-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitermodulanordnung. Halbleitermodule müssen häufig mit einer Leiterplatte elektrisch kontaktiert werden. Hierzu weist das Halbleitermodul eine Anzahl elektrischer Anschlüsse auf, die relativ zur Leiterplatte sehr präzise positioniert werden müssen. Wenn beispielsweise ein jeder der elektrischen Anschlüsse in eine andere Kontaktöffnung der Leiterplatte eingepresst werden soll, besteht die Gefahr, dass einer oder mehrere der elektrischen Anschlüsse die zugehörigen Kontaktöffnungen nicht hinreichend genau treffen und ein Einpressen unmöglich wird. Daher erfolgt die Montage der Leiterplatte in der Regel manuell, so dass einzelne der elektrischen Anschlüsse bei Bedarf nachjustiert werden können. Eine derartige Bearbeitung ist jedoch sehr aufwändig und damit kostenintensiv.
-
Aus der
DE 10 2010 063 387 A1 ist eine Schaltungsanordnung mit zwei Teilmoduln bekannt, bei der elektrischer Kontakte einer Kontaktfahne mittels eines Hilfsträgers positionsgenau ausgerichtet und zentriert werden.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitermodulanordnung bereitzustellen, das eine präzise Positionierung der elektrischen Anschlüsse relativ zu vorgegebenen Kontaktbereichen wie beispielsweise Kontaktöffnungen der Leiterplatte ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer Halbeitermodulanordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
-
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Darstellung in den Figuren ist nicht maßstäblich. Es zeigen:
-
1A einen Querschnitt durch Komponenten eines Halbleitermoduls während der Montage einer Justiereinrichtung an einem vorbestückten, teilfertigen Basismodul;
-
1B die Anordnung gemäß 1A beim Aufschieben der Justiereinrichtung auf elektrische Anschlüsse des Basismoduls;
-
1C die Anordnung gemäß den 1A und 1B beim weiteren Aufschieben der Justiereinrichtung auf elektrische Anschlüsse des Basismoduls;
-
1D die Anordnung gemäß den 1A, 1B und 1C beim noch weiteren Aufschieben der Justiereinrichtung auf elektrische Anschlüsse des Basismoduls;
-
1E die Anordnung gemäß den 1A, 1B, 1C und 1D, bei der sich die Justiereinrichtung bezüglich eines Schaltungsträgers des Basismoduls in einer ersten Relativposition befindet, sowie eine bereitgestellte Leiterplatte;
-
1F die Anordnung gemäß 1E beim Aufschieben der Leiterplatte auf die elektrischen Anschlüsse des Basismoduls, während sich die Justiereinrichtung in der ersten Relativposition befindet;
-
1G die Anordnung gemäß 1F nach dem Aufschieben der Leiterplatte auf die elektrischen Anschlüsse des Basismoduls, wobei die Justiereinrichtung durch das Aufschieben der Leiterplatte bezüglich des Schaltungsträgers von der ersten Relativposition eine zweite Relativposition gebracht wurde;
-
1H eine Anordnung, bei der Justierpins in Positionieröffnungen eines Kühlkörpers eingreifen.
-
2 eine perspektivische Expositionsansicht der Halbleitermodulanordnung gemäß 1G mit zusätzlicher Darstellung von Verbindungsschrauben;
-
3 eine Draufsicht auf die Halbleitermodulanordnung gemäß 1G; und
-
4 die Durchführung eines Funktionstests des Halbleitermoduls nach dem Aufsetzen der Justiereinrichtung und vor der Montage der Leiterplatte.
-
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente mit gleicher Funktion.
-
1A zeigt ein Basis-Halbleitermodul 100' mit beispielhaft drei voneinander beabstandeten Schaltungsträgern 2. Anstelle von drei Schaltungsträgern 2 können auch nur genau ein, genau zwei oder aber mehr als drei Schaltungsträger 2 vorgesehen sein. Ein Abschnitt des Basis-Halbleitermoduls 100' aus dem Bereich eines der Schaltungsträger ist vergrößert dargestellt. Der Aufbau im Bereich der anderen Schaltungsträger 2 ist jedoch ebenso. Auf jedem der Schaltungsträger 2 ist mindestens ein Halbleiterchip 5 angeordnet.
-
Der Halbleiterchip 5 weist einen Halbleiterkörper 50 auf, der mit einer oberen Kontaktmetallisierung 51 und einer unteren Kontaktmetallisierung 52 versehen ist. Bei einem derartigen Halbleiterchip 5 kann es sich beispielsweise um einen steuerbaren Halbleiterschalter wie z. B. einen MOSFET, einen IGBT, einen JFET, einen Thyristor oder einen beliebigen anderen steuerbaren Halbleiterschalter handeln, oder um einen nicht steuerbaren Halbleiterschalter wie beispielsweise eine Diode. Die obere und untere Kontaktmetallisierung 51 bzw. 52 können beispielsweise Source und Drain, Drain und Source, Emitter und Kollektor, Kollektor und Emitter, Anode und Kathode oder Kathode und Anode bilden. Sofern es sich bei einem Halbleiterchip 5 um einen steuerbaren Halbleiterschalter handelt, weist dieser einen Steueranschluss, d. h. einen Gate-Anschluss oder einen Basis-Anschluss auf, der durch eine weitere, nicht dargestellte Metallisierung gebildet ist, die sich auf der Oberseite des Halbleiterkörpers 50 neben der oberen Kontaktmetallisierung 51 und von dieser elektrisch isoliert oder auf der Unterseite des Halbleiterkörpers 50 neben der unteren Kontaktmetallisierung 52 und von dieser elektrisch isoliert befinden kann.
-
Das Basis-Halbleitermodul 100' kann z. B. genau einen oder aber mehrere einzelne Halbleiterschalter aufweisen. Ebenso ist es z. B. möglich, dass zwei Einzelschalter unter Ausbildung einer Halbbrücke in Reihe geschaltet sind. Ein Halbleitermodul 100 kann dabei z. B. genau eine, genau zwei, genau drei, oder aber mehr als drei solcher Halbbrücken enthalten. Grundsätzlich kann die Bestückung eines Schaltungsträgers 2 jedoch beliebig gewählt werden.
-
Ein jeder der Schaltungsträger 2 weist einen dielektrischen Isolationsträger 20 auf, der auf seiner Oberseite mit einer oberen Metallisierungsschicht 21 versehen ist. Die obere Metallisierungsschicht 21 kann strukturiert oder unstrukturiert sein. Optional kann der Isolationsträger 20 auf seiner der oberen Metallisierungsschicht 21 abgewandten Unterseite mit einer unteren Metallisierungsschicht 22 versehen sein. Die obere Metallisierungsschicht 21 und die untere Metallisierungsschicht 22 können dabei elektrisch voneinander isoliert sein.
-
Die obere Metallisierungsschicht 21 und/oder – sofern vorgesehen – die untere Metallisierungsschicht 22 können beispielsweise aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium, einer Aluminiumlegierung, aber auch jedem anderen Metall bestehen. Der Isolationsträger 20 kann z. B. als Keramik ausgebildet sein und beispielsweise aus Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid oder Siliziumnitrid bestehen. Beispielsweise kann es sich bei dem Schaltungsträger 2 um ein DCB-Substrat (direct copper bonding) handeln, um ein DAB-Substrat (direct aluminum bonding) oder um ein AMB-Substrat (active metal brazing). Ebenso ist es jedoch möglich, als Schaltungsträger 2 eine herkömmliche Leiterplatte (PCB) zu verwenden.
-
Ein weiterer, optionaler Bestandteil des Basis-Halbleitermoduls 100' ist eine massive, beispielsweise metallische Bodenplatte 4. Diese dient als Träger für die bestückten Schaltungsträger 2. Beim Betrieb des fertiggestellten Halbleitermoduls wird die insbesondere in den Halbleiterchips 5 anfallende Verlustwärme an einen (hier nicht dargestellten) Kühlkörper abgeleitet, der an der dem Schaltungsträger 2 oder den Schaltungsträgern 2 abgewandten Seite der Bodenplatte 4 angebracht wird. Sofern bei einem Halbleitermodul keine massive Bodenplatte 4 verwendet wird, wird der Kühlkörper an der unteren Metallisierungsschicht 22 bzw. an den unteren Metallisierungsschichten 22 des Schaltungsträgers 2 bzw. der Schaltungsträger 2 angebracht.
-
Wie anhand des vergrößert dargestellten Abschnittes erkennbar ist, sind die Halbleiterchips 5 mit Hilfe einer Verbindungsschicht 15 mit dem Schaltungsträger 2 verbunden, auf dem sie jeweils angeordnet sind. Die Verbindungsschicht 15 kontaktiert dabei unmittelbar sowohl die untere Kontaktmetallisierung 52 des Halbleiterchips 5, als auch die obere Metallisierungsschicht 21 des betreffenden Schaltungsträgers 2.
-
Sofern eine Bodenplatte 4 vorgesehen ist, ist ein jeder der Schaltungsträger 2 mit Hilfe einer Verbindungsschicht 16 stoffschlüssig mit der Bodenplatte 4 verbunden. Die Verbindungsschicht 16 kontaktiert dabei unmittelbar sowohl die untere Metallisierungsschicht 22 des betreffenden Schaltungsträgers 2 sowie die Bodenplatte 4.
-
Die Verbindungsschichten 15, 16 können, unabhängig voneinander und in beliebigen Kombinationen miteinander, als Lotschichten oder als gesinterte Verbindungsschichten ausgebildet sein. Im Falle einer gesinterten Verbindungsschicht kann diese beispielsweise ein gesintertes Silberpulver enthalten.
-
Das Halbleitermodul weist weiterhin ein Gehäuse 7 auf, das elektrisch isolierend sein kann. Das Gehäuse 7 kann beispielsweise aus duroplastischem oder aus thermoplastischem Kunststoff bestehen. Ein derartiges Gehäuse 7 kann beispielsweise mittels einer Spritz-Gießtechnik hergestellt werden. Optional kann das Gehäuse 7 eine ringförmige Seitenwand 70 aufweisen, die insbesondere den oder die Schaltungsträger 2 sowie den oder die darauf angeordneten Halbleiterchips 5 umschließt.
-
Um das fertige Halbleitermodul nach außen hin elektrisch anzuschließen, sind elektrische Anschlusskontakte 3, 913, 923, 933 vorgesehen. Beim Betrieb des fertigen Halbleitermoduls werden die Halbleiterchips 5 jeweils von einem Laststrom durchflossen. In diesem Sinne wird als ”Laststrom” ein Strom durch einen Halbleiterchip 5 verstanden, der den Halbleiterkörper 50 zwischen Source und Drain, zwischen Emitter und Kollektor oder zwischen Anode und Kathode, also zwischen der oberen Kontaktmetallisierung 51 und der unteren Kontaktmetallisierung 52 durchfließt. Da derartige Lastströme bei Halbleitermodulen sehr hohe Werte annehmen können, ist es erforderlich, dass die zugehörigen elektrischen Anschlusskontakte eine hohe Stromtragfähigkeit aufweisen. Diese wird durch einen hohen Leiterquerschnitt der Anschlusskontakte erreicht. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel stellen die Anschlusskontakte 913, 923, 933, welche als gestanzte und gebogene Bleche ausgebildet sind, einen Teil der Lastanschlusskontakte dar. Die Anschlusskontakte 913, 923, 933 sind elektrisch leitend, beispielsweise mittels einer Lotverbindungsschicht oder einer wie vorangehend erläuterten Sinterverbindungsschicht, elektrisch leitend an eine obere Metallisierungsschicht 21 eines Schaltungsträgers 2 oder an die obere Kontaktmetallisierung 51 eines Halbleiterchips 5 angeschlossen.
-
Ergänzend zu Anschlusskontakten 913, 923, 933, welche von einem Laststrom durch einen oder mehrere Halbleiterchips 5 durchflossen werden, sind außerdem noch ein oder mehrere Anschlusskontakte 3 vorhanden, die dazu dienen, Kleinsignale zu übertragen, wie sie beispielsweise zur Ansteuerung von Steueranschlüssen eines Halbleiterchips 5 erforderlich sind, oder zur Übertragung von weiteren Signalen, die eine Informationen über den Zustand des Halbleitermoduls wie beispielsweise die Temperatur eines Halbleiterchips 5, übertragen.
-
Diese Anschlusskontakte 3 sind als im Wesentliche gerade Pins ausgebildet, welche ein freies erstes Ende 31 aufweisen, sowie ein dem ersten Ende 31 entgegengesetztes zweites Ende 32. Die zweiten Enden 32 sind jeweils in eine elektrisch leitende, beispielsweise metallische, Hülse 6 eingesteckt und dadurch elektrisch leitend mit dieser verbunden. Die Hülsen 6 wiederum sind elektrisch leitend, beispielsweise durch Löten, mit der oberen Metallisierungsschicht 21 eines der Schaltungsträger 2 verbunden. Auf diese Weise kann eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einem Anschlusspin 3 und einer in der oberen Metallisierungsschicht 21 ausgebildeten Leiterbahn realisiert werden. In ihrem weiteren Verlauf kann eine derartige Leiterbahn an beliebige elektrische Potentiale der auf dem Schaltungsträger 2 realisierten Schaltung angeschlossen werden. Optional können hierzu ebenso wie zur Herstellung beliebiger anderer elektrischer Verbindungen Bonddrähte 8 verwendet werden.
-
Alternativ dazu, derartige Pins 3 in Hülsen 6 einzusetzen, die an die Metallisierungsschicht 21 gelötet sind, können die Pins auch auf beliebige andere Art und Weise auf der Metallisierungsschicht 21 montiert und elektrisch leitend mit dieser verbunden sein. Die hierfür verwendeten Verbindungstechniken können prinzipiell beliebig gewählt werden. Lediglich beispielhaft seien hierzu Laserschweißen, Reibschweißen, Ultraschallbonden oder Lichtbogenschweißen genannte.
-
Die Anschlusskontakte 3 eignen sich wie erläutert vor allem zur Übertragung von elektrischen Kleinsignalen. Allerdings ist es ebenso möglich, zwei oder mehr derartige Anschlusskontakte 3 elektrisch parallel zu schalten und dadurch die Stromtragfähigkeit zu erhöhen, so dass die Parallelschaltung der zwei oder mehreren Anschlusskontakte 3 auch als Lastanschluss zur Übertragung eines einen oder mehrere Halbleiterchips 5 durchfließenden Laststromes eingesetzt werden können.
-
Optional können die Anschlusskontakte 3 jeweils einen Einpressbereich 33 aufweisen, der in einem Kontaktloch einer Leiterplatte eingepresst und dabei plastisch verformt wird, so dass zwischen dem Anschlusskontakt 3 und der Leiterplatte eine elektrische Einpressverbindung hergestellt wird. Eine derartige Einpressverbindung kann insbesondere nach DIN EN 60352-5, Stand April 2004, ausgebildet sein bzw. hergestellt werden.
-
Das Einpressen der Einpressbereiche 33 in korrespondierende Kontaktlöcher einer Leiterplatte setzt voraus, dass die ersten freien Enden 31 der Anschlusskontakte 3 in jeweilige Kontaktöffnungen der Leiterplatte eingreifen, wenn diese auf das Basis-Halbleitermodul 100' aufgesetzt wird. Aufgrund der länglichen Gestalt der Anschlusskontakte 3 sowie aufgrund verschiedenster Bauteil- und Fertigungstoleranzen bei der Herstellung des Basis-Halbleitermoduls 100' besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass sich bei zumindest einem der Anschlusskontakte 3 dessen freies erstes Ende 31 nicht in der Sollposition befindet, die erforderlich ist, dass das erste Ende 31 beim Aufsetzen der Leiterplatte auf das Basis-Halbleitermodul 100' mit der Position des zugehörigen Kontaktlochs der Leiterplatte so weit übereinstimmt, dass es beim Aufsetzen in das Kontaktloch hinein gleitet.
-
Um dies zu vermeiden, wird eine Justiereinrichtung 10 bereitgestellt, die für einen jeden der Anschlusskontakte 3 eine Durchgangsöffnung 11 aufweist und die, vor der Montage einer Leiterplatte, in einer ersten relativen Position relativ zu wenigstens einem der Schaltungsträger 2 positioniert wird, so dass die Anschlusskontakte 3 in die Durchgangsöffnungen 11 eingreifen und dadurch hinreichend ausgerichtet werden, so dass sie sich beim nachfolgenden Aufsetzen einer Leiterplatte auf jeden Fall in Positionen befinden, in denen die ersten Enden 31 beim Aufsetzen einer Leiterplatte in die zugehörigen Kontaktöffnungen hinein gleiten.
-
Hierzu ist es erforderlich, dass sich die Justiereinrichtung 10 bezüglich wenigstens einem der Schaltungsträger 2 in einer definierten ersten Relativposition befindet. Hierzu wird zunächst die Justiereinrichtung 10 derart auf die Anschlusskontakte 3 aufgeschoben, dass die freien ersten Enden 31 der Anschlusskontakte 3 jeweils in die zugehörige Durchgangsöffnung 11 eingreifen und sich dadurch in einer definierten Position befinden. Damit hier nicht dasselbe Problem auftritt, wie es vorangehend für das Aufsetzen einer Leiterplatte erläutert wurde, können die Durchgangsöffnungen 11 einen größeren Minimaldurchmesser aufweisen als die zugehörigen Kontaktöffnungen der Leiterplatte.
-
Alternativ oder ergänzend kann die Justiereinrichtung 10 auf der den Anschlusskontakten 3 zugewandten Seite der Durchgangsöffnungen 11 einen Einführtrichter 111 aufweisen, dessen Eingangsöffnung (d. h. die Weite der Öffnung des Einführtrichters 111 an dem Ende, von dem her die Anschlusskontakte 3 in den Einführtrichter 111 eingeschoben werden, hier also an der Unterseite) größer ist als eine Eingangsöffnung der Durchgangsöffnungen 11 (d. h. die Weite der Öffnung der Durchgangsöffnung 11 an dem Ende, von dem her die Anschlusskontakte 3 in die Durchgangsöffnung 11 eingeschoben werden, hier also an der Unterseite). Durch derartige Einführtrichter 111 wird sichergestellt, dass die freien ersten Enden 31 beim Aufsetzen der Justiereinrichtung 10 auf das Basis-Halbleitermodul 100' aufgenommen und hin zu den Durchgangsöffnungen 11 geführt werden.
-
Indem die Durchgangsöffnungen 11 einen größeren Minimaldurchmesser aufweisen als die zugehörigen Kontaktöffnungen der Leiterplatte und/oder durch die Verwendung von Einführtrichtern 111 lässt sich die Montage der Justiereinrichtung 10 an dem Basis-Halbleitermodul 100' auch maschinell, zum Beispiel mittels einer hier nur schematisch dargestellten Pick-and-Place Vorrichtung 600, realisieren.
-
Die 1B bis 1E zeigen in chronologischer Reihenfolge verschiedene Zeitpunkte während der Montage der Justiereinrichtung 10 an dem Basis-Halbleitermodul 100'. 1C gibt einen Zeitpunkt wieder, zu dem die freien ersten Enden 31 in die optionalen Einführtrichter 111 eingreifen. In 1E schließlich befindet sich die Justiereinrichtung 10 in ihrer ersten Relativposition bezüglich der Schaltungsträger 2. Um sicherzustellen, dass die Justiereinrichtung 10 zunächst in dieser ersten Relativposition verbleibt, gibt es verschiedenste Realisierungsmöglichkeiten. Eine Möglichkeit hierzu besteht in einer in den 1A bis 1D erkennbaren Rasteinrichtung 75, die an dem Gehäuse 7 ausgebildet sein kann. Die Rasteinrichtung 75 kann beispielsweise mit Hilfe von Rastnasen verschiedenster Ausgestaltung realisiert werden. Alternativ oder zusätzlich ist es jedoch auch möglich, dass die Justiereinrichtung 10 durch Reibungsschluss gegenüber dem Gehäuse 7 in der ersten Relativposition gehalten wird.
-
Wie weiterhin in 1E gezeigt ist, wird eine Leiterplatte 200 bereitgestellt, die mit elektrischen Kontaktöffnungen 211 versehen ist. Die Kontaktöffnungen 211 können zum Beispiel als metallisierte Durchgangsöffnungen ausgebildet sein, die elektrisch an hier nicht dargestellte Leiterbahnen der Leiterplatte 200 angeschlossen sind. Derartige Leiterbahnen können sich beispielsweise an der Oberseite und/oder an der Unterseite, zusätzlich oder alternativ aber auch im Inneren der Leiterplatte 200 befinden.
-
Da die Positionen der ersten Enden 31 der Anschlusskontakte 3 durch die Justiereinrichtung 10 hinreichend genau festgelegt sind, kann nun die Leiterplatte 200 auf das Halbleitermodul 100 aufgesetzt werden. Aufgrund der Vorpositionierung mittels der in der ersten Relativposition befindlichen Justiereinrichtung 10 kann das Aufsetzen der Leiterplatte 200 auch maschinell, zum Beispiel mittels einer hier nur schematisch dargestellten Pick-and-Place Vorrichtung 601, erfolgen. Optional kann als Pick-and-Place Vorrichtung 601 dieselbe Pick-and-Place Vorrichtung 600 verwendet werden, die auch zum Aufsetzen der Justiereinrichtung 10 verwendet wurde.
-
1F zeigt die Anordnung während des Aufsetzens der Leiterplatte 200 zu einem Zeitpunkt, zu dem sich die freien ersten Enden 31 der Anschlusskontakte 3 jeweils in einer der Kontaktöffnungen 211 der Leiterplatte 200 befinden. Die Leiterplatte wird nun weiter auf die Anschlusskontakte 3 aufgeschoben, bis sich die Einpressbereiche 33 der Anschlusskontakte 3 in den Kontaktöffnungen 211 befinden und mit diesen Einpressverbindungen ausbilden, die beispielsweise nach DIN EN 60352-5, Stand April 2004, ausgebildet sein können. Da die Kontaktöffnungen 211 gegenüber den Einpressbereichen 33 ein Untermass aufweisen, werden die Einpressbereiche 33 durch das Einpressen plastisch verformt.
-
Durch das Aufschieben der Leiterplatte 200 auf die Anschlusskontakte 3 wurde die Justiereinrichtung 10 aus ihrer ersten Relativposition heraus in Richtung des Substrats 2 oder der Substrate 2 verschoben, so dass sie sich nun bezüglich wenigstens einem der Schaltungsträger 2 in einer zweiten Relativposition befindet, die sich von der ersten Relativposition unterscheidet. Hierzu ist es erforderlich, dass die Haltekraft, mit der die Justiereinrichtung 10 in der ersten Relativposition gehalten wurde, durch die Einwirkung der Leiterplatte 200 auf die Justiereinrichtung 10 überwunden wird.
-
Um ein zielgenaues Aufsetzen der Leiterplatte 200 auf das Halbleitermodul 100 zu ermöglichen, kann das Halbleitermodul 100, beispielsweise an dem Gehäuse 7, einen oder mehrere Justierpins 71 aufweisen, die beim Aufsetzen der Leiterplatte 200 in korrespondierende Justieröffnungen 201 der Leiterplatte 200 eingreifen, was insbesondere beim Vergleich der 1E und 1F deutlich wird.
-
Wie ebenfalls aus den 1E bis 1G hervorgeht, kann das Gehäuse 7 einen oder mehrere Justierpins 72 aufweisen, die in korrespondierende Justieröffnungen der Bodenplatte 4 eingreifen, was bei der Montage des Gehäuses 7 an der Bodenplatte 4 von Vorteil ist. Dieselben oder andere Justierpins 72 können dazu verwendet werden, eine Positionierung des Halbleitermoduls 100 an einem Kühlkörper 300 zu erreichen, indem diese Justierpins 72 in Positionieröffnungen 301 des Kühlkörpers 300 eingreifen, was im Ergebnis in 1H gezeigt ist.
-
Aus den vorangehenden Erläuterungen wird deutlich, dass die Justiereinrichtung 10 in der zweiten Relativposition von einem der Schaltungsträger 2 einen Abstand d2 aufweist, der kleiner ist als der Abstand d1 zwischen diesem Schaltungsträger 2 und der Justiereinrichtung 10, wenn diese sich in der ersten Relativposition befindet. Der Abstand d2 kann beispielsweise um wenigstens 1,5 mm, beispielsweise um ca. 2 mm, kleiner sein als der Abstand d1. Alternativ oder zusätzlich kann die Differenz d1 – d2 zwischen dem Abstand d1 und dem Abstand d2 z. B. im Bereich von 1,5 mm bis 3 mm liegen.
-
Wie in 1E zu erkennen ist, können die ersten Enden 31 eines jeden der elektrischen Anschlüsse 3, wenn sich die Justiereinrichtung 10 in der ersten Relativposition befindet, um eine Distanz a1 von höchstens 3 mm aus der Justiereinrichtung 10 hervor ragen. Beispielsweise kann die Distanz a1 im Bereich von 1,5 mm bis 3 mm liegen.
-
Wie in weiterhin in Figur IG zu erkennen ist, können die ersten Enden 31 eines jeden der elektrischen Anschlüsse 3, wenn sich die Justiereinrichtung 10 in der zweiten Relativposition befindet, um eine Distanz a2 von wenigstens 4 mm.
-
2 zeigt noch eine Explosionsdarstellung der Anordnung gemäß 1H, wobei zusätzlich noch verschiedene Schrauben zur Befestigung der Elemente aneinander dargestellt sind. So dienen Schrauben 502, welche in Durchgangsöffnungen 202 der Leiterplatte 200 eingreifen, dazu, die Leiterplatte 200 an dem Halbleitermodul 100 zu sichern. Weitere Schrauben 503 dienen, in Verbindung mit optionalen Unterlegscheiben 513, dazu, das Leistungshalbleitermodul 100 an der Bodenplatte 4 mit Gewindelöchern 303 eines Kühlkörpers 300 zu verschrauben, indem die Schrauben 503 durch Montageöffnungen 43 in der Bodenplatte 4 hindurchgeführt und in die Gewindelöcher 303 eingeschraubt werden.
-
3 zeigt die Draufsicht der in 1H gezeigten Halbleitermodulanordnung, jedoch ohne die in 2 gezeigten Schrauben 502, 503, sowie ohne den Kühlkörper 300. Ebenfalls dargestellt ist die zu den 1A bis 1H gehörige Schnittebene E-E'.
-
Wie der Ansicht nach 3 außerdem zu entnehmen ist, kann das Halbleitermodul 100 weitere Lastanschlusskontakte 911, 921, 931, beispielsweise zum Anschluss einer positiven Versorgungsspannung, sowie weitere Lastanschlusskontakte 912, 922, 932, beispielsweise zum Anschluss einer negativen Versorgungsspannung, aufweisen. Diese Anschlusskontakte 911, 912, 921, 922, 931, 932 können ebenso wie die Anschlusskontakte 913, 923, 933 als gestanzte und gebogene Bleche ausgebildet und mit einem oder mehreren der Schaltungsträger 2 verbunden sein.
-
Wie weiterhin anhand von 4 veranschaulicht wird, kann das Halbleitermodul 100 vor der Montage der Leiterplatte 200 aber nach dem Aufsetzen der Justiereinrichtung und damit auch nach der Montage des Schaltungsträgers 2 oder der Schaltungsträger 2 an dem Gehäuse 7, einem Funktionstest unterzogen werden. Hierzu wird unter anderem das erste Ende 31 eines jeden der elektrischen Anschlüsse 3 durch eine Testeinrichtung 700 elektrisch kontaktiert, was ebenfalls automatisiert erfolgen kann. Optional kann die Testeinrichtung 700 bei dem Funktionstest auch einen, mehrere oder sämtliche Lastanschlusskontakte 911, 912, 921, 922, 931, 932 elektrisch kontaktieren. Sollte sich das Halbleitermodul 100 bei dem Funktionstest als fehlerhaft herausstellen, kann es repariert oder ausgesondert werden, und zwar bevor eine Leiterplatte 200 daran montiert wird. Der Aufbau des Halbleitermoduls 100 gemäß 4 entspricht dem Zustand des Halbleitermoduls 100, wie er in 1E gezeigt ist, nach dem Entfernen der Pick-and-Place Einrichtung 600, wenn sich die Justiereinrichtung 10 in der ersten Relativposition befindet.
