DE10106346B4

DE10106346B4 - Elektronisches Bauteil

Info

Publication number: DE10106346B4
Application number: DE10106346A
Authority: DE
Inventors: Andreas Wörz; Johann Winderl
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2021-02-10
Also published as: DE10106346A1

Abstract

Anordnung mit wenigstens einem elektronischen Bauteil, und mit einer diesem zugeordneten Umverdrahtungsplatte (4), auf der das elektronische Bauteil im montierten Zustand aufliegt, wobei zumindest die der Umverdrahtungsplatte (4) abgewandte Oberfläche des elektronischen Bauteils der Anordnung mit einer dreidimensionalen Struktur in Form von regelmäßig angeordneten Kühlelementen aus spritzvergossenem Kunststoff versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlelemente aus einer Bauteildeckschicht mit regelmäßig darin angeordneten Ausbrüchen (22) bestehen, deren Grund auf der Bauteiloberfläche endet.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauteil, das im montierten Zustand auf einer Umverdrahtungsplatte aufliegt.
Bei elektronischen Bauteilen, die mit einem Gehäuse verkleidet sind, beispielsweise bei auf einer Umverdrahtungsplatte montierten Halbleiterbauelementen mit rückseitigem Kantenschutz, ist zur Kühlung des Bauteils eine möglichst effektive Wärmeabfuhr an die Umgebung oder an einen Kühlkörper notwendig. Sogenannte BOC(Board on Chip)-Gehäuse werden zur Kühlung mit einer ebenen Gehäuseoberfläche versehen, auf die ein Kühlkörper montiert wird, wobei als Zwischenschicht eine Wärmeleitpaste Verwendung findet.
Bei der Verkleidung des Halbleiterchips mit einem gegossenen Kunststoffgehäuse besteht die Gefahr, dass bei nicht fugenfrei auf der Umverdrahtungsplatte verklebtem Halbleiterchip flüssiger Kunststoff zwischen die Umverdrahtungsplatte und den Halbleiterchip gepresst wird und diesen von seiner Auflage abhebt, da der Kunststoff mit hohem Druck in seine Form gedrückt wird. Dieses Sogenannte „flashing/bleed out" kann im Extremfall dazu führen, dass die Kontaktierungen zwischen Halbleiterchip und Umverdrahtungsplatte abgerissen werden.

Aus der Druckschrift „An Investigation of Thermal Enhancement on Flip Chip Plastic BGA Packages Using CFD Tool" von Tien-Yu Lee in IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies, Vol. 23, Nr. 3, September 2000 ist es bekannt, einen auf einem Umverdrahtungssubstrat angeordneten Halbleiterchip mit einer Abdeckung aus wärmeleitendem Kunststoff zu versehen.

Die US 5,155,579 offenbart einen auf einem Flachleiterrahmen angeordneten Halbleiterchip, der von einem Kunststoffgehäuse umschlossen ist, wobei das Kunststoffgehäuse auf einer Seite des Bauteils im Bereich des Halbleiterchips zu Kühlrippen ausgeformt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung aus einem elektronischen Bauteil, zugehöriger Umverdrahtungsplatte und Kunststoffverkleidung zur Verfügung zu stellen, die eine einfache Herstellbarkeit und eine effektive Kühlung der Anordnung im Betrieb ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem abhängigen Anspruch.

Erfindungsgemäß weist eine Anordnung wenigstens ein elektronisches Bauteil und eine diesem Bauteil zugeordnete Umverdrahtungsplatte auf, auf der das elektronische Bauteil im montierten Zustand aufliegt. Dabei ist zumindest die der Umverdrahtungsplatte abgewandte Oberfläche des elektronischen Bauteils der Anordnung mit einer dreidimensionalen Struktur in Form von regelmäßig angeordneten Kühlelementen aus spritzvergossenem Kunststoff versehen. Die Kühlelemente bestehen aus einer Bauteildeckschicht mit regelmäßig darin angeordneten Ausbrüchen, deren Grund auf der Bauteiloberfläche endet. Bei dem Bauteil kann es sich insbesondere um einen Halbleiterchip handeln.

Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Gehäusegestaltung in Form von Kühlelementen eine günstige Wärmeableitung des elektronischen Bauteils gestattet. Insbesondere wenn es sich bei dem elektronischen Bauteil um einen Halbleiterchip handelt, kann dieser unter Umständen eine erhebliche Verlustwärme produzieren, die über eine mittels Kühlrippen vergrößerte Gehäuseoberfläche besser nach außen abgegeben werden kann. Weiterhin besteht bei der erfindungsgemäßen Gestaltung des geschlossenen Kunststoffgehäuses der Vorteil eines optimalen mechanischen Schutzes der vom Kunststoffgehäuse umschlossenen Bauteile.

In einer Ausführungsform bestehen die Kühlelemente aus thermoplastischem oder duroplastischem Kunststoff, was den Vorteil einer leichten Verarbeitbarkeit im Gussverfahren bei gleichzeitig hoher mechanischer Stabilität und Eigendämpfung des Materials hat.

In einer alternativen Ausführungsform bestehen die Kühlelemente aus einem Mehrkomponentenharz, was den Vorteil einer gegenüber thermoplastischem Kunststoff nochmals erhöhten mechanischen Stabilität bei gleichzeitig geringfügig verbesserter Wärmeleitfähigkeit hat. Ein solches Mehrkomponentenharz muss allerdings relativ zügig verarbeitet werden, soll es nicht bereits während des Formprozesses seine leichte Fließfähigkeit verlieren.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Kühlelemente aus geraden rippenförmigen Abschnitten bestehen, die sich über eine Längs- oder Quer- oder Diagonalseite zumindest der zur Oberfläche des elektronischen Bauteils parallelen Ebene erstrecken. Diese Ausführungsform hat den Vorteil einer gegenüber einer ebenen Gestaltung der Gehäuseoberfläche deutlich vergrößerten wirksamen Oberfläche mit der daraus resultierenden deutlich verbesserten Wärmeaustauschfähigkeit zur Umgebung.

In einer weiteren Ausführungsform weisen die j-geraden rippenförmigen Abschnitte jeweils eine quaderförmige Kontur mit zur Bauteiloberfläche im wesentlichen senkrechten Kanten auf. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil einer einfachen Struktur des Formwerkzeugs mit entsprechend günstigen Werkzeugkosten.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die geraden rippenförmigen Abschnitte jeweils eine quaderförmige Kontur mit zur Bauteiloberfläche schräg geneigten Kanten aufweisen, was insbesondere den Vorteil hat, dass das Kunststoffgehäuse nach dem Formprozess sehr leicht vom Formwerkzeug getrennt werden kann.

In einer weiteren Ausführungsform bestehen die Kühlelemente aus einer Struktur aus sich kreuzenden jeweils parallelen geraden rippenförmigen Abschnitten, die sich über eine Längs- oder Quer- oder Diagonalseite der Oberfläche des elektronischen Bauteils erstrecken, wodurch eine gitterartige Struktur entsteht. Dies hat den Vorteil einer nochmals vergrößerten wirksamen Gehäuseoberfläche mit daraus resultierender nochmals verbesserter Wärmeaustauschfähigkeit mit der Umgebung. Zudem weist diese Gestaltung aufgrund der Vernetzungen eine erhöhte mechanische Stabilität auf. Gleichzeitig ist mit einer solchen Struktur ein reduzierter Materialeinsatz verbunden.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Kühlelemente aus einer Bauteildeckschicht mit regelmäßig darin angeordneten zylindrischen Ausbrüchen bestehen, deren Grund auf der Bauteiloberfläche endet. Diese lochblechähnliche Ausgestaltung der Kühlelemente hat den Vorteil einer hohen Eigendämpfung des Materials für das Kunststoffgehäuse. Zudem weisen eine Vielzahl von zylindrischen Ausbrüchen eine insgesamt sehr große wirksame Gehäuseoberfläche auf. Die zylindrischen Ausbrüche, deren Grund jeweils bis zur Bauteiloberfläche des elektronischen Bauteils bzw. des Halbleiterchips reicht, entstehen durch entsprechende zylindrische Stempel, die aus der Negativform des Formwerkzeugs ragen und das elektronische Bauteil auf eine gegenüber liegende Auflagefläche im Formwerkzeug drücken. Diese Vielzahl von Stempeln eignen sich sehr gut zum Andrücken des elektronischen Bauteils auf die Umverdrahtungsplatte und können dadurch sehr effektiv ein Unterwandern deren Berührfläche mit flüssigem Kunststoff beim Formprozess verhindern.

Bei einer weiteren Ausführungsform sind die erhabenen Abschnitte jeweils durch nut-, quaderförmige oder zylindrische Abschnitte getrennt, deren Grund jeweils bis zur Bauteiloberfläche reicht, was wie bei den zuvor beschriebenen zylindrischen Stempeln den Vorteil hat, dass ein Unterwandern der Berührfläche zwischen elektronischem Bauteil und Umverdrahtungsplatte wirksam verhindert werden kann.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Oberflächen des elektronischen Bauteils und der Umverdrahtungsplatte jeweils von der Kunststoffschicht umschlossen sind, wobei lediglich die der Umverdrahtungsplatte abgewandte Seite der Anordnung mit Kühlelementen versehen sind. Diese Ausgestaltung hat insbesondere den Vorteil, dass damit ein noch besserer Schutz der Anordnung gegen Umwelteinflüsse ermöglicht ist.

Eine Vorrichtung zur Herstellung einer Anordnung mit wenigstens einem elektronischen Bauteil und einer diesem Bauteil zugeordneten Umverdrahtungsplatte, auf der das elektronische Bauteil im montierten Zustand aufliegt, wobei zumindest die der Umverdrahtungsplatte abgewandte Oberfläche des elektronischen Bauteils der Anordnung mit einer dreidimensionalen Struktur in Form von regelmäßig angeordneten Kühlelementen aus spritzvergossenem Kunststoff versehen sind, umfasst ein Formwerkzeug zum Einlegen der montierten Anordnung, wobei die Umverdrahtungsplatte auf einer Auflagefläche des Formwerkzeuges aufliegt. Die Vorrichtung ist mit wenigstens einer Zuführöffnung zum Einbringen von flüssiger Kunststoffschmelze unter hohem Druck versehen und umfasst weiterhin eine Negativform zur Aufbringung einer dreidimensionalen Struktur in Form von regelmäßig angeordneten Kühlelementen auf den der Umverdrahtungsplatte abgewandten Seiten der Anordnung.

Diese Vorrichtung hat den Vorteil, dass damit auf einfache Weise ein das elektronische Bauteil bedeckendes Kunststoffgehäuse in einem einzigen Arbeitsgang mit einer kühlkörperähn lichen Struktur bzw. Gestaltung versehen werden kann.

Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung weist die Negativform wenigstens zwei voneinander beabstandete Stempel auf, die die Bauteiloberfläche bei geschlossenem Formwerkzeug gegen die Umverdrahtungsplatte und diese gegen die Auflagefläche des Formwerkzeugs drücken. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass damit auf zuverlässige Weise ein Unterwandern der Berührfläche zwischen elektronischem Bauteil und Umverdrahtungsplatte mit flüssigem Kunststoff, der unter hohem Druck von mehr als 80 bar steht, verhindert werden kann.

Eine Ausführungsform der Vorrichtung sieht vor, dass die wenigstens zwei Stempel der Negativform jeweils federnd längs verschieblich in senkrechter Richtung zur Bauteiloberfläche gelagert sind, was den Vorteil hat, dass damit alle Unebenheiten oder Schiefstellungen des elektronischen Bauteils auf der Umverdrahtungsplatte ausgeglichen werden können.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die elastisch gelagerten Stempel im wesentlichen quaderförmig sind und an sich gegenüber liegenden Randbereichen der Bauteiloberfläche angeordnet sind. Dies hat den Vorteil mehrerer kleinerer Abstützstellen für das elektronische Bauteil, wodurch dieses gleichmäßiger auf die Umverdrahtungsplatte gedrückt wird. Auf diese Weise kann ein Unterwandern der Berührfläche zwischen elektronischem Bauteil und Umverdrahtungsplatte noch zuverlässiger verhindert werden.

Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung sieht vor, dass die wenigstens zwei Stempel längsverschieblich in der Negativform gelagert sind, wobei jeweils eine Andrückvorrichtung zwischen Stempel und Negativform für eine Andrückung des Stempels auf der Bauteiloberfläche sorgt. Dies hat den Vorteil einer sehr gleichmäßigen Andrückung der Anordnung gegeneinander und auf die Auflagefläche des Formwerkzeugs auch bei einer Vielzahl von nacheinander folgenden Formvorgängen.

Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung ist die Andrückvorrichtung aus hydraulischen Druckzylindern gebildet, was den Vorteil hat, dass damit einerseits eine sehr gleichmäßige Andrückkraft auf die Bauteiloberflächen sichergestellt werden kann. Andererseits können diese hydraulischen Druckzylinder auf einfache Weise zum Ausformen des fertig gegossenen und abgekühlten Bauteils dienen. Ein Verklemmen der Hydraulikzylinder aufgrund von in ihre Führung eingedrungenem flüssigen Kunststoff kann durch eine entsprechend genaue Passung verhindert werden.

Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung sieht vor, dass die Andrückvorrichtung aus Federelementen gebildet ist, was den Vorteil einer besonders einfach aufgebauten elastischen Lagerung der Andrückvorrichtungen hat.

Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung sieht vor, dass die wenigstens vier Stempel, die jeweils einen zylindrischen oder quadratischen Querschnitt aufweisen, in weitgehend symmetrischer Anordnung vorgesehen sind. Dies hat den Vorteil einer sehr gleichmäßig über die Bauteiloberfläche verteilten Druckkraft durch die elastischen Stempel.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung mit wenigstens einem elektronischen Bauteil und mit diesem zugeordneter Umverdrahtungsplatte, wobei zumindest die dem elektronischen Bauteil abgewandte Oberfläche der Anordnung mit einer dreidimensionalen Struktur in Form von Kühlelementen versehen ist, sieht die folgenden Verfahrensschritte vor. Ein elektronisches Bauteil mit einer diesem zugeordneten Umverdrahtungsplatte wird bereitgestellt und in ein Formwerkzeug eingebracht, wonach das Formwerkzeug geschlossen wird. Dabei drücken die in der der Bauteiloberfläche zugeordneten Formhälfte befindlichen elastisch gelagerten Stempel das elektronische Bauteil im geschlossenen Zustand des Formwerkzeugs fest an die Umverdrahtungsplatte. Danach wird eine flüssige Kunststoffmasse in das Formwerkzeug durch die wenigstens eine Zuführöffnung unter hohem Druck eingedrückt. Anschließend kann das Formwerkzeug abkühlen, wonach die fertige Anordnung ausgeformt bzw. ausgestossen wird.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass damit auf einfache und schnelle Weise eine wirksame Verkapselung eines elektronischen Bauteils mit einem Kunststoffgehäuse ermöglicht ist, das zudem eine gute Wärmeableitung aufgrund seiner Kühlkörpergestaltung ermöglicht. Bei dem Verfahren wird aufgrund der fest auf das elektronische Bauteil drückenden Stempel ein Unterwandern der Berührflächen des elektronischen Bauteils zur Umverdrahtungsplatte mit flüssigem Kunststoff sicher verhindert.

Beim ersten Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird der flüssige Kunststoff unter einem Druck von wenigstens 80 bis 100 bar in das Formwerkzeug eingebracht, was den Vorteil hat, dass der ausreichend flüssige Kunststoff dadurch alle Stellen und Hohlräume im Formwerkzeug in ausreichender Geschwindigkeit erreicht, ohne zuvor abzukühlen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens sieht vor, dass der flüssige Kunststoff unter einer Temperatur von wenigstens 160 °C bis 200 °C in das Formwerkzeug eingebracht wird. Dies hat den Vorteil einer guten Verarbeitbarkeit von thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffen, die bei diesen Temperaturen eine ausreichende Viskosität aufweisen.

Zusammenfassend ergeben sich die folgenden Vorteil. Eine gerippte Oberfläche bei verkleideten Halbleiterbauelementen (sogenannte „nicht Bare Die Anwendung") ermöglicht aufgrund des Kühlrippeneffekts einen niedrigen thermischen Widerstand zur Umgebung. Zudem bietet eine solche Gestaltung eine günstige Gusswerkzeuggestaltung, da im Werkzeug Rippen oder Stifte vorgesehen sind, auf denen sich das zu vergießende Bauteil abstützen kann; auf diese Weise entsteht eine Kombination von Kühlrippen und Abstützstellen für den Spritzgussprozess. Ein Unterwandern der Abstützstellen mit flüssigem Kunststoff beim Formprozess ist dabei unproblematisch und bringt keine Nachteile mit sich, nicht dagegen ein Unterwandern der Kontaktkante zwischen dem elektronischen Bauteil und der Umverdrahtungsplatte, auf der dieses montiert ist. Die Druckverteilung an der Bauteilrückseite über die Abstützstellen kann dabei sehr günstig gleichmäßig und symmetrisch verteilt werden. Diese Druckverteilung kann noch weiter optimiert werden, wenn sich die Abstützstellen im Formwerkzeug elastisch abstützen können, beispielsweise mittels Federkraft oder über eine hydraulische Stempelanordnung.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Querschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung,
2 eine schematische Querschnittdarstellung einer Variante der erfindungsgemäßen Anordnung,
3 eine perspektivische Schemadarstellung der Anordnung entsprechend 2,
4 eine perspektivische Schemadarstellung einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Anordnung und
5 einen Detailausschnitt eines elastisch gelagerten Stempels einer Gussform.
Die folgenden Figuren zeigen verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung, wobei gleiche Teile grundsätzlich mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und teilweise nicht mehrfach erläutert werden.
Die 1 bis 4 zeigen jeweils einen flachen Halbleiterchip 2, der formschlüssig auf einer etwas größeren flachen Umverdrahtungsplatte 4 aufliegt. Die Verbindungsfläche zwischen dem Halbleiterchip 2 und der Umverdrahtungsplatte 4 kann beispielsweise durch Verkleben eine feste Fügefläche bilden. An der Unterseite der Umverdrahtungsplatte 4 sind jeweils mehrere halbkugelförmige Kontaktanschlüsse 6 erkennbar, welche beispielsweise auf einer – hier zeichnerisch nicht dargestellten – Leiterplatte durch Löten befestigt werden können und auf diese Weise eine mechanische und elektrische Verbindung zu dieser herstellen können. Auf der der Umverdrahtungsplatte 4 abgewandten Oberfläche des Halbleiterchips 2 ist ein Gehäuse 8 vorgesehen, das vorzugsweise mittels Spritzgussverfahren auf die Anordnung aus Umverdrahtungsplatte 4 und darauf verklebtem und elektrisch kontaktiertem Halbleiterchip 2 aufgebracht worden ist.
Das Gehäuse 8 besteht vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff, der sich sehr gut zur Spritzgussverarbeitung eignet. Ebenso gut kann das Gehäuse 8 jedoch auch aus einem duroplastischen Kunststoff oder beispielsweise aus einem Mehrkomponentenharz bestehen. Ein derartiges Material hat den Vorteil einer geringfügig besseren Wärmeleitfähigkeit als manche Thermoplaste bei gleichzeitig erhöhter mechanischer Festigkeit über einen höheren Temperaturbereich. Auf der der Umverdrahtungsplatte 4 abgewandten flachen Oberseite 10 des Gehäuses 8 sind bei allen gezeigten Ausführungsformen jeweils räumliche Strukturen in Form von Kühlrippen oder -durchbrüchen vorgesehen.
Die 1 zeigt schematisch einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Erfindung mit zwei Kanälen 16 jeweils am Rand des Gehäuses 8, die bis zur Bauteiloberfläche des Halbleiterchips 2 reichen und auf diese Weise einen direkten Luftkontakt des Halbleiterchips 2 zur besseren Kühlung ermöglichen. In erster Linie dienen diese rechteckförmigen Kanäle 16 jedoch zur besseren Formung beim Vergießen des Gehäuses 8, da die Negativform des Formwerkzeugs an diesen Stellen jeweils mit entsprechend geformten rechteckförmigen Stempeln 20 versehen ist, deren Stirnflächen sich nach dem Einlegen des auf der Umverdrahtungsplatte 4 montierten Halbleiterchips 2 auf diesem abstützen und so den Halbleiterchip 2 fest an die Umverdrahtungsplatte 4 drücken. Auf diese Weise kann wirksam verhindert werden, dass sich beim Spritzgießen mit dem unter hohem Druck von ca. 90 bar eingebrachten flüssigen Kunststoff dieser zwischen den Halbleiterchip 2 und die Umverdrahtungsplatte 4 drücken und diese Bauteile voneinander abheben kann.
Die 2 zeigt in einer Querschnittansicht eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, bei der nicht nur zwei Kanäle 16 zwischen den erhabenen Rippen 12 vorgesehen sind, sondern bei der alle Zwischenräume zwischen benachbarten erhabenen Rippen 12 als bis auf die Bauteiloberfläche des Halbleiterchips 2 reichende Kanäle 16 ausgebildet sind.
Die 3 zeigt diese Ausführungsform entsprechend 2 in perspektivischer Schemadarstellung, wobei hier insbesondere ein die Rippen 12 verbindender umlaufender Randabschnitt 18 erkennbar ist, auf den die Rippen 12 in senkrechter Richtung treffen und der gleichzeitig eine umlaufende obere Kante des Gehäuses 8 bildet.
Die 4 zeigt schließlich eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, bei der anstatt Rippen und Nuten bzw. Kanälen das Gehäuse 8 von einer Vielzahl von senkrecht zur Gehäuseoberseite 10 orientierten und bis zur Bauteiloberfläche des Halbleiterchips 10 reichenden zylindrischen Ausbrüchen 22 durchzogen ist, wodurch eine Gehäuseoberseite in Form eines Lochblechs entsteht. Die Ausbrüche können anstatt der gezeigten zylindrischen Kontur jedoch ebenso gut jede andere fertigungstechnisch sinnvolle Kontur aufweisen, beispielsweise indem sie mit einem ovalen, einem rechteckförmigen oder quadratischen Querschnitt versehen sind.
Die 5 zeigt in einem Detailausschnitt eine beispielhafte Ausführungsform eines elastisch gelagerten Stempels 20, der längs verschieblich senkrecht zu seiner Längsachse in einem Formwerkzeug 24 gelagert ist und der sowohl für eine Abstützung des Halbleiterchips als auch für eine entsprechende Gestaltung beim Umspritzen des Stempels 20 beim Formprozess sorgt. Eine Vielzahl von runden Stempeln 20 entsprechend 5, die jeweils elastisch gelagert sind und sich somit jeweils auf der Bauteiloberfläche des Halbleiterchips 2 abstützen, sorgen nach dem Formprozess für eine Ausgestaltung des Gehäuses 8 wie in 4 (Lochblechdesign) gezeigt. Die elastische Längsführung des Stempels 20 im Formwerkzeug 24 erfolgt durch eine sich zwischen einer im Formwerkzeug 24 verankerten Kappe 30 und einem am Stempel 20 stirnseitig angeordneten Teller 26 angeordneten Spiralfeder 28, welche den Teller 26 und damit den Stempel 20 aus dem Formwerkzeug 24 in Richtung des Halbleiterchips 2 drückt. Bei leicht schief auf der Umverdrahtungsplatte 4 aufliegendem Halbleiterchip 2 kann der Stempel somit um einen geringen Weg ausweichen, indem er gegen die Kraft der Feder 28 in Richtung nach oben in das Formwerkzeug gedrückt wird.
Das Formwerkzeug weist typischerweise eine Auflagefläche für die Unterseite der Umverdrahtungsplatte 4 mit entsprechenden Aussparungen für die Kontaktanschlüsse 6 auf. Auf diese Auflagefläche wird die Umverdrahtungsplatte 4 abgelegt und anschließend eine obere Hälfte mit darin befindlichen Stempeln 20 über die Auflagefläche des Formwerkzeugs gebracht und dicht verschlossen. Die Negativform der oberen Hälfte ist durch bis auf die Bauteiloberfläche des Halbleiterchips 2 reichende runde Stempel 20 (4 und 5) oder längliche Rippen (1 bis 3) gebildet, wobei diese Stempel 20 oder Rippen vorzugsweise elastisch gelagert sind und auf diese Weise für eine optimale Andrückung auf die Bauteiloberfläche des Halbleiterchips 2 sorgen und dieses Bauteil fest an die Umverdrahtungsplatte 4 andrücken.
Beim folgenden Formprozess, bei dem flüssiger Kunststoff unter hohem Druck von ca. 80 bis 100 bar durch eine Öffnung im Formwerkzeug eingebracht wird, wird durch die beschriebene Andrückung verhindert, dass der Kunststoff die Berührfläche zwischen Halbleiterchip 2 und Umverdrahtungsplatte 4 unterwandern und diese Teile auseinander drücken kann.
Die Temperatur des flüssigen Kunststoffes kann dabei vorzugsweise zwischen 160 und 200 °C liegen, da bei diesem Temperaturbereich die vorzugsweise verwandten thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffe eine für die leichte Verarbeitbarkeit notwendige optimale Fließfähigkeit aufweisen. Nach dem Abkühlen der fertig in einem Kühlkörpergehäuse 8 vergossenen Anordnung kann diese aus dem Formwerkzeug ausgeformt bzw. ausgestoßen werden.

2: Halbleiterchip
4: Umverdrahtungsplatte
6: Kontaktanschlüsse
8: Gehäuse
10: Oberseite
12: Rippen
14: Nuten
16: Kanal
18: Randabschnitt
20: Stempel
22: Ausbruch
24: Formwerkzeug
26: Teller
28: Feder
30: Kappe

Claims

Anordnung mit wenigstens einem elektronischen Bauteil, und mit einer diesem zugeordneten Umverdrahtungsplatte (4), auf der das elektronische Bauteil im montierten Zustand aufliegt, wobei zumindest die der Umverdrahtungsplatte (4) abgewandte Oberfläche des elektronischen Bauteils der Anordnung mit einer dreidimensionalen Struktur in Form von regelmäßig angeordneten Kühlelementen aus spritzvergossenem Kunststoff versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlelemente aus einer Bauteildeckschicht mit regelmäßig darin angeordneten Ausbrüchen (22) bestehen, deren Grund auf der Bauteiloberfläche endet.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansprüche einen zylindrischen, ovalen, rechteckförmigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen.