【技術實現步驟摘要】
本公開涉及功率半導體模塊裝置以及用于制作這種功率半導體模塊裝置的方法。
技術介紹
1、功率半導體模塊裝置通常包括至少一個襯底。包括多個可控半導體元件(例如，兩個或更多個igbt)的半導體裝置布置在至少一個襯底中的每個襯底上。每個襯底通常包括襯底層(例如，陶瓷層)、沉積在襯底層的第一側上的第一金屬化層和沉積在襯底層的第二側上的第二金屬化層。可控半導體元件安裝在例如第一金屬化層上。大多數功率半導體模塊裝置還包括至少部分填充殼體的內部的包封劑，從而覆蓋布置在至少一個襯底上的任何部件和電連接。包封劑通常被配置為使殼體內具有不同電勢的區域電絕緣并保護功率半導體模塊的部件和電連接以免受到某些環境條件和機械損壞的影響。在功率半導體模塊裝置的使用期間，可能產生熱量。這是因為對高電流密度的調節通常產生發熱效應，如焦耳加熱。除此之外，功率半導體模塊裝置的至少一些可控半導體元件在功率半導體模塊裝置的操作期間執行多個開關操作。例如，當在短時間內執行多次開關操作時，可控半導體元件產生熱量。功率半導體模塊裝置的操作期間產生的熱量大部分從可控半導體元件消散到襯底，并進一步通過可選襯底消散到散熱器。然而，與可控半導體元件直接接觸的包封劑也可能被加熱，并可能出現局部熱點。由于熱量，隨著時間的推移，包封劑的材料可能變脆，并且包封劑與半導體元件之間或包封劑與襯底金屬化部之間的界面可能會因熱降解而受損。這可能導致包封劑的絕緣性能下降，并且因而導致功率半導體模塊裝置發生故障。
2、需要一種減少或甚至避免上述以及其他缺陷的功率半導體模塊裝置，以及一種允許制作具
技術實現思路
1、一種功率半導體模塊裝置包括：襯底，其布置在殼體中或形成殼體的接地表面，殼體包括側壁和可選的頂部；至少一個半導體主體，其布置在襯底上；第一層，其部分填充殼體并完全覆蓋襯底和布置在襯底上的至少一個半導體主體；以及第二層，其布置為與第一層相鄰，其中，第一層是液體或凝膠狀層，第二層是凝膠狀或固體層，第一層布置在襯底和第二層之間，并且第二層布置為遠離殼體的頂部。
2、一種方法包括：在殼體中填充具有第一密度的第一材料，其中，所述殼體包括側壁以及可選的頂部，并且其上布置有至少一個半導體主體的襯底布置在殼體中或形成殼體的接地表面；在殼體中填充具有第二密度的第二材料，其中，第一密度高于第二密度，從而形成由第一材料組成的液體的第一層以及由第二材料組成的液體或凝膠狀的預層；以及執行固化步驟，從而固化第二材料并形成凝膠狀或固體的第二層，其中，第一層在固化步驟期間和之后保持液體或凝膠狀；其中，第一層部分填充殼體并且完全覆蓋襯底和布置在其上的至少一個半導體主體，第一層由于其密度較高而形成在襯底和第二層之間，并且第二層布置為遠離殼體的頂部。
3、參考以下附圖和說明可以更好地理解本專利技術。圖中的部件不一定按比例繪制，而是著重于說明本專利技術的原理。此外，在圖中，相同的附圖標記在不同的視圖中表示對應的部件。
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1.一種功率半導體模塊裝置(100)，包括：
2.根據權利要求1所述的功率半導體模塊裝置，其中，所述第二層(52)被配置為當所述第一層(50)在所述功率半導體模塊裝置(100)的操作期間膨脹或收縮時變形。
3.根據權利要求2所述的功率半導體模塊裝置，其中，所述殼體(7)內部的處于所述第二層(52)和所述殼體(7)的頂部之間的腔體(54)填充有空氣，并且所述殼體(7)包括開口，所述開口被布置為允許空氣在所述腔體(54)和所述殼體(7)的外部之間流動。
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的功率半導體模塊裝置，其中，所述第一層(50)和所述第二層(52)均包括硅酮材料。
5.根據權利要求4所述的功率半導體模塊裝置，其中，所述第二層(52)是固化的硅酮層。
6.根據權利要求4或5所述的功率半導體模塊裝置，其中，所述第一層(50)還包括限定量的熱穩定劑。
7.根據前述權利要求中的任一項所述的功率半導體模塊裝置，其中，所述殼體(7)包括一個或多個突起(72)，所述一個或多個突起附接到所述殼體(7)的一個或多個側壁并從相
8.一種方法，包括：
9.根據權利要求8所述的方法，其中
10.根據權利要求8或9所述的方法，其中，在所述殼體(7)中填充所述第二材料包括在所述殼體(7)中填充包括網絡化劑、催化劑和粘合促進劑中的至少一種的第二材料。
11.根據權利要求8至10中的任一項所述的方法，其中，在所述殼體(7)中填充所述第一材料包括在所述殼體(7)中填充包括限定量的熱穩定劑的第一材料。
12.根據權利要求8至11中的任一項所述的方法，其中，在所述殼體(7)中填充所述第一材料的步驟和在所述殼體(7)中填充所述第二材料的步驟是相繼執行的。
13.根據權利要求8至12中的任一項所述的方法，其中，所述固化步驟包括以下中的至少一項：
14.根據權利要求8至13中的任一項所述的方法，其中，所述第一材料具有第一粘度，并且所述第二材料具有第二粘度，并且其中，所述第一粘度和/或所述第二粘度大于限定的粘度，以最小化所述液體的第一層(50)和所述液體或凝膠狀的預層(56)之間的界面處的對流和擴散。
15.根據權利要求8所述的方法，其中，所述第一材料具有至少450mPa·s或至少2000mPa·s的第一粘度，和/或所述第二材料具有至少450mPa·s或至少2000mPa·s的第二粘度。
...【技術特征摘要】
1.一種功率半導體模塊裝置(100)，包括：
2.根據權利要求1所述的功率半導體模塊裝置，其中，所述第二層(52)被配置為當所述第一層(50)在所述功率半導體模塊裝置(100)的操作期間膨脹或收縮時變形。
3.根據權利要求2所述的功率半導體模塊裝置，其中，所述殼體(7)內部的處于所述第二層(52)和所述殼體(7)的頂部之間的腔體(54)填充有空氣，并且所述殼體(7)包括開口，所述開口被布置為允許空氣在所述腔體(54)和所述殼體(7)的外部之間流動。
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的功率半導體模塊裝置，其中，所述第一層(50)和所述第二層(52)均包括硅酮材料。
5.根據權利要求4所述的功率半導體模塊裝置，其中，所述第二層(52)是固化的硅酮層。
6.根據權利要求4或5所述的功率半導體模塊裝置，其中，所述第一層(50)還包括限定量的熱穩定劑。
7.根據前述權利要求中的任一項所述的功率半導體模塊裝置，其中，所述殼體(7)包括一個或多個突起(72)，所述一個或多個突起附接到所述殼體(7)的一個或多個側壁并從相應的側壁延伸到所述第二層(52)。
8.一種方法，包括：
9.根據權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：M·維澤曼，A·赫策，
申請(專利權)人：英飛凌科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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