本發(fā)明涉及一種功率半導(dǎo)體模塊。功率半導(dǎo)體模塊是半導(dǎo)體總成，該總成用在功率電子電路中。功率半導(dǎo)體模塊通常用在機(jī)動(dòng)車和工業(yè)應(yīng)用中，如在換流器中和整流器中。半導(dǎo)體組件(該組件包含在功率半導(dǎo)體模塊中)通常是igbt(絕緣閘雙極晶體管)半導(dǎo)體芯片或者mosfet(金屬氧化物半導(dǎo)體-場(chǎng)效應(yīng)晶體管)半導(dǎo)體芯片。igbt半導(dǎo)體芯片和mosfet半導(dǎo)體芯片具有變化的額定電壓和額定功率。一些功率半導(dǎo)體模塊為過(guò)壓保護(hù)也具有附加的在半導(dǎo)體封裝中的半導(dǎo)體二極管(即自由二極管)。

為了更高的功率應(yīng)用，功率半導(dǎo)體模塊通常具有在單個(gè)襯底上的一個(gè)或者多個(gè)功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)組件，下面也縮寫為功率半導(dǎo)體。襯底通常具有至少一個(gè)絕緣的陶瓷襯底，例如al2o3、aln、si3n4或者其它合適的材料，以電絕緣功率半導(dǎo)體模塊。襯底通常涂鍍?cè)诮饘俚装迳希摰装逵米鲗⒛K機(jī)械固定和熱連接到散熱器處的、穩(wěn)定襯底的支架。陶瓷襯底至少一個(gè)表面或者利用純銅、純鋁或者鍍銅、鍍鋁或者其它合適的材料來(lái)涂鍍金屬，以一方面接通布置并且通常焊接在上的功率半導(dǎo)體并且另一方面提供電位面、尤其負(fù)載電位面。該電位面一方面用于經(jīng)由所謂的鍵合連接將電流輸入或者輸出功率半導(dǎo)體，另一方面用于與聯(lián)接件機(jī)械固定和電連接，該聯(lián)接件用于電流輸入到模塊或者電流從模塊尤其從殼體輸出，使得例如后者在殼體外與外導(dǎo)體例如借助于螺栓相連。針對(duì)電位面設(shè)置的金屬層通常借助于直接的銅鍵合工藝(dcb)、直接的鋁鍵合工藝(dab)或者活性金屬硬焊工藝(amb)連接到陶瓷襯底處。

為了電連接電位面與至少一個(gè)背向襯底的所涉及的功率半導(dǎo)體的聯(lián)接面，通常設(shè)置鍵合線形式的鍵合連接件(也稱為引線鍵合連接件)或者鍵合帶形式的鍵合連接件(也稱為帶鍵合連接件)，該鍵合連接件在電位面與半導(dǎo)體的聯(lián)接面之間產(chǎn)生導(dǎo)電接觸。在功率電子領(lǐng)域中使用純(99.99％的鋁或者更高比例)鋁和銅材料用于鍵合連接件。一方面用于產(chǎn)生在鍵合連接件與聯(lián)接面之間的連接和另一方面在鍵合連接件與電位面之間的連接的不同的工藝方案是熱壓縮鍵合(縮寫：tc鍵合)、熱固球-楔鍵合(ts-鍵合)和超聲楔-楔鍵合(us-鍵合)。其中，一方面在鍵合連接件和聯(lián)接面之間和另一方面在鍵合連接件與聯(lián)接電位面之間分別產(chǎn)生的接觸區(qū)域稱作鍵合腳。

這種功率半導(dǎo)體模塊以及對(duì)于其結(jié)構(gòu)必須的功率半導(dǎo)體元件的需求和由此的生產(chǎn)能力在過(guò)去幾年里持續(xù)不斷地增長(zhǎng)。例如，半導(dǎo)體元件的單位面積的電流強(qiáng)度上升。此外，由于經(jīng)濟(jì)必要性的緣故，半導(dǎo)體元件始終接近其功率極限來(lái)運(yùn)行。

對(duì)于功率半導(dǎo)體模塊或功率半導(dǎo)體元件的性能的決定性的外部因素是散熱以及電流的輸入和輸出。在半導(dǎo)體元件的電流的輸入和輸出中的現(xiàn)有技術(shù)是在不同設(shè)計(jì)方案中的鍵合連接、例如作為引線鍵合連接或者作為帶鍵合連接。在帶有高電流負(fù)載的功率半導(dǎo)體情況中使用帶有直徑在100μm到500μm之間的粗線或者粗線-帶。其橫截面不足以設(shè)置規(guī)律的多個(gè)平行的鍵合連接件。本發(fā)明的內(nèi)容是這種鍵合連接件的性能。

例如，由文獻(xiàn)de19549011a1已知針對(duì)功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)元件的引線鍵合連接。在該文獻(xiàn)那里介紹的功率半導(dǎo)體模塊中，功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)元件借助于焊接連接布置在襯底上。該功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)元件的第二主面的焊接連接構(gòu)成電流輸入和輸出的一部分。其它電流聯(lián)接借助于在提供聯(lián)接面的功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)元件的第一主面的金屬鍍層與負(fù)載電位面之間的引線鍵合連接來(lái)產(chǎn)生。對(duì)于已知的引線鍵合連接典型的是，鍵合線彼此鄰接緊貼地布置，并且成直線地或者稍微偏移地布置特別在功率半導(dǎo)體元件上的單個(gè)鍵合線的鍵合腳。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)元件不僅借助于單個(gè)并排布置的鍵合線用于接通輸送電流、而且經(jīng)常利用兩個(gè)或者多個(gè)沿鍵合線方向至少部分重疊的鍵合線。為了改進(jìn)在功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)元件上的電流分布，單個(gè)鍵合線經(jīng)常也借助于多個(gè)鍵合腳接通其聯(lián)接面。

模擬仿真顯示，在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在負(fù)載聯(lián)接電位面與功率半導(dǎo)體元件之間布置鍵合線時(shí)，電流經(jīng)由聯(lián)接面不均勻地輸送到功率半導(dǎo)體元件中并且因此沒有均勻地加載在整個(gè)面上以進(jìn)行傳導(dǎo)。

文獻(xiàn)de10204157a1公開用于導(dǎo)電的連接導(dǎo)體軌道和功率半導(dǎo)體元件的引線鍵合連接，其中，改變?nèi)挎I合線或者在單個(gè)鍵合線群組內(nèi)的間距并且因此相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)沿垂直于鍵合線走線方向均勻地設(shè)計(jì)輸送電流。

文獻(xiàn)de102005039940b4公開引線鍵合連接，在該連接中多個(gè)鍵合連接的第二鍵合腳棋盤格狀交替地分布在共同的聯(lián)接面上并且鍵合連接形成由多個(gè)鍵合連接組成的兩個(gè)群組，其中，兩群組的不同點(diǎn)在于鍵合連接長(zhǎng)度不同并且其第二鍵合腳限定在聯(lián)接面上沒有共同的區(qū)段或者共同的區(qū)域。

該引線鍵合連接的設(shè)計(jì)方案不利的是，在此，必須提供功率半導(dǎo)體元件的足夠大的聯(lián)接面，以能夠有意義地使用這種復(fù)雜的拓?fù)洹?/p>

特別在帶有二極管和晶閘管的功率半導(dǎo)體模塊中特別需注意該功率半導(dǎo)體元件的浪涌電流負(fù)載。該浪涌電流在十分之一秒的數(shù)量級(jí)的短時(shí)間之中超出功率半導(dǎo)體元件的連續(xù)負(fù)載數(shù)倍。在此證明，針對(duì)連續(xù)運(yùn)行設(shè)計(jì)的鍵合連接的設(shè)計(jì)方案并非絕對(duì)有利。

本發(fā)明的目的在于，提供一種用于功率半導(dǎo)體模塊的鍵合連接件，其中，鍵合連接件的最大導(dǎo)電性能以其整體、特別在浪涌電流負(fù)載中改進(jìn)，尤其經(jīng)由單個(gè)鍵合連接件來(lái)平衡電流分布和由此的熱分布。該目的根據(jù)本發(fā)明通過(guò)帶有權(quán)利要求1的特征的功率半導(dǎo)體模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求公開本發(fā)明其它的特別有利的設(shè)計(jì)方案。值得注意的是，在專利中單獨(dú)提及的特征可以以任意的、技術(shù)上有意義的方式彼此組合并且闡明本發(fā)明其它的設(shè)計(jì)方案。描述尤其與附加的附圖共同描述本發(fā)明的特征并且詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體模塊具有襯底，優(yōu)選電絕緣的襯底。例如是陶瓷襯底，例如al2o3、aln、si3n4。所述襯底優(yōu)選布置在金屬底板上，其中，構(gòu)造所述底板用于布置和必要時(shí)固定在熱沉處。

此外根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置至少一個(gè)功率半導(dǎo)體。在這里考慮的功率半導(dǎo)體是例如不受控的例如功率二極管的結(jié)構(gòu)元件也或者是受控的例如功率晶閘管或者功率晶體管的結(jié)構(gòu)元件、例如雙極晶體管。該受控的結(jié)構(gòu)元件具有至少一個(gè)其它聯(lián)接面，該其它聯(lián)接面通常而言通過(guò)設(shè)置在其第一主面上的金屬鍍層來(lái)提供，且與負(fù)載電流導(dǎo)電分隔開并且根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)同樣借助于鍵合連接件與襯底的控制電位面相連。在控制聯(lián)接之間的鍵合連接件不是本發(fā)明的主題。

根據(jù)本發(fā)明，功率半導(dǎo)體在其背向襯底的側(cè)面上具有聯(lián)接面。該聯(lián)接面可以構(gòu)造成連續(xù)的金屬鍍層或者也被分割，例如可以在igbt情況中的發(fā)射極-聯(lián)接面中。

此外，根據(jù)本發(fā)明設(shè)置布置在所述襯底上在所述功率半導(dǎo)體旁的、必要時(shí)分割的負(fù)載電位面。

此外，根據(jù)本發(fā)明設(shè)置多個(gè)用于將所述聯(lián)接面與所述負(fù)載電位面并聯(lián)導(dǎo)電連接的鍵合連接件，根據(jù)本發(fā)明，多個(gè)鍵合連接件的每一個(gè)具有至少一個(gè)第一類型的鍵合腳(簡(jiǎn)稱第一鍵合腳)，其中，第一鍵合腳的特征在于，將其布置在至少一個(gè)負(fù)載電位面上。此外，根據(jù)本發(fā)明多個(gè)鍵合連接件的每一個(gè)均具有多個(gè)第二鍵合腳，其中，該鍵合腳布置在所述功率半導(dǎo)體的聯(lián)接面上。根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)鍵合連接件在所述聯(lián)接面上具有至少一個(gè)端部，一個(gè)端部?jī)?yōu)選設(shè)置在所述負(fù)載電位面上并且一個(gè)端部設(shè)置在所述聯(lián)接面上，還優(yōu)選鍵合連接件在其端部處分別借助于鍵合腳終止。

根據(jù)本發(fā)明，多個(gè)鍵合連接件布置在至少兩個(gè)群組中，該群組由鍵合腳數(shù)量相同的多個(gè)鍵合連接件組成。根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)群組中的每個(gè)鍵合連接件的所述第二鍵合腳僅布置在所述聯(lián)接面的由所述聯(lián)接面部分表面限定的區(qū)段或區(qū)域中。換句話說(shuō)，空間上彼此分割的布置不同群組的區(qū)段或區(qū)域或者參考第二鍵合腳表示：根據(jù)本發(fā)明，不設(shè)置群組的第二鍵合腳的空間重疊結(jié)構(gòu)。優(yōu)選一個(gè)群組中的每個(gè)鍵合連接件的第二鍵合腳僅布置在所述聯(lián)接面的精確一個(gè)的共同的部分表面中。優(yōu)選封閉部分面。優(yōu)選每個(gè)群組設(shè)置15到50個(gè)鍵合連接件、還優(yōu)選16到30個(gè)鍵合連接件。

根據(jù)本發(fā)明，所述群組相應(yīng)的差別在于，其第一鍵合腳布置成在所述負(fù)載電位面上，并且朝所述功率半導(dǎo)體具有不同的、但優(yōu)選在每個(gè)群組內(nèi)一致的間距。除了根據(jù)本發(fā)明的屬于群組的鍵合連接件之外可以設(shè)置其它鍵合連接件。例如設(shè)置該鍵合連接件，使得可以電連接控制電位面與受控的功率半導(dǎo)體的所屬控制聯(lián)接面。

本發(fā)明的基本思想在于，電流密度與現(xiàn)有技術(shù)相比較更均勻地傳導(dǎo)到所述功率半導(dǎo)體導(dǎo)通負(fù)載電流的聯(lián)接面上。經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式(在該實(shí)施方式中每個(gè)群組的電流輸入或輸出限制在所述功率半導(dǎo)體的聯(lián)接面的區(qū)域上)，實(shí)現(xiàn)特別均勻的負(fù)載電流分布和由此經(jīng)由鍵合連接件的歐姆熱損失的分布。

根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)的、從負(fù)載電位面到功率半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)元件的接觸面或金屬鍍層的鍵合連接件具有多個(gè)單獨(dú)的鍵合線也或者鍵合帶，該鍵合線和鍵合帶具有多個(gè)在功率半導(dǎo)體的金屬鍍層上的第二鍵合腳。該第二鍵合腳可以任意布置。優(yōu)選規(guī)則布置第二鍵合腳在所涉及的區(qū)段或者區(qū)域中。例如棋盤格狀地布置與相應(yīng)組關(guān)聯(lián)的第二腳，其中，第二鍵合腳在這里僅布置在相同的“顏色”的格子上、即排與排錯(cuò)開地布置。優(yōu)選布置在平行相同的排中，其中，保持在最近鄰的沿兩個(gè)方向的第二腳之間的間距。

優(yōu)選在鍵合腳之間弧形地構(gòu)造鍵合連接件，使得在鍵合連接件受溫度相關(guān)的膨脹時(shí)可以盡可能少地遭受機(jī)械拉力和/或壓力。

根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，群組的鍵合連接件在長(zhǎng)度上沒有明顯不同。還優(yōu)選群組的鍵合連接件具有全部相同的長(zhǎng)度。

根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，屬于所述群組的鍵合連接件的材料具有鋁或者銅。例如鍵合連接件由高純度鋁或者高純度銅制成，優(yōu)選帶有99.99％或者更好的純度。備選地鍵合連接件可以例如由鋁合金或者銅合金制成，其中，設(shè)置例如鎂、硅、銀或者類似的、例如改進(jìn)鍵合連接件的導(dǎo)熱或者導(dǎo)電特性或機(jī)械特性的添加物作為合金添加物。優(yōu)選鍵合連接件為鍵合線。例如鍵合線具有圓形截面。優(yōu)選截面直徑處在從100μm到800μm的范圍、優(yōu)選從125μm到500μm、例如300μm的范圍中。

根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式設(shè)置群組的鍵合連接件分別具有第三鍵合腳，該第三鍵合腳布置在所述第一鍵合腳與所述第二鍵合腳之間的所述鍵合連接件的走線中并且布置在金屬鍍層上，金屬鍍層與所述負(fù)載電位面電絕緣地布置在所述襯底上。絕緣布置在本發(fā)明的意義中涉及所述金屬鍍層自身和由此與由所述鍵合連接件產(chǎn)生的電連接沒有沖突。換句話說(shuō)，在該設(shè)計(jì)方案中，金屬鍍層僅經(jīng)由至少一個(gè)鍵合連接件與所述負(fù)載電位面電連接。由于由附加的鍵合腳產(chǎn)生的附加的拱形引導(dǎo)，產(chǎn)生所涉及鍵合連接件的延長(zhǎng)。這提供可能性，不同群組關(guān)于其鍵合連接件的長(zhǎng)度彼此均衡。其中，附加的鍵合腳提供鍵合連接件附加的機(jī)械穩(wěn)定性，在此不會(huì)由于布置在絕緣的金屬鍍層上的原因而對(duì)本發(fā)明的基本思想的意義中的電流分布產(chǎn)生不利影響。優(yōu)選所述群組的所述第三鍵合腳布置在所述襯底的共同的金屬鍍層上，通過(guò)與所述襯底的連接獲得另外的有利的冷卻。例如其沿著與功率半導(dǎo)體棱邊平行且間隔延伸的假想線來(lái)布置。

術(shù)語(yǔ)“區(qū)段”在本發(fā)明的意義中意味著區(qū)域，該區(qū)域彼此電絕緣地布置。例如涉及金屬鍍層，其電絕緣由布置在所示襯底上來(lái)獲得，而不排除一種其它的電連接。例如所述導(dǎo)電連接在設(shè)計(jì)方案中經(jīng)由負(fù)載聯(lián)接部件來(lái)建立，由此引起所述負(fù)載電流輸出到所述區(qū)段或從所述區(qū)段輸入的共同的功能。例如平行間隔于相對(duì)而置的功率半導(dǎo)體的棱邊布置所述區(qū)段。例如負(fù)載聯(lián)接部件(該部件用于與外部導(dǎo)電端部的電連接和機(jī)械連接和必要時(shí)從所述功率半導(dǎo)體模塊的殼體引出電連接)構(gòu)造成鏡像對(duì)稱構(gòu)造的弓形。

例如，根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體模塊因此具有至少一個(gè)聯(lián)接件，其構(gòu)造成弓形并且其弓形端部與負(fù)載電位面的兩個(gè)區(qū)段接觸、優(yōu)選焊接接觸。例如，弓形是金屬成型件，優(yōu)選為由銅或銅合金制成的金屬成型件。

根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述群組的鍵合連接件這樣布置，使得關(guān)于其布置產(chǎn)生了對(duì)稱。在此，不應(yīng)排除，除了屬于根據(jù)本發(fā)明的群組的鍵合連接件，也可設(shè)有鍵合連接件，這些鍵合連接件并不對(duì)稱，例如這種用于將功率半導(dǎo)體的控制接口與所屬的控制電位面相連接的鍵合連接件。

根據(jù)一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，兩個(gè)群組的不同之處在于每個(gè)鍵合連接件的第二鍵合腳的數(shù)量。例如，一個(gè)群組具有每個(gè)鍵合連接件兩個(gè)第二鍵合腳，而另一個(gè)群組具有每個(gè)鍵合連接件三個(gè)第二鍵合腳。

根據(jù)一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，在所屬的負(fù)載電位面或所屬的負(fù)載電位面區(qū)段與所屬的接觸面區(qū)域或接觸面區(qū)段之間具有更大的、需要由所述的鍵合連接件橋接的所述群組，具有每鍵合連接件更少的第二鍵合腳數(shù)量。

根據(jù)一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，所述功率半導(dǎo)體具有在8.0mm至50.0mm的范圍內(nèi)、優(yōu)選在9.0mm至25.0mm的范圍內(nèi)、更優(yōu)選地在從10.0mm至20.0mm的范圍內(nèi)的最小棱邊長(zhǎng)度。

優(yōu)選地，所述功率半導(dǎo)體還包括殼體、例如由塑料、優(yōu)選由纖維強(qiáng)化的塑料、例如纖維強(qiáng)化的熱塑性塑料制成的殼體。優(yōu)選地，殼體構(gòu)造成翻邊殼體。

根據(jù)一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體具有正好兩個(gè)功率半導(dǎo)體或者一定數(shù)量的功率半導(dǎo)體，該數(shù)量對(duì)應(yīng)于2的倍數(shù)。例如設(shè)有與所述功率半導(dǎo)體的數(shù)量相應(yīng)的襯底數(shù)量。所述第一功率半導(dǎo)體的鍵合連接件布置成兩個(gè)群組，該群組由多個(gè)數(shù)量相同的鍵合腳的鍵合連接件組成，并且一個(gè)群組的每個(gè)鍵合連接件的第二鍵合腳僅布置在所述聯(lián)接面的由所述聯(lián)接面部分表面限定的區(qū)段或區(qū)域中。所述第一半導(dǎo)體的群組的不同之處在于，其第一鍵合腳布置在與所述第一功率半導(dǎo)體的負(fù)載電位面的兩個(gè)區(qū)段不同的另外區(qū)段上，兩個(gè)區(qū)段分別布置成鄰近所述第一功率半導(dǎo)體的兩個(gè)相對(duì)的棱邊。與所述第二功率半導(dǎo)體的鍵合連接件相連接的、正好一個(gè)負(fù)載電位面布置在第一功率半導(dǎo)體與第二功率半導(dǎo)體之間，并且鄰近所述第二功率半導(dǎo)體的棱邊和所述第一功率半導(dǎo)體的剩余棱邊。在一種實(shí)施方式中，所述第二功率半導(dǎo)體的負(fù)載電位面由所述襯底的金屬鍍層來(lái)形成，該金屬鍍層同時(shí)與所述第一功率半導(dǎo)體接觸和/或構(gòu)成屬于所述第二功率半導(dǎo)體的另外的負(fù)載電位面。由此，在實(shí)現(xiàn)電流均勻分布的情況下，同時(shí)獲得功率半導(dǎo)體以及所屬的負(fù)載電位面的節(jié)約空間的布置。尤其實(shí)現(xiàn)了所述負(fù)載電位面或其區(qū)段的對(duì)稱布置。這具有如下的優(yōu)點(diǎn)，為了與外部導(dǎo)體(例如布置在屬于根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體模塊的殼體之外)連接的、通常使用的聯(lián)接件同樣可對(duì)稱設(shè)計(jì)，例如呈弓形。這不僅有利于特別均勻的電流分布而且也有利于簡(jiǎn)化制造根據(jù)本發(fā)明的模塊。

功率半導(dǎo)體從包括二級(jí)晶體管、晶閘管、二極管的組中選出。優(yōu)選地，正好兩個(gè)功率半導(dǎo)體為一對(duì)不同的功率半導(dǎo)體。

此外本發(fā)明還涉及一種由熱沉和功率半導(dǎo)體模塊以上文說(shuō)明的實(shí)施方式并且具有相應(yīng)之前提及的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的組件。

根據(jù)下文的附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明。在此，附圖僅應(yīng)示例性地來(lái)理解并且僅表示優(yōu)選實(shí)施例。其中：

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體模塊10的第一實(shí)施例的俯視圖；

圖2示出圖1的功率半導(dǎo)體模塊的詳細(xì)視圖；

圖3示出圖1的功率半導(dǎo)體模塊的另一詳細(xì)視圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體模塊10的第二實(shí)施例的俯視圖；

圖5示出了根據(jù)圖4的俯視圖，其中取出一些組件以清楚顯示在圖4中示出的結(jié)構(gòu)；以及

圖6示出了根據(jù)圖4的俯視圖，其中取出另一些組件以清楚顯示在圖4中示出的結(jié)構(gòu)。

圖1至圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體模塊10的第一實(shí)施方式，而圖4至圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的功率半導(dǎo)體模塊10的第二實(shí)施方式。第一和第二實(shí)施方式的模塊的不同之處基本上在于所使用的功率半導(dǎo)體1、2和尤其第二功率半導(dǎo)體2的鍵合連接機(jī)構(gòu)。根據(jù)圖1至圖3的第一實(shí)施方式具有兩個(gè)晶閘管作為第一功率半導(dǎo)體1和第二功率半導(dǎo)體2，與此相應(yīng)，圖4至圖6的實(shí)施方式具有兩個(gè)二極管作為第一功率半導(dǎo)體1或第二功率半導(dǎo)體2。

第一實(shí)施方式的功率半導(dǎo)體模塊10具有金屬的底板5，其用于布置和固定在未示出的熱沉上。在底板5的與熱沉背對(duì)的側(cè)面上涂覆有兩個(gè)電絕緣的由陶瓷制成的襯底3、4。在襯底3、4與底板5背對(duì)的表面上分別涂覆有多個(gè)金屬鍍層，其中一個(gè)用于固定和電接觸布置在其上的功率半導(dǎo)體1、2的主面。襯底3、4的其他金屬鍍層用于提供用于功率半導(dǎo)體1、2的負(fù)載電位面13a、13b、23。在此，由兩個(gè)區(qū)段13a、13b形成的負(fù)載電位面分配給第一功率半導(dǎo)體1。將區(qū)段13a、13b分配給負(fù)載電位面通過(guò)功率半導(dǎo)體(此處為功率半導(dǎo)體1的陰極)的相同功能布線來(lái)形成，但與此相應(yīng)也通過(guò)未示出的連接件的串聯(lián)的電流輸入或輸出來(lái)產(chǎn)生，連接件構(gòu)造為弓形或鏡像對(duì)稱并且與功率半導(dǎo)體1重疊布置并且以其自由的弓形端部置于負(fù)載電位面13a、13b上與其焊接在一起。設(shè)有由鋁鍵合線或備選地銅鍵合線組成的多個(gè)鍵合連接件15、16，其彼此基本上平行布置。這些鍵合連接件15、16中的每一個(gè)具有第一鍵合腳31，其特征在于，第一鍵合腳具有與負(fù)載電位面或所屬的區(qū)段的接觸。這些鍵合連接件15、16中的每一個(gè)具有至少兩個(gè)、此處為三個(gè)第二鍵合腳32，第二鍵合腳的特征在于，其布置在聯(lián)接面11或所屬的區(qū)域或如此處是聯(lián)接面11的區(qū)段12a、12b上。接下來(lái)說(shuō)明的鍵合腳31、32、33通過(guò)us楔-楔鍵合與相應(yīng)通過(guò)鍵合連接件接觸的金屬鍍層連接。

區(qū)段12a和12b由于功率半導(dǎo)體1的功能布線也合并到聯(lián)接面11中，此處為陰極聯(lián)接面。為了清晰可見，在圖中不再標(biāo)記每個(gè)第一鍵合腳31和第二鍵合腳32，在鍵合腳31、32之間，鍵合連接件形成了弧形，其在圖3中關(guān)于第一功率半導(dǎo)體1的鍵合連接件而更清晰地示出。群組15和16的鍵合連接件的特征在于，其具有相同數(shù)量的第二鍵合腳32并且具有處于接觸面11上的端部。因此，未示出的鍵合連接件，其從負(fù)載電位面區(qū)段13a起、在形成多個(gè)在聯(lián)接面11上的第二鍵合腳32的情況下，而并不在此處終止，而是延伸至另一負(fù)載電位面區(qū)段13b，以終止于此處，該鍵合連接件不可看做根據(jù)本發(fā)明的并且屬于群組的鍵合連接件。鍵合連接件15和16差別和分組通過(guò)如下方式來(lái)設(shè)置：一方面一個(gè)群組的鍵合連接件僅布置在由聯(lián)接面的部分面限定的區(qū)段中、即聯(lián)接面11的12a或12b中，并且另一方面，其第一鍵合腳31布置在負(fù)載電位面的另一區(qū)段13a或13b上。已發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明并聯(lián)并且分叉的電流輸入或輸出(并且在最佳情況下，如此處，分叉部延伸直至聯(lián)接面的區(qū)段)對(duì)電流分布具有有利的影響，尤其與已知的、在聯(lián)接面的多個(gè)區(qū)段上延伸的鍵合連接件相比。功率半導(dǎo)體1的鍵合連接件的第二鍵合腳32的設(shè)置具有沿著軸44的鏡像對(duì)稱。

根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案尤其涉及第二功率半導(dǎo)體2，其布置在另一襯底4上。在圖2中可見鍵合連接件25、26的具體構(gòu)造。功率半導(dǎo)體2同樣涉及晶閘管。在此，多個(gè)鍵合連接件25、26布置在至少兩個(gè)群組中，這些群組由具有鍵合腳31和32數(shù)量相同的多個(gè)鍵合連接件組成，并且一個(gè)群組中的每個(gè)鍵合連接件的第二鍵合腳32僅布置在由聯(lián)接面21的封閉的、聯(lián)接面的共同的部分面限定的區(qū)段22a或22b中。與此相應(yīng)，群組的不同之處在于，第一鍵合腳31布置成在所屬的(此處為處在襯底3上的)負(fù)載電位面23上，并且朝功率半導(dǎo)體2具有不同的、但在每個(gè)群組內(nèi)一致的間距a1或a2。在此，對(duì)應(yīng)于群組26的間距a2(其所屬的區(qū)段22a在空間上布置為更靠近所涉及的負(fù)載電位面23)，選擇為大于群組25的間距a1(其所屬的區(qū)段22b在空間上布置為更遠(yuǎn)離所涉及的負(fù)載電位面)，由此，近似得出鍵合連接件25、26的長(zhǎng)度上的一致性。

在圖4至圖6中示出的第二實(shí)施方式的功率半導(dǎo)體模塊10具有金屬的底板5，其用于布置和固定在未示出的熱沉上。在底板5的與熱沉背對(duì)的側(cè)面上涂覆有兩個(gè)電絕緣的由陶瓷制成的襯底3、4。在襯底3、4與底板5背對(duì)的表面上分別涂覆有多個(gè)金屬鍍層，其中一個(gè)用于固定和電接觸布置在其上的功率板半導(dǎo)體1、2的主面，功率半導(dǎo)體為上文提及的功率二極管。襯底3、4的其他金屬鍍層用于提供用于功率半導(dǎo)體1、2的負(fù)載電位面13a、13b、23。在此，由兩個(gè)區(qū)段13a、13b形成的負(fù)載電位面分配給第一功率半導(dǎo)體1。將區(qū)段13a、13b分配給負(fù)載電位面通過(guò)功率半導(dǎo)體(此處為功率半導(dǎo)體1的陰極)的相同功能布線來(lái)形成，但與此相應(yīng)也通過(guò)未示出的連接件的并聯(lián)的電流輸入或輸出來(lái)產(chǎn)生，連接件構(gòu)造為弓形或鏡像對(duì)稱并且與功率半導(dǎo)體1重疊布置并且以其自由的弓形端部置于負(fù)載電位面13a、13b上與其焊接在一起。設(shè)有由鋁鍵合線或備選地銅鍵合線組成的多個(gè)鍵合連接件15、16，其彼此基本上平行布置。這些鍵合連接件15、16中的每一個(gè)具有第一鍵合腳31，其特征在于，第一鍵合腳具有與負(fù)載電位面或所屬的區(qū)段13a或13b的接觸。這些鍵合連接件15、16中的每一個(gè)具有至少兩個(gè)、此處為三個(gè)第二鍵合腳32，第二鍵合腳的特征在于，其布置在聯(lián)接面11或所屬的區(qū)域或如此處是聯(lián)接面11的區(qū)段12a、12b上。區(qū)域12a和12b在此通過(guò)虛線彼此區(qū)別，不存在分割，而是與第一實(shí)施方式的功率半導(dǎo)體1相反，聯(lián)接面11通過(guò)連續(xù)的金屬鍍層來(lái)限定。為了清晰可見，在圖中不再標(biāo)記每個(gè)第一鍵合腳31和第二鍵合腳32，在鍵合腳31、32之間，鍵合連接件形成了弧形。群組15和16的鍵合連接件的特征在于，其具有相同數(shù)量的第二鍵合腳32并且具有處于接觸面11上的端部。鍵合連接件15和16差別和分組通過(guò)如下方式來(lái)設(shè)置：一方面，一個(gè)群組的鍵合連接件僅布置在由聯(lián)接面的部分面限定的區(qū)段中、即聯(lián)接面11的12a或12b中，并且另一方面，其第一鍵合腳31布置在負(fù)載電位面的另一區(qū)段13a或13b上。已發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明并聯(lián)并且分叉的電流輸入或輸出(并且在最佳情況下，如此處，分叉部延伸直至聯(lián)接面的區(qū)段)對(duì)電流分布具有有利的影響，尤其與已知的、在聯(lián)接面的多個(gè)區(qū)段上延伸的鍵合連接件相比。

根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案尤其涉及第二功率半導(dǎo)體2，其布置在另一襯底4上。在圖5中可見鍵合連接件25、26的具體構(gòu)造，該具體構(gòu)造在這里通過(guò)鍵合連接件25或26(其通過(guò)示例的方式示出)來(lái)示出。功率半導(dǎo)體2同樣涉及晶閘管。在此，多個(gè)鍵合連接件25、26布置在至少兩個(gè)群組中，群組由鍵合腳31和32數(shù)量相同的多個(gè)鍵合連接件組成，并且一個(gè)群組中的每個(gè)鍵合連接件的第二鍵合腳32僅布置在由聯(lián)接面21的封閉的、聯(lián)接面的共同的部分面限定的區(qū)段22a或22b中。但如在圖5中可見的那樣，通過(guò)忽略部分鍵合連接件25、26應(yīng)清楚可見，群組的差別在于鍵合腳的數(shù)量。當(dāng)群組25共具有3個(gè)鍵合腳并且其中兩個(gè)是第二鍵合腳32時(shí)，群組26具有5個(gè)鍵合腳并且其中3個(gè)是第二鍵合腳。除此之外，在位于聯(lián)接面21上的第二鍵合腳32與位于負(fù)載電位面23上的第一鍵合腳31之間分別設(shè)有第三鍵合腳33，其布置在金屬鍍層30上，該金屬鍍層30以與負(fù)載電位面23和聯(lián)接面21電絕緣的方式布置在襯底4上。僅群組26在其鍵合連接件中具有第三鍵合腳33，第三鍵合腳全部布置在金屬鍍層30的封閉的面上。

與此相應(yīng)，此外兩個(gè)群組的鍵合連接件的不同之處在于，第一鍵合腳31布置成在所屬的(此處為處在襯底3上的)負(fù)載電位面23上，并且朝功率半導(dǎo)體2具有不同的、但在每個(gè)群組內(nèi)一致的間距a1或a2。在此，群組26的間距a2(其所屬的區(qū)段22a在空間上布置為更靠近所涉及的負(fù)載電位面23)，選擇為大于群組25的間距a1(其所屬的區(qū)段22b在空間上布置為更遠(yuǎn)離所涉及的負(fù)載電位面)，由此，結(jié)合第二鍵合腳32數(shù)量不同并且額外第三鍵合腳33的特征，近似得出在鍵合連接腳25、26長(zhǎng)度上的一致性。

根據(jù)圖5和圖6應(yīng)示出，屬于第二功率半導(dǎo)體2的負(fù)載電位面23布置為，平行于功率半導(dǎo)體1與2的棱邊在功率半導(dǎo)體1與2之間延伸，而設(shè)置用于第三鍵合腳33的金屬鍍層30平行且與其間隔開地在負(fù)載電位面23與第二功率半導(dǎo)體2的棱邊之間延伸。負(fù)載電位面23在此通過(guò)金屬鍍層來(lái)限定，金屬鍍層在第一功率半導(dǎo)體1下方、在第一功率半導(dǎo)體面對(duì)襯底3的主面處接觸第一功率半導(dǎo)體地延伸直至另一側(cè)，以在此限定用于未示出的聯(lián)接件的聯(lián)接面14和焊接面。