本發明涉及一種功率模塊，該功率模塊具有電路載體，該電路載體包括載體襯底和電絕緣層。該電路載體具有第一導體結構、至少一個第二導體結構以及另外的第三導體結構，第一導體結構具有外部接觸區域，第二導體結構具有至少一個外部接觸區域，第三導體結構包括至少一個外部接觸區域。

背景技術：

1、在現有技術中，將功率模塊附加地模制，所述功率模塊例如安裝在功率模塊橋中。在模制時，將功率模塊嵌入到堅固的保護殼體中，該保護殼體例如由塑料(模塑質量)構成。該模塑質量用于包裹并且保護功率模塊的內部。然而，通過模塑質量對功率模塊進行的這種包裹對裂紋并不是特別耐抗的。

2、由de?11?2017?004?390?t5已知一種功率模塊，該功率模塊具有下述特征：絕緣襯底，該絕緣襯底具有前側，在該前側上緊固有功率半導體元件；基板，該基板與絕緣襯底的背側連接；殼體，該殼體緊固在基板上并且包圍絕緣襯底；覆蓋部，該覆蓋部緊固在殼體上并且形成經密封的區域；和硅酮凝膠，該硅酮凝膠用作填充元素，該填充元素填滿整個經密封的區域并且具有內應力，該內應力用作壓應力。

3、由de?10?2014?219?998?b4已知一種功率模塊，所述功率模塊尤其用于提供用于電動馬達的相電流。功率模塊包括具有表面的電路載體、在該表面上的至少兩個第一接觸面和至少兩個第一功率晶體管，所述第一功率晶體管分別各具有一個地面接觸面。至少兩個第一功率晶體管中的相應的第一功率晶體管直接布置在所述第一接觸面中的相應的第一接觸面上，并且經由該第一功率晶體管的地面接觸面直接與相應的第一接觸面以導電的方式連接。此外，功率模塊包括在表面上的第二接觸面和至少兩個第二功率晶體管，所述第二功率晶體管分別各具有一個地面接觸面。至少兩個第二功率晶體管直接布置在第二接觸面上，并且經由所述第二功率晶體管的相應的地面接觸面直接與第二接觸面以導電的方式連接。另外，功率模塊包括在表面上的至少兩個第三接觸面，其中，所述至少兩個第二功率晶體管在所述第二功率晶體管的背離電路載體的表面的側上分別各具有一個另外的接觸面，并且所述至少兩個第二功率晶體管中的相應的第二功率晶體管經由該第二功率晶體管的另外的接觸面與所述至少兩個第三接觸面中的相應的第三接觸面以導電的方式連接。至少兩個第一接觸面和至少兩個第三接觸面在該功率模塊的縱向方向上以交替的方式相繼布置，并且第二接觸面布置在至少兩個第一接觸面和至少兩個第三接觸面旁邊，其中，第二接觸面具有至少兩個接觸區域，其中，所述至少兩個接觸區域中的相應的接觸區域位于至少兩個第一功率晶體管中的相應的第一功率晶體管旁邊。至少兩個第一功率晶體管在所述第一功率晶體管的背離電路載體的表面的側上分別各具有一個另外的接觸面，并且至少兩個第一功率晶體管中的相應的第一功率晶體管經由該第一功率晶體管的另外的接觸面與第二接觸面的至少兩個接觸區域中的相應的接觸區域以導電的方式連接，該相應的接觸區域位于該相應的第一功率晶體管旁邊。在此，第二接觸面的至少兩個接觸區域和至少兩個第二功率晶體管在所述縱向方向上交替地相繼布置。

4、由ep?2?418?925?b1已知一種在柔性箔與傳感器設備的或者控制設備的至少一個電觸點之間的電觸點接通，該柔性箔具有至少一個導體電路。在此，柔性箔的端部區段在接觸部位上通過熱量輸入電觸點接通，其中，柔性箔的端部區段在接觸部位上安裝在以突出的方式構造的電觸點上。柔性箔的端部區段構造為波浪式沖擊部(wellenschlag)，尤其構造為轉向部。

技術實現思路

1、根據本發明，提出一種功率模塊，該功率模塊具有電路載體，該電路載體包括載體襯底和電絕緣層，其中，該電路載體包括第一導體結構和至少一個第二導體結構和另外的第三導體結構，第一導體結構具有外部接觸區域，第二導體結構具有至少一個外部接觸區域，第三導體結構具有至少一個外部接觸區域，其中，半導體結構元件單個地或者成組地布置。在配屬于功率模塊的多功能框架中布置有接觸面，所述接觸面與單個地或者成組地構造在功率模塊中的半導體結構元件通過至少一個焊接連接在包含(einschluss)至少一個間隔件(spacers)的情況下電連接。

2、在根據本發明提出的功率模塊的另一種有利構型中，半導體結構元件單個地或者成組地布置在功率模塊的底部或底部面上。

3、根據本發明提出的功率模塊這樣實現，使得第一間隔件布置在多功能框架的下側與功率模塊的上側之間的接合部的區域中。經由至少一個設置在至少一個焊接連接內的間隔件，可以補償構件差或者生產差，所述構件差或者生產差在接合所談及的構件時產生。在根據本發明提出的功率模塊的另一種有利構型變型中，在多功能框架中引導電流的構件上下相疊地或者彼此并排地實施，由此有利地實現低電感(nieder-induktive)連接，所述引導電流的構件例如是t+橋和/或t-橋和/或相位橋。

4、在根據本發明提出的功率模塊的另一種有利構型中，第一材料鎖合連接構造在多功能框架的下側上的開口內。因此，產生至少一個材料鎖合的焊接連接的相對簡單的可觸及性。

5、在根據本發明提出的功率模塊的另一種有利構型中，第二間隔件直接布置在半導體結構元件的接觸面上。

6、在根據本發明提出的功率模塊中，第二焊接連接位于第一間隔件與第二間隔件之間。

7、另外，根據本發明提出的功率模塊的特征在于，第一和第二焊接連接包含第一或第二焊料層。

8、在根據本發明提出的功率模塊的另一種有利構型可能性中，該功率模塊要么經由燒結層、要么經由焊接連接/粘貼連接與冷卻面優選平面地連接。

9、最后設置，根據本發明提出的功率模塊這樣實現，使得半導體結構元件和經由接觸面與所述半導體結構元件連接的第二間隔件被模塑質量包圍。通過尤其包圍半導體結構元件的模塑質量，可以有效地改進對半導體結構元件的免受環境影響的保護，所述環境影響例如是溫度、振動或者液體潤濕和類似物。

10、本發明的優點

11、在根據本發明提出的功率模塊中，多功能框架和功率模塊彼此解耦并且基本上在z方向上經由材料鎖合連接電觸點接通，所述材料鎖合連接優選構造為焊接連接。有利地，引導電流的接觸面在多功能框架中延伸，該多功能框架可以布置在功率模塊的上方或者下方，而單個地或者成組地布置在功率模塊的底部面上的半導體結構元件位于功率模塊中。該功率模塊又通過冷卻面被排熱，其中，進行排熱的、優選平面地構造的冷卻面要么經由燒結連接、要么經由焊接連接或者粘貼連接與功率模塊的下側平面地連接。在z方向上看，該多功能框架不僅可以布置在功率模塊的上方、還可以布置在功率模塊的下方；相應地，這樣產生冷卻面的位置，使得始終在產生最大損耗熱量的地方、即在功率模塊的底部上進行冷卻、即熱附接有冷卻面。

12、通過根據本發明提出的在多功能框架與被容納在功率模塊的底部上的半導體結構元件之間的材料鎖合連接，可以實現多功能框架、在那里延伸的接觸面與半導體結構元件本身之間的有效且穩健的電連接，所述半導體結構元件例如是mosfet、igbt或者二極管或者其他電子結構元件。優選地，在優選實施為焊接連接的材料鎖合連接中布置有間隔件，所述間隔件要么有角地、要么圓形地或片狀地配置。借助所述間隔件可以補償高度差，此外，間隔件提供增大的表面，使得一方面可以構造能承載電流的電連接，但是該電連接在其高度方面可以實施得極其小。

13、通過根據本發明提出的解決方案，可以實現改進的冷卻，因為可以實現半導體結構元件之間的更大的間距。產生如下可能性：將引導電流的路徑從功率模塊移動到多功能框架中并且在那里以上下相疊的方式或者以彼此并排的方式低電感地實施，所述引導電流的路徑例如是t+橋和/或t-橋以及相位橋。由此產生如下優點：在引導電流時在橋中分別形成的磁場相互抵消并且不出現寄生電流。通過以這種方式實現的低電感連接，可以顯著地降低切換損耗。

14、通過在功率模塊和多功能框架中的第一和第二平面的解耦，產生根據本發明提出的功率模塊的緊湊的構造方式。另外，通過兩個功能平面的所選擇的上下相疊的布置，可以顯著地改進生產，所述兩個功能平面即布置有半導體元件的第一平面和進行電流引導的第二平面。能夠實現更有利的公差，用于進行更精確的進一步處理，此外，增加功率模塊的使用壽命，因為降低了復雜性。尤其是當實現第一平面中的半導體結構元件以及第二平面中的、即在多功能框架內的引導電流的部件的觸點接通時，產生所提到的部件的穩健的電觸點接通可能性。另外，壓入式引腳的構造方案在技術上是經過驗證的，并且能夠在大規模生產中穩健地呈現。

15、通過根據本發明提出的解決方案，可以有利地將外部接觸區域從功率模塊移動到多功能框架中，該多功能框架以在z方向上相對于該功率模塊移位的方式布置。此外按照根據本發明提出的解決方案，有利地，可以要么通過平面的燒結連接、要么通過平面的焊接連接、要么通過平面的粘連接構成功率模塊的下側以及冷卻面的上側。所有實施變型提供平面的觸點接通的優點，由此，可以可靠地導出在功率模塊的半導體結構元件運行時產生的廢熱并且避免功率模塊的溫度過載。