(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１２）、接続フィルム（１４）、および前記基板（１２）と前記接続フィルム（１４）との間に存在する少なくとも１つのパワー半導体構成要素（１６）を有するパワー半導体モジュールであって、前記接続フィルム（１４）が、薄い論理回路構造の金属層（２６）、該論理回路構造の金属層よりも厚い出力回路構造の金属層（２８）、および前記論理回路構造の金属層と前記出力回路構造の金属層との間に存在する薄い電気絶縁プラスチックフィルム（２４）を備え、前記接続フィルム（１４）に、前記少なくとも１つのパワー半導体構成要素（１６）に接触させるための接触凹部（３０）が形成され、そして前記論理回路構造の金属層（２６）と前記出力回路構造の金属層（２８）との間に、貫通接続部（３２）が設けられるパワー半導体モジュールにおいて、
前記論理回路構造の金属層（２６）のない自由領域（３６）に前記それぞれの貫通接続部（３２）が存在する範囲にて、前記プラスチックフィルム（２４）に切欠部（３４）が形成されること、
細いワイヤ（４０）のフレキシブル部分（３８）が、前記論理回路構造の金属層（２６）のない自由領域（３６）を貫通して前記プラスチックフィルム（２４）の前記切欠部（３４）を通って延在し、そして固着位置（４４、４８）で前記論理回路構造の金属層（２６）および前記出力回路構造の金属層（２８）に接触すること、及び、
前記細いワイヤ（４０）が２５〜１００μｍの直径を有することにより、前記細いワイヤ（４０）の柔軟性が前記論理回路構造の金属層のおよび前記出力回路構造の金属層の柔軟性に対応すること
を特徴とする、パワー半導体モジュール。
【請求項２】
前記論理回路構造の金属層（２６）と前記出力回路構造の金属層（２８）とがエッチングによって同時に製造されることを特徴とする、請求項１に記載のパワー半導体モジュール。
【請求項３】
前記論理回路構造の金属層（２６）が銅層であり、前記出力回路構造の金属層（２８）がアルミニウム層であることを特徴とする、請求項１に記載のパワー半導体モジュール。
【請求項４】
前記プラスチックフィルム（２４）がポリイミドからなることを特徴とする、請求項１に記載のパワー半導体モジュール。
【請求項５】
前記論理回路構造の金属層（２６）と前記出力回路構造の金属層（２８）とが、前記プラスチックフィルム（２４）に平面接着されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール。
【請求項６】
前記プラスチックフィルム（２４）の前記それぞれの切欠部（３４）が、レーザによって製造されることを特徴とする、請求項１に記載のパワー半導体モジュール。
【請求項７】
前記細いワイヤ（４０）がアルミニウムからなることを特徴とする、請求項１に記載のパワー半導体モジュール。
【請求項８】
前記貫通接続部（３２）が絶縁材料で覆われることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板、接続フィルム、および基板と接続フィルムとの間に存在する少なくとも１つのパワー半導体構成要素を有するパワー半導体モジュールであって、接続フィルムが、論理回路構造の金属層、これよりも厚い出力回路構造の金属層、および論理回路構造の金属層と出力回路構造の金属層との間に存在する薄い電気絶縁プラスチックフィルムを備え、接続フィルムに、少なくとも１つの半導体構成要素に接触させるための接触凹部が形成され、そして論理回路構造の金属層と出力回路構造の金属層との間に貫通接続部が設けられるパワー半導体モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなパワー半導体モジュールは、本出願人の特許文献１から知られている。この公知のパワー半導体モジュールでは、貫通接続部は、例えば、レーザ穿孔し、その後、レーザで導電性材料を充填して補強することによって製造される。これにより、貫通接続部が数百μｍの直径を有することが可能になる。このような貫通接続部の製造には、無視できないような費用がかかる。さらに、導電性材料を充填する場合には、熱膨張係数などの充填材料の材料特性が接続フィルムの材料に適合されるように配慮しなければならない。
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０３５５９２５Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この状況を認識した上で、本発明の課題は、貫通接続部が簡単かつ確実に実現可能である冒頭に述べた種類の簡単かつ安価に実現可能なパワー半導体モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、本発明によれば、冒頭に述べた種類のパワー半導体モジュールにおいて、論理回路構造の金属層のない自由領域にそれぞれの貫通接続部が存在する範囲でプラスチックフィルム層に切欠部が形成されることによって、そして細いワイヤのフレキシブル部分が、論理回路構造の金属層のない自由領域を貫通してプラスチックフィルムの切欠部を通って延在し、固着位置で論理回路構造の金属層および出力回路構造の金属層に接触し、細いワイヤが２５〜１００μｍの直径を有することにより、細いワイヤの柔軟性が論理回路構造の金属層のおよび出力回路構造の金属層の柔軟性に対応すること、ことによって解決される。
【０００６】
本発明によるパワー半導体モジュールでは、論理回路構造の金属層と出力回路構造の金属層とが、１つの作業工程で、すなわちエッチングによって同時に製造されると好ましい。このエッチング工程は、それ自体公知の方法で実施される。この場合、接続フィルムには、有利であることにほぼ無限に連続して実施可能であるマスクエッチングを用いることが有効である。
【０００７】
本発明による半導体モジュールの論理回路構造の金属層は銅層であることが好ましく、本発明による半導体モジュールの出力回路構造の金属層はアルミニウム層であることが好ましい。論理回路構造の金属層と出力回路構造の金属層との間に存在するプラスチックフィルムはポリイミドからなることが好ましい。
【０００８】
本発明による半導体モジュールの接続フィルムでは、論理回路構造の金属層および出力回路構造の金属層はプラスチックフィルムに平面接着されることが好ましい。
【０００９】
本発明によるパワー半導体モジュールの接続フィルムのプラスチックフィルムにおけるそれぞれの切欠部は、レーザによって製造されることが好ましい。このために、例えばＣＯ２レーザ彫刻を用いることができる。
【００１０】
それぞれの貫通接続部の細いワイヤはアルミニウムからなることが好ましい。細いワイヤと薄い論理回路構造の金属層とのおよび細いワイヤとより厚い出力回路構造の金属層との接着結合は、細いワイヤ用の標準接着剤を使用して実行されることが有効である。
【００１１】
本発明によるパワー半導体モジュールは、それぞれの貫通接続部が非常に柔軟かつ確実であり、この場合、論理回路構造の金属層および出力回路構造の金属層に接続するための細いワイヤが、論理回路構造の金属層のおよび出力回路構造の金属層のフレキシビリティを考慮したフレキシビリティを有するという利点を有する。
【００１２】
細いワイヤを論理回路構造の金属層および出力回路構造の金属層に接着した後に、それぞれの貫通接続部を打ちつけ（verpraegt）、必要な場合には、適切な絶縁材料で覆うことができる。
【００１３】
さらなる詳細、特徴および利点は、図面に概略的に示されているが寸法通りに示されていない本発明によるパワー半導体モジュールの実施形態の以下の詳細な説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、基板１２、接続フィルム１４、および基板１２と接続フィルム１４との間に設けられるパワー半導体構成要素１６を有するパワー半導体モジュール１０の形成部の部分断面図を示している。パワー半導体構成要素１６は、コレクタ１８とエミッタ２０とゲート２２とを有する。
【００１５】
接続フィルムは、薄い電気絶縁プラスチックフィルム２４を備え、このプラスチックフィルム２４は、薄い論理回路構造の金属層２６の主面およびその反対側の出力回路構造の金属層２８の主面に設けられる。
【００１６】
接続フィルム１４には、パワー半導体構成要素１６に接触させるために使用される接触凹部３０が形成される。
【００１７】
薄い論理回路構造の金属層２６と出力回路構造の金属層２８との間には貫通接続部３２が設けられ、この貫通接続部３２は、図１において、寸法通りに示されていないだけでなく、図２のさらに拡大された寸法においても、寸法通りに示されていない。図２からより明らかなように、それぞれの貫通接続部３２の領域において、電気絶縁プラスチックフィルム２４には切欠部３４が形成される。切欠部３４は、論理回路構造の金属層２６のない自由領域３６の中を通るように構成され、すなわちこの下に形成される。
【００１８】
細いワイヤ４０のフレキシブル部分３８の端部部分４２は、論理回路構造の金属層２６に固着される。この固着位置は参照番号４４で示されている。細いワイヤ４０の端部部分４２の反対側の第２の端部部分４６は出力回路構造の金属層２８に固着される。この固着位置は参照番号４８で示されている。
【００１９】
図１と図２の同一の部分は同一の参照番号でそれぞれ示されているので、図１と図２に関連して、すべての部分をそれぞれ詳述する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】パワー半導体モジュールの形成部の寸法通りではない拡大部分断面図である。
【図２】図１のＩＩをさらに拡大した詳細図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  パワー半導体モジュール
１２  （１０の）基板
１４  （１６に関して１０の）接続フィルム
１６  （１２と１４との間に設けられた１０の）パワー半導体構成要素
１８  （１６の）コレクタ
２０  （１６の）エミッタ
２２  （１６の）ゲート
２４  （１４の）電気絶縁プラスチックフィルム
２６  （２４に設けられた）論理回路構造の金属層
２８  （２４に設けられた）出力回路構造の金属層
３０  （１６に関して１４の）接触凹部
３２  （２６と２８との間に設けられた）貫通接続部
３４  （４０に関して２４に設けられた）切欠部
３６  （４０に関して２６の）自由領域
３８  （４０の）フレキシブル部分
４０  （２６と２８との間に設けられた）細いワイヤ
４２  （４０の）第１の端部部分
４４  （４２において４０と２６との間に設けられた）固着位置
４６  （４０の）第２の端部部分
４８  （４６において４０と２８との間に設けられた）固着位置
【図１】
0005134811.tif 000002
【図２】
0005134811.tif 000003