｃで確認できるように、半導体構成素子４１及
び４３はその下側で下方のキャリアサブストレート３の条導体３６上にはんだ付
けされており、それにより条導体３６と電気的に接続している。第２のキャリア
サブストレート２は下方の条導体３４及び３５と半導体構成素子４１，４３の上
側ではんだ付けされている。条導体３４はこの場合それぞれ図示されていない第
１の接続部と及び第２の条導体３５は半導体構成素子４１，４３の第２の接続部
と電気的に接続している。中央の第２のキャリアサブストレートの上方の条導体
３３上に２つの他の半導体構成素子４０，４２とはんだ付けされている。半導体
構成素子４０，４２上の条導体３１，３２とはんだ付けされている第１のキャリ
アサブストレート１は積層体の終端を形成する。この半導体構成素子４０〜４３
は例えば電力トランジスタである。
【００１９】 しかしながら、積層構造体は示した実施例に限定されない。この積層構造体の
各中空室４，５中にさらに半導体構成素子及び他の電子的回路部材が設けられて
いてもよい。この半導体構造体は条導体３１〜３６と導電性接着剤を用いて結合
されていてもよい。しかしながら半導体構成素子のはんだ付けが有利である。そ
れというのも、はんだ付け接続を介して半導体構成素子から発生する熱は外側の
キャリアサブストレート１及び３へ特に迅速に放出されるためである。さらに、
示した方法で３より多いキャリアサブストレートを相互に積層するか又は２つだ
けのキャリアサブストレートを使用することももちろん可能である。場合により
、異なる条導体を相互に接続するか又はキャリアサブストレートに対して垂直方
向への放熱を改善するためにキャリアサブストレート中へ貫通接続部を導入する
ことができる。キャリアサブストレートの選択は、ＩＭＳ−サブストレートに制
限されない。例えば、セラミックコアを有するＤＣＢ（Direct copper bonded）
−サブストレート又は他の適当なサブストレートを使用することもできる。
【００２０】 図１ａ及び図１ｃからわかるように、ほぼ長方形の積層体の上方のキャリアサ
ブストレート１及び下方のキャリアサブストレート３は電力半導体モジュールの
上方及び下方のケーシング壁を形成する。ケーシング部の４つの側壁は周囲を取
り囲む壁部７０により形成され、この壁部はキャリアサブストレート１，２，３
の主表面に対して垂直方向に延在する、キャリアサブストレートの端面１５，１
６，１７に固定されている。壁部７０は金属シートとして構成されていることが
でき、例えばはんだ付け、接着又は他の方法によりキャリアサブストレートの端
面に固定される。図１ｂ及び１ｄに示されているように、６つのコンタクト部材
５１〜５６は条導体の１つとそれぞれ接続している。電力半導体モジュールに向
かうコンタクト部材の端部は、このためキャリアサブストレートの中空室４，５
中で所属する条導体とはんだ付けされているか又は他の適当な方法で接続されて
いる。図１ｄからわかるように、コンタクト部材５３は例えば条導体３３と電気
的に接続している。コンタクト部材５１，５５は図１ｄには示されていない上方
の条導体３１及び３２とはんだ付けされている。これは半導体構成部材のはんだ
付けと一緒に実施することができる。
【００２１】 さらに、図示されているように、電力半導体モジュールとは反対側のコンタク
ト部材５１〜６５の端部は壁部７０を貫いてケーシング部材から突き出ている。
。壁部７０の端面壁７１に接して開口部中に設けられかつコンタクト部材を同心
に取り囲むガラスブシュ５９は金属製壁部７０に対するコンタクト部材の絶縁体
として機能する。壁部７０は一体に構成されているか又はいくつかの部分から構
成されていてもよい。図１ｄで最もよくわかるように、例えばガラスブシュを備
えた端面壁７１は別々に製造され、キャリアサブストレートをＵ字型に取り囲む
金属シートと結合させることもできる。端面壁７１がキャリアサブストレートの
積層体からいくらか離れている場合、図１ａに示されているように、一方で上方
及び下方のケーシング壁と及び他方で端面壁７１と接続するカバー部７２，７３
がケーシング部材の密閉に利用される。コンタクト部材５１〜５６の適当な構成
において、端面壁７１はキャリアサブストレートの端面に当接されていてもよい
。端面壁７１とキャリアサブストレートとの間の間隔及びキャリアサブストレー
ト間の中空室４，５は流動性の、硬化性の及び熱伝導性の媒体、例えばフリップ
−チップ技術からアンダーフィルとして公知である毛管接着剤（Kapillarkleber
）で充填されていてもよい。流動性の、硬化性の及び熱伝導性の媒体により外側
のキャリアサブストレートでの放熱は改善され、さらに形成されたケーシングの
気密性が高まる。有利に、ケーシング部材は壁部７０を端面壁１５，１６，１７
に固定することにより気密に密閉される。
【００２２】 本発明のもう一つの実施例が図２ａ及び２ｂに示されている。３つのキャリア
サブストレート１，２，３はこの実施例の場合ＤＣＢ−サブストレートからなり
、このサブストレートはそれぞれ例えばＡｌ２Ｏ３又はＡｌＮからなるセラミッ
クプレート６１，６２，６３を有し、前記のセラミックプレートは上側及び下側
で銅層で被覆されている。銅層中には条導体３０〜３７が構造化されており、こ
の場合、条導体３１〜３６は図１ａ及び１ｃに示された条導体に相当する。キャ
リアサブストレート１，２，３の間の中空室４，５内に半導体構成素子４０〜４
７が配置されており、これらの素子は第１の実施例に記載したと同様に条導体３
１〜３６とはんだ付けされている。図１ａ〜１ｄの実施例とは異なるのは、この
場合、取り囲む壁部が２つの取り囲む長方形のフレーム８０により形成されてお
り、その際、それぞれ１つの中空室４，５中にそれぞれ１つの密閉フレームが配
置されており、このフレームがそこに収納された半導体構成素子を取り囲む。フ
レーム８０は有利に金属フレームであり、この金属フレームはキャリアサブスト
レートの条導体３８，３９と接続されている。図示されているように、例えば上
方のフレーム８０はキャリアサブストレート２上の密閉された条導体３９とはん
だ付けされており、かつキャリアサブストレート１の密閉された条導体３８とは
んだ付けされており、この場合、半導体構成素子４０，４２，４４，４６は全部
キャリアサブストレート１，２の間の密閉された条導体３８，３９の内部に配置
されている。電力半導体モジュールの電気的接続は、図１とは異なり、積層体の
横側から引き出されているのではなく、貫通接続部８１〜８６を介して外側キャ
リアサブストレート１，３の外面のコンタクト部材５１〜５６と接続されている
。コンタクト部材５１〜５６は積層体の外側の条導体３０及び３７から構造化に
より形成され、場合により金属シートにより補強される。有利に、電力半導体モ
ジュールとは反対側のコンタクト部材５１〜５６の端部はビームリードとして電
力半導体モジュールから突き出ている。図２ａ及び２ｂに示されているように、
このため半導体構成素子４０，４２，４４，４６の上方の接続部と接続した条導
体３１及び３２は貫通接続部８１及び８５を介して直接外側へと導かれ、半導体
構成素子４０，４２，４４，４６の下方の接続部と接続した条導体３３はコンタ
クト部材８８を介して貫通接続部８３にはんだ付けされている。コンタクト部材
８８のはんだ付けは半導体構成素子４０，４２，４４，４６のはんだ付けと一緒
に行うことができ、その際、コンタクト部材の高さは半導体構成素子の高さとほ
ぼ一致する。同様のことが条導体３４〜３６及び下方の半導体構成部材４１，４
３，４５，４７及び下方のコンタクト部材８８にも通用する。
【００２３】 図３ａ及び３ｂには第３の実施例が図示されており、この例は図２ａ及び２ｂ
に示された例とは中央のキャリアサブストレート２が異なる形状で構成されてい
る点で異なっている。例えば、層９０は柔軟に変形可能なプラスチックからなる
か又は同一平面上に配置された複数のバネ部材からなる。柔軟に変形可能な層９
０の上側及び下側にはそれぞれセラミック層６２ａ及び６２ｂが設けられている
。セラミック層６２ａ及び６２ｂの柔軟に変形可能な層９０に対して反対側に条
導体３３及び３４が設けられている。その他に、電力半導体モジュールの構築は
図２ａに示された例と同じように行われる。しかしながら、柔軟な層９０が絶縁
材料、例えばプラスチックからなる場合に、条導体３３及び３４を直接柔軟な層
９０上に設置し、セラミック層６２ａ及び６２ｂを省略することも考えられる。
【００２４】 柔軟なバネ弾性の層９０によりキャリアサブストレートの積層体はキャリアサ
ブストレートの主表面に対して垂直方向に圧縮可能である。積層体の変形性にも
かかわらず、電力半導体モジュールのケーシングはしかしながら常に気密に密閉
されている。それというのも両方のフレーム８０は圧縮の際に相互に可動である
ためである。図示された電力半導体モジュールは例えば放熱体９５の溝状の収容
部中で圧縮されることにより使用される。柔軟なバネ弾性の層の張力により、外
側の条導体３０及び３７を備えた外側のキャリアサブストレート１及び３は放熱
体に対して強く押し当てられ、こうして放熱は改善される。電力半導体モジュー
ルと放熱体とのネジ止めはこのために必要とならない。
【００２５】 図４は本発明の第４の実施例を示す。ここでもキャリアサブストレート１，２
，３は中央のセラミックプレート６１，６２，６３を備えたＤＣＢ−サブストレ
ートである。図１〜３に示された実施例と異なる点は、この場合、取り囲む壁部
はキャリアサブストレートに固定された取り囲む壁により構成されるのではなく
、積み重ねられた取り囲むフレームによって構成されるのでもなく、相応する形
状の射出成形金型内で、金型の離型後に射出成形材料からなる取り囲む壁部１０
０が端面１５〜１６に残留するようにキャリアサブストレート１，２，３間の中
空室４，５中へ及びキャリアサブストレートの端面１５，１６，１７に射出成形
される射出成形材料１０１によって構成されており、前記射出成形材料は電力半
導体モジュールを気密に密閉する。電力半導体モジュールの接続部５１〜５６は
図１と同様に条導体３１〜３５にはんだ付けされるコンタクト部材により形成さ
れる。コンタクト部材は射出成形により取り囲む前に有利に所望の形に曲げるこ
とができる。
【００２６】 冷却のために、図１〜４に示された電力半導体モジュールは冷却装置の流動す
る冷却液中に又は空気中に導入することもできる。外側のキャリアサブストレー
ト１，３はケーシング部材により直接周囲を流動する冷媒により冷却される。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】 本発明による電力半導体モジュールの第１の実施例の断面図
【図１ｂ】 図１ａのＢ−Ｂ線に沿った断面図
【図１ｃ】 図１ａのＣ−Ｃ線に沿った断面図
【図１ｄ】 図１ａのＡ−Ａ線に沿った断面図
【図２ａ】 本発明による電力半導体モジュールの第２の実施例の断面図
【図２ｂ】 図２ａのＤ−Ｄ線に沿った断面図
【図３ａ】 本発明による電力半導体モジュールの第３の実施例の断面図
【図３ｂ】 図３ａのＤ−Ｄ線に沿った断面図
【図４】 本発明による電力半導体モジュールの第４の実施例の断面図
【符号の説明】
１，２，３ キャリアサブストレート、 ４，５ 中空室、 ３１〜３６ 条
導体、 ４０〜４７ 半導体構成素子、 ７０，８０，１００ 壁部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユルゲン ツァレンバ ドイツ連邦共和国 ロッテンブルク バイ ム シュポルトプラッツ 16 (72)発明者 ヴォルフガング ヤーコプ ドイツ連邦共和国 ホルプ フィンケンヴ ェーク 22 (72)発明者 アレクサンダー ヴァルラウホ ドイツ連邦共和国 ゴーマリンゲン ケプ ラーシュトラーセ 14 (72)発明者 クリストフ ルーフ ドイツ連邦共和国 エニンゲン ツェッペ リンシュトラーセ 14 (72)発明者 ラルフ シュミート ドイツ連邦共和国 カルテンタール ヘル ミスホーフェナー シュトラーセ 17 (72)発明者 ペーター ウルバッハ ドイツ連邦共和国 ロイトリンゲン アイ ヒェンドルフシュトラーセ 20 (72)発明者 ベルント ビレコーフェン ドイツ連邦共和国 ビュール イム グリ ューン 30アー (72)発明者 ハンス−ライナー クラウス ドイツ連邦共和国 ロイトリンゲン ペー ター−ローゼッガー−シュトラーセ 143 ／１ (72)発明者 ディルク ショルツ ドイツ連邦共和国 ゴーマリンゲン クリ ストフ−ヴィーラントヴェーク ７

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の層の形で相互に重なって配置されたキャリアサブスト
    レート（１，２，３）からなる積層体を有し、前記のキャリアサブストレート（
    １，２，３）は少なくとも１つの主表面に少なくとも１つの条導体（３１〜３６
    ）を備えており、その際、積層体の隣り合う２つのキャリアサブストレートの間
    に少なくとも１つの電子的半導体構成素子（４０〜４７）が配置されており、前
    記の半導体構成素子は積層体中で半導体構成素子の上方に配置されたキャリアサ
    ブストレートの少なくとも１つの他の条導体（３１〜３６）と電気的並びに伝熱
    性に接続しておりかつ積層体中で半導体構成素子の下方に配置されたキャリアサ
    ブストレートの条導体（３１〜３６）と接続されている電力半導体モジュールに
    おいて、積層体の両方の外側のキャリアサブストレート（１，３）が、少なくと
    も１つの半導体構成素子（４０〜４７）を密閉して取り囲むケーシング部材の上
    方の壁部及び下方の壁部を形成し、その際、半導体構成素子から生じる熱は少な
    くとも部分的に外側のキャリアサブストレート（１，３）により形成される上方
    及び下方のケーシング壁へ放出されし、そこからケーシング部材の周囲に放出さ
    れ、かつ積層されたキャリアサブストレート間の中空室（４，５）はキャリアサ
    ブストレートに固定された取り囲む壁部（７０，８０，１００）により密閉され
    ていることを特徴とする電力半導体モジュール。
  2. 【請求項２】 上方の及び下方のケーシング壁（１，３）及び取り囲む壁部
    （７０，８０，１００）により形成されるケーシング部材が気密に密閉されたケ
    ーシング部材である、請求項１記載の電力半導体モジュール。
  3. 【請求項３】 少なくとも１つの半導体構成素子（４０〜４７）と、半導体
    構成素子の上方に配置されたキャリアサブストレートの少なくとも１つの条導体
    （３１〜３６）及び半導体構成素子の下方に配置されたキャリアサブストレート
    の少なくとも１つの条導体（３１〜３６）との電気的接続がハンダ付けにより形
    成されている、請求項１記載の電力半導体モジュール。
  4. 【請求項４】 積層されたキャリアサブストレート（１，２，３）間の中空
    室（４，５）は、流動性の、硬化可能な及び伝熱性の媒体（１０１）により完全
    に充填されている、請求項１記載の電力半導体モジュール。（図４）
  5. 【請求項５】 流動性の、硬化可能な及び伝熱性の媒体がキャリアサブスト
    レート（１〜３）の主表面に対して垂直方向に延びるキャリアサブストレートの
    端面（１５，１６，１７）上に、前記の流動性の硬化可能な媒体（１０１）が同
    時に取り囲む壁部（１００）を形成するように設置されている、請求項４記載の
    電力半導体モジュール。（図４）
  6. 【請求項６】 流動性の、硬化可能な及び伝熱性の媒体（１０１）が毛管流
    動性接着剤である、請求項４又は５記載の電力半導体モジュール。
  7. 【請求項７】 流動性の、硬化可能な及び伝熱性の媒体（１０１）が射出成
    形材料である、請求項４又は５記載の電力半導体モジュール。
  8. 【請求項８】 コンタクト部材（５１〜５６）が設けられており、前記コン
    タクト部材（５１〜５６）はキャリアサブストレート（１〜３）上に配置された
    それぞれ１つの条導体（３１〜３６）と電気的に接続されており、かつキャリア
    サブストレート（１〜３）間の中空室（４，５）から横側に突き出ており、さら
    に取り囲む壁部（７０，１００）を貫いてケーシング部材から外方へ延びている
    、請求項１記載の電力半導体モジュール。（図１ａ〜１ｄ、図４）
  9. 【請求項９】 取り囲む壁部（７０）中にコンタクト部材（５１〜５６）用
    の絶縁ブシュ（５９）が配置されている、請求項８記載の電力半導体モジュール
    。（図１ａ〜１ｄ）
  10. 【請求項１０】 絶縁ブシュ（５９）が、取り囲む壁部（７０）の穿孔中に
    それぞれ導入されておりかつコンタクト部材（５１〜５６）を気密に密閉してい
    るガラスブシュである、請求項９記載の電力半導体モジュール。
  11. 【請求項１１】 取り囲む壁部（７０）がキャリアサブストレート（１〜３
    ）の主表面に対して垂直方向に延びるキャリアサブストレートの端面（１５，１
    ６，１７）に少なくとも部分的に固定されている、請求項１０記載の電力半導体
    モジュール。（図１ａ〜１ｄ）
  12. 【請求項１２】 取り囲む壁部が少なくとも１つの密閉して取り囲むフレー
    ム（８０）により形成されており、少なくとも１つの半導体構成素子（４０〜４
    ７）が完全に前記のフレーム（８０）により取り囲まれるように、前記のフレー
    ムは上方及び下方のキャリアサブストレート（１，２，３）の間に挿入されてお
    り、その際、前記のフレームは上方のキャリアサブストレート及び下方のキャリ
    アサブストレートと密に結合している、請求項１記載の電力半導体モジュール。
    （図２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ）
  13. 【請求項１３】 フレーム（８０）が金属フレームであり、上方のキャリア
    サブストレートの取り囲む条導体（３８）と及び下方のキャリアサブストレート
    の取り囲む条導体（３９）と大面積ではんだ付けされている、請求項１２記載の
    電力半導体モジュール。
  14. 【請求項１４】 半導体構成素子（４０〜４７）の電気的接続部はキャリア
    サブストレート（１，２，３）中の貫通接続部（８１〜８６）を介して外方に延
    びており、さらに外側のキャリアサブストレート（１，３）の外側でコンタクト
    部材（５１〜５６）と電気的に接続されている、請求項１２又は１３記載の電力
    半導体モジュール。
  15. 【請求項１５】 積層体中に柔軟なバネ弾性層（９０）を備えた少なくとも
    １つのキャリアサブストレート（２）が、形成された積層体がキャリアサブスト
    レート（１，２，３）の平面に対して垂直方向に柔軟なバネ弾性に圧縮可能であ
    るように配置されている、請求項１２から１４までのいずれか１項記載の電力半
    導体モジュール。（図３ａ、３ｂ）
  16. 【請求項１６】 柔軟なバネ弾性層（９０）が柔軟に変形可能なプラスチッ
    クから製造されている、請求項１５記載の電力半導体モジュール。
  17. 【請求項１７】 柔軟なバネ弾性層（９０）が同一平面上に配置された複数
    のバネ部材により形成されている、請求項１５記載の電力半導体モジュール。
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