DE102004018477B4

DE102004018477B4 - Halbleitermodul

Info

Publication number: DE102004018477B4
Application number: DE102004018477A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Schiele; Michael Hornkamp
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2004-04-16
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2024-04-17
Also published as: DE102004018477A1

Abstract

Halbleitermodul mit
einem ersten Kühlkörper (10) und einem zweiten Kühlkörper (20), die einander gegenüberliegend und voneinander beabstandet angeordnet sind,
wenigstens einem steuerbaren Halbleiterelement (30, 40), das eine erste Seite (31, 42) aufweist, sowie eine dieser gegenüberliegende zweite Seite (32, 42) mit einem ersten Anschlusskontakt (30c, 40c) und einem von einer strukturierten Folienschicht (95, 105) kontaktierten zweiten Anschlusskontakt (30b, 40b), wobei die erste Seite (31, 41) dem ersten Kühlkörper (10) zugewandt ist und mit diesem in thermischem Kontakt steht, die zweite Seite (32, 42) dem zweiten Kühlkörper (20) zugewandt ist und mit diesem in thermischem Kontakt steht, und wobei der erste Anschlusskontakt (30c, 40c) zur Steuerung des steuerbaren Halbleiterelementes (30, 40) vorgesehen und mittels einer Isolierfolie (91a, 92a, 92b, 101a, 102a, 102b) gegenüber einem weiteren Anschlusskontakt (30b, 40b) des steuerbaren Halbleiterbauelements (30, 40) elektrisch isoliert ist,
einer ersten Elektrode (11a), die zwischen dem ersten Kühlkörper (10) und dem...

Description

Die Erfindung betrifft ein Halbleitermodul mit wenigstens einem Halbleiterelement. Solche Halbleitermodule werden beispielsweise bei Stromrichtern eingesetzt. Infolge der fortwährend steigenden Integrationsdichte sowie der ständigen Verbesserung des strukturellen Aufbaus der in den Halbleitermodulen eingesetzten Halbleiterelemente (Chips) werden zunehmend höhere Leistungen auf immer kleinerem Raum geschaltet. Damit einhergehend steigt auch der Kühlbedarf solcher Halbleitermodule. Derzeit liegt der die Schaltleistung begrenzende Faktor solcher Module in deren Kühlung.
Ein derartiges Halbleitermodul ist beispielsweise aus der DE 197 19 703 A1 bekannt. Darin ist ein Leistungshalbleitermodul mit einem Kunststoffgehäuse gezeigt, in das als Gehäuseboden ein Substrat eingesetzt ist. Auf dem Substrat sind Halbleiterbauelemente angeordnet, die auf ihrer dem Substrat abgewandten Seite mit Bonddrähten kontaktiert sind.
Die DE 102 05 408 A1 zeigt ein Halbleitermodul in einem Gehäuse, welches an einer Seite durch einen metallischen, als Kühlkörper ausgebildeten Wärmeleitsockel abgeschlossen ist. Auf dem Wärmeleitsockel ist zumindest ein Halbleiterelement im Innenraum des Gehäuses angeordnet.
Der Nachteil dieser Anordnungen besteht in der einseitigen und damit unzureichenden Wärmeabfuhr, sowie darin, dass sie zum Schutz vor äußeren Beschädigungen sowie zur elektrischen Isolation ein Gehäuse aufweisen. Durch das Gehäuse wird die Wärmeableitung von den Halbleiterelementen in jedem Fall erschwert.
Aus der US 2004/0070060 A1 ist eine Leistungshalbleiterbaugruppe bekannt, bei dem Halbleiterchips zwischen einander ge genüber liegenden Kühlkörpern angeordnet und mittels Verbindungselementen mit Elementen zur Wärmeverteilung verbunden sind, die gleichzeitig als Elektroden dienen. Die Verbindungselemente, die eine Scherfestigkeit aufweisen, welche größer ist als die auftretenden thermischen Scherspannungen, können durch ein Lot, ein Hartlotfüllmetall oder einen leitfähigen Kleber gebildet sein.
Die EP 1 014 451 A1 beschreibt ein flaches Halbleiterbauelement, bei dem Halbleiterchips zwischen einander gegenüber liegenden Elektrodenplatten angeordnet sind. Ein Anschlussgin des Halbleiterbauelements ist von einem Isolationselement aus hitzebeständigem Harz umgeben.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Halbleitermodul mit einer verbesserten Wärmeableitung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Halbleitermodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße Halbleitermodul weist einen ersten Kühlkörper und eine zweiten Kühlkörper auf, die einander gegenüberliegend und voneinander beabstandet angeordnet sind. Des weiteren umfasst das Halbleitermodul noch eine erste und eine zweite Elektrode, wobei die erste Elektrode zwischen dem ersten Kühlkörper und dem zweiten Kühlkörper und die zweite Elektrode zwischen der ersten Elektrode und dem zweiten Kühlkörper angeordnet ist.
Zwischen dem ersten Kühlkörper und dem zweiten Kühlkörper ist wenigstens ein steuerbares Halbleiterelement angeordnet, das eine erste Seite und eine dieser gegenüberliegende zweite Seite aufweist. Dabei ist die erste Seite dem ersten Kühlkörper zugewandt und steht mit diesem in thermischem Kontakt.
Entsprechend ist die zweite Seite dem zweiten Kühlkörper zugewandt und steht mit diesem ebenfalls in thermischem Kontakt.
Darüber hinaus umfasst das wenigstens eine steuerbare Halbleiterelement einen ersten Anschlusskontakt zur Steuerung des steuerbaren Halbleiterelements, sowie einen zweiten Anschlusskontakt, die beide auf der zweiten Seite angeordnet sind. Der erste Anschlusskontakt ist mittels einer Isolierfolie, insbesondere gegenüber wenigstens einem weiteren Anschlusskontakt desselben Halbleiterelementes, elektrisch isoliert.
Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es, die in einem steuerbaren Halbleiterelement anfallende Verlustwärme über zwei einander gegenüberliegende Seiten des steuerbaren Halbleiterelements unter Verwendung zweier einander ebenfalls gegenüberliegender Kühlkörper abzuführen.
Dazu ist das steuerbare Halbleiterelement mit seiner ersten bzw. zweiten Seite bevorzugt großflächig mit jeweils einem der einander gegenüberliegenden Kühlkörper thermisch kontaktiert.
Wegen der üblicherweise sehr geringen Abmessungen derartiger steuerbarer Halbleiterelemente ist es schwierig, den zur Steuerung vorgesehenen ersten Anschlusskontakt elektrisch zu kontaktieren, ohne dabei die thermische Kontaktierung zwischen dem steuerbaren Halbleiterelement und zumindest einem der Kühlkörper signifikant zu verschlechtern oder aufzuheben. Die elektrische Kontaktierung des Steueranschlusses, d. h. des ersten Anschlusskontaktes eines Halbleiterelementes erfordert gleichzeitig eine elektrische Isolierung dieses Steueranschlusses insbesondere gegenüber anderen Anschlusskontakten desselben Halbleiterelementes oder gegenüber einer mit einem anderen Anschlusskontakt elektrisch verbundenen Elektrode, sowie eine gute thermische Kopplung zwischen dem betreffenden steuerbaren Halbleiterelement und den beiden Kühlkörpern. Dies wird erfindungsgemäß auf zwei Varianten erreicht.
Die erste Varianten hierzu sieht die Verwendung einer Folienstruktur vor, die eine oder mehrere strukturierte, bevorzugt thermisch gut leitende Folienschichten aufweist, wobei zumindest eine Folienschicht den ersten Anschlusskontakt gegenüber einem anderen Anschlusskontakt desselben Halbleiterelementes, z. B. gegenüber einem Lastanschluss oder einer mit diesem elektrisch verbundenen Elektrode, elektrisch isoliert. Eine derartige Folienstruktur weist bevorzugt sowohl elektrisch leitende und elektrisch isolierende Folienschichten auf. Die Folienstruktur kann eine oder mehrere elektrisch leitende Folienschichten aufweisen und mit Durchkontaktierungen versehen sein, die zwei oder mehrere dieser elektrisch leitenden Folienschichten elektrisch miteinander verbinden.
Als elektrisch isolierende Folien eignen sich beispielsweise Kunststoffmaterialien auf Polyimid-, Polyethylen-, Polyphenol-, Polyetheretherketon- und/oder auf Epoxidbasis. Besonders bevorzugt wegen ihrer gleichzeitig hervorragenden thermischen Leitfähigkeit sind diamantartige Kohlenstoff- oder DLC-Schichten (DLC = diamondlike carbon).
Gemäß der zweiten Variante ist zumindest eine der Elektroden strukturiert und auf einem isolierenden Träger angeordnet, beispielsweise wie die strukturierte Metallisierung eines DCB-Substrates. Dabei ist der erste Anschlusskontakt des Halbleiterelementes elektrisch mit einer Teilstruktur der strukturierten Metallisierung verbunden, jedoch insbesondere gegenüber zumindest einem der Lastanschlüsse desselben Halbleiterelementes elektrisch isoliert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Halbleitermodul mit drei parallel geschalteten steuerbaren Halbleiterelementen im Querschnitt,
2 einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Halbleitermoduls gemäß 1 mit einem steuerbaren Halbleiterelement, das einen Steueranschluss aufweist und das mittels einer Folienstruktur kontaktiert ist im Querschnitt,
3 einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Halbleitermoduls gemäß 1 mit einem steuerbaren Halbleiterelement, das mittels Federelementen kontaktiert ist im Querschnitt,
4 einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Halbleitermoduls gemäß 3 mit einem steuerbaren Halbleiterelement, das mittels anderen Federelementen kontaktiert ist im Querschnitt,
5 ein erfindungsgemäßes Halbleitermodul mit einer strukturierten Elektrode, die auf einem isolierenden Träger angeordnet ist im Querschnitt,
6 einen Abschnitt des erfindungsgemäßen Halbleitermoduls gemäß 5, bei dem zusätzlich zwischen der strukturierten Elektrode und einem steuerbaren Halbleiterelement eine strukturierte Ausgleichsschicht angeordnet ist im Querschnitt,
7 einen Abschnitt des erfindungsgemäßen Halbleitermoduls gemäß 5, bei dem zusätzlich zwischen der strukturierten Elektrode und einem steuerbaren Halbleiterelement ein Federelement angeordnet ist im Querschnitt,
8 einen Abschnitt des erfindungsgemäßen Halbleitermoduls gemäß 7, bei dem zwischen der strukturierten Elektrode und einem steuerbaren Halbleiterelement ein anderes Federelement angeordnet ist im Querschnitt,
9 ein als Halbbrücke ausgebildetes, erfindungsgemäßen Halbleitermodul, bei dem zwei Einheiten mit jeweils mehreren parallel geschalteten steuerbaren Halbleiterelementen in Reihe geschaltet sind im Querschnitt,
10 einen vergrößerten Abschnitt des Halbleitermoduls gemäß 9, bei dem die steuerbaren Halbleiterelemente mittels einer Folienstruktur mit Elektroden verbunden sind im Querschnitt,
11 das Schaltbild eines als Halbbrücke ausgebildeten erfindungsgemäßen Halbleitermoduls gemäß den 9 und 10,
12a ein als Halbbrücke ausgebildetes und mit einer äußeren Isolierung versehenes, erfindungsgemäßes Halbleitermodul in Draufsicht,
12b das erfindungsgemäße Halbleitermodul gemäß 12a in Seitenansicht von vorne, und
12c das erfindungsgemäße Halbleitermodul gemäß den 12a und 12b in Seitenansicht bei entfernter Isolierung.
In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.
Das in 1 dargestellte Halbleitermodul umfasst zwei einander gegenüberliegende und voneinander beabstandete Kühlkör per 10, 20. Eine erste Elektrode 11a ist zwischen dem ersten Kühlkörper 10 und dem zweiten Kühlkörper 20, sowie eine zweite Elektrode 12a zwischen der ersten Elektrode 11a und dem zweiten Kühlkörper 20 angeordnet. Die erste Elektrode 11a und/oder die zweite Elektrode 12a sind bevorzugt aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder einem anderen elektrisch und thermisch gut leitendem Material wie beispielsweise einem AlSiC-Composit (AlSiC = Aluminium-Silizium-Karbid), welches z. B. mit Aluminium getränkt sein kann, gebildet. Der thermische Ausdehnungskoeffizient zumindest einer der Elektroden 11a, 12a und/oder der thermische Ausdehnungskoeffizient zumindest einer der Kühlkörper 10, 20 ist bevorzugt kleiner als 12 μm/(m·K). Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die betreffende Elektrode 11a, 12a bzw. der betreffende Kühlkörper 10, 20 fest mit einem Halbleiterelement verbunden ist, da dann die thermisch bedingten mechanischen Spannungen zwischen dem beispielsweise aus Silizium gebildeten Halbleiterelement und der Elektrode 11a, 12a bzw. dem Kühlkörper 10, 20 minimal sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann wenigstens eine dieser Elektroden 11a, 12a auch als elektrisch leitende Beschichtung, beispielsweise eine Metallisierung, eines elektrisch isolierenden und bevorzugt thermisch gut leitenden Trägers, z. B. einem DCB-Substrat, ausgebildet sein.
Der erste Kühlkörper 10 und die erste Elektrode 11a sowie der zweite Kühlkörper 20 und die zweite Elektrode 12 können jeweils optional elektrisch gegeneinander isoliert sein. Weiterhin können die erste Elektrode 11a und der erste Kühlkörper 10 und/oder die zweite Elektrode 12a und der zweite Kühlkörper 20 jeweils einstückig ausgebildet sein.
Zwischen den Kühlkörpern 10, 20 bzw. zwischen der ersten Elektrode 11a und der zweiten Elektrode 12a ist eine Anzahl steuerbarer, bevorzugt als IGBTs oder MOSFETs ausgebildeter Halbleiterelemente 30 sowie eine Anzahl Freilaufdioden 50 an geordnet. Die Zwischenräume zwischen benachbarten Halbleiterchips, d. h. im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen den steuerbaren Halbleiterelementen 30 und den Freilaufdioden 50, sind vorzugsweise nicht vergossen. Die steuerbaren Halbleiterelemente 30 sowie die Freilaufdioden 50 weisen jeweils eine erste Seite 31 bzw. 51 und eine dieser gegenüberliegende zweite Seite 32 bzw. 52 auf. Dabei sind die ersten Seiten 31, 51 jeweils dem ersten Kühlkörper 10 und die zweiten Seiten 32, 52 jeweils dem zweiten Kühlkörper 20 zugewandt. Im Idealfall sind die dem zweiten Kühlkörper 20 zugewandten Seiten der Halbleiterelemente 30, 50 komplanar angeordnet. Um gegebenenfalls Abweichungen von dieser komplanaren Anordnung ausgleichen zu können, ist optional eine erste Ausgleichschicht 71 vorgesehen, die zwischen der dem zweiten Kühlkörper 20 zugewandten Seite der Halbleiterelemente 30, 50 und der zweiten Elektrode 124 angeordnet ist. Die erste Ausgleichsschicht 71 ist aus einem im Verhältnis zur zweiten Elektrode 124 weichen Material, beispielsweise einer Legierung aus Blei und Silber, gebildet, elektrisch und thermisch gut leitend sowie bevorzugt flächig ausgebildet.
Die steuerbaren Halbleiterelemente 30 umfassen jeweils zwei nicht dargestellte Lastanschlüsse sowie einen ebenfalls nicht dargestellten Steueranschluss. Jeweils auf der ersten Seite 31 eines steuerbaren Halbleiterelements 30 ist einer 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 IGBTs bzw. MOSFETs, ebenso wie dessen Steueranschluss, beispielsweise der Gate-Anschluss des IGBTs bzw. MOSFETs, auf der zweiten Seite 32 angeordnet. Die Last- und Steueranschlüsse sind bevorzugt flächig ausgebildet, so dass sie auf einfache Weise mittels einer Druckkontaktierung kontaktiert werden können. Bei einer Druckkontaktierung sind miteinander zu kontaktierende Elemente wie beispielsweise Anschlusskontakte, Ausgleichsschichten, Elektroden, Kühlkörper aneinander gedrückt, so dass zwischen ihnen ein guter, insbesondere elektrisch leitender, Kontakt besteht. Optional können dabei elektrisch und/oder thermisch leitende Federelemente zwischen den zu kontaktierenden Elementen angeordnet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Halbleiterelemente 30, 50 an ihren ersten 31, 51 und/oder ihren zweiten 32, 52 Seiten mit den betreffenden Elektroden 11a bzw. 12a fest und bevorzugt elektrisch und/oder thermisch leitend verbunden. Die in 1 dargestellten steuerbaren Halbleiterelemente 30 sind zueinander parallel geschaltet, d. h. die Lastanschlüsse der ersten Seiten 31 sind elektrisch durch die erste Elektrode 11a leitend miteinander verbunden. Entsprechend sind die auf den zweiten Seiten 32 angeordneten Lastanschlüsse durch die zweite Elektrode 12a elektrisch leitend miteinander verbunden. Zwischen den Halbleiterchips, also zwischen den steuerbaren Halbleiterelementen 30 und den Freilaufdioden 50 und der zweiten Elektrode 12a ist eine optionale, thermisch und elektrisch leitende Ausgleichsschicht 71, beispielsweise aus Weichmetall, angeordnet, die zum Niveauausgleich unterschiedlicher Bauhöhen der zu kontaktierenden Elemente sowie zur Kompensation thermo-mechanischer Spannungen dient. Bei einer Druckkontaktierung unter Verwendung von Federelementen oder anderer elastischer Elemente kann auf die Ausgleichsschicht 71 verzichtet werden.
Die nicht dargestellten Steueranschlüsse der steuerbaren Halbleiterelemente 30 sind dieauf deren zweiten Seiten 32 angeordnet und ebenfalls elektrisch leitend miteinander verbundenen. Diese Steueranschlüsse sind insbesondere gegenüber der ersten Ausgleichschicht 71 bzw. gegenüber der zweiten Elektrode 12a elektrisch isoliert.
2 zeigt einen vergrößerten Abschnitt eines erfindungsgemäßen Halbleitermoduls gemäß 1 mit einem steuerbaren Halbleiterelement, das mittels einer Folienstruktur 91, 92, 95 kontaktiert ist. Das steuerbare Halbleiterelement 30 sowie die Freilaufdiode 50 weisen auf ihren ersten Seiten 31 bzw. 51 jeweils einen flächig ausgebildeten Anschlusskontakt 30a bzw. 50a auf, über den sie auf eine der bereits in 1 beschriebenen Arten mit der ersten Elektrode 11a kontaktiert sind.
Entsprechend sind auf den betreffenden zweiten Seiten 32 bzw. 52 Anschlusskontakte 30b, 30c bzw. 50b angeordnet. Dabei stellen der Anschlusskontakt 30c den Steueranschluss, beispielsweise den Gate-Anschluss, und der Anschlusskontakt 30b einen Lastanschluss, z. B. den Source-Anschluss, des steuerbaren Halbleiterelementes 30 dar.
Die elektrisch leitende Verbindung zwischen Anschlüssen 30b bzw. 50b und der ersten Ausgleichschicht 71 bzw. der zweiten Elektrode 12a erfolgt ebenso wie die elektrisch leitende Verbindung des Steueranschlusses 30c mittels einer Folienstruktur 91, 92, 95. Diese Folienstruktur 91, 92, 95 weist aufeinander angeordnete, bevorzugt strukturierte Schichten 91, 92, 95 auf, die entweder elektrisch leitend 95 oder elektrisch isolierend 91, 92 ausgebildet sein können. Dabei ist es generell vorteilhaft, wenn einzelnen Schichten 91, 92, 95 und damit die gesamte Folienstruktur 91, 92, 95 eine gute thermische Leitfähigkeit aufweisen.
Der Aufbau dieser Folienstruktur 91, 92, 95 ist so gewählt, dass die Anschlusskontakte 30b und 50b der Halbleiterchips 30 bzw. 50 mit der zweiten Elektrode 12a bzw. der ersten Ausgleichschicht 71 elektrisch und thermisch leitend verbunden sind, während der Steueranschluss 30c gegenüber der zweiten Elektrode 12a bzw. der ersten Ausgleichschicht 71 elektrisch isoliert, aber bevorzugt thermisch leitend kontaktiert sind. Der Aufbau derartiger Folienstrukturen ist beispielsweise in der US 5 532 512 A beschrieben.
Die in 2 dargestellten Folienstruktur 91, 92, 95 weist eine auf die Halbleiterelemente 30 und 50 sowie auf die erste Elektrode 11a aufgebrachte, elektrisch isolierende und mit Öffnungen versehene strukturierte Folienschicht 92 auf, die die Abschnitte 92a, 92b, 92c und 92d umfasst. Die Öffnungen der elektrisch isolierenden Folienschicht 92 sind jeweils auf der dem zweiten Kühlkörper 20 zugewandten Seite 32, 52 der Halbleiterelemente im Bereich der Anschlusskontakte 30b, 30c und 50b angeordnet.
Auf diese strukturierte Folienschicht 92 ist eine weitere, Folienschicht 95, beispielsweise durch ein Abscheideverfahren oder durch Aufdampfen, aufgebracht, die elektrisch leitend und ebenfalls strukturiert ausgebildet ist. Die Folienschicht 95 umfasst voneinander getrennte Abschnitte 95a und 95b, wobei der Abschnitt 95b die Anschlusskontakte 30b und 50b mit der Ausgleichsschicht 71 insbesondere elektrisch und bevorzugt thermisch leitend verbunden. Der Abschnitt 95a hingegen ist mit dem Anschlusskontakt 30c, also dem Steueranschluss 30c des steuerbaren Halbleiterelementes 30 elektrisch verbunden. Damit die Anschlusskontakte 30b und 30c des steuerbaren Halbleiterelementes 30 nicht durch die Ausgleichsschicht 71 bzw. die zweite Elektrode 12a elektrisch kurzgeschlossen werden, ist der elektrisch mit dem Anschlusskontakt 30c verbundene Abschnitt 95a der Folienschicht 95 mittels einer weiteren, elektrisch isolierenden, strukturierten Folienschicht 91 gegenüber der Ausgleichsschicht 71 bzw. gegenüber der zweiten Elektrode 12a elektrisch isoliert.
Der mit dem Steueranschluss 30c elektrisch verbundene Abschnitt 95a der elektrisch leitenden Folienschicht 95 ist seitlich in dem zwischen den voneinander beabstandeten Kühlkörpern 10, 20 ausgebildeten Zwischenraum herausgeführt und mit einem Steueranschluss eines weiteren steuerbaren Halbleiterelementes und/oder einer Steuereinheit elektrisch verbunden. Des weiteren können ein oder mehrere Steueranschlüsse einen gemeinsamen, bevorzugt elektrisch isolierten, Außenanschluss aufweisen, der aus dem Halbleitermodul herausgeführt ist.
Zwischen dem Abschnitt 95b der elektrisch leitenden Folienschicht 95 und der optionalen Ausgleichsschicht 71 bzw. der zweiten Elektrode 12b ist eine elektrisch leitende Verbindung ausgebildet, die als Druckkontaktierung realisiert ist.
Bei einer Druckkontaktierung werden miteinander elektrisch und/oder thermisch zu kontaktierende Elemente durch eine äußere Kraft, beispielsweise durch zwei miteinander verschraubte Kühlkörper 10, 20, aneinander gepresst. Dabei kann eine gute elektrische bzw. thermische Verbindung insbesondere zwischen den Halbleiterelementen 30, 50 und der zweiten Elektrode 12a dadurch erreicht werden, dass zwischen dieser und dem Abschnitt 95b der elektrisch leitenden Folienschicht 95 bzw. dem Abschnitt 91a der elektrisch isolierenden Folienschicht 91 eine elektrisch und thermisch leitende, bevorzugt weichmetallische Ausgleichsschicht 71 angeordnet ist, die Unebenheiten insbesondere der Folienstruktur 91, 92, 95 ausgleichen kann.
Die Unebenheiten entstehen an Stellen wie beispielsweise dem Steueranschluss 30c, da zwischen diesem und der Ausgleichsschicht 71 die Folienschichten 91 und 95 der Folienstruktur 91, 92, 95 angeordnet sind, während zwischen den Anschlusskontakten 30b bzw. 50b und der Ausgleichsschicht 71 lediglich die Folienschicht 95 angeordnet ist. Somit weist die Folienstruktur 91, 92, 95 unterschiedliche Dicken auf, die durch eine mechanische Verformung der Ausgleichsschicht 71 ausgeglichen wird. Um an bestimmten Stellen größere Unebenheiten auszugleichen, kann die Ausgleichsschicht 71 auch Aussparungen oder Vertiefungen aufweisen.
Wie anhand der 3 bzw. 4 gezeigt, ist es anstelle einer Ausgleichsschicht 71 ebenso möglich, zwischen der zweiten Elektrode 12a und dem Abschnitt 95b der elektrisch leitenden Folienschicht 95, insbesondere im Bereich der Halbleiterelemente 30 und 50, Federelemente 75 bzw. 76 einzusetzen, die eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit aufweisen.
Die Federelemente 75, 76 können dabei optional jeweils auf einer ihrer Seiten mit der leitenden Folienschicht 95 oder mit der zweiten Elektrode 12a verbunden sein. Abweichend von den Darstellungen gemäß den 3 und 4 können im Bereich einer Kontaktfläche 30b, 30c, 50b auch mehrere Federelemente 75, 76 nebeneinander angeordnet sein.
In den bisherigen Ausführungsbeispielen wurde gezeigt, wie die elektrische Verbindung zwischen den auf den zweiten Seiten 32, 52 der Halbleiterelemente 30, 50 angeordneten Anschlusskontakten 30b, 30c und 50c und der zweiten Elektrode 12a mittels einer Folienstruktur 91, 92, 95 realisiert werden kann. Entsprechend ist es ebenso möglich, die auf den ersten Seiten 31, 51 der Halbleiterelemente 30, 50 angeordneten Anschlusskontakte 30a, 50a mittels einer Folienstruktur mit der ersten Elektrode 11a elektrisch und/oder thermisch leitend zu verbinden.
Anhand der 2 bis 4 wurde eine Folienstruktur 91, 92, 95 mit einer elektrisch leitenden 95 sowie zwei elektrisch isolierenden 91, 92 Folienschichten vorgestellt. Prinzipiell kann eine Folienstruktur eine beliebige Anzahl elektrisch leitender bzw. elektrisch isolierender und bevorzugt strukturierter Folienschichten aufweisen, wobei Abschnitte verschiedener elektrisch leitender Folienschichten elektrisch miteinander verbunden sein können.
Wie eingangs erwähnt, kann – wie in 5 gezeigt – die potentialmäßig getrennte elektrische Kontaktierung der Anschlusskontakte 30b und 30c an Stelle der bisher vorgestellten Folienstruktur 91, 92, 95 auch mittels einer strukturierten zweiten Elektrode 12a erfolgen. Dabei ist die strukturierte zweite Elektrode 12a auf einem elektrisch 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 der Halbleiterelemente 30, 50 angeord neten Anschlusskontakten elektrisch leitend verbunden sind. Je nach Bedarf können dabei bestimmte der Abschnitte 12c–12h elektrisch leitend miteinander verbunden oder elektrisch voneinander isoliert sein.
Die Einheit 12 aus der zweiten Elektrode 12a und dem Träger 12b kann beispielsweise als DCB-Substrat ausgebildet sein. Der mit der zweiten Elektrode 12a fest verbundene Träger 12b verleiht dieser eine ausreichende mechanische Stabilität.
Die elektrisch leitenden Verbindungen zwischen Abschnitten 12c–12h der strukturierten zweiten Elektrode 12a und auf den zweiten Seiten 32, 52 der Halbleiterelemente 30, 50 angeordneten Anschlusskontakten 30b, 30c, 50b können wiederum als Druckkontaktierungen ausgebildet sein, wie dies in den Figuren gezeigt ist.
6 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des in 5 dargestellten, erfindungsgemäßen Halbleitermoduls. Dessen strukturierte Metallisierung 12a umfasst die Abschnitte 12c, 12d und 12e und weist eine ebenfalls strukturierte erste Ausgleichsschicht 71 mit den Abschnitten 71a, 71b, 71c auf. Mittels einer Strukturierung lassen sich auch komplexe Schaltungen mit steuerbaren Halbleiterelementen, Freilaufdioden und beliebigen anderen elektrischen Bauelementen aufbauen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die zweite Elektrode 12a und die erste Ausgleichsschicht 71 identisch strukturiert, so dass ihre Strukturierung gemeinsam in einem einzigen Strukturierungsschritt erfolgen kann.
Anstelle der Ausgleichsschicht 71 kann, wie in den 7 und 8 dargestellt, die elektrisch und/oder thermisch leitende Verbindung zwischen den auf den zweiten Seiten 32, 52 angeordneten Anschlusskontakten 30b, 30c, 50b und den entsprechenden Abschnitten 12c, 12d bzw. 12e der zweiten Elektrode 12b mittels Federelementen 75 bzw. 76 erfolgen.
Die Federelemente 75 bzw. 76 weisen bevorzugt flächig ausgebildete Kontakte und ein gutes Wärmeleitvermögen auf, um eine gute elektrische und thermische Verbindung zu erzielen.
Bei den bisher gezeigten Ausführungsbeispielen ist es bedingt durch die geometrische Anordnung der Halbleiterelemente 30 möglich, mehrere Halbleiterelemente 30 zu einer Einheit elektrisch parallel zu schalten. Bevorzugt ist dabei, wie in den 1 bis 4 gezeigt, die zweite Elektrode 12a einstückig ausgebildet.
Bei bestimmten Anwendungen, beispielsweise bei Halbbrücken-Halbleitermodulen, sind zwei steuerbare Halbleiterelemente bzw. zwei Einheiten aus parallel geschalteten Halbleiterelementen in Reihe zu schalten. In 9 ist eine solche Anordnung dargestellt. Das gezeigte Halbleitermodul entspricht dem aus 1, wobei in 9 zwischen der zweiten Elektrode 12a und der ersten Ausgleichsschicht 71 eine optionale zweite Ausgleichsschicht 72, eine Anzahl parallel geschalteter steuerbarer Halbleiterelemente 40 bzw. Freilaufdioden 60, sowie eine dritte Elektrode 13a aufeinanderfolgend angeordnet sind.
Die Anordnung aus der zweiten Elektrode 12a, der optionalen zweiten Ausgleichsschicht 72, den Halbleiterelementen 40 bzw. Freilaufdioden 60 und der dritten Elektrode 13a sowie die Anordnung aus der dritten Elektrode 13a, der optionalen Ausgleichsschicht 71, den Halbleiterelementen 30 bzw. 50 und der ersten Elektrode 11a können dabei entsprechend den in den 1 bis 8 gezeigten Anordnungen aus der zweiten Elektrode 12a, der optionalen ersten Ausgleichsschicht 71, den Halbleiterelementen 30 bzw. 40 und der ersten Elektrode 11a, einschließlich gegebenenfalls dazwischen angeordneter Folienstrukturen oder Federelemente, aufgebaut sein.
Die dritte Elektrode 13a ist ebenso wie die erste 11a und zweite 12a Elektrode bevorzugt aus Kupfer, einer Kupferlegie rung oder einem anderen elektrisch und thermisch gut leitendem Material wie beispielsweise dem bereits genannten AlSiC-Composit gebildet und weist einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von vorzugsweise unter 12 μm/(m·K) auf.
Anstelle der dritten Elektrode 13a ist es ebenso möglich, einen elektrisch isolierenden und bevorzugt thermisch leitenden Träger vorzusehen, der eine erste und eine zweite elektrisch leitende Schicht aufweist, welche an einander gegenüberliegenden Seiten des Trägers angeordnet sind. Die erste und die zweite elektrisch leitende Schicht können dabei entsprechend der zweiten Elektrode 12a, wie in den 5 bis 8 dargestellt, strukturiert und mit den Halbleiterelementen 30, 40, 50, 60 elektrisch und/oder thermisch leitend verbunden sein. Bevorzugt sind zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Trägers Durchkontaktierungen ausgebildet, die jeweils zwei Abschnitte der auf den gegenüberliegenden Seiten angeordneten, elektrisch leitenden Schichten elektrisch verbinden.
10 zeigt einen vergrößerten Abschnitt des Halbleitermoduls gemäß 9. In dieser Ansicht sind die einander entsprechenden, bevorzugt identisch aufgebauten 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 angeordnet sind, zu erkennen.
Die Halbleiterelemente 40, 60 weisen Anschlusskontakte 40a, 40b, 40c, 60a, 60b auf, die an einander gegenüberliegenden ersten 41, 61 bzw. zweiten 42, 62 Seiten der Halbleiterelemente 40, 60 angeordnet sind. Dabei stellt der Anschlusskontakt 40c einen Steueranschluss des steuerbaren Halbleiterelementes 40 dar. Dieser Steueranschluss 40c kann optional an der ersten, dem ersten Kühlkörper 10 zugewandten ersten Seite 61 oder, wie in 10 dargestellt, auf der dem zweiten Kühlkörper 20 zugewandten zweiten Seite 62 des steuerbaren Halbleiterelementes 40 angeordnet sein.
Dabei weisen Folienschichten 101, 102, 105 Abschnitte 101a, 102a–d, 105a, 105b auf, die jeweils den Abschnitten 91a, 92a–d, 95a, 95b der Folienschichten 91, 92, 95 entsprechen. Insbesondere sind die Folienschichten 101, 102 elektrisch isolierend, während die Folienschicht 105 elektrisch leitend ausgebildet ist. Der Abschnitt 105a der elektrisch leitenden Folienschicht 105 ist elektrisch leitend mit dem Anschlusskontakt 40c, d. h. dem Steueranschluss des steuerbaren Halbleiterelementes 40 elektrisch leitend verbunden.
Des weiteren sind die Anschlusskontakte, die auf denselben Seiten angeordnet sind wie der Steueranschluss 40c, d. h. die Anschlusskontakte 42 und 62, mittels der elektrisch leitenden Folienschicht 105 mit der zweiten Elektrode 12 elektrisch und bevorzugt thermisch leitend verbunden.
Ist der Steueranschluss 40c alternativ auf der ersten Seite 41 des steuerbaren Halbleiterelementes 40 angeordnet, so sind bevorzugt die auf den ersten Seiten 41, 61 der Halbleiterelemente 40, 60 angeordneten Anschlusskontakte 40a, 60a mit der dritten Elektrode 13a elektrisch und vorzugsweise auch thermisch mittels der Folienschichten 101, 102, 105 verbunden.
Dabei ist es jederzeit möglich, entsprechend der in den 3 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiele elektrisch bzw. thermisch leitende Verbindungen zwischen Anschlusskontakten und einer Elektrode bzw. einer Ausgleichsschicht anstatt mittels einer Folienstruktur unter Verwendung von Federelementen herzustellen.
Ein Schaltbild von gemäß den 9 und 10 in Reihe geschalteten Halbleiterelementen 30, 40 ist anhand von zwei in Reihe geschalteten IGBTs in 11 dargestellt. Die beiden IGBTs 30, 40 sind jeweils aus einer Mehrzahl parallel ge schalteter, IGBT-Halbleiterelemente 30 gebildet. Ihre Drain-Anschlüsse 30a, 40a, ihre Source-Anschlüsse 30b, 40b sowie ihre Gate-Anschlüsse 30c, 40c entsprechen den gleich bezeichneten Anschlusskontakten aus den 9 und 10. Entsprechendes gilt auch für die Freilaufdioden 50 bzw. 60 und deren Anschlusskontakte 50a, 50b, 60a, 60b.
Neben den verbesserten Kühleigenschaften eines erfindungsgemäßen Halbleitermoduls ergibt sich darüber hinaus der Vorteil, dass die Anordnung durch die zwei einander gegenüberliegenden Kühlkörper kein festes Gehäuse benötigt. Es ist jedoch vorteilhaft, zumindest den Bereich, in denen die steuerbaren Halbleiterelemente bzw. die Freilaufdioden angeordnet sind, mit einer vorzugsweise hermetisch dichten Umhüllung zu versehen, um das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit zu verhindern, da hierdurch Kriechstrecken und Kurzschlüsse erzeugt werden können.
Zur elektrischen Isolation nach außen sowie zur Befestigung weiterer Anbauteile wie beispielsweise einem Stützkondensator ist es jedoch vorteilhaft, eine oder mehrere an zumindest einem der Kühlkörper befestigten Halteplatten vorzusehen, die vorzugsweise auch zur Montage des Halbleitermoduls verwendet werden können. Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Halbleitermoduls mit zwei einander gegenüberliegenden Halteplatten 100a, 100b ist in 12a dargestellt. Der Aufbau des dort gezeigten Halbleitermoduls entspricht im wesentlichen dem bereits aus den 9 und 10 bekannten Aufbau.
Die Kühlkörper 10, 20 weisen bevorzugt Kühlrippen oder eine andere, die Oberfläche vergrößernde Struktur auf. Optional oder alternativ dazu ist es auch möglich, zumindest einen der Kühlkörper 10, 20 mit Hohlräumen oder Kanälen zur Aufnahme oder zum Hindurchleiten eines flüssigen Kühlmittels zu versehen.
Um ein erfindungsgemäßes Halbleitermodul in bestimmten Bereichen nach außen hin zu isolieren, wie das beispielsweise bei mehreren, bevorzugt bei zwei oder drei nebeneinander angeordneten und besonders bevorzugt zu einer Mehrlevelschaltung in Reihe geschalteten Halbleitermodulen erforderlich sein kann, ist es möglich, an entsprechenden Stellen auf der Außenseite der Halbleitermodule zumindest abschnittweise Isolierungen anzubringen. Bei dem in 12a dargestellten Halbleitermodul sind beispielsweise die einander abgewandten Seiten der Kühlkörper 10, 20 mit jeweils einer Isolierung 111a, 111b versehen. Dabei ist es nicht erforderlich, dass die Isolierungen 111a, 111b als tragfähige Struktur ausgebildet sind.
12b zeigt die Vorderansicht des erfindungsgemäßen Halbleitermoduls aus, 12a. Die äußeren Anschlüsse 11a, 12a, 13a sind mit der ersten 11a, zweiten 12a bzw. dritten 13a Elektrode elektrisch leitend verbunden, wobei die beiden äußeren Anschlüsse 11x, 12x für die Spannungsversorgung des Halbleitermoduls vorgesehen sind. Zwischen die Anschlüsse 11x, 12x ist noch ein Stützkondensator 110 geschaltet.
Der mit der dritten Elektrode 13 verbundene äußere Anschluss 13x stellt den Lastanschluss des Halbleitermoduls dar. Der Stützkondensator 110 sowie eine Steuereinheit 200 sind an der vorderen Halteplatte 100b befestigt. Die elektronische Steuereinheit 200 steuert die steuerbaren Halbleiterelemente 30, 40 und ist mit deren Steueranschlüssen 30c bzw. 40c vorzugsweise über eine potentialtrennende Vorrichtung gekoppelt. Optional können in der Steuereinheit neben dessen Steuerfunktion auch noch andere Funktionen, wie z. B. eine Überstrom-Schutzfunktionen integriert sein. So ist es beispielsweise möglich, den über den Lastanschluss fließenden Strom mittels eines im Halbleitermodul integrierten Stromsensors zu überwachen. Dadurch kann das Halbleitermodul abhängig von der Stärke und/oder der Phasenlage des vom Sensor gemessenen Stromes angesteuert oder abgeschaltet werden. Entsprechend ist es auch möglich, beispielsweise eine Temperaturüberwachung des Halbleitermoduls zu integrieren.
Eine Seitenansicht dieses Halbleitermoduls bei entfernter Isolierung lila ist in 12c gezeigt. Wie oben näher ausgeführt, sind bestimmte Elemente des Halbleitermoduls elektrisch und/oder thermisch durch eine Druckkontaktierung miteinander kontaktiert. Der hierzu erforderliche Druck wird durch den ersten 10 und zweiten 20 Kühlkörper erzeugt, welche mittels Verbindungselementen 112a, 112b miteinander verbunden sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden hierzu Spannscheiben 113a, 113b sowie Muttern 112a, 112b verwendet. Die beiden Kühlkörper 10, 20 können jedoch auch mit einer beliebigen anderen Spannvorrichtung vorgespannt werden.
Um die Servicefreundlichkeit zu erhöhen, kann das Halbleitermodul steckbar ausgebildet sein, wobei entsprechende Steckverbinder bevorzugt auf einer Seite, beispielsweise an der Rückseite des Halbleitermoduls angeordnet sind. Damit kann das Halbleitermodul auf einfache Weise von einem passenden Steckplatz abgezogen und beispielsweise durch ein anderes ersetzt werden.

10: erster Kühlkörper
20: zweiter Kühlkörper
11a, 12a, 13a: Elektrode
11x, 12x, 13x: äußerer Anschluss
12b, 13b: Träger
12c–e: Abschnitt einer Elektrode
30, 40: steuerbares Halbleiterelement
50, 60: Freilaufdiode
30a–c, 40a–c: Anschlusskontakt
50a, 50b, 60a, 60b: Anschlusskontakt
31, 41, 51, 61: erste Seite
32, 42, 52, 62: zweite Seite
71, 72: Ausgleichsschicht
71a–c, 72a–c: Abschnitt einer Ausgleichsschicht
75, 76: Federelement
95, 105: elektrisch leitende Folienschicht
95a, 105a: Abschnitt einer elektrisch leitenden Folienschicht
91, 92, 101, 102: elektrisch isolierende Folienschicht
91a, 92a–d, 101a, 102a–d: Abschnitt einer elektrisch leitenden Folienschicht
100a, 100b: Halteplatte
111a, 111b: Isolierschicht
110: Stützkondensator
111a, 111b: Isolierung
112a, 112b: Verbindungselement
113a, 113b: Spannscheibe
200: Steuereinheit

Claims

Halbleitermodul mit einem ersten Kühlkörper (10) und einem zweiten Kühlkörper (20), die einander gegenüberliegend und voneinander beabstandet angeordnet sind, wenigstens einem steuerbaren Halbleiterelement (30, 40), das eine erste Seite (31, 42) aufweist, sowie eine dieser gegenüberliegende zweite Seite (32, 42) mit einem ersten Anschlusskontakt (30c, 40c) und einem von einer strukturierten Folienschicht (95, 105) kontaktierten zweiten Anschlusskontakt (30b, 40b), wobei die erste Seite (31, 41) dem ersten Kühlkörper (10) zugewandt ist und mit diesem in thermischem Kontakt steht, die zweite Seite (32, 42) dem zweiten Kühlkörper (20) zugewandt ist und mit diesem in thermischem Kontakt steht, und wobei der erste Anschlusskontakt (30c, 40c) zur Steuerung des steuerbaren Halbleiterelementes (30, 40) vorgesehen und mittels einer Isolierfolie (91a, 92a, 92b, 101a, 102a, 102b) gegenüber einem weiteren Anschlusskontakt (30b, 40b) des steuerbaren Halbleiterbauelements (30, 40) elektrisch isoliert ist, einer ersten Elektrode (11a), die zwischen dem ersten Kühlkörper (10) und dem zweiten Kühlkörper (20) angeordnet ist sowie mit einer zweiten Elektrode (12a), die zwischen der ersten Elektrode (11a) und dem zweiten Kühlkörper (20) angeordnet ist und die mit dem zweiten Anschlusskontakt (30b, 40b) mittels einer Druckkontaktierung elektrisch und/oder thermisch leitend verbunden ist.
Halbleitermodul nach Anspruch 1, bei dem zumindest eines der steuerbaren Halbleiterelemente (30, 40) auf seiner ersten Seite (31, 41) mit der ersten Elektrode (11a) elektrisch und thermisch leitend verbunden ist.
Halbleitermodul nach Anspruch 1 oder 2, bei dem zumindest eines der steuerbaren Halbleiterelemente (30, 40) auf seiner zweiten Seite (32, 42) mit der zweiten Elektrode (12a) elektrisch und thermisch leitend verbunden ist.
Halbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer dritten Elektrode (13a), die zwischen der ersten Elektrode (11a) und der zweiten Elektrode (12a) angeordnet ist.
Halbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem zumindest eine der Elektroden (11a, 12a, 13a) und/oder zumindest einer der Kühlkörper (10, 20) einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der kleiner ist als 12 μm/(m·K).
Halbleitermodul nach Anspruch 4 oder 5, bei dem zumindest eines der steuerbaren Halbleiterelemente (30, 40) auf seiner ersten Seite (31, 41) mit der dritten Elektrode (13a) elektrisch und thermisch leitend verbunden ist, und bei dem zumindest eines der steuerbaren Halbleiterelemente (30, 40) auf seiner zweiten Seite (32, 42) mit der dritten Elektrode (13a) elektrisch und thermisch leitend verbunden ist.
Halbleitermodul nach Anspruch 6, bei dem der erste (30c, 40c) und der zweite (30b, 40b) Anschlusskontakt mittels einer strukturierten, elektrisch isolierenden Folienschicht (92, 102) elektrisch voneinander isoliert sind.
Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest eine der Elektroden (11a, 12a, 13a) auf einem elektrisch isolierenden Träger (11b, 12b) angeordnet ist.
Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das zumindest 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) zugewandten Seiten (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 zwei demselben Kühlkörper (10, 20) zugewandten Seiten (30a, 40a; 30b, 40b) angeordnet ist.
Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zwischen einem Anschlusskontakt (30a, 30b, 30c, 40a, 40b, 50a, 50b, 50c, 60a, 60c) und einer Elektrode (11a, 12a, 13a) ein Federelement (75, 76) angeordnet ist, das den betreffenden Anschlusskontakt (30a, 30b, 30c, 40a, 40b, 50a, 50b, 50c, 60a, 60c) und die Elektrode (11a, 12a, 13a) elektrisch und/oder thermisch leitend kontaktiert.
Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der erste Kühlkörper (10) und die erste Elektrode (11a) einstückig ausgebildet sind und/oder bei dem der zweite Kühlkörper (20) und die zweite Elektrode (12a) einstückig ausgebildet sind.
Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest eines der steuerbaren Halbleiterelemente (30, 40) als MOSFET, IGBT, Thyristor oder Bipolartransistor ausgebildet ist.
Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit zumindest zwei identischen und elektrisch parallel geschalteten steuerbaren Halbleiterelementen (30, 40).
Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit zumindest zwei zu einer Halbbrücke verschalteten, steuerbaren Halbleiterelementen (30, 40).
Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der erste Kühlkörper (10) und der zweite Kühlkörper (20) zumindest im wesentlichen symmetrisch und/oder identisch ausgebildet sind.
Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der erste Kühlkörper (10) und/oder der zweite Kühlkörper (20) Kühlrippen und/oder Hohlräume und/oder Kanäle zur Aufnahme bzw. zum Hindurchleiten eines flüssigen Kühlmittels aufweist.
Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das zumindest abschnittweise von einer elektrisch isolierenden Isolierschicht (111a, 111b) umgeben ist.
Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest die steuerbaren Halbleiterelemente mittels einer hermetisch dichten Umhüllung nach außen abgedichtet sind.
Halbleitermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das gehäuselos ausgebildet ist.