半导体模块、半导体模块组件及半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种半导体模块、半导体模块组件及半导体
目.ο
【背景技术】
[0002]目前，大部分的石油和天然气开发是在深度为1000米的海域进行。由于渐增的能量需求，近海油气开发正移进更深水域，例如深度为3000米的海底。为了确保有效和安全的生产，电力变换器(power electronic converter)被安装在海底并且需要承受海底的高压力环境。
[0003]在目前的近海油气开发中，通常的做法是电力变换器被安装于能够承受处于一定深度的海域之水压力的容器内。然而，随着电力变换器的额定功率的增大以及海底深度的增加，上述容器的壁厚需要增大以承受随着深度增加而增大的海底水压力，然而容器的壁厚增大将导致容器的体积变得庞大以及重量增加，这对于上述容器安装于海底是不利的。上述随深度增加而增大的海底水压力可能会导致电力变换器中的半导体芯片因压力过大而损坏。
[0004]另外，为了实现电力变换器与海洋环境的隔离，上述容器需要密封，在一种示例中，可通过密封胶来实现对容器的密封。然而由于海底深度不断增加而导致容器的外部压力不断增大，进而导致容器的内外压力差不断增大；上述增大的内外压力差作用于实现密封功能的密封胶上，容易导致上述密封胶损坏，也即增大了对容器进行密封的难度。
【发明内容】
[0005]现在归纳本发明的一个或多个方面以便于本发明的基本理解，其中该归纳并不是本发明的扩展性纵览，且并非旨在标识本发明的某些要素，也并非旨在划出其范围。相反，该归纳的主要目的是在下文呈现更详细的描述之前用简化形式呈现本发明的一些概念。
[0006]本发明的一个方面，在于提供一种半导体模块。该半导体模块包括多个导电顶板，导电基板，多个半导体芯片，第一电源连接板，第二电源连接板及电绝缘外壳元件。多个半导体芯片设置于导电基板上，多个半导体芯片分别与多个导电顶板接触，每个半导体芯片包括与对应导电顶板电性耦合的第一电极及与导电基板电性耦合的第二电极。第一电源连接板具有多个凸出部，该多个凸出部分别与多个导电顶板电性接触。第二电源连接板与导电基板电性接触。电绝缘外壳元件用于将第一电源连接板及第二电源连接板结合在一起，该电绝缘外壳元件开设有至少一个开口。
[0007]本发明的另一个方面，在于提供一种半导体模块组件。该半导体模块组件包括至少两个半导体模块及至少一个电源互连板。每个半导体模块包括多个导电顶板，导电基板，多个半导体芯片，第一电源连接板，第二电源连接板及电绝缘外壳元件。多个半导体芯片设置于导电基板上，多个半导体芯片分别与多个导电顶板接触。每个半导体芯片包括与对应导电顶板电性耦合的第一电极及与导电基板电性耦合的第二电极。第一电源连接板具有多个凸出部，多个凸出部分别与多个导电顶板电性接触。第二电源连接板与导电基板电性接触。电绝缘外壳元件用于将第一电源连接板及第二电源连接板结合在一起，电绝缘外壳元件开设有至少一个开口。至少一个电源互连板电性接触于至少两个半导体模块中的一个半导体模块所包括的第二电源连接板与至少两个半导体模块中的另外一个半导体模块所包括的第一电源连接板之间。
[0008]本发明的另一个方面，在于提供一种半导体装置。半导体装置包括半导体模块。半导体模块包括多个导电顶板，导电基板，多个半导体芯片，第一电源连接板，第二电源连接板及电绝缘外壳元件。
[0009]多个半导体芯片设置于导电基板上，多个半导体芯片分别与多个导电顶板接触，每个半导体芯片包括与对应导电顶板电性耦合的第一电极及与导电基板电性耦合的第二电极。第一电源连接板具有多个凸出部，多个凸出部分别与多个导电顶板电性接触。第二电源连接板与导电基板电性接触。电绝缘外壳元件用于将第一电源连接板及第二电源连接板结合在一起。该半导体装置是密封的，该半导体装置的内部空间充满绝缘液体。当半导体装置的外部压力和内部压力之间具有压力差或者半导体装置的温度发生变化时，该半导体装置的体积被改变以用于补偿绝缘液体的体积变化。
[0010]本发明提供的半导体模块、半导体模块组件及半导体装置，当半导体装置的外部压力和内部压力之间具有压力差时，可以通过补偿绝缘液体的体积变化的方式，使得半导体模块的内外压力差达到平衡，可以有效地防止半导体模块因压力过大而损坏。
【附图说明】
[0011]通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中:
[0012]图1为一种实施方式的半导体模块的截面侧视图。
[0013]图2为一种实施方式的半导体模块组件的截面侧视图。
[0014]图3为第一种实施方式的半导体装置的截面侧视图。
[0015]图4为第二种实施方式的半导体装置的截面侧视图。
【具体实施方式】
[0016]以下将描述本发明的【具体实施方式】，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。
[0017]除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。
[0018]请参阅图1，其为一种实施方式的半导体模块100的截面侧视图。半导体模块100包括第一电源连接板10、多个导电顶板12、多个半导体芯片14、导电基板15、第二电源连接板16及电绝缘外壳元件18。
[0019]在此需要说明的是，虽然图1中显示多个导电顶板12及多个半导体芯片14的数量均为三个，但是在非限定示例中，多个导电顶板12及多个半导体芯片14的数量均可以是二个或三个以上。
[0020]第一电源连接板10具有多个凸出部102。同样地，虽然图1中显示多个凸出部102的数量为三个，但是在非限定示例中，多个凸出部102的数量均可以是二个或三个以上。
[0021]多个导电顶板12分别与多个凸出部102电性接触。
[0022]多个半导体芯片14设置于导电基板15上。多个半导体芯片14分别与多个导电顶板12接触。在非限定的实施例中，每个半导体芯片14包括第一电极及第二电极，第一电极与对应的导电顶板12电性稱合，第二电极与导电基板15电性稱合。在一种实施方式中，每个导电顶板12及导电基板15均是由铜制成的。
[0023]第二电源连接板16与导电基板15电性接触。
[0024]电绝缘外壳元件18用于将第一电源连接板12及第二电源连接板16结合在一起。电绝缘外壳元件18开设有两个开口 180、182。在其他实施方式中，电绝缘外壳元件18仅开设有一个开口。
[0025]两个开口 180、182与柔性管25流体相通。在一种非限定的应用示例中，半导体模块100应用于海底的电力变换器中，该海底的深度可以是3000米，相对应地半导体模块100需要承受相当于300个大气压的海底水压力。
[0026]半导体模块100的内部空间充满绝缘液体90，绝缘液体90用于实现电绝缘及冷却的功能。在一个非限定的示例中，绝缘液体90包括但不限于娃油、矿物油(mineral oils)