[发明专利]通过焊接方法制造功率电子子模块的方法

说明书

本发明提出了一种用于通过焊接方法来制造功率电子子模块的方法，所述功率电子子模块具有电绝缘电路载体，金属导体路径和以电传导方式与所述金属导体路径连接在一起的连接器元件，所述方法包括以下方法步骤：提供具有所述电路载体，其带有金属导体路径，所述金属导体路径具有第一接触面，所述第一接触面被设置成以便以材料结合和电传导方式连接至所述连接器元件的第二接触面；相对于所述导体路径布置所述连接器元件；用激光辐射撞击所述连接器元件的转移表面的局部面，即与所述第二接触面相对的那个表面，以构造所述导体路径和所述连接器元件之间的焊接连接，其中所述导体路径仅局部熔融达到所述导体路径的厚度至多90％的深度。

技术领域

本发明描述了一种用于制造功率电子子模块的方法，该功率电子子模块诸如用作电流整流器的基本构造块(building block)，例如，用在整体或部分电力操作的车辆中。功率电子子模块还能形成其它工业标准功率半导体模块的基础。本文中有关的是，至少一个、优选地是全部的连接器元件都通过焊接方法连接到基板。

背景技术

对于连接器元件，特别是负载连接器元件以及用于外部电接触的辅助连接器元件，长时间以来公知的工业标准是借助于工业标准摩擦焊接方法而连接到功率半导体模块的基板，更通常的是连接到电路载体。此处不利之处在于难以定位焊接超声波发生器(sonotrode)或者作用在基板上的应力带来的影响，这些可能导致通常为陶瓷板的基板基材损伤。

从DE 10 2015 114 188 A1可获知被构造成具有基板、具有功率半导体部件、具有连接安装结构、具有连接器安装结构以及具有绝缘材料构件的功率电子子模块。本文中的基板具有相互电绝缘的导体路径，其中功率半导体部件被布置在一个导体路径上且以电传导方式与该导体路径连接在一起。连接安装结构被构造成箔型复合材料且因此构造出面对功率半导体部件和基板的主面，以及与第一主面相反的第二主面，其中借助于连接安装结构的子模块在内部连接，以便与电路适应。安装材料构件具有第一局部构件，第一局部构件被连接至基板的外周围，且进一步具有用于连接器元件的第一间隙(clearance)。安装材料构件同样具有第二局部构件，第二局部构件被构造为按压构件且具有第二间隙，按压元件被布置成从后者突出。第一局部构件以使所述第二局部构件被布置成能够在向着基板的方向上相对于第一局部构件移动的方式而连接至第二局部构件，以便通过压力元件压向箔型复合材料的第二主面的一部分上，其中沿着功率半导体部件的法向方向的突出部的所述部分被布置在功率半导体部件的所述面内。

发明内容

考虑到提及的现有技术，本发明基于提出一种用于制造具有电路载体的功率电子子模块的改进方法的目的，该功率电子子模块具有金属导体路径以及以电传导方式与该金属导体路径连接在一起的连接器元件。

根据本发明，通过具有本发明所述的特征的方法实现该目的。

根据本发明的用于制造具有电绝缘电路载体、金属导体路径以及以电传导方式与金属导体路径连接在一起的连接器元件的功率电子子模块的方法包括按所述顺序的以下方法步骤：

a.提供电路载体，其带有布置在第一主面上的金属导体路径，所述金属导体路径具有第一接触面，该第一接触面被设置成以材料结合和电传导方式连接到连接器元件第二接触面；

b.相对于导体路径布置连接器元件，其中第一接触面和第二接触面彼此相接触，或者具有小于300微米的相互间隔；

c.通过激光辐射撞击连接器元件的转移表面的局部面，即，与第二接触面相反的那个表面，以构造导体路径和连接器元件之间的焊接连接，其中导体路径仅被局部熔融达所述导体路径厚度的至多90％的深度。

对本文中的方法步骤c)中的激光能够优选地是以脉冲并且点状方式撞击，用辐射撞击局部面的单独的、优选地是至少十个位置。替换地是或者附加地是，方法步骤c)中的激光束以蜿蜒的，优选地是连续的方式扫过局部面，特别是借助于相互交叠的或者相互不交叠的回路。