[发明专利]具有至少一个功率半导体的功率模块

说明书

本发明涉及一种功率模块(2)，其具有：至少一个功率半导体(4)、特别是功率晶体管，功率半导体具有第一接触面(4a)和与第一接触面(4a)相对置的第二接触面(4b)；和基底(6)，其包括至少两个叠置的互相连接的层(8、10)。为了达到与现有技术相比更高的抗湿气性能和实现至少一个功率半导体(4)的低电感的平坦连接而提出：第一层(8)包括具有至少一个第一金属化部(14)的第一电介质材料(12)，其中，第一金属化部(14)布置在朝向第二层(10)的侧面上，其中，所述第二层(10)包括具有至少一个第二金属化部(16)的第二电介质材料(14)，其中，第二金属化部(16)布置在背离第一金属化部(14)的侧面上，其中，功率半导体(4)通过第一接触面(4a)与第一金属化部(14)连接，其中，功率半导体(4)布置在第二层(10)的第一留空部(20)中，其中，布置有金属的第一封装(28)，从而流体密封地封装功率半导体(4)，并且功率半导体(4)的第二接触面(4b)通过第一封装(28)与第二金属化部(16)导电地连接。

技术领域

本发明涉及一种功率模块，其具有：至少一个功率半导体、特别是功率晶体管，该功率半导体具有第一接触面和与第一接触面相对置的第二接触面；和基底，该基底包括至少两个叠置的互相连接的层。

此外，本发明涉及一种用于制造这种功率模块的方法。

背景技术

具有功率半导体的这种功率模块例如用在变流器中。传统的功率模块由于其构造易受湿气的渗入影响。尤其在运行中，例如由渗入的湿气导致在功率半导体场环的区域中出现腐蚀现象，并且因此导致提早失效。

克服功率半导体层对湿气的敏感性和/或使用具有较少湿度敏感性的封装的功率半导体导致了对相应功率半导体的可用性的大量限制。

具有有机灌注材料(例如聚合物)的封装易受其他环境作用(例如辐射或侵蚀物质)影响，这些环境作用损坏或者甚至分解灌注材料。

另外，为了实现功率半导体的足够快的开关速度并且因此实现高效率，需要功率半导体的低电感的连接。特别地，导致过压并且增大开关损耗的寄生电感源于焊线。

公开文献DE102013112029A1描述了一种具有封装的半导体元件，该封装包括无机颗粒(例如玻璃)。

公开文献EP1255299A2描述了一种功率半导体模块，其由壳体、陶瓷基底、按照电路布置在陶瓷基底上的结构化且导电的接触面、布置在接触面上的构件、由柔性的压力存储器构成的压力接触器和产生压力的压力板、以及功率接口和控制接口组成。关于在降低生产成本的同时还提高效率和可靠性以及使用寿命的必要前提是：改变构造各个组成部分的构造技术的方法。这通过柔性电路板实现，柔性电路板将构件按照电路互相连接和/或与基底的接触面连接，其中引入柔性绝缘材料以使构件互相绝缘。

公开文献US2007/0076390A1描述了一种功率半导体模块，其具有无焊线地连接的可控半导体芯片、第一电路板、第二电路板以及一个或多个无源构件。

出版文献“集成功率模块，用于大功率电子的设计和封装的新的多芯片模块方式(Integrated Power Modules(IPMs)，ANovel MCM Approach to High Power ElectronicsDesign and Packaging)”描述了一种具有多层拓扑设计的集成功率模块，该多层拓扑设计将多芯片模块(MCM)的概念扩展到大功率电组件上。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有至少一个功率半导体的功率模块，该功率模块提供与现有技术相比更高的抗湿气性能并且实现了至少一个功率半导体的低电感的平坦连接。