DE102010063021A1 - Electronic assembly with improved sintered connection - Google Patents

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DE102010063021A1
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recesses
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German (de)
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Daniel Wolde-Giorgis
Erik Sueske
Thomas Kalich
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Baugruppe, umfassend ein Basisteil (2), insbesondere ein Substrat, wenigstens ein elektronisches Bauelement (3), insbesondere einen Chip, welches auf dem Basisteil (2) angeordnet ist, und eine Sinterverbindung (4), welche das elektronische Bauelement (3) mit dem Basisteil (2) verbindet, wobei die Sinterverbindung (4) flächig zwischen dem Basisteil (2) und dem elektronischen Bauelement (3) ausgebildet ist, und wobei eine Bauelementkante (3) zumindest teilweise frei von der Sinterverbindung (4) ist.The present invention relates to an electronic assembly comprising a base part (2), in particular a substrate, at least one electronic component (3), in particular a chip, which is arranged on the base part (2), and a sintered connection (4), which connects the electronic component (3) to the base part (2), the sintered connection (4) being flat between the base part (2) and the electronic component (3), and wherein a component edge (3) is at least partially free of the sintered connection ( 4) is.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Baugruppe mit einer verbesserten Sinterverbindung zwischen einem Basisteil, z. B. einem Substrat, und einem elektronischen Bauelement, z. B. einem Chip.The present invention relates to an electronic assembly having an improved sintered connection between a base part, e.g. As a substrate, and an electronic component, for. B. a chip.

Elektronische Baugruppen werden im Stand der Technik in vielfältigen Ausgestaltungen auf verschiedenste Einsatzzwecke verwendet. Hierbei müssen verschiedenste elektronische Bauelemente auf einem Basisteil, z. B. Substrat. oder Ähnlichem, fixiert werden. Hierbei ist es bekannt, dass die elektronischen Bauelemente beispielsweise mittels Löten am Substrat fixiert werden. Es ist ferner bekannt, elektronische Bauelemente mittels einer Sinterverbindung auf einem Substrat zu befestigen. Hierbei schlägt die EP 0275433 B1 vor, dass Metallpulver vor dem Sintervorgang in Form einer vorgesinterten Folie zwischen ein elektronisches Bauelement und ein Substrat eingebracht wird. Bei Sinterverbindungen hat sich jedoch herausgestellt, dass bei einem Fügeprozess stabilisierende Bestandteile des Sintergrundstoffs bei einer Temperaturbeaufschlagung ausgebrannt werden. Durch den Unterschied zwischen Raum- und Fügetemperatur, der Steifigkeit der Sinterverbindung und der stark unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Chip und Substrat können jedoch sehr hohe mechanische bzw. thermomechanische Spannungen in das elektronische Bauelement eingeleitet werden. Dadurch kann es insbesondere bei thermischen Belastungen zu einem sogenannten ”Muschelbruch” am elektronischen Bauteil kommen, bei dem Teilbereiche der Oberfläche des elektronischen Bauelements herausgebrochen werden. Dies kann jedoch zu sehr kurzer Lebensdauer derartiger elektronischer Baugruppen führen.Electronic assemblies are used in the prior art in a variety of configurations for a variety of applications. Here are a variety of electronic components on a base, z. B. substrate. or the like, to be fixed. It is known that the electronic components are fixed to the substrate, for example by means of soldering. It is also known to attach electronic components by means of a sintered connection on a substrate. This beats the EP 0275433 B1 in that metal powder is introduced before the sintering process in the form of a pre-sintered film between an electronic component and a substrate. In the case of sintered joints, it has been found, however, that during a joining process stabilizing constituents of the background material are burned out when the temperature is applied. However, due to the difference between the room temperature and joining temperature, the rigidity of the sintered connection and the greatly differing coefficients of expansion of the chip and substrate, very high mechanical or thermo-mechanical stresses can be introduced into the electronic component. This can lead to a so-called "shell fracture" on the electronic component, in particular in the case of thermal loads, in which partial areas of the surface of the electronic component are broken off. However, this can lead to very short life of such electronic assemblies.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße elektronische Baugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass eine Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Baugruppe mit einem Basisteil, z. B. einem Substrat, und daran angesinterten elektronischen Bauelementen signifikant gesteigert werden kann. Erfindungsgemäß werden die auf das elektronische Bauelement wirkenden mechanischen Spannungsspitzen durch eine geometrische Veränderung an der Fügestelle zwischen der Sinterverbindung und dem elektronischen Bauelement verringert. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass eine Bauelementkante zumindest teilweise frei von der Sinterverbindung verbleibt. Durch diese Maßnahme kann eine deutlich verbesserte Temperaturwechselbeständigkeit der elektronischen Baugruppe erreicht werden. Das zumindest teilweise Freilassen der Bauelementkante von dem Sintermaterial ermöglicht einen geometrisch sanften Übergang von der Sinterschicht auf das elektronische Bauelement. Ebenfalls wird ein sanfter Übergang zwischen Sinterverbindung und dem Basisteil erreicht. Lokale Spannungsspitzen, welche eine Bruchspannung des elektronischen Bauelements überschreiten würden, werden verringert, indem sie über einen größeren Flächenbereich verteilt werden.The electronic assembly according to the invention with the features of claim 1, in contrast, has the advantage that reliability and life of the module with a base part, z. As a substrate, and it sintered electronic components can be significantly increased. According to the invention, the mechanical stress peaks acting on the electronic component are reduced by a geometric change at the joint between the sintered connection and the electronic component. This is inventively achieved in that a component edge remains at least partially free of the sintered connection. By this measure, a significantly improved thermal shock resistance of the electronic assembly can be achieved. The at least partially releasing the component edge of the sintered material allows a geometrically smooth transition from the sintered layer to the electronic component. Also, a smooth transition between the sintered connection and the base part is achieved. Local voltage spikes that would exceed a breaking voltage of the electronic device are reduced by spreading them over a larger area.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Vorzugsweise umfasst die Sinterverbindung einen Randbereich mit einer Vielzahl von Ausnehmungen, welche zu einer Außenseite der Sinterverbindung offen gestaltet sind. Hierdurch wird eine Randkontaktzone zwischen der Sinterverbindung und dem elektronischen Bauelement und/oder dem elektronischen Basisteil deutlich vergrößert. Die Sinterverbindung weist dabei eine Briefmarkenform auf.Preferably, the sintered connection comprises an edge region with a plurality of recesses which are designed to be open to an outside of the sintered connection. As a result, an edge contact zone between the sintered connection and the electronic component and / or the electronic base part is significantly increased. The sintered compound has a stamp form.

Alternativ umfasst die Sinterverbindung eine Vielzahl von umlaufend geschlossenen Ausnehmungen, welche mit einem Randabstand entlang eines Randbereichs der Sinterverbindung vorgesehen sind.Alternatively, the sintered connection comprises a plurality of circumferentially closed recesses, which are provided with an edge distance along an edge region of the sintered connection.

Die offenen oder geschlossenen Ausnehmungen in der Sinterverbindung sind vorzugsweise gleichmäßig entlang des gesamten Randumfangs der Sinterverbindung vorgesehen. Eine Form der offenen und/oder geschlossenen Ausnehmungen ist dabei vorzugsweise halbkreisförmig bzw. kreisförmig. Alternativ kann die Form auch halbovalförmig oder ovalförmig oder rechteckig oder dreieckig sein.The open or closed recesses in the sintered connection are preferably provided uniformly along the entire edge circumference of the sintered connection. A form of the open and / or closed recesses is preferably semicircular or circular. Alternatively, the shape may also be semi-oval or oval-shaped or rectangular or triangular.

Besonders bevorzugt weisen jeweils benachbarte Ausnehmungen einen Abstand von 50 bis 300 μm, vorzugsweise 100 bis 250 μm, besonders bevorzugt 150 bis 200 μm und weiter bevorzugt ca. 175 μm auf.Particularly preferably, adjacent recesses each have a spacing of 50 to 300 .mu.m, preferably 100 to 250 .mu.m, more preferably 150 to 200 .mu.m and more preferably about 175 .mu.m.

Wenn die Ausnehmungen halbkreisförmig bzw. kreisförmig sind, weisen die Ausnehmungen vorzugsweise einen Durchmesser von ca. 300 bis 700 μm, vorzugsweise 400 bis 600 μm und besonders bevorzugt ca. 500 μm auf.If the recesses are semicircular or circular, the recesses preferably have a diameter of about 300 to 700 .mu.m, preferably 400 to 600 .mu.m and more preferably about 500 microns.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Bauelementkante vollständig frei von der Sinterverbindung. D. h., die Sinterverbindung reicht nicht bis zur Bauelementkante, sondern endet mit einem gewissen Abstand davor. Der Abstand zur Bauelementkante ist dabei vorzugsweise gleich einem Maß der Ausnehmungen in der Sinterverbindung, z. B. dem Durchmesser.According to a further preferred embodiment of the invention, the component edge is completely free of the sintered connection. In other words, the sintered connection does not reach the component edge, but ends at a certain distance in front of it. The distance to the component edge is preferably equal to a measure of the recesses in the sintered connection, for. B. the diameter.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Sinterverbindung am Randbereich einen umlaufenden, an der zum Bauelement gerichteten Seite der Sinterverbindung vorgesehenen Rücksprung auf. Der Rücksprung stellt dabei sicher, dass die Sinterverbindung nicht mit der Bauelementkante in Kontakt kommt. Diese Ausführungsform ist dabei sehr einfach und kostengünstig herstellbar. According to a further preferred embodiment of the invention, the sintered connection at the edge region on a circumferential, provided on the side facing the component of the sintered connection on the return. The return ensures that the sintered connection does not come into contact with the component edge. This embodiment is very simple and inexpensive to produce.

Der Rücksprung weist dabei vorzugsweise eine Länge von der Außenkante nach innen auf, welche gleich oder größer als eine Höhe der Sinterverbindung ist und/oder welche gleich oder kleiner als eine Dicke der Sinterverbindung ist. Besonders bevorzugt beträgt der Rücksprung dabei ca. 100 μm.The recess preferably has a length from the outer edge to the inside, which is equal to or greater than a height of the sintered connection and / or which is equal to or smaller than a thickness of the sintered connection. Particularly preferably, the return is about 100 microns.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Alternative der Erfindung ist im Basisteil wenigstens eine Ausnehmung vorgesehen, wobei die Sinterverbindung bis an einen Rand der Ausnehmung heranreicht und das elektronische Bauelement über die Sinterverbindung vorsteht. Hierdurch kann insbesondere die Sinterverbindung einfach und flächig ohne Ausnehmung vorgesehen werden und trotzdem eine reduzierte Spannungseinleitung bei Temperaturänderungen am elektronischen Bauelement erreicht werden. Dabei ist vorzugsweise eine Bauelementkante des elektronischen Bauelements derart angeordnet, dass die Bauelementkante über der Ausnehmung im Basisteil angeordnet ist. Vorzugsweise sind im Basisteil eine Vielzahl von Ausnehmungen angeordnet, welche benachbart zueinander entsprechend der Form des Bauelements angeordnet sind. Die Vielzahl der Ausnehmungen bilden somit ungefähr eine Projektion des elektronischen Bauelements auf dem Basisteil. Die Form der Ausnehmungen kann dabei kreisförmig, halbkreisförmig, oval, halboval oder viereckig sein. Alternativ könnten auch beispielsweise bei einem viereckigen elektronischen Bauelement vier Gräben entlang den Bauteilkanten vorgesehen sein oder alternativ ein komplett umlaufender Graben im Basisteil vorgesehen sein.According to a further preferred alternative of the invention, at least one recess is provided in the base part, wherein the sintered connection extends up to an edge of the recess and the electronic component projects beyond the sintered connection. As a result, in particular the sintered connection can be provided simply and flatly without a recess, and nevertheless a reduced voltage introduction can be achieved with temperature changes at the electronic component. In this case, a component edge of the electronic component is preferably arranged such that the component edge is arranged above the recess in the base part. Preferably, a plurality of recesses are arranged in the base part, which are arranged adjacent to each other according to the shape of the component. The plurality of recesses thus form approximately a projection of the electronic component on the base part. The shape of the recesses may be circular, semicircular, oval, semi-oval or quadrangular. Alternatively, four trenches could for example also be provided along the component edges in the case of a quadrangular electronic component, or alternatively a completely circumferential trench could be provided in the base part.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Sinterverbindung zusätzlich ein flächiges Zwischenelement, welches elektrisch und thermisch sehr gut leitende Eigenschaften aufweist, wobei Sintermaterial zu beiden Seiten des flächen Zwischenelements vorgesehen ist. Das flächige Zwischenelement ist beispielsweise eine Metallfolie, insbesondere eine Silberfolie. Besonders bevorzugt weist das flächige Zwischenelement einen Randbereich mit offenen Ausnehmungen auf (Briefmarkenform) und/oder das Zwischenelement umfasst eine Vielzahl von umlaufend geschlossenen Ausnehmungen, welche mit etwas Abstand zum Randbereich des Zwischenelements angeordnet sind.According to a further preferred embodiment of the present invention, the sintered compound additionally comprises a planar intermediate element, which has very good electrically and thermally conductive properties, wherein sintered material is provided on both sides of the surface intermediate element. The planar intermediate element is, for example, a metal foil, in particular a silver foil. Particularly preferably, the two-dimensional intermediate element has an edge region with open recesses (stamp shape) and / or the intermediate element comprises a multiplicity of peripherally closed recesses which are arranged at some distance from the edge region of the intermediate element.

Weiter bevorzugt umfasst die Sinterverbindung Silber. Das Ausgangsmaterial für die Sinterverbindung ist vorzugsweise eine Paste, welche Metallkolloide sowie stabilisierende Bestandteile aufweist. Die stabilisierenden Bestandteile werden dann unter Temperaturbeaufschlagung ausgebrannt, so dass die Metallkolloide untereinander und mit dem Material der angrenzenden Fügepartner in direkten Kontakt kommen. Das Material der Fügepartner ist einerseits vorzugsweise ein Bauelement, z. B. Silizium, und das Material des anderen Fügepartners ist vorzugsweise ein Metall, insbesondere Kupfer bzw. Cu-Legierungen.More preferably, the sintered compound comprises silver. The starting material for the sintered compound is preferably a paste comprising metal colloids and stabilizing components. The stabilizing constituents are then burned out with application of temperature, so that the metal colloids come into direct contact with one another and with the material of the adjacent joining partners. The material of the joining partner is on the one hand preferably a component, for. As silicon, and the material of the other joining partner is preferably a metal, in particular copper or copper alloys.

Erfindungsgemäß wird somit verhindert, dass eine Sinterverbindung entlang eines gesamten Umfangs einer Bauelementkante eines elektronischen Bauteils verläuft. Hierbei kann die Sinterverbindung beispielsweise eine Briefmarkenstruktur als Randbereich aufweisen oder eine Lochstruktur nahe dem Randbereich, wobei die Bauelementkante über der Lochstruktur liegt. Weiter alternativ kann ein Rücksprung in der Sinterverbindung zum elektronischen Bauelement vorgesehen sein.According to the invention, it is thus prevented that a sintered connection runs along an entire circumference of a component edge of an electronic component. In this case, the sintered connection can have, for example, a stamp structure as an edge region or a hole structure near the edge region, wherein the component edge lies above the hole structure. Further alternatively, a return can be provided in the sintered connection to the electronic component.

Die Erfindung kann bei allen elektronischen Baugruppen eingesetzt werden, welche elektronische Bauelemente auf einem Basisteil mittels Sinterverbindungen fixieren. Ein Einsatzbeispiel ist beispielsweise eine Gleichrichterdiode, bei der ein Siliziumchip auf einem Kupfersubstrat mittels Sinterverbindung fixiert wird. Als Basisteil kann neben Substraten auch ein Stanzgitter verwendet werden.The invention can be used in all electronic assemblies which fix electronic components on a base part by means of sintered connections. An application example is, for example, a rectifier diode, in which a silicon chip is fixed on a copper substrate by means of sintering. As a base part, in addition to substrates and a stamped grid can be used.

Zeichnungendrawings

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:

1 eine schematische Schnittansicht einer elektronischen Baugruppe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 1 a schematic sectional view of an electronic assembly according to a first embodiment of the invention,

2 eine schematische Draufsicht auf die in 1 gezeigte Sinterverbindung, 2 a schematic plan view of the in 1 shown sintered connection,

3 eine vergrößerte Teilausschnittsansicht der Sinterverbindung von 2, 3 an enlarged partial sectional view of the sintered connection of 2 .

4 eine schematische Draufsicht auf eine Sinterverbindung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 4 a schematic plan view of a sintered connection according to a second embodiment of the invention,

5 eine vergrößerte Teilschnittsansicht der Sinterverbindung von 4, 5 an enlarged partial sectional view of the sintered connection of 4 .

6 eine schematische Ansicht einer elektronischen Baugruppe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 6 a schematic view of an electronic assembly according to a third embodiment of the invention,

7 eine schematische Schnittansicht einer elektronischen Baugruppe gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 7 a schematic sectional view of an electronic assembly according to a fourth embodiment of the invention,

8 eine vergrößerte Darstellung der elektronischen Baugruppe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 8th an enlarged view of the electronic assembly according to the fourth embodiment of the invention,

9 eine schematische Schnittansicht einer elektronischen Baugruppe gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung, und 9 a schematic sectional view of an electronic assembly according to a fifth embodiment of the invention, and

10 eine schematische Draufsicht der Baugruppe von 9. 10 a schematic plan view of the assembly of 9 ,

Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments of the invention

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 eine elektronische Baugruppe 1 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.The following is with reference to the 1 to 3 an electronic assembly 1 according to a first preferred embodiment of the invention described in detail.

Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst die elektronische Baugruppe 1 des ersten Ausführungsbeispiels ein Substrat als Basisteil 2 sowie ein elektronisches Bauelement 3, z. B. einen Chip. Zwischen dem Basisteil 2 und dem elektronischen Bauelement 3 ist eine Sinterverbindung 4 ausgebildet. Die Sinterverbindung 4 ist im Detail in den 2 und 3 gezeigt. Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, weist die Sinterverbindung 4 einen Randbereich 42 mit einer Vielzahl von Ausnehmungen 5 auf, so dass der Randbereich der Sinterverbindung 4 eine Briefmarkenstruktur aufweist. Die Ausnehmungen 5 sind in diesem Ausführungsbeispiel nach außen offene Ausnehmungen, welche gleichmäßig entlang des Randumfangs der Sinterverbindung 4 angeordnet sind. Die Ausnehmungen 5 weisen eine Halbkreisform mit einem Durchmesser 41 auf. Der Durchmesser 41 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 300 bis 700 μm. Wie weiter aus den 2 und 3 ersichtlich ist, ist ferner ein geradliniger Teil des äußeren Randbereichs 42 zwischen jeweils benachbarten offenen Ausnehmungen 5 vorgesehen. Der geradlinige Teil weist eine Länge 43 auf, welche vorzugsweise zwischen 50 bis 300 μm liegt. Die Länge 43 des geradlinigen Teils ist dabei maximal gleich lang wie ein maximaler Durchmesser der Ausnehmungen 5. Hierdurch wird sichergestellt, dass eine ausreichende Anzahl von Ausnehmungen 5 am Randbereich 42 angeordnet werden kann. Wie weiter aus 1 ersichtlich ist, sind die Ausnehmungen 5 durch die gesamte Dicke 40 der Sinterverbindung 4 ausgebildet.How out 1 can be seen, includes the electronic module 1 of the first embodiment, a substrate as a base part 2 as well as an electronic component 3 , z. B. a chip. Between the base part 2 and the electronic component 3 is a sintered compound 4 educated. The sintered connection 4 is in detail in the 2 and 3 shown. As in particular from 2 can be seen, the sintered compound 4 a border area 42 with a variety of recesses 5 on, leaving the edge area of the sintered connection 4 has a stamp structure. The recesses 5 are in this embodiment outwardly open recesses, which are uniform along the edge circumference of the sintered connection 4 are arranged. The recesses 5 have a semicircular shape with a diameter 41 on. The diameter 41 is preferably in a range of 300 to 700 microns. How further from the 2 and 3 is apparent, is also a straight part of the outer edge region 42 between each adjacent open recesses 5 intended. The straight part has a length 43 which is preferably between 50 and 300 μm. The length 43 of the rectilinear portion is at most equal to the length of a maximum diameter of the recesses 5 , This ensures that a sufficient number of recesses 5 at the edge 42 can be arranged. How farther 1 it can be seen, are the recesses 5 through the entire thickness 40 the sintered connection 4 educated.

Wie weiter aus 1 ersichtlich ist, ist ein Abstand 31 einer Bauelementkante 30 des elektronischen Bauelements 3 kleiner als die Dicke 40 der Sinterverbindung 4. Der Abstand 31 entspricht vorzugsweise der Hälfte des Durchmessers der Ausnehmungen 5.How farther 1 is apparent, is a distance 31 a component edge 30 of the electronic component 3 smaller than the thickness 40 the sintered connection 4 , The distance 31 preferably corresponds to half the diameter of the recesses 5 ,

Durch die Briefmarkenstruktur des Randbereichs 42 der Sinterverbindung 4 kann somit eine verbesserte Temperaturwechselbeständigkeit der elektronischen Baugruppe 1 erreicht werden. Der Übergang wird durch das Vorsehen der Vielzahl von gleichen Ausnehmungen 5 geometrisch sanfter gestaltet, so dass keine lokalen Spannungsspitzen, insbesondere am elektronischen Bauelement 3, auftreten können. Die Sinterverbindung umfasst Silber, um einen elektrischen Kontakt zwischen Basisteil 2 und elektronischem Bauelement 3 herzustellen.Through the stamp structure of the border area 42 the sintered connection 4 Thus, an improved thermal shock resistance of the electronic assembly 1 be achieved. The transition is made by providing the plurality of equal recesses 5 geometrically softer, so no local voltage spikes, especially on the electronic component 3 , may occur. The sintered compound comprises silver to provide electrical contact between base member 2 and electronic component 3 manufacture.

Es sei angemerkt, dass die Sinterverbindung 4 auch derart ausgebildet sein kann, dass der geradlinige Teil des äußersten Randbereichs 42 direkt an der Bauelementkante 30 liegt, d. h., der Abstand 31 beträgt Null. Diese Ausgestaltung hat die gleichen erfindungsgemäßen Vorteile, ist jedoch etwas schwieriger herzustellen, da der äußerste Randbereich 42 genau an der Bauelementkante 30 liegen muss.It should be noted that the sintered compound 4 may also be formed such that the rectilinear portion of the outermost edge region 42 directly at the component edge 30 lies, ie, the distance 31 is zero. This embodiment has the same advantages according to the invention, but is somewhat more difficult to produce because the outermost edge region 42 exactly at the component edge 30 must lie.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 4 und 5 eine elektronische Baugruppe 11 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.The following is with reference to the 4 and 5 an electronic assembly 11 according to a second embodiment of the invention described in detail. Identical or functionally identical parts are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.

Wie aus 4 ersichtlich ist, weist die Sinterverbindung 4 des zweiten Ausführungsbeispiels eine umlaufende Lochstruktur auf, bei der eine Vielzahl von geschlossenen Ausnehmungen 50 vorgesehen ist. Die geschlossenen Ausnehmungen 50 sind gleichmäßig entlang des Randbereichs 42 der Sinterverbindung 4 angeordnet. Einander benachbarte Ausnehmungen 50 weisen dabei einen Abstand 51 auf, welcher maximal so groß ist wie ein Durchmesser 41 der geschlossenen Ausnehmungen 50. Ein zweiter Abstand 52 zwischen den Ausnehmungen 50 und dem Randbereich 42 der Sinterverbindung 4 ist dabei kleiner als der Durchmesser 41 der geschlossenen Ausnehmung 50, jedoch größer als der Abstand 51 zwischen zwei benachbarten Ausnehmungen 50.How out 4 can be seen, the sintered compound 4 of the second embodiment, a circumferential hole structure, wherein a plurality of closed recesses 50 is provided. The closed recesses 50 are even along the edge area 42 the sintered connection 4 arranged. Mutually adjacent recesses 50 have a distance 51 which is at most as large as a diameter 41 the closed recesses 50 , A second distance 52 between the recesses 50 and the edge area 42 the sintered connection 4 is smaller than the diameter 41 the closed recess 50 , but larger than the distance 51 between two adjacent recesses 50 ,

Die Sinterverbindung 4 kann dabei an einem nicht gezeigten elektronischen Bauelement 3, wie im ersten Ausführungsbeispiel gezeigt, mit einem Abstand 31 zwischen der Bauelementkante und dem äußersten Randbereich 42 angeordnet sein. Alternativ kann die Bauelementkante 30 auch über den geschlossenen Ausnehmungen 50 liegen, vorzugsweise liegt die Bauelementkante genau auf den Mittelpunkten M der geschlossenen Ausnehmungen 50.The sintered connection 4 can be connected to an electronic component, not shown 3 as shown in the first embodiment, with a distance 31 between the component edge and the outermost edge region 42 be arranged. Alternatively, the component edge 30 also over the closed recesses 50 lie, Preferably, the component edge lies exactly on the centers M of the closed recesses 50 ,

6 zeigt eine elektronische Baugruppe 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Beim dritten Ausführungsbeispiel weist das elektronische Bauelement 3 eine doppelseitige, gesinterte Verbindung mit jeweils einer Sinterverbindung 4, 4 an einer Oberfläche des elektronischen Bauelements 3 auf. Die Sinterverbindungen 4, 4 des dritten Ausführungsbeispiels weisen die in 4 gezeigte, umlaufende Lochstruktur mit geschlossenen Ausnehmungen 50 auf. Die Sinterverbindungen 4 sind dabei um einen Abstand 31 von der Bauelementkante 30 zurückgesetzt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Sinterverbindungen 4 gleich ausgebildet. Es sei jedoch angemerkt, dass. auch unterschiedliche Sinterverbindungen vorgesehen sein können, wie beispielsweise die im ersten Ausführungsbeispiel gezeigte Sinterverbindung mit offenen Ausnehmungen 5. 6 shows an electronic assembly 1 according to a third embodiment of the invention. In the third embodiment, the electronic component 3 a double-sided, sintered connection, each with a sintered connection 4 . 4 on a surface of the electronic component 3 on. The sintered connections 4 . 4 of the third embodiment, the in 4 shown, circular hole structure with closed recesses 50 on. The sintered connections 4 are at a distance 31 from the component edge 30 reset. In this embodiment, the two sintered connections 4 the same education. It should be noted, however, that different sintered connections can also be provided, such as, for example, the sintered connection with open recesses shown in the first exemplary embodiment 5 ,

In den 7 und 8 ist eine elektronische Baugruppe 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei wiederum gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet sind. Wie beim dritten Ausführungsbeispiel ist beim vierten Ausführungsbeispiel eine zweiseitige Sinterverbindung des elektronischen Bauelements 3 vorgesehen. Die Sinterverbindung 4, 4 weist dabei einen umlaufenden Rücksprung 45 auf, welcher von einem äußersten Randbereich 42 um eine Länge 46 zurückversetzt ist. Der Rücksprung 45 weist eine Höhe 47 auf, welche kleiner als die Hälfte der Dicke 40 der Sinterverbindung 4 ist. Somit weist die Sinterverbindung 4 des vierten Ausführungsbeispiels eine stufenförmige Randform auf, wobei durch den Rücksprung 45 die Bauelementkante 30 frei ist. Der äußerste Randbereich 42 liegt dabei auf einer Höhe mit einer Stirnseite 3a des elektronischen Bauelements 3. Die Höhe 47 des Rücksprungs 45 beträgt dabei wenigstens 30 μm. Die Tiefe 46 des Rücksprungs 45 beträgt zwischen 200 und 700 μm.In the 7 and 8th is an electronic assembly 1 according to a fourth embodiment of the invention, again with the same or functionally identical parts are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment. As in the third embodiment, in the fourth embodiment, a two-sided sintered connection of the electronic component 3 intended. The sintered connection 4 . 4 has a circumferential return 45 on, which from an outermost edge area 42 by one length 46 is set back. The return 45 has a height 47 on which is less than half the thickness 40 the sintered connection 4 is. Thus, the sintered compound 4 of the fourth embodiment, a step-shaped edge shape, wherein by the recess 45 the component edge 30 free is. The outermost edge area 42 lies at a height with a front side 3a of the electronic component 3 , The height 47 of the return 45 is at least 30 microns. The depth 46 of the return 45 is between 200 and 700 microns.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 9 und 10 eine elektronische Baugruppe 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben, wobei wiederum gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet sind.The following is with reference to the 9 and 10 an electronic assembly 1 according to a fifth embodiment of the invention described in detail, in turn, the same or functionally identical parts are denoted by the same reference numerals as in the preceding embodiments.

Im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsbeispielen weist die elektronische Baugruppe 1 des fünften Ausführungsbeispiels Ausnehmungen 6 im Basisteil 2 auf. Wie aus 10 ersichtlich ist, sind dabei entlang des Umfangs des elektronischen Bauelements 3 eine Vielzahl von kreisförmigen Ausnehmungen 6 im Basisteil 2 vorgesehen. Die Sinterverbindung 4 reicht dabei bis an den Rand der Ausnehmungen 6. Die Bauelementkante 30 liegt auf den Mittelpunkten M der kreisförmigen Ausnehmungen 6. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.In contrast to the previous embodiments, the electronic assembly 1 of the fifth embodiment recesses 6 in the base part 2 on. How out 10 it can be seen are along the circumference of the electronic component 3 a variety of circular recesses 6 in the base part 2 intended. The sintered connection 4 extends to the edge of the recesses 6 , The component edge 30 lies on the midpoints M of the circular recesses 6 , Otherwise, this embodiment corresponds to the previous embodiments, so that reference can be made to the description given there.

Zu allen beschriebenen Ausführungsbeispielen sei angemerkt, dass die Sinterverbindungen 4 sowohl einseitig an einem elektronischen Bauelement 3 oder auch zweiseitig, wie im dritten und vierten Ausführungsbeispiel beschrieben, vorgesehen sein können. Auch sind beliebige Kombinationen der offenbarten Sinterverbindungen 4 bei einer zweiseitigen Anordnung möglich. Ferner ist es möglich, dass bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen zusätzlich noch eine metallische Folie als Zwischenelement in die Sinterverbindung 4 eingebracht ist, wobei die Sinterverbindung dann zu beiden Seiten der metallischen Folie vorgesehen ist. Vorzugsweise werden bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen Sinterverbindungen verwendet, welche Silber umfassen und in Pastenform aufgetragen werden können.For all described embodiments, it should be noted that the sintered connections 4 both one-sided on an electronic component 3 or on two sides, as described in the third and fourth embodiments, may be provided. Also, any combinations of the disclosed sintered compounds 4 possible with a two-sided arrangement. Furthermore, it is possible that in all the described embodiments additionally a metallic foil as an intermediate element in the sintered connection 4 is introduced, wherein the sintered connection is then provided on both sides of the metallic foil. Preferably, in all of the described embodiments, sintered connections are used which comprise silver and can be applied in paste form.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0275433 B1 [0002] EP 0275433 B1 [0002]

Claims (17)

Elektronische Baugruppe, umfassend: – ein Basisteil (2), insbesondere ein Substrat, – wenigstens ein elektronisches Bauelement (3), insbesondere einen Chip, welches auf dem Basisteil (2) angeordnet ist, und – eine Sinterverbindung (4), welche das elektronische Bauelement (3) mit dem Basisteil (2) verbindet, – wobei die Sinterverbindung (4) flächig zwischen dem Basisteil (2) und dem elektronischen Bauelement (3) ausgebildet ist, und – wobei eine Bauelementkante (3) zumindest teilweise frei von der Sinterverbindung (4) ist.Electronic assembly comprising: - a base part ( 2 ), in particular a substrate, - at least one electronic component ( 3 ), in particular a chip, which on the base part ( 2 ), and - a sintered connection ( 4 ), which the electronic component ( 3 ) with the base part ( 2 ), - wherein the sintered compound ( 4 ) flat between the base part ( 2 ) and the electronic component ( 3 ), and - wherein a component edge ( 3 ) at least partially free of the sintered compound ( 4 ). Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterverbindung (4) einen Randbereich (42) mit einer Vielzahl von Ausnehmungen (5) aufweist, welche als offene Ausnehmungen gebildet sind.An assembly according to claim 1, characterized in that the sintered connection ( 4 ) a border area ( 42 ) with a plurality of recesses ( 5 ), which are formed as open recesses. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterverbindung (4) eine Vielzahl von umlaufend geschlossenen Ausnehmungen (50) aufweist, welche mit einem Randabstand (52) entlang einem Randbereich (42) der Sinterverbindung angeordnet sind.An assembly according to claim 1, characterized in that the sintered connection ( 4 ) a plurality of circumferentially closed recesses ( 50 ), which with an edge distance ( 52 ) along an edge area ( 42 ) of the sintered connection are arranged. Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Randabstand (52) der geschlossenen Ausnehmungen (50) vom äußeren Randbereich (42) größer ist als ein Abstand (51) zwischen benachbarten geschlossenen Ausnehmungen (50).Assembly according to claim 3, characterized in that the edge distance ( 52 ) of the closed recesses ( 50 ) from the outer edge area ( 42 ) is greater than a distance ( 51 ) between adjacent closed recesses ( 50 ). Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (5, 50) gleichmäßig entlang des gesamten Randumfangs angeordnet sind.Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the recesses ( 5 . 50 ) are arranged uniformly along the entire edge circumference. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass die offenen Ausnehmungen (5) halbkreisförmig oder dreieckig oder teilkreisförmig sind, oder – dass die geschlossenen Ausnehmungen (50) halbkreisförmig oder teilkreisförmig oder kreisförmig sind.Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that - the open recesses ( 5 ) are semicircular or triangular or part-circular, or - that the closed recesses ( 50 ) are semicircular or part-circular or circular. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (43; 51) zwischen zwei benachbarten Ausnehmungen (5, 50) gleich oder kleiner als ein Durchmesser der Ausnehmungen ist.Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that a distance ( 43 ; 51 ) between two adjacent recesses ( 5 . 50 ) is equal to or smaller than a diameter of the recesses. Baugruppe nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterverbindung (4) am Randbereich an einer zum elektronischen Bauelement (3) gerichteten Seite einen Rücksprung (45) aufweist.Assembly after. Claim 1, characterized in that the sintered compound ( 4 ) at the edge region at a to the electronic component ( 3 ) side ( 45 ) having. Baugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücksprung (45) eine Länge (46) aufweist, welche gleich oder größer als eine Höhe (47) des Rücksprungs ist und/oder welche gleich oder kleiner als eine Dicke (40) der Sinterverbindung ist.Assembly according to claim 8, characterized in that the return ( 45 ) a length ( 46 ) which is equal to or greater than a height ( 47 ) of the recess and / or which is equal to or smaller than a thickness ( 40 ) of the sintered compound. Baugruppe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücksprung (45) vollständig umlaufend am Randbereich der Sinterverbindung vorgesehen ist.An assembly according to claim 8 or 9, characterized in that the return ( 45 ) is provided completely circumferentially at the edge region of the sintered connection. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Basisteil (2) wenigstens eine Ausnehmung (6) vorgesehen ist und die Sinterverbindung (4) bis an die Ausnehmungen (6) im Basisteil (2) heranreicht und das elektronische Bauelement (3) über die Sinterverbindung (4) vorsteht.An assembly according to claim 1, characterized in that in the base part ( 2 ) at least one recess ( 6 ) is provided and the sintered connection ( 4 ) to the recesses ( 6 ) in the base part ( 2 ) and the electronic component ( 3 ) via the sintered compound ( 4 ) protrudes. Baugruppe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerster Randbereich (42) der Sinterverbindung (4) über der Ausnehmung (6) im Basisteil (2) angeordnet ist.An assembly according to claim 11, characterized in that an outermost edge region ( 42 ) of the sintered compound ( 4 ) over the recess ( 6 ) in the base part ( 2 ) is arranged. Baugruppe nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Ausnehmungen (6), welche benachbart zueinander entsprechend einer äußeren Form des elektronischen Bauelements (3) angeordnet sind.An assembly according to claim 11 or 12, characterized by a plurality of recesses ( 6 ) which are adjacent to each other according to an outer shape of the electronic component ( 3 ) are arranged. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauelementkante (30) des elektronischen Bauelements (3) vollständig frei von der Sinterverbindung (4) ist.Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the component edge ( 30 ) of the electronic component ( 3 ) completely free of the sintered compound ( 4 ). Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterverbindung (4) ein flächiges Zwischenelement umfasst, welches elektrisch und thermisch gut leitende Eigenschaften aufweist und Sintermaterial an beiden Seiten des Zwischenelements vorgesehen sind.Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the sintered compound ( 4 ) comprises a planar intermediate element, which has electrically and thermally highly conductive properties and sintered material are provided on both sides of the intermediate element. Baugruppe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form des Zwischenelements einer späteren Form der Sinterverbindung (4) entspricht.An assembly according to claim 15, characterized in that a shape of the intermediate element of a later form of the sintered connection ( 4 ) corresponds. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterverbindung (4) Silber umfasst.Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the sintered compound ( 4 ) Silver.
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