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    • 专利摘要:
    DieErfindung betrifft ein Halbleitermodul miteinem ersten Kühlkörper (10)und einem zweiten Kühlkörper (20),die einander gegenüberliegendund voneinander beabstandet angeordnet sind, wenigstens einem steuerbarenHalbleiterelement (30, 40), das eine erste Seite (31, 42) und einedieser gegenüberliegendezweite Seite (32, 42) sowie einen ersten Anschlusskontakt (30c,40c) aufweist, wobeidie erste Seite (31, 41) dem ersten Kühlkörper (10)zugewandt ist und mit diesem in thermischem Kontak steht, die zweiteSeite (32, 42) dem zweiten Kühlkörper (20)zugewandt ist und mit diesem in thermischem Kontakt steht, undwobeider erste Anschlusskontakt (30c, 40c) zur Steuerung des steuerbarenHalbleiterelementes (30, 40) vorgesehen und mittels einer Isolierfolie(81a, 91a) elektrisch isoliert ist,einer ersten Elektrode (11),die zwischen dem ersten Kühlkörper (10)und dem zweiten Kühlkörper (20)angeordnet ist, sowie mit einer zweiten Elektrode (12), die zwischender ersten Elektrode (11) und dem zweiten Kühlkörper (20) angeordnet ist.
    公开号:DE102004018477A1
    申请号:DE200410018477
    申请日:2004-04-16
    公开日:2005-11-03
    发明作者:Michael Hornkamp；Jürgen Schiele
    申请人:EUPEC GmbH；
    IPC主号:H01L23-367
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Halbleitermodul mit wenigstens einem Halbleiterelement.Solche Halbleitermodule werden beispielsweise bei Stromrichtern eingesetzt.Infolge der fortwährendsteigenden Integrationsdichte sowie der ständigen Verbesserung des strukturellenAufbaus der in den Halbleitermodulen eingesetzten Halbleiterelemente(Chips) werden zunehmend höhereLeistungen auf immer kleinerem Raum geschaltet. Damit einhergehendsteigt auch der Kühlbedarfsolcher Halbleitermodule. Derzeit liegt der die Schaltleistung begrenzendeFaktor solcher Module in deren Kühlung.
    [0002] Einderartiges Halbleitermodul ist beispielsweise aus der DE 197 19 703 A1 bekannt.Darin ist ein Leistungshalbleitermodul mit einem Kunststoffgehäuse gezeigt,in das als Gehäusebodenein Substrat eingesetzt ist. Auf dem Substrat sind Halbleiterbauelementeangeordnet, die auf ihrer dem Substrat abgewandten Seite mit Bonddrähten kontaktiertsind.
    [0003] Die DE 102 05 408 A1 zeigtein Halbleitermodul in einem Gehäuse,welches an einer Seite durch einen metallischen, als Kühlkörper ausgebildeten Wärmeleitsockelabgeschlossen ist. Auf dem Wärmeleitsockelist zumindest ein Halbleiterelement im Innenraum des Gehäuses angeordnet.
    [0004] DerNachteil dieser Anordnungen besteht in der einseitigen und damitunzureichenden Wärmeabfuhr,sowie darin, dass sie zum Schutz vor äußeren Beschädigungen sowie zur elektrischenIsolation ein Gehäuseaufweisen. Durch das Gehäusewird die Wärmeableitungvon den Halbleiterelementen in jedem Fall erschwert.
    [0005] Esist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Halbleitermodulmit einer verbesserten Wärmeableitungbereitzustellen.
    [0006] DieseAufgabe wird durch ein Halbleitermodul mit den Merkmalen des Anspruchs1 gelöst.Vorteilhafte Ausführungsformenund Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
    [0007] Daserfindungsgemäße Halbleitermodul weisteinen ersten Kühlkörper undeine zweiten Kühlkörper auf,die einander gegenüberliegendund voneinander beabstandet angeordnet sind. Des weiteren umfasstdas Halbleitermodul noch eine erste und eine zweite Elektrode, wobeidie erste Elektrode zwischen dem ersten Kühlkörper und dem zweiten Kühlkörper unddie zweite Elektrode zwischen der ersten Elektrode und dem zweitenKühlkörper angeordnet ist.
    [0008] Zwischendem ersten Kühlkörper unddem zweiten Kühlkörper istwenigstens ein steuerbares Halbleiterelement angeordnet, das eineerste Seite und eine dieser gegenüberliegende zweite Seite aufweist.Dabei ist die erste Seite dem ersten Kühlkörper zugewandt und steht mitdiesem in thermischem Kontakt. Entsprechend ist die zweite Seitedem zweiten Kühlkörper zugewandtund steht mit diesem ebenfalls in thermischem Kontakt.
    [0009] Darüber hinausumfasst das wenigstens eine steuerbare Halbleiterelement einen erstenAnschlusskontakt zur Steuerung des steuerbaren Halbleiterelements.Dieser ist mittels einer Isolierfolie, insbesondere gegenüber wenigstenseinem weiteren Anschlusskontakt desselben Halbleiterelementes, elektrischisoliert.
    [0010] Dieerfindungsgemäße Anordnungermöglichtes, die in einem steuerbaren Halbleiterelement anfallende Verlustwärme über zweieinander gegenüberliegendeSeiten des steuerbaren Halb leiterelements unter Verwendung zweiereinander ebenfalls gegenüberliegenderKühlkörper abzuführen.
    [0011] Dazuist das steuerbare Halbleiterelement mit seiner ersten bzw. zweitenSeite bevorzugt großflächig mitjeweils einem der einander gegenüberliegendenKühlkörper thermischkontaktiert.
    [0012] Wegender üblicherweisesehr geringen Abmessungen derartiger steuerbarer Halbleiterelementeist es schwierig, den zur Steuerung vorgesehenen ersten Anschlusskontaktelektrisch zu kontaktieren, ohne dabei die thermische Kontaktierungzwischen dem steuerbaren Halbleiterelement und zumindest einem derKühlkörper signifikantzu verschlechtern oder aufzuheben. Die elektrische Kontaktierungdes Steueranschlusses, d.h. des ersten Anschlusskontaktes einesHalbleiterelementes erfordert gleichzeitig eine elektrische Isolierungdieses Steueranschlusses insbesondere gegenüber anderen Anschlusskontaktendesselben Halbleiterelementes oder gegenüber einer mit einem anderenAnschlusskontakt elektrisch verbundenen Elektrode, sowie eine gute thermischeKopplung zwischen dem betreffenden steuerbaren Halbleiterelementund den beiden Kühlkörpern. Dieswird erfindungsgemäß auf zweiVarianten erreicht.
    [0013] Dieerste Varianten hierzu sieht die Verwendung einer Folienstrukturvor, die eine oder mehrere strukturierte, bevorzugt thermisch gutleitende Folienschichten aufweist, wobei zumindest eine Folienschichtden ersten Anschlusskontakt gegenüber einem anderen Anschlusskontaktdesselben Halbleiterelementes, z.B. gegenüber einem Lastanschluss odereiner mit diesem elektrisch verbundenen Elektrode, elektrisch isoliert.Eine derartige Folienstruktur weist bevorzugt sowohl elektrischleitende und elektrisch isolierende Folienschichten. Die Folienstruktur kanneine oder mehrere elektrisch leitende Folienschichten aufweisenund mit Durchkontaktierungen versehen sein, die zwei oder mehreredieser elektrisch leitenden Folienschichten elektrisch miteinanderverbinden.
    [0014] Alselektrisch isolierende Folien eignen sich beispielsweise Kunststoffmaterialienauf Polyimid-, Polyethylen-, Polyphenol-, Polyetheretherketon- und/oderauf Epoxidbasis. Besonders bevorzugt wegen ihrer gleichzeitig hervorragendenthermischen Leitfähigkeitsind diamantartige Kohlenstoff- oder DLC-Schichten (DLC = diamondlikecarbon).
    [0015] Gemäß der zweitenVariante ist zumindest eine der Elektroden strukturiert und aufeinem isolierenden Trägerangeordnet, beispielsweise wie die strukturierte Metallisierungeines DCB-Substrates. Dabei ist der erste Anschlusskontakt des Halbleiterelementeselektrisch mit einer Teilstruktur der strukturierten Metallisierungverbunden, jedoch insbesondere gegenüber zumindest einem der Lastanschlüsse desselbenHalbleiterelementes elektrisch isoliert.
    [0016] DieErfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Eszeigen:
    [0017] 1 einerfindungsgemäßes Halbleitermodulmit drei parallel geschalteten steuerbaren Halbleiterelementen imQuerschnitt,
    [0018] 2 einenAbschnitt eines erfindungsgemäßen Halbleitermodulsgemäß 1 miteinem steuerbaren Halbleiterelement, das einen Steueranschluss aufweistund das mittels einer Folienstruktur kontaktiert ist im Querschnitt,
    [0019] 3a einenAbschnitt eines erfindungsgemäßen Halbleitermodulsgemäß 1 miteinem steuerbaren Halbleiterelement, das mittels Federelementenkontaktiert ist im Querschnitt,
    [0020] 3b einenAbschnitt eines erfindungsgemäßen Halbleitermodulsgemäß 3a miteinem steuerbaren Halbleiterelement, das mittels anderen Federelementenkontaktiert ist im Querschnitt,
    [0021] 4 einenAbschnitt eines erfindungsgemäßen Halbleitermodulsgemäß 1,bei dem zumindest eine Seite eines steuerbaren Halbleiterelementesund eine Elektrode mittels einer Lötverbindung verbunden sindim Querschnitt,
    [0022] 5 einerfindungsgemäßes Halbleitermodulmit einer strukturierten Elektrode, die auf einem isolierenden Träger angeordnetist im Querschnitt,
    [0023] 6 einenAbschnitt des erfindungsgemäßen Halbleitermodulsgemäß 5,bei dem zusätzlichzwischen der strukturierten Elektrode und einem steuerbaren Halbleiterelementeine strukturierte Ausgleichsschicht angeordnet ist im Querschnitt,
    [0024] 7a einenAbschnitt des erfindungsgemäßen Halbleitermodulsgemäß 5,bei dem zusätzlichzwischen der strukturierten Elektrode und einem steuerbaren Halbleiterelementein Federelement angeordnet ist im Querschnitt,
    [0025] 7b einenAbschnitt des erfindungsgemäßen Halbleitermodulsgemäß 7a,bei dem zwischen der strukturierten Elektrode und einem steuerbarenHalbleiterelement ein anderes Federelement angeordnet ist im Querschnitt,
    [0026] 8 einenAbschnitt des erfindungsgemäßen Halbleitermodulsgemäß 5,bei dem die strukturierte Elektrode und das steuerbare Halbleiterelementmit tels einer Lötverbindungfest verbunden sind im Querschnitt,
    [0027] 9 einals Halbbrückeausgebildetes, erfindungsgemäßen Halbleitermodul,bei dem zwei Einheiten mit jeweils mehreren parallel geschalteten steuerbarenHalbleiterelementen in Reihe geschaltet sind im Querschnitt,
    [0028] 10 einenvergrößerten Abschnittdes Halbleitermoduls gemäß 9,bei dem die steuerbaren Halbleiterelemente mittels einer Folienstruktur mitElektroden verbunden sind im Querschnitt,
    [0029] 11 dasSchaltbild eines als Halbbrücke ausgebildetenerfindungsgemäßen Halbleitermoduls gemäß den 9 und 10,
    [0030] 12a ein als Halbbrücke ausgebildetes und mit einer äußeren Isolierungversehenes, erfindungsgemäßes Halbleitermodulin Draufsicht,
    [0031] 12b das erfindungsgemäße Halbleitermodul gemäß 12a in Seitenansicht von vorne, und
    [0032] 12c das erfindungsgemäße Halbleitermodul gemäß den 12a und 12b inSeitenansicht bei entfernter Isolierung.
    [0033] Inden Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben gleiche Bezugszeichengleiche Teile mit gleicher Bedeutung.
    [0034] Dasin 1 dargestellte Halbleitermodul umfasst zwei einandergegenüberliegendeund voneinander beabstandete Kühlkörper 10, 20.Eine erste Elektrode 11a ist zwischen dem ersten Kühlkörper 10 unddem zweiten Kühlkörper 20,sowie eine zweite Elektrode 12a zwischen der ersten Elektrode 11a und dem zweitenKühlkörper 20 angeordnet.Die erste Elektrode 11a und/oder die zweite Elektrode 12a sind bevorzugtaus Kupfer, einer Kupferlegierung oder einem anderen elektrischund thermisch gut leitendem Material wie beispielsweise einem AlSiC-Composit (AlSiC= Aluminium-Silizium-Karbid), welches z.B. mit Aluminium getränkt seinkann, gebildet. Der thermische Ausdehnungskoeffizient zumindesteiner der Elektroden 11a, 12a und/oder der thermischeAusdehnungskoeffizient zumindest einer der Kühlkörper 10, 20 istbevorzugt kleiner als 12 μm/(m·K). Diesist insbesondere dann von Vorteil, wenn die betreffende Elektrode 11a, 12a bzw.der betreffende Kühlkörper 10, 20 festmit einem Halbleiterelement verbunden ist, da dann die thermischbedingten mechanischen Spannungen zwischen dem beispielsweise ausSilizium gebildeten Halbleiterelement und der Elektrode 11a, 12a bzw.dem Kühlkörper 10, 20 minimalsind.
    [0035] Gemäß einerbevorzugten Ausführungsform kannwenigstens eine dieser Elektroden 11a, 12a auchals elektrisch leitende Beschichtung, beispielsweise eine Metallisierung,eines elektrisch isolierenden und bevorzugt thermisch gut leitendenTrägers, z.B.einem DCB-Substrat, ausgebildet sein.
    [0036] Dererste Kühlkörper 10 unddie erste Elektrode 11a sowie der zweite Kühlkörper 20 unddie zweite Elektrode 12 können jeweils optional elektrischgegeneinander isoliert sein. Weiterhin können die erste Elektrode 11a undder erste Kühlkörper 10 und/oderdie zweite Elektrode 12a und der zweite Kühlkörper 20 jeweilseinstückigausgebildet sein.
    [0037] Zwischenden Kühlkörpern 10, 20 bzw.zwischen der ersten Elektrode 11a und der zweiten Elektrode 12a isteine Anzahl steuerbarer, bevorzugt als IGBTs oder MOSFETs ausgebildeterHalbleiterelemente 30 sowie eine Anzahl Freilaufdioden 50 angeordnet.Die Zwischenräumezwischen benachbarten Halbleiterchips, d.h. im vorliegenden Ausführungsbeispielzwischen den steuerbaren Halbleiterelementen 30 und denFreilaufdioden 50, sind vorzugsweise nicht vergossen. Diesteuerbaren Halbleiterelemente 30 sowie die Freilaufdioden 50 weisenjeweils eine erste Seite 31 bzw. 51 und eine diesergegenüberliegendezweite Seite 32 bzw. 52 auf. Dabei sind die erstenSeiten 31, 51 jeweils dem ersten Kühlkörper 10 unddie zweiten Seiten 32, 52 jeweils dem zweiten Kühlkörper 20 zugewandt.Im Idealfall sind die dem zweiten Kühlkörper 20 zugewandtenSeiten der Halbleiterelemente 30, 50 komplanarangeordnet. Um gegebenenfalls Abweichungen von dieser komplanaren Anordnungausgleichen zu können,ist optional eine erste Ausgleichschicht 71 vorgesehen,die zwischen der dem zweiten Kühlkörper 20 zugewandtenSeite der Halbleiterelemente 30, 50 und der zweitenElektrode 12 angeordnet ist. Die erste Ausgleichsschicht 71 istaus einem im Verhältniszur zweiten Elektrode 12 weichen Material, beispielsweiseeiner Legierung aus Blei und Silber, gebildet, elektrisch und thermisch gutleitend sowie bevorzugt flächigausgebildet.
    [0038] Diesteuerbaren Halbleiterelemente 30 umfassen jeweils zweinicht dargestellte Lastanschlüsse sowieeinen ebenfalls nicht dargestellten Steueranschluss. Jeweils aufder ersten Seite 31 eines steuerbaren Halbleiterelements 30 isteiner der Lastanschlüsse,beispielsweise der Drain-Anschluss eines IGBTs oder MOSFETs, angeordnet.Der andere Lastanschluss des steuerbaren Halbleiterelements 30 ist,bezogen auf das genannte Beispiel der zum Drain-Anschluss komplementäre Source-Anschluss des IGBTsbzw. MOSFETs, ebenso wie dessen Steueranschluss, beispielsweiseder Gate-Anschluss des IGBTs bzw. MOSFETs, auf der zweiten Seite 32 angeordnet.Die Last- und Steueranschlüssesind bevorzugt flächigausgebildet, so dass sie auf einfache Weise z.B. mittels einer Druckkontaktierungoder einer Löt-oder Sinterverbindung kontaktiert werden können. Bei einer Druckkontaktierungsind miteinander zu kontaktierende Elemente wie beispielsweise Anschlusskontakte,Ausgleichsschichten, Elektroden, Kühlkörper aneinander gedrückt, sodass zwischen ihnen ein guter, insbesondere elektrisch leitender,Kontakt besteht. Optional könnendabei elektrisch und/oder thermisch leitende Federelemente zwischenden zu kontaktierenden Elementen angeordnet sein.
    [0039] Gemäß einerbevorzugten Ausführungsform sinddie Halbleiterelemente 30, 50 an ihren ersten 31, 51 und/oderihren zweiten 32, 52 Seiten mit den betreffendenElektroden 11a bzw. 12a fest und bevorzugt elektrischund/oder thermisch leitend verbunden. Die in 1 dargestelltensteuerbaren Halbleiterelemente 30 sind zueinander parallelgeschaltet, d.h. die Lastanschlüsseder ersten Seiten 31 sind elektrisch durch die erste Elektrode 11a leitendmiteinander verbunden. Entsprechend sind die auf den zweiten Seiten 32 angeordnetenLastanschlüsse durchdie zweite Elektrode 12a elektrisch leitend miteinanderverbunden. Zwischen den Halbleiterchips, also zwischen den steuerbarenHalbleiterelementen 30 und den Freilaufdioden 50 undder zweiten Elektrode 12a ist eine optionale, thermischund elektrisch leitende Ausgleichsschicht 71, beispielsweiseaus Weichmetall, angeordnet, die zum Niveauausgleich unterschiedlicherBauhöhender zu kontaktierenden Elemente sowie zur Kompensation thermo-mechanischerSpannungen dient. Bei einer Druckkontaktierung unter Verwendungvon Federelementen oder anderer elastischer Elemente kann auf dieAusgleichsschicht 71 verzichtet werden.
    [0040] Dienicht dargestellten Steueranschlüsseder steuerbaren Halbleiterelemente 30 sind dieauf deren zweitenSeiten 32 angeordnet und ebenfalls elektrisch leitend miteinanderverbundenen. Diese Steueranschlüssesind insbesondere gegenüberder ersten Ausgleichschicht 71 bzw. gegenüber derzweiten Elektrode 12a elektrisch isoliert.
    [0041] 2 zeigteinen vergrößerten Abschnitteines erfindungsgemäßen Halbleitermodulsgemäß 1 miteinem steuerbaren Halbleiterelement, das mittels einer Folienstruktur 91, 92, 95 kontaktiertist. Das steuerbare Halbleiterelement 30 sowie die Freilaufdiode 50 weisenauf ihren ersten Seiten 31 bzw. 51 jeweils einenflächigausgebildeten Anschlusskontakt 30a bzw. 50a auf, über densie auf eine der bereits in 1 beschriebenenArten mit der ersten Elektrode 11a kontaktiert sind.
    [0042] Entsprechendsind auf den betreffenden zweiten Seiten 32 bzw. 52 Anschlusskontakte 30b, 30c bzw. 50b angeordnet.Dabei stellen der Anschlusskontakt 30b den Steueranschluss,beispielsweise den Gate-Anschluss, und der Anschlusskontakt 30c einenLastanschluss, z.B. den Source-Anschluss, des steuerbaren Halbleiterelementes 30 dar.
    [0043] Dieelektrisch leitende Verbindung zwischen Anschlüssen 30b bzw. 50b undder ersten Ausgleichschicht 71 bzw. der zweiten Elektrode 12a erfolgt ebensowie die elektrisch leitende Verbindung des Steueranschlusses 30c mittelseiner Folienstruktur 91, 92, 95. DieseFolienstruktur 91, 92, 95 weistaufeinanderangeordnete, bevorzugt strukturierte Schichten 91, 92, 95 auf,die entweder elektrisch leitend 95 oder elektrisch isolierend 91, 91 ausgebildet seinkönnen.Dabei ist es generell vorteilhaft, wenn einzelnen Schichten 91, 92, 95 unddamit die gesamte Folienstruktur 91, 92, 95 einegute thermische Leitfähigkeitaufweisen.
    [0044] DerAufbau dieser Folienstruktur 91, 92, 95 istso gewählt,dass die Anschlusskontakte 30b und 50b der Halbleiterchips 30 bzw. 50 mitder zweiten Elektrode 12a bzw. der ersten Ausgleichschicht 71 elektrischund thermisch leitend verbunden sind, während der Steueranschluss 30c gegenüber der zweitenElektrode 12a bzw. der ersten Ausgleichschicht 71 elektrischisoliert, aber bevorzugt thermisch leitend kontaktiert sind. DerAufbau derartiger Folienstrukturen ist beispielsweise in der US 5,532,512 beschrieben.
    [0045] Diein 2 dargestellten Folienstruktur 91, 92, 95 weisteine auf die Halbleiterelemente 30 und 50 sowieauf die erste Elektrode 11a aufgebrachte, elektrisch isolierendeund mit Öffnungenversehene strukturierte Folienschicht 92 auf, die die Abschnitte 92a, 92b, 92c und 92d umfasst.Die Öffnungen der elektrischisolierenden Folienschicht 92 sind jeweils auf der demzweiten Kühlkörper 20 zugewandten Seite 32, 52 derHalbleiterelemente im Bereich der Anschlusskontakte 30b, 30c und 50b angeordnet.
    [0046] Aufdiese strukturierte Folienschicht 92 ist eine weitere,Folienschicht 95, beispielsweise durch ein Abscheideverfahrenoder durch Aufdampfen, aufgebracht, die elektrisch leitend und ebenfallsstrukturiert ausgebildet ist. Die Folienschicht 95 umfasst voneinandergetrennte Abschnitte 95a und 95b, wobei der Abschnitt 95b dieAnschlusskontakte 30b und 50b mit der Ausgleichsschicht 71 insbesondereelektrisch und bevorzugt thermisch leitend verbunden. Der Abschnitt 95a hingegenist mit dem Anschlusskontakt 30c, also dem Steueranschluss 30c des steuerbarenHalbleiterelementes 30 elektrisch verbunden. Damit dieAnschlusskontakte 30b und 30c des steuerbarenHalbleiterelementes 30 nicht durch die Ausgleichsschicht 71 bzw.die zweite Elektrode 12a elektrisch kurzgeschlossen werden,ist der elektrisch mit dem Anschlusskontakt 30c verbundeneAbschnitt 95a der Folienschicht 95 mittels einerweiteren, elektrisch isolierenden, strukturierten Folienschicht 91 gegenüber derAusgleichsschicht 71 bzw. gegenüber der zweiten Elektrode 12a elektrischisoliert.
    [0047] Dermit dem Steueranschluss 30c elektrisch verbundene Abschnitt 95a derelektrisch leitenden Folienschicht 95 ist seitlich in demzwischen den voneinander beabstandeten Kühlkörpern 10, 20 ausgebildetenZwischenraum herausgeführtund mit einem Steueranschluss eines weiteren steuerbaren Halbleiterelementesund/oder einer Steuereinheit elektrisch verbunden. Des weiterenkönnenein oder mehrere Steueranschlüsseeinen gemeinsamen, bevorzugt elektrisch isolierten, Außenanschlussaufweisen, der aus dem Halbleitermodul herausgeführt ist.
    [0048] Zwischendem Abschnitt 95b der elektrisch leitenden Folienschicht 95 undder optionalen Ausgleichsschicht 71 bzw. der zweiten Elektrode 12b ist eineelektrisch leitende Verbindung ausgebildet, die entweder als Druckkontaktierungoder als Löt-oder Sinterverbindung realisiert sein kann.
    [0049] Beieiner Druckkontaktierung werden miteinander elektrisch und/oderthermisch zu kontaktierende Elemente durch eine äußere Kraft, beispielsweise durchzwei miteinander verschraubte Kühlkörper 10, 20,aneinander gepresst. Dabei kann eine gute elektrische bzw. thermischeVerbindung insbesondere zwischen den Halbleiterelementen 30, 50 undder zweiten Elektrode 12b dadurch erreicht werden, dass zwischendieser und dem Abschnitt 95b der elektrisch leitenden Folienschicht 95 bzw.dem Abschnitt 91a der elektrisch isolierenden Folienschicht 91 eine elektrischund thermisch leitende, bevorzugt weichmetallische Ausgleichsschicht 71 angeordnetist, die Unebenheiten insbesondere der Folienstruktur 91, 92, 95 ausgleichenkann.
    [0050] DieUnebenheiten entstehen an Stellen wie beispielsweise dem Steueranschluss 30c,da zwischen diesem und der Ausgleichsschicht 71 die Folienschichten 91 und 95 derFolienstruktur 91, 92, 95 angeordnetsind, währendzwischen den Anschlusskontakten 30b bzw. 50b undder Ausgleichsschicht 71 lediglich die Folienschicht 95 angeordnetist. Somit weist die Folienstruktur 91, 92, 95 unterschiedlicheDicken auf, die durch eine mechanische Verformung der Ausgleichsschicht 71 ausgeglichenwird. Um an bestimmten Stellen größere Unebenheiten auszugleichen,kann die Ausgleichsschicht 71 auch Aussparungen oder Vertiefungenaufweisen.
    [0051] Wieanhand der 3a bzw. 3b gezeigt, istes anstelle einer Ausgleichsschicht 71 ebenso möglich, zwischender zweiten Elektrode 12a und dem Abschnitt 95b derelektrisch leitenden Folienschicht 95, insbesondere imBereich der Halbleiterelemente 30 und 50, Federelemente 75 bzw. 76 einzusetzen,die eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit aufweisen. Die Federelemente 75, 76 können dabeioptional je weils auf einer ihrer Seiten mit der leitenden Folienschicht 95 odermit der zweiten Elektrode 12a verbunden sein. Abweichendvon den Darstellungen gemäß den 3a und 3b können imBereich einer Kontaktfläche 30b, 30c, 50b auchmehrere Federelemente 75, 76 nebeneinander angeordnetsein.
    [0052] Anstelleeiner Druckkontaktierung ist es ebenso möglich, die elektrisch leitendeFolienschicht 95 zumindest abschnittweise mit der zweitenElektrode 12a zu verlöten.Dies ist in 4 gezeigt. An Stelle der Federelemente 75 bzw. 76 ausden 3a bzw. 3b istjetzt eine Lötschicht 94 zwischender leitenden Folienschicht 95 und der zweiten Elektrode 12a angeordnetund verbindet diese elektrisch und thermisch leitend. Damit sinddie Halbleiterelemente 30, 50 an ihren zweitenSeiten 32, 52 fest mit der zweiten Elektrode 12a verbunden.
    [0053] Wenndie Halbleiterelemente 30, 50 zudem auf ihrenersten Seiten 31, 51 mit der ersten Elektrode 11a festverbunden sind, so ist es vorteilhaft, wenn die erste Elektrode 11a unddie zweite Elektrode 12a denselben oder zumindest einen ähnlichenthermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, um eine durch thermischeSpannungen verursachte Beschädigungdes Halbleitermoduls zu vermeiden.
    [0054] Inden bisherigen Ausführungsbeispielen wurdegezeigt, wie die elektrische Verbindung zwischen den auf den zweitenSeiten 32, 52 der Halbleiterelemente 30, 50 angeordnetenAnschlusskontakten 30b, 30c und 50c undder zweiten Elektrode 12a mittels einer Folienstruktur 91, 92, 95 realisiertwerden kann. Entsprechend ist es ebenso möglich, die auf den ersten Seiten 31, 51 derHalbleiterelemente 30, 50 angeordneten Anschlusskontakte 30a, 50a mittelseiner Folienstruktur mit der ersten Elektrode 11a elektrischund/oder thermisch leitend zu verbinden.
    [0055] Anhandder 2 bis 4 wurde eine Folienstruktur 91, 92, 95 miteiner elektrisch leitenden 95 sowie zwei elektrisch isolierenden 91, 92 Folienschichtenvorgestellt. Prinzipiell kann eine Folienstruktur eine beliebigeAnzahl elektrisch leitender bzw. elektrisch isolierender und bevorzugtstrukturierter Folienschichten aufweisen, wobei Abschnitte verschiedenerelektrisch leitender Folienschichten elektrisch miteinander verbundensein können.
    [0056] Wieeingangs erwähnt,kann – wiein 5 gezeigt – diepotentialmäßig getrennteelektrische Kontaktierung der Anschlusskontakte 30b und 30c anStelle der bisher vorgestellten Folienstruktur 91, 92, 95 auchmittels einer strukturierten zweiten Elektrode 12a erfolgen.Dabei ist die strukturierte zweite Elektrode 12a auf einemelektrisch isolierenden und bevorzugt thermisch leitenden Träger 12b angeordnet.Durch die Strukturierung weist die zweite Elektrode 12a Abschnitte 12c-12h auf,die mit nicht dargestellten, auf den zweiten Seiten 32, 52 derHalbleiterelemente 30, 50 angeordneten Anschlusskontaktenelektrisch leitend verbunden sind. Je nach Bedarf können dabeibestimmte der Abschnitte 12c-12h elektrisch leitendmiteinander verbunden oder elektrisch voneinander isoliert sein.
    [0057] DieEinheit 12 aus der zweiten Elektrode 12a und demTräger 12b kannbeispielsweise als DCB-Substrat ausgebildet sein. Der mit der zweiten Elektrode 12a festverbundene Träger 12b verleiht diesereine ausreichende mechanische Stabilität.
    [0058] Dieelektrisch leitenden Verbindungen zwischen Abschnitten 12c-12h derstrukturierten zweiten Elektrode 12a und auf den zweitenSeiten 32, 52 der Halbleiterelemente 30, 50 angeordnetenAnschlusskontakten 30b, 30c, 50b können wiederum alsDruckkontaktierungen ausgebildet sein, wie dies in den 6, 7a, 7b und 8 gezeigtist.
    [0059] 6 zeigteinen vergrößerten Ausschnitt desin 5 dargestellten, erfindungsgemäßen Halbleitermoduls. Dessenstrukturierte Metallisierung 12a umfasst die Abschnitte 12c, 12d und 12e und weisteine ebenfalls strukturierte erste Ausgleichsschicht 71 mitden Abschnitten 71a, 71b, 71c auf. Mittelseiner Strukturierung lassen sich auch komplexe Schaltungen mit steuerbarenHalbleiterelementen, Freilaufdioden und beliebigen anderen elektrischenBauelementen aufbauen. Gemäß einerbevorzugten Ausführungsformsind die zweite Elektrode 12a und die erste Ausgleichsschicht 71 identisch strukturiert,so dass ihre Strukturierung gemeinsam in einem einzigen Strukturierungsschritterfolgen kann.
    [0060] Anstelleder Ausgleichsschicht 71 kann, wie in den 7a und 7b dargestellt,die elektrisch und/oder thermisch leitende Verbindung zwischen denauf den zweiten Seiten 32, 52 angeordneten Anschlusskontakten 30b, 30c, 50b undden entsprechenden Abschnitten 12c, 12d bzw. 12e derzweiten Elektrode 12b mittels Federelementen 75 bzw. 76 erfolgen.
    [0061] DieFederelemente 75 bzw. 76 weisen bevorzugt flächig ausgebildeteKontakte und ein gutes Wärmeleitvermögen auf,um eine gute elektrische und thermische Verbindung zu erzielen.
    [0062] Wiein 8 gezeigt, kann an Stelle der Federelemente 75 bzw. 76 ausden 7a bzw. 7b aucheine Lötschicht 94 mitden Abschnitten 94a, 94b zwischen den Anschlusskontakten 30b, 50b bzw. 30c angeordnetsein und diese mit der strukturierten zweiten Elektrode 12a elektrischund thermisch leitend verbinden. Damit sind die Halbleiterelemente 30, 50 über diean ihren zweiten Seiten 32, 52 angeordneten Anschlusskontakte 30b, 30c, 50b festmit der zweiten Elektrode 12a verbunden.
    [0063] Wenndie Halbleiterelemente 30, 50 zudem auf ihrenersten Seiten 31, 51 mit der ersten Elektrode 11a festverbunden sind, so ist es vorteilhaft, wenn die erste Elektrode 11a und diezweite Elektrode 12a denselben oder zumindest einen ähnlichenthermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, um eine Beschädigung desHalbleitermoduls durch thermisch bedingte, mechanische Spannungenzu vermeiden.
    [0064] Beiden bisher gezeigten Ausführungsbeispielenist es bedingt durch die geometrische Anordnung der Halbleiterelemente 30 möglich, mehrere Halbleiterelemente 30 zueiner Einheit elektrisch parallel zu schalten. Bevorzugt ist dabei,wie in den 1 bis 4 gezeigt,die zweite Elektrode 12a einstückig ausgebildet.
    [0065] Beibestimmten Anwendungen, beispielsweise bei Halbbrücken-Halbleitermodulen,sind zwei steuerbare Halbleiterelemente bzw. zwei Einheiten ausparallel geschalteten Halbleiterelementen in Reihe zu schalten.In 9 ist eine solche Anordnung dargestellt. Das gezeigteHalbleitermodul entspricht dem aus 1, wobeiin 9 zwischen der zweiten Elektrode 12a undder ersten Ausgleichsschicht 71 eine optionale zweite Ausgleichsschicht 72,eine Anzahl parallel geschalteter steuerbarer Halbleiterelemente 40 bzw.Freilaufdioden 60, sowie eine dritte Elektrode 13a aufeinanderfolgendangeordnet sind.
    [0066] DieAnordnung aus der zweiten Elektrode 12a, der optionalenzweiten Ausgleichsschicht 72, den Halbleiterelementen 40 bzw.Freilaufdioden 60 und der dritten Elektrode 13a sowiedie Anordnung aus der dritten Elektrode 13a, der optionalenAusgleichsschicht 71, den Halbleiterelementen 30 bzw. 50 undder ersten Elektrode 11a können dabei entsprechend denin den 1 bis 8 gezeigten Anordnungen ausder zweiten Elektrode 12a, der optionalen ersten Ausgleichsschicht 71,den Halbleiterelementen 30 bzw. 40 und der erstenElektrode 11a, einschließlich gegebenenfalls dazwischenangeordneter Folienstrukturen oder Federelemente, aufgebaut sein.
    [0067] Diedritte Elektrode 13a ist ebenso wie die erste 11a undzweite 12a Elektrode bevorzugt aus Kupfer, einer Kupferlegierungoder einem anderen elektrisch und thermisch gut leitendem Materialwie beispielsweise dem bereits genannten AlSiC-Composit gebildet und weist einen thermischenAusdehnungskoeffizienten von vorzugsweise unter 12 μm/(m·K) auf.
    [0068] Anstelleder dritten Elektrode 13a ist es ebenso möglich, einenelektrisch isolierenden und bevorzugt thermisch leitenden Träger vorzusehen, dereine erste und eine zweite elektrisch leitende Schicht aufweist,welche an einander gegenüberliegendenSeiten des Trägersangeordnet sind. Die erste und die zweite elektrisch leitende Schichtkönnen dabeientsprechend der zweiten Elektrode 12a, wie in den 5 bis 8 dargestellt,strukturiert und mit den Halbleiterelementen 30, 40, 50, 60 elektrisch und/oderthermisch leitend verbunden sein. Bevorzugt sind zwischen den beideneinander gegenüberliegendenSeiten des TrägersDurchkontaktierungen ausgebildet, die jeweils zwei Abschnitte derauf den gegenüberliegendenSeiten angeordneten, elektrisch leitenden Schichten elektrisch verbinden.
    [0069] 10 zeigteinen vergrößerten Abschnitt desHalbleitermoduls gemäß 9.In dieser Ansicht sind die einander entsprechenden, bevorzugt identischaufgebauten Folienstrukturen 91, 92, 95 bzw. 101, 102, 105,die zwischen der dritten Elektrode 13a und der ersten Elektrode 11a bzw.zwischen der zweiten Elektrode 12a und der dritten Elektrode 13a angeordnetsind, zu erkennen.
    [0070] DieHalbleiterelemente 40, 60 weisen Anschlusskontakte 40a, 40b, 40c, 60a, 60b auf,die an einander gegenüberliegendenersten 41, 61 bzw. zweiten 42, 62 Seitender Halbleiterelemente 40, 60 angeordnet sind.Dabei stellt der Anschlusskontakt 40c einen Steueranschlussdes steuerbaren Halbleiterelementes 40 dar. Dieser Steueranschluss 40c kannoptional an der ersten, dem ersten Kühlkörper 10 zugewandtenersten Seite 61 oder, wie in 10 dargestellt,auf der dem zweiten Kühlkörper 20 zugewandtenzweiten Seite 62 des steuerbaren Halbleiterelementes 40 angeordnetsein.
    [0071] Dabeiweisen Folienschichten 101, 102, 105 Abschnitte 101a, 102a-d, 105a, 105b auf,die jeweils den Abschnitten 91a, 92a-d , 95a, 95b derFolienschichten 91, 92, 95 entsprechen.Insbesondere sind die Folienschichten 101, 102 elektrischisolierend, währenddie Folienschicht 105 elektrisch leitend ausgebildet ist.Der Abschnitt 105a der elektrisch leitenden Folienschicht 105 istelektrisch leitend mit dem Anschlusskontakt 40c, d.h. demSteueranschluss des steuerbaren Halbleiterelementes 40 elektrisch leitendverbunden.
    [0072] Desweiteren sind die Anschlusskontakte, die auf denselben Seiten angeordnetsind wie der Steueranschluss 40c, d.h. die Anschlusskontakte 42 und 62,mittels der elektrisch leitenden Folienschicht 105 mitder zweiten Elektrode 12 elektrisch und bevorzugt thermischleitend verbunden.
    [0073] Istder Steueranschluss 40c alternativ auf der ersten Seite 41 dessteuerbaren Halbleiterelementes 40 angeordnet, so sindbevorzugt die auf den ersten Seiten 41, 61 derHalbleiterelemente 40, 60 angeordneten Anschlusskontakte 40a, 60a mitder dritten Elektrode 13a elektrisch und vorzugsweise auchthermisch mittels der Folienschichten 101, 102, 105 verbunden.
    [0074] Dabeiist es jederzeit möglich,entsprechend der in den 3 bis 8 gezeigtenAusführungsbeispieleelektrisch bzw. thermisch leitende Verbindungen zwischen Anschlusskontaktenund einer Elektrode bzw. einer Ausgleichsschicht anstatt mittelseiner Folienstruktur unter Verwendung von Federelementen oder mittelseiner Lötverbindungherzustellen.
    [0075] EinSchaltbild von gemäß den 9 und 10 inReihe geschalteten Halbleiterelementen 30, 40 istanhand von zwei in Reihe geschalteten IGBTs in 11 dargestellt.Die beiden IGBTs 30, 40 sind jeweils aus einerMehrzahl parallel geschalteter, IGBT-Halbleiterelemente 30 gebildet.Ihre Drain-Anschlüsse 30a, 40a,ihre Source-Anschlüsse 30b, 40b sowieihre Gate-Anschlüsse 30c, 40c entsprechen dengleich bezeichneten Anschlusskontakten aus den 9 und 10.Entsprechendes gilt auch für dieFreilaufdioden 50 bzw. 60 und deren Anschlusskontakte 50a, 50b, 60a, 60b.
    [0076] Nebenden verbesserten Kühleigenschaften eineserfindungsgemäßen Halbleitermodulsergibt sich darüberhinaus der Vorteil, dass die Anordnung durch die zwei einander gegenüberliegendenKühlkörper keinfestes Gehäusebenötigt.Es ist jedoch vorteilhaft, zumindest den Bereich, in denen die steuerbarenHalbleiterelemente bzw. die Freilaufdioden angeordnet sind, miteiner vorzugsweise hermetisch dichten Umhüllung zu versehen, um das Eindringen vonSchmutz und Feuchtigkeit zu verhindern, da hierdurch Kriechstreckenund Kurzschlüsseerzeugt werden können.
    [0077] Zurelektrischen Isolation nach außensowie zur Befestigung weiterer Anbauteile wie beispielsweise einemStützkondensatorist es jedoch vorteilhaft, eine oder mehrere an zumindest einemder Kühlkörper befestigtenHalteplatten vorzusehen, die vorzugsweise auch zur Montage des Halbleitermoduls verwendetwerden können.Eine bevorzugte Ausführungsformeines erfindungsgemäßen Halbleitermodulsmit zwei einander gegenüberliegendenHalteplatten 100a, 100b ist in 12a dargestellt. Der Aufbau des dort gezeigtenHalbleitermoduls entspricht im wesentlichen dem bereits aus den 9 und 10 bekanntenAufbau.
    [0078] DieKühlkörper 10, 20 weisenbevorzugt Kühlrippenoder eine andere, die Oberflächevergrößernde Strukturauf. Optional oder alternativ dazu ist es auch möglich, zumindest einen derKühlkörper 10, 20 mitHohlräumenoder Kanälenzur Aufnahme oder zum Hindurchleiten eines flüssigen Kühlmittels zu versehen.
    [0079] Umein erfindungsgemäßes Halbleitermodul inbestimmten Bereichen nach außenhin zu isolieren, wie das beispielsweise bei mehreren, bevorzugt beizwei oder drei nebeneinander angeordneten und besonders bevorzugtzu einer Mehrlevelschaltung in Reihe geschalteten Halbleitermodulenerforderlich sein kann, ist es möglich,an entsprechenden Stellen auf der Außenseite der Halbleitermodulezumindest abschnittweise Isolierungen anzubringen. Bei dem in 12a dargestellten Halbleitermodul sind beispielsweisedie einander abgewandten Seiten der Kühlkörper 10, 20 mitjeweils einer Isolierung 101a, 101b versehen.Dabei ist es nicht erforderlich, dass die Isolierungen 101a, 101b alstragfähigeStruktur ausgebildet sind.
    [0080] 12b zeigt die Vorderansicht des erfindungsgemäßen Halbleitermodulsaus 12a. Die äußeren Anschlüsse 11a, 12a, 13a sindmit der ersten 11a, zweiten 12a bzw. dritten 13a Elektrodeelektrisch leitend verbunden, wobei die beiden äußeren Anschlüsse 11x, 12x für die Spannungsversorgung desHalbleitermoduls vorgesehen sind. Zwischen die Anschlüsse 11x, 12x istnoch ein Stützkondensator 110 geschaltet.
    [0081] Dermit der dritten Elektrode 13 verbundene äußere Anschluss 13x stelltden Lastanschluss des Halbleitermoduls dar. Der Stützkondensator 110 sowieeine Steuereinheit 200 sind an der vorderen Halteplatte 100b befestigt.Die elektronische Steuereinheit 200 steuert die steuerbarenHalbleiterelemente 30, 40 und ist mit deren Steueranschlüssen 30c bzw. 40c vorzugsweise über einepotentialtrennende Vorrichtung gekoppelt. Optional können inder Steuereinheit neben dessen Steuerfunktion auch noch andere Funktionen,wie z.B. eine Überstrom-Schutzfunktionenintegriert sein. So ist es beispielsweise möglich, den über den Lastanschluss fließenden Strommittels eines im Halbleitermodul integrierten Stromsensors zu überwachen.Dadurch kann das Halbleitermodul abhängig von der Stärke und/oder derPhasenlage des vom Sensor gemessenen Stromes angesteuert oder abgeschaltetwerden. Entsprechend ist es auch möglich, beispielsweise eineTemperaturüberwachungdes Halbleitermoduls zu integrieren.
    [0082] EineSeitenansicht dieses Halbleitermoduls bei entfernter Isolierung 111a istin 12c gezeigt. Wie oben näher ausgeführt, sind bestimmte Elementedes Halbleitermoduls elektrisch und/oder thermisch durch eine Druckkontaktierungmiteinander kontaktiert. Der hierzu erforderliche Druck wird durch denersten 10 und zweiten 20 Kühlkörper erzeugt, welche mittelsVerbindungselementen 112a, 112b miteinander verbundensind. Im vorliegenden Ausführungsbeispielwerden hierzu Spannscheiben 113a, 113b sowie Muttern 112a, 112b verwendet.Die beiden Kühlkörper 10, 20 können jedochauch mit einer beliebigen anderen Spannvorrichtung vorgespannt werden.
    [0083] Umdie Servicefreundlichkeit zu erhöhen, kanndas Halbleitermodul steckbar ausgebildet sein, wobei entsprechendeSteckverbinder bevorzugt auf einer Seite, beispielsweise an derRückseitedes Halbleitermoduls angeordnet sind. Damit kann das Halbleitermodulauf einfache Weise von einem passenden Steckplatz abgezogen undbeispielsweise durch ein anderes ersetzt werden.
    10 ersterKühlkörper 20 zweiterKühlkörper 11a,12a, 13a Elektrode 11x,12x, 13x äußerer Anschluss 12b,13b Träger 12c-e Abschnitteiner Elektrode 30,40 steuerbaresHalbleiterelement 50,60 Freilaufdiode 30a-c,40a-c Anschlusskontakt 50a,50b, 60a, 60b Anschlusskontakt 31,41, 51, 61 ersteSeite 32,42, 52, 62 zweiteSeite 71,72 Ausgleichsschicht 71a-c,72a-c Abschnitteiner Ausgleichsschicht 75,76 Federelement 95,105 elektrischleitende Folienschicht 95a,105a Abschnitteiner elektrisch leiten denFolienschicht 91,92, 101, 102 elektrischisolierende Folien schicht 91a,92a-d, 101a, 102a-d Abschnitteiner elektrisch leiten denFolienschicht 94 Lötschicht 100a,100b Halteplatte 111a,111b Isolierschicht 110 Stützkondensator 111a,111b Isolierung 112a,112b Verbindungselement 113a,113b Spannscheibe 200 Steuereinheit
    权利要求:
    Claims (24)
    [1] Halbleitermodul mit einem ersten Kühlkörper (10)und einem zweiten Kühlkörper (20),die einander gegenüberliegendund voneinander beabstandet angeordnet sind, wenigstens einemsteuerbaren Halbleiterelement (30, 40), das eineerste Seite (31, 42) und eine dieser gegenüberliegendezweite Seite (32, 42), sowie einen ersten Anschlusskontakt(30c, 40c) aufweist, wobei die erste Seite (31, 41)dem ersten Kühlkörper (10)zugewandt ist und mit diesem in thermischem Kontakt steht, die zweiteSeite (32, 42) dem zweiten Kühlkörper (20) zugewandtist und mit diesem in thermischem Kontakt steht, und wobei der ersteAnschlusskontakt (30c, 40c) zur Steuerung dessteuerbaren Halbleiterelementes (30, 40) vorgesehenund mittels einer Isolierfolie (91a, 92a, 92b, 101a, 102a, 102b)elektrisch isoliert ist, einer ersten Elektrode (11a),die zwischen dem ersten Kühlkörper (10)und dem zweiten Kühlkörper (20) angeordnetist sowie mit einer zweiten Elektrode (12a), die zwischender ersten Elektrode (11a) und dem zweiten Kühlkörper (20)angeordnet ist.
    [2] Halbleitermodul nach Anspruch 1, bei dem zumindesteines der steuerbaren Halbleiterelemente (30, 40)auf seiner ersten Seite (31, 41) mit der ersten Elektrode(11a) elektrisch und thermisch leitend verbunden ist.
    [3] Halbleitermodul nach Anspruch 1 oder 2, bei dem zumindesteines der steuerbaren Halbleiterelemente (30, 40)auf seiner zweiten Seite (32, 42) mit der zweitenElektrode (12a) elektrisch und thermisch leitend verbundenist.
    [4] Halbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis3 mit einer dritten Elektrode (13a), die zwischen der erstenElektrode (11a) und der zweiten Elektrode (12a)angeordnet ist.
    [5] Halbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis4, bei dem zumindest eine der Elektroden (11a, 12a, 13a)und/oder zumindest einer der Kühlkörper (10, 20)einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der kleinerist als 12 μm/(m·K).
    [6] Halbleitermodul nach Anspruch 4 oder 5, bei dem zumindesteines der steuerbaren Halbleiterelemente (30, 40)auf seiner ersten Seite (31, 41) mit der drittenElektrode (13a) elektrisch und thermisch leitend verbundenist, und bei dem zumindest eines der steuerbaren Halbleiterelemente(30, 40) auf seiner zweiten Seite (32, 42)mit der dritten Elektrode (13a) elektrisch und thermischleitend verbunden ist.
    [7] Halbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis6 mit einem zweiten Anschlusskontakt (30b, 40b), wobeider erste (30c, 40c) und der zweite (30b, 40b) Anschlusskontaktauf derselben ersten (31, 41) oder zweiten (32, 42)Seite des betreffenden Halbleiterbauelementes (30, 40)angeordnet sind.
    [8] Halbleitermodul nach Anspruch 6 oder 7, bei dem dererste (30c, 40c) und der zweite (30b, 40b) Anschlusskontaktmittels einer strukturierten, elektrisch isolierenden Folienschicht(92, 102) elektrisch voneinander isoliert sind.
    [9] Halbleitermodul nach einem der Ansprüche 6 bis8, bei dem zumindest zwischen dem zweiten Anschlusskontakt (30b, 40b)und einer der Elektroden (11a, 12a, 13a)eine elektrisch und/oder thermisch leitende Verbindung ausgebildetist.
    [10] Halbleitermodul nach Anspruch 9, bei dem die zumindesteine zwischen dem zweiten Anschlusskontakt (30b, 40b)und einer der Elektroden (11a, 12a, 13a)ausgebildete, elektrisch und/oder thermisch leitende Verbindungals strukturierte Folienschicht ausgebildet ist.
    [11] Halbleitermodul nach Anspruch 10, bei dem die elektrischund/oder thermisch leitende Verbindung als Druckkontaktierung ausgebildetist.
    [12] Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, beidem zumindest eine der Elektroden (11a, 12a, 13a)auf einem elektrisch isolierenden Träger (11b, 12b)angeordnet ist.
    [13] Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daszumindest zwei steuerbare Halbleiterelemente (30, 40)mit jeweils einer demselben Kühlkörper (10, 20)zugewandten Seite (30a, 40a; 30b, 40b)aufweist, und bei dem zwischen diesen zumindest zwei demselben Kühlkörper (10, 20) zugewandtenSeiten (30a, 40a; 30b, 40b)und einer der Elektroden (11, 12, 13)eine elektrisch und/oder thermisch leitende, weichmetallische Ausgleichsschicht(71, 72) zum Niveauausgleich der zumindest zweidemselben Kühlkörper (10, 20)zugewandten Seiten (30a, 40a; 30b, 40b)angeordnet ist.
    [14] Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, beidem zwischen einem Anschlusskontakt (30a, 30b, 30c, 40a, 40b, 50a, 50b, 50c, 60a, 60c)und einer Elektrode (11a, 12a, 13a) einFederelement (75, 76) angeordnet ist, das den betreffendenAnschlusskontakt (30a, 30b, 30c, 40a, 40b, 50a, 50b, 50c, 60a, 60c)und die Elektrode (11a, 12a, 13a) elektrischund/oder thermisch leitend kontaktiert.
    [15] Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, beidem zwischen einem Anschlusskontakt (30a, 30b, 30c, 40a, 40b, 50a, 50b, 50c, 60a, 60c)und einer Elektrode (11a, 12a, 13a) eineLötverbindung(94a, 94b) ausgebildet ist, die den betreffendenAnschlusskontakt (30a, 30b, 30c, 40a, 40b,50a, 50b, 50c, 60a, 60c) unddie Elektrode (11a, 12a, 13a) elektrischund/oder thermisch leitend verbindet.
    [16] Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, beidem der erste Kühlkörper (10)und die erste Elektrode (11a) einstückig ausgebildet sind und/oderbei dem der zweite Kühlkörper (20)und die zweite Elektrode (12a) einstückig ausgebildet sind.
    [17] Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, beidem zumindest eines der steuerbaren Halbleiterelemente (30, 40)als MOSFET, IGBT, Thyristor oder Bipolartransistor ausgebildet ist.
    [18] Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche mitzumindest zwei identischen und elektrisch parallel geschaltetensteuerbaren Halbleiterelementen (30, 40).
    [19] Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche mitzumindest zwei zu einer Halbbrückeverschalteten, steuerbaren Halbleiterelementen (30, 40).
    [20] Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, beidem der erste Kühlkörper (10)und der zweite Kühlkörper (20)zumindest im wesentlichen symmetrisch und/oder identisch ausgebildetsind.
    [21] Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, beidem der erste Kühlkörper (10)und/oder der zweite Kühlkörper (20)Kühlrippen und/oderHohlräumeund/oder Kanälezur Aufnahme bzw. zum Hindurchleiten eines flüssigen Kühlmittels aufweist.
    [22] Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daszumindest abschnittweise von einer elektrisch isolierenden Isolierschicht(111a, 111b) umgeben ist.
    [23] Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, beidem zumindest die steuerbaren Halbleiterelemente mittels einer hermetischdichten Umhüllungnach außenabgedichtet sind.
    [24] Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dasgehäuselosausgebildet ist.
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    DE102004018477A|DE102004018477B4|2004-04-16|2004-04-16|Halbleitermodul|DE102004018477A| DE102004018477B4|2004-04-16|2004-04-16|Halbleitermodul|
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