DE102012200278A1 - Leistungshalbleiter mit einem Drahtbündelanschluss - Google Patents

Leistungshalbleiter mit einem Drahtbündelanschluss Download PDF

Info

Publication number
DE102012200278A1
DE102012200278A1 DE201210200278 DE102012200278A DE102012200278A1 DE 102012200278 A1 DE102012200278 A1 DE 102012200278A1 DE 201210200278 DE201210200278 DE 201210200278 DE 102012200278 A DE102012200278 A DE 102012200278A DE 102012200278 A1 DE102012200278 A1 DE 102012200278A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
individual conductors
surface area
power semiconductor
individual
bundle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201210200278
Other languages
English (en)
Inventor
Michael Günther
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE201210200278 priority Critical patent/DE102012200278A1/de
Publication of DE102012200278A1 publication Critical patent/DE102012200278A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/053—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having an insulating or insulated base as a mounting for the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/35—Manufacturing methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/36—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L24/37—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L24/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/63—Connectors not provided for in any of the groups H01L24/10 - H01L24/50 and subgroups; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/65—Structure, shape, material or disposition of the connectors prior to the connecting process
    • H01L24/66—Structure, shape, material or disposition of the connectors prior to the connecting process of an individual connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/63—Connectors not provided for in any of the groups H01L24/10 - H01L24/50 and subgroups; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/65—Structure, shape, material or disposition of the connectors prior to the connecting process
    • H01L24/67—Structure, shape, material or disposition of the connectors prior to the connecting process of a plurality of connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/89—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using at least one connector not provided for in any of the groups H01L24/81 - H01L24/86
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/04034—Bonding areas specifically adapted for strap connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/35—Manufacturing methods
    • H01L2224/352—Mechanical processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/36—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/37—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/37001—Core members of the connector
    • H01L2224/3701—Shape
    • H01L2224/37011—Shape comprising apertures or cavities
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/36—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/37—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/37001—Core members of the connector
    • H01L2224/3701—Shape
    • H01L2224/37012—Cross-sectional shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/36—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/37—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/37001—Core members of the connector
    • H01L2224/3701—Shape
    • H01L2224/37012—Cross-sectional shape
    • H01L2224/37013—Cross-sectional shape being non uniform along the connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/36—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/37—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/37001—Core members of the connector
    • H01L2224/3702—Disposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/36—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/37—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/37001—Core members of the connector
    • H01L2224/37099—Material
    • H01L2224/371—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/37138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/37147—Copper [Cu] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/4001—Structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/401—Disposition
    • H01L2224/40151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/40221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/40225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/40227—Connecting the strap to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/404—Connecting portions
    • H01L2224/4046—Connecting portions with multiple bonds on the same bonding area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/404—Connecting portions
    • H01L2224/40475—Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas
    • H01L2224/40491—Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas being an additional member attached to the bonding area through an adhesive or solder, e.g. buffer pad
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/404—Connecting portions
    • H01L2224/40475—Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas
    • H01L2224/40499—Material of the auxiliary connecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73263—Layer and strap connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/83801—Soldering or alloying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/84—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a strap connector
    • H01L2224/848—Bonding techniques
    • H01L2224/84801—Soldering or alloying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/84—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a strap connector
    • H01L2224/848—Bonding techniques
    • H01L2224/84801—Soldering or alloying
    • H01L2224/84815—Reflow soldering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/84—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a strap connector
    • H01L2224/848—Bonding techniques
    • H01L2224/8484—Sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49838—Geometry or layout
    • H01L23/49844—Geometry or layout for devices being provided for in H01L29/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/84—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a strap connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1301—Thyristor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Leistungshalbleiter, insbesondere gehäuselosen Leistungshalbleiter. Der Leistungshalbleiter weist wenigstens einen elektrischen Anschluss auf, wobei der elektrische Anschluss durch einen Oberflächenbereich des Leistungshalbleiters gebildet ist. Erfindungsgemäß weist der Leistungshalbleiter eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Einzelleitern auf, welche sich jeweils mit wenigstens einer Querkomponente oder quer zu dem Oberflächenbereich erstrecken und wenigstens ein Teil der Einzelleiter jeweils im Bereich eines Endes mit dem Oberflächenbereich stoffschlüssig und elektrisch leitend verbunden sind.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft einen Leistungshalbleiter, insbesondere gehäuselosen Leistungshalbleiter. Der Leistungshalbleiter weist wenigstens einen elektrischen Anschluss auf, wobei der elektrische Anschluss durch einen Oberflächenbereich des Leistungshalbleiters gebildet ist.
  • Aus der DE 293 68 16 ist ein Leistungshalbleiter mit einem Bürstenkontakt bekannt, wobei Einzelleiter des Bürstenkontaktes mit Kontaktierungsinseln des Leistungshalbleiters in stoffschlüssigem Kontakt stehen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß weist der Leistungshalbleiter der eingangs genannten Art eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Einzelleitern auf, welche sich jeweils mit wenigstens einer Querkomponente oder quer zu dem Oberflächenbereich erstrecken und wenigstens ein Teil, bevorzugt wenigstens zwei oder mehrere der Einzelleiter jeweils im Bereich eines Endes mit dem Oberflächenbereich insbesondere stoffschlüssig, und bevorzugt elektrisch leitend verbunden sind. Bevorzugt ist der Oberflächenbereich eben ausgebildet.
  • Durch das mittels der Einzelleiter gebildete Bündel aus Einzelleitern, insbesondere Drahtbündel kann eine Kontaktierung des durch den Oberflächenbereich gebildeten Anschlusses, insbesondere eine den Anschluss bildende Metallschicht bei thermischen Ausdehnungen bei wechselnden Temperaturen des Leistungshalbleiters nicht beschädigt werden.
  • Die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Ende des Einzelleiters und des Oberflächenbereiches ist bevorzugt durch Löten, insbesondere Reflow-Löten, erzeugt.
  • In einer anderen Ausführungsform sind die Einzelleiter jeweils mittels Sintern, insbesondere Silbersintern mit dem Oberflächenbereich verbunden. Durch das Sintern braucht der Leistungshalbleiter vorteilhaft nicht in einem Reflow-Ofen bis hin zu einer Schmelztemperatur einer Lotpaste erwärmt werden. Der Oberflächenbereich weist bevorzugt eine Silbersinterschicht mit einer Schichtdicke zwischen 25 und 100 Mikrometer auf.
  • Der Leistungshalbleiter ist bevorzugt gehäuselos ausgebildet, insbesondere als Bare-Die. Bevorzugt weist ein Halbleitermaterial des Leistungshalbleiters wenigstens einen Oberflächenbereich mit einer Metallschicht auf, welcher einen elektrischen Anschluss bildet. Die Metallschicht weist beispielsweise Aluminium und/oder Kupfer auf.
  • Bevorzugt ist der Leistungshalbleiter ein Halbleiterschalter, insbesondere ein Thyristor, ein Transistor, insbesondere ein Feldeffekt-Transistor oder ein IGBT (IGBT = Insulated-Gate-Bipolar-Transistor). In einer anderen Ausführungsform ist der Leistungshalbleiter eine Diode.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform bilden die Einzelleiter gemeinsam ein Bündel, wobei in dem Bündel wenigstens ein, bevorzugt mehrere beabstandete Einzelleiter in einer Querschnittsmatrix des Bündels sich mit einem Ende bis hin zu einem vorbestimmten Abstand von dem Oberflächenbereich erstrecken. Dadurch berühren die mit dem vorbestimmten Abstand von dem Oberflächenbereich beabstandeten Enden der beabstandete Einzelleiter den Oberflächenbereich nicht. Bevorzugt sind die beabstandeten Enden von dem Oberflächenbereich elektrisch isoliert. Weiterbevorzugt werden durch die von dem Oberflächenbereich beabstandeten Einzelleiter vorteilhaft Lücken einer stoffschlüssigen Kontaktierung entlang des Oberflächenbereichs zwischen den Einzelleitern und dem Oberflächenbereich gebildet. Dadurch wird im Bereich eines Endes des Bündels vorteilhaft eine erhöhte Flexibilität im Vergleich zu einer vollständigen stoffschlüssigen Verbindung sämtlicher Enden des Bündels mit dem Oberflächenbereich bewirkt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Einzelleiter jeweils mit einer Längserstreckung zueinander parallel angeordnet. Dadurch können die Einzelleiter bei thermischen Ausdehnungen des Leistungshalbleiters eine scherende Verbiegung quer zu ihrer Längserstreckung erfahren, wodurch die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Einzelleiter und dem Oberflächenbereich vorteilhaft nicht oder nur so wenig mechanisch beansprucht wird, dass die stoffschlüssige Verbindung, insbesondere Löt- oder Sinterverbindung nicht bricht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform berühren in dem Bündel zueinander benachbarte Einzelleiter jeweils wenigstens entlang eines Längsabschnitts einander. Weiter bevorzugt kontaktieren die zueinander benachbarten Einzelleiter entlang des Längsabschnitts einander elektrisch. Dadurch kann vorteilhaft ein Teil des von dem Oberflächenbereich über die Einzelleiter fließenden elektrischen Stromes auch über die Einzelleiter fließen, welche mit ihrem Ende von dem Oberflächenbereich beabstandet sind.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Einzelleiter am Ende eine Stirnfläche auf, welche größer ist als eine Querschnittsfläche des Einzelleiters im Bereich des Endes. Dadurch kann der Einzelleiter vorteilhaft mit der Stirnfläche eine sichere stoffschlüssige Verbindung mit dem Oberflächenbereich eingehen. Die Stirnfläche mit einer größeren Querschnittsfläche als die Querschnittsfläche des Einzelleiters im Bereich des Endes kann beispielsweise mittels thermischem Verformen erzeugt werden. Dazu kann das Bündel mit den Enden der Einzelleiter beispielsweise gegen eine Platte gedrückt werden, insbesondere eine heißen Platte mit einer Temperatur, welche einen Druck des Bündels zur plastischen Verformung der Enden der Einzelleiter derart herabsetzt, dass die Einzelleiter beim Drücken gegen die Platte nicht verbogen werden können.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Einzelleiter mit einem von dem Oberflächenbereich abweisenden Ende mit einer Haltevorrichtung verbunden, in welcher die Einzelleiter gehalten und von der Haltevorrichtung elektrisch kontaktiert sind.
  • Die Haltevorrichtung ist beispielsweise durch einen Metallbügel, insbesondere Kupferbügel gebildet, welcher die Einzelleiter im Bereich des von dem Oberflächenbereich abweisenden Endes mit einem Fuß der Haltevorrichtung elektrisch verbindet. Der Fuß der Haltevorrichtung kann beispielsweise mit einer zu dem Leistungshalbleiter benachbarten Leiterbahn einer Leiterplatte mittels Löten verbunden sein, wobei der Leistungshalbleiter mit einem dem mit den Einzelleitern verbundenen Oberflächenbereich gegenüberliegenden Oberflächenbereich mit einer Leiterbahn der Leiterplatte verlötet ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Haltevorrichtung eine Feder, insbesondere eine Blattfeder oder Tellerfeder auf, deren flache Erstreckung sich quer zu den Einzelleitern erstreckt. Bevorzugt ist wenigstens ein Abschnitt der Haltevorrichtung federnd ausgebildet, so dass die Feder durch den Abschnitt gebildet ist. Bevorzugt ist die Haltevorrichtung einstückig ausgebildet. Dazu kann die Haltevorrichtung aus einem Blech, insbesondere Kupferblech gestanzt sein. Dadurch kann vorteilhaft eine durch die thermische Ausdehnung des Oberflächenbereichs verursachte Bewegung im Bereich der Haltevorrichtung federnd abgefangen werden.
  • Die Einzelleiter können beispielsweise mit der Haltevorrichtung durch Pressen, Stecken oder Löten verbunden sein. Beispielsweise kann die Haltevorrichtung durch einen Rohrabschnitt gebildet sein, in welchen das Bündel der Einzelleiter mit einem Endabschnitt eingeführt wird. Nach dem Einführen kann das Rohr wenigstens im Bereich der Enden der Einzelleiter zugepresst werden. Weiter vorteilhaft können die Einzelleiter im Bereich der Endabschnitte, welche von der Haltevorrichtung gehalten sind, miteinander verlötet sein. Dazu kann beispielsweise auf die von der Haltevorrichtung beispielsweise ringförmig zusammengehaltenen Endabschnitte der Einzelleiter eine Lotpaste aufgetragen werden.
  • Nach einem Reflow-Löten in einem Lötofen kann die Lotpaste nach einem Aufschmelzen mittels Kapillarkraft zwischen die Enden der von der Haltevorrichtung gehaltenen Endabschnitte der Einzelleiter gesaugt werden.
  • In einer anderen Ausführungsform ist die Haltevorrichtung durch eine Platte gebildet, in welcher Sacklöcher oder Durchbrüche ausgebildet sind. In einem weiteren Verbindungsschritt können Teilbündel des Bündels umfassend die Einzelleiter in die Sacklöcher oder Durchbrüche gesteckt werden. Die Einzelleiter können dann in einem folgenden Schritt mit der Haltevorrichtung verlötet werden. Dazu kann beispielsweise im Falle der Durchbrüche Lotpaste auf die durch die Durchbrüche ragenden Enden der Einzelleiter aufgetragen werden, welche nach einem Erwärmen im Lötofen zwischen den Endabschnitten der Einzelleiter bis hin in den Durchbruch gesaugt werden kann und dort die Endabschnitte der Einzelleiter mit der Haltevorrichtung im Bereich des Durchbruchs stoffschlüssig verbinden kann.
  • Die Erfindung betrifft auch einen Schaltungsträger mit einem Leistungshalbleiter der vorbeschriebenen Art. Der Schaltungsträger weist ein elektrisch isolierendes Substrat, beispielsweise ein aus Keramik, insbesondere Aluminiumoxid gebildetes Substrat oder ein faserverstärktes Substrat, beispielsweise Epoxidharz-Substrat, auf. Der Schaltungsträger weist auch wenigstens eine mit dem Substrat verbundene elektrisch leitfähige Schicht, insbesondere Leiterbahn, auf, wobei wenigstens ein Anschluss des Leistungshalbleiters mit der elektrisch leitfähigen Schicht, insbesondere der Leiterbahn, verbunden ist. Der Schaltungsträger weist auch die Haltevorrichtung auf, wobei die Haltevorrichtung mit der elektrisch leitfähigen Schicht, insbesondere eine Leiterbahn des Schaltungsträgers elektrisch verbunden ist. Mittels des so ausgebildeten Schaltungsträgers können vorteilhaft durch Wärmeausdehnung verursachte Verformungen des Leistungshalbleiters mittels einer Scherbewegung der Einzelleiter kompensiert werden, sodass die Wärmeausdehnung keinen Bruch der elektrischen Kontaktierung des Leistungshalbleiters bewirken kann.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum elektrischen Kontaktieren eines Leistungshalbleiters.
  • Bei dem Verfahren werden Einzelleiter zu einem Bündel von Einzelleitern zusammengefasst und die Einzelleiter mit einem freien Ende gegen eine Maske mit einer Topografie geführt, so dass die Topografie in einer Querschnittsmatrix des Bündels abgebildet wird, und die Einzelleiter an einem von dem gegen die Maske geführten Ende mit einer Haltevorrichtung haltend und elektrisch leitfähig verbunden werden, und die Einzelleiter im Bereich des freien Endes, insbesondere mit dem freien Ende mit einem Oberflächenbereich des Leistungshalbleiters insbesondere elektrisch verbunden werden.
  • Die Einzelleiter sind jeweils bevorzugt aus einem Kupferdraht oder Aluminiumdraht, insbesondere nicht isolierten Kupferdraht gebildet. Der Kupferdraht weist bevorzugt einen Durchmesser zwischen 50 und 500 Mikrometer, bevorzugt zwischen 50 und 150 Mikrometer auf. Der Aluminiumdraht weist bevorzugt einen Durchmesser zwischen 200 und 500 Mikrometer auf. Bevorzugt weisen die Einzelleiter eine Oberflächenschicht auf, welche sich von dem Material des Einzelleiters unterscheidet. Bevorzugt weist die Oberflächenschicht Nickel, Gold, oder Silber oder eine Legierung umfassend wenigstens eine der vorgenannten Oberflächenmetalle auf.
  • Der Leistungshalbleiter ist bevorzugt Bestandteil einer Leistungsendstufe eines Inverters, insbesondere eines Fahrzeuges mit einem elektrischen Antrieb oder eines Wechselrichters für eine Photovoltaikanlage.
  • Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den in den Figuren und in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Merkmalen.
  • 1 zeigt – schematisch – ein Ausführungsbeispiel für einen Leistungshalbleiter, wobei wenigstens ein Anschluss des Leistungshalbleiters durch einen Bürstenkontakt, gebildet aus einem Bündel Einzelleiter kontaktiert ist;
  • 2 zeigt – schematisch – eine Querschnittsmatrix des Bündels umfassend Einzelleiter, welche mit einem Ende einen Anschluss des Leistungshalbleiters elektrisch und stoffschlüssig kontaktieren, und eine Maske mit einer Topografie, welche in der Querschnittsmatrix durch Eindrücken abgebildet werden kann;
  • 3 zeigt – schematisch – ein Ausführungsbeispiel für ein Kontaktsystem mit einem Schaltungsträger und einem mit dem Schaltungsträger verbundenen Leistungshalbleiter, wobei wenigstens ein Anschluss des Leistungshalbleiters durch einen Bürstenkontakt, gebildet aus einem Bündel Einzelleiter kontaktiert ist;
  • 4 zeigt – schematisch – ein Ausführungsbeispiel für eine als Tellerfeder ausgebildeten Haltevorrichtung mit einem Bürstenkontakt umfassend ein Bündel Einzelleiter, welche mit einem Endabschnitt in der Haltevorrichtung gehalten und elektrisch kontaktiert sind;
  • 5 zeigt – schematisch – einen Längsschnitt durch einen Endabschnitt eines Einzelleiters mit einem breit geformten Ende.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Leistungshalbleiter 20. Der Leistungshalbleiter 20 weist einen Oberflächenbereich 24 auf, welcher einen elektrischen Anschluss, insbesondere einen elektrischen Anschluss einer Schaltstrecke des Leitungshalbleiters 20 bildet. Der Leistungshalbleiter 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Feldeffekttransistor gebildet. Der Leistungshalbleiter 20 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine flache Plattenform auf. Eine Dicke des Leistungshalbleiters 20 beträgt beispielsweise zwischen 70 und 300 Mikrometer. Der den Anschluss, beispielsweise einen Drain-Anschluss bildende Oberflächenbereich ist mittels eines Lotmittels 22 mit einem Kontaktbündel 8 verbunden. Das Kontaktbündel 8 weist eine Vielzahl von Einzelleitern auf, welche jeweils zueinander parallel angeordnet sind.
  • Ein Teil der Einzelleiter des Bündels 8 ist mit einem Ende mittels des Lotmittels 22 mit dem Oberflächenbereich 24 stoffschlüssig und elektrisch leitend verbunden. Der übrige Teil der Einzelleiter ist mit einem Ende, beispielsweise dem Ende 9 des Einzelleiters 7, mit einem vorbestimmten Abstand 10 zu dem Oberflächenbereich 24 beabstandet. Die Enden der übrigen Einzelleiter, im Folgenden auch beabstandete Einzelleiter genannt, kontaktieren den Oberflächenbereich 24 nicht. Der Oberflächenbereich 26 weist in diesem Ausführungsbeispiel elektrisch isolierende Stege auf, von denen der Steg 21 beispielhaft bezeichnet ist. Die Enden 9 der mit dem Abstand 10 beabstandeten Einzelleiter 7 stehen einem Steg 21 gegenüber. Der Steg 21 ist beispielsweise aus einer Polyimidschicht gebildet.
  • Die Einzelleiter des Bündels 8 sind gemeinsam mit einer Haltevorrichtung 12 verbunden, welche ausgebildet ist, die Einzelleiter des Bündels 8 zusammenzuhalten und elektrisch zu kontaktieren. Die Haltevorrichtung 12 ist beispielsweise durch einen Rahmen, insbesondere Kupferblechrahmen, gebildet. Die Haltevorrichtung 12 ist in 1 teilweise dargestellt. Die von dem Oberflächenbereich 24 beabstandeten Einzelleiter, von denen der Einzelleiter 7 beispielhaft bezeichnet ist, ragen jeweils aus einer Oberfläche, gebildet durch die Enden der Einzelleiter, die den Oberflächenbereich 24 kontaktieren, heraus.
  • In einer nicht dargestellten Ausführungsform ragen die mit dem Abstand 10 von dem Oberflächenbereich 24 beabstandeten Einzelleiter nicht aus der bereits erwähnten Ebene heraus und sind dazu beispielsweise abgeschnitten.
  • Bei dem Bündel 8 sind jeweils zueinander mittelbar benachbarte Einzelleiter mit dem Abstand 10 von dem Oberflächenbereich 24 beabstandet, sodass in einem Querschnitt entlang einer Schnittlinie 11 ein vorbestimmtes, eine Topografie repräsentierendes Muster gebildet ist. Das die Topografie repräsentierende Muster kann beispielsweise mittels einer Maske gebildet sein, aus der Stegelemente mit dem vorbestimmten Abstand herausragen. Beim Aufsetzen, insbesondere beim Aufdrücken des Bündels 8 werden dann die Einzelleiter, die den Stegen gegenüberstehen, durch die Stege eingedrückt. Dadurch ragen die um den Abstand 10 eingedrückten Einzelleiter aus der Ebene, gebildet durch die den mit dem Oberflächenbereich 24 verbundenen Enden der Einzelleiter gegenüberliegenden Enden, heraus.
  • 2 zeigt eine Aufsicht auf die Enden der Einzelleiter des in 1 bereits dargestellten Bündels 8. Dargestellt sind die Einzelleiter, welche mit dem Oberflächenbereich 24 stoffschlüssig verbunden sind, von denen der Einzelleiter 5 beispielhaft bezeichnet ist. Dargestellt ist auch ein mittels der Maske zurückgedrückter, von dem Oberflächenbereich 24 mit dem Abstand 10 beabstandeter Einzelleiter 7. Mittels der zurückgedrückten Einzelleiter sind in dem Bündel 8 Flächenbereiche, vergleichbar mit Inseln, ausgebildet, welche durch Lücken, erzeugt durch die zurückgedrückten Einzelleiter 7, voneinander getrennt sind.
  • 2 zeigt auch eine Maske 50 mit eine Topografie repräsentierenden Stegen auf, von denen der Steg 52 beispielhaft bezeichnet ist. Die Stege der Maske können bei Aufdrücken gegen die Enden des Einzelleiterbündels einzelne oder mehrere zueinander benachbarte Einzelleiter zum Erzeugen eines Abstandsmusters zurückschieben.
  • 3 zeigt eine Schnittdarstellung des in 1 bereits teilweise dargestellten Kontaktsystems 1. Dargestellt ist die Haltevorrichtung 12, welche in diesem Ausführungsbeispiel als elektrisch leitfähiges Blech, insbesondere Kupferblech, ausgebildet ist. Die Haltevorrichtung 12 ist mit den Einzelleitern des Bündels 8 im Bereich eines Endes der Einzelleiter elektrisch leitend verbunden und ausgebildet, die Einzelleiter im Bereich des Endes festzuhalten. Dazu sind die Einzelleiter beispielsweise durch in der Haltevorrichtung 12 ausgebildete Durchbrüche durchgeführt und – beispielsweise mittels Zupressen der Haltevorrichtung quer zu einer Längserstreckung der Einzelleiter – festgepresst und so mit der Haltevorrichtung 12 verbunden.
  • Die Haltevorrichtung 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Winkel mit einem S-förmigen Schnitt gebildet. Die Haltevorrichtung 12 weist einen Fuß 13 auf, welcher mittels eines Lotmittels 22, beispielsweise einer Lotpaste zum Reflow-Löten, mit einer Leiterbahn 17 stoffschlüssig und elektrisch leitend verbunden ist. Die Leiterbahn 17 ist mit einem Substrat 16, beispielsweise einem Keramikträger oder einer faserverstärkten Leiterplatte, insbesondere Epoxidharzplatte, verbunden.
  • Mit dem Substrat 16 ist auch eine Leiterbahn 18 verbunden, welche mittels eines Lotmittels 22 mit dem Leistungshalbleiter 20 verbunden ist. Die Leiterbahn 18 kontaktiert in diesem Ausführungsbeispiel einen Source-Anschluss des Leistungshalbleiters 20, welcher durch einen Oberflächenbereich 26 des Leistungshalbleiters 20 gebildet ist. Der Leistungshalbleiter 20 ist mit dem Oberflächenbereich 24, welcher in diesem Ausführungsbeispiel den Drain-Anschluss des Leistungshalbleiters 20 bildet, mittels Lotpaste 22 mit den Enden der Einzelleiter des Bündels 8 verbunden, welche über die Enden der zurückgedrückten Einzelleiter, beispielsweise das Ende 9 des Einzelleiters 7 um den Abstand 10 hinausragen.
  • Die zurückgedrückten Einzelleiter ragen in diesem Ausführungsbeispiel über eine Ebene 14 im Bereich des von dem Halter 12 kontaktierten Endes der Einzelleiter hinaus. Die zurückgedrückten Einzelleiter wie der Einzelleiter 7 stehen einem elektrisch isolierenden Oberflächenbereich des Oberflächenbereichs 24 gegenüber.
  • Das Substrat 16 weist auch eine Leiterbahn 19 auf, welche mittels eines Bonddrahtes 28 mit dem Leistungshalbleiter 20, insbesondere einem Steueranschluss, beispielsweise einem Gate-Anschluss im Falle eines Feldeffekttransistors verbunden ist.
  • Das Kontaktsystem 1 weist auch einen Abstandshalter 15 auf, welcher in diesem Fall elektrisch isolierend ausgebildet ist und die Haltevorrichtung, insbesondere ein von dem Fuß 13 beabstandetes freies Ende der Haltevorrichtung 12, gegen das Substrat 16 abstützt.
  • 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Haltevorrichtung 30, welche in diesem Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung in einer Aufsicht dargestellt ist. Die Haltevorrichtung 30 weist eine Tellerfeder auf, wobei die Tellerfeder einen Tellerboden 32 und einen an den Tellerboden 32 angeformten, sich mit wenigstens einer Querkomponente von dem Tellerboden 32 weg erstreckenden Tellerwand aufweist. Die Tellerfeder weist auch einen Tellerrand 36 auf, welcher an die Tellerwand 34 angeformt ist. Der Tellerrand 36 erstreckt sich parallel zum Tellerboden 32 radial nach außen. An den Tellerrand 36 ist ein Steg 38 angeformt, welcher sich vom Tellerrand zum Tellerboden 32 beabstandet in Richtung Tellerboden 32 und darüber hinaus erstreckt und im weiteren Verlauf abgewinkelt ist und mit dem so abgewinkelten Bereich einen Fuß 39 der Haltevorrichtung 30 bildet.
  • Mit dem Tellerboden 32 ist das in 1 bereits gezeigte Bündel 8 verbunden. Die Einzelleiter des Bündels 8 sind in diesem Ausführungsbeispiel gemeinsam in ein Sackloch des Tellers 32 eingeführt und dort von einem Abschnitt der Tellerwand – gekennzeichnet durch einen Pfeil 43 in Pfeilrichtung – verpresst. Dazu kann beispielsweise ein zangen- oder gabelförmiges Presswerkzeug unter dem mittels des Tellerrands 36 gebildeten Kragen greifen und in die Tellerwand 34 in Richtung der Pfeile 43 verpressen.
  • Die mit dem Tellerboden 32 verbundenen Enden der Einzelleiter des Bündels 8 sind dann gemeinsam mit dem Tellerboden 32 entlang einer Längsrichtung 42 der Einzelleiter und entlang einer Querrichtung 40, quer zur Längsrichtung 42 der Einzelleiter, federnd gelagert.
  • Die Haltevorrichtung 30 kann mit einem Leistungshalbleiter, beispielsweise dem Leistungshalbleiter 20 der 3 verbunden sein. Die Haltevorrichtung 30 kann zusammen mit dem Leistungshalbleiter 20 und dem Substrat 16 ein Kontaktsystem bilden. Beispielsweise ist die Haltevorrichtung 30 in 3 anstelle der Haltevorrichtung 12 mit dem Leistungshalbleiter 20 verbunden.
  • Der Fuß 39 der Haltevorrichtung 30 kann dazu beispielsweise mittels des Lotmittels 22 mit der Leiterbahn 17 in 3 verbunden sein.
  • In einer anderen Ausführungsform der Haltevorrichtung 30, welche in 4 nicht dargestellt ist, weist der Tellerboden 32 Durchbrüche auf, beispielsweise Bohrungen oder Durchstanzungen, in welche jeweils ein Teil der Einzelleiter des Bündels 8 mit dem Endabschnitt durch den Tellerboden 32 hindurchragen. Die Einzelleiter können auf einer Seite des Tellerbodens 32, welche zu der mit dem Bündel 8 verbundenen Seite gegenüberliegt, mit dem Tellerboden 32 verlötet sein. Dazu kann beispielsweise auf die Innenseite des Tellerbodens 32 nach einem Einführen der Einzelleiter in die Durchbrüche eine Lotpaste aufgetragen werden, welche die Einzelleiter bei einem anschließenden Erwärmen in einem Lötofen mit dem Tellerboden 32 elektrisch leitfähig und stoffschlüssig verbindet.
  • 5 zeigt einen Längsschnitt durch einen Endabschnitt eines Einzelleiters 6, welcher ausgebildet ist, wie der Einzelleiter 5 mit einem Ende den Oberflächenbereich 24 zu kontaktieren. Ein Ende 55 des Einzelleiters weist eine größere Stirnfläche auf als eine Querschnittsfläche Einzelleiter in einem Bereich vor dem Ende 55. Dazu kann das in 1 oder 4 dargestellte Bündel 8 mit den Enden der Einzelleiter gegen eine heiße Platte gedrückt werden und die Enden jeweils plastisch verformt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 2936816 [0002]

Claims (10)

  1. Leistungshalbleiter (20) mit wenigstens einem elektrischen Anschluss, wobei der elektrische Anschluss durch einen Oberflächenbereich (24) des Leistungshalbleiters (20) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungshalbleiter (20) eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Einzelleitern (5, 7) aufweist, welche sich jeweils mit wenigstens einer Querkomponente oder quer zu dem Oberflächenbereich (24) erstrecken und wenigstens ein Teil der Einzelleiter (5) jeweils im Bereich eines Endes (9) mit dem Oberflächenbereich (26) verbunden sind.
  2. Leistungshalbleiter (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelleiter (5) jeweils mittels Sintern mit dem Oberflächenbereich (24) verbunden sind.
  3. Leistungshalbleiter (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelleiter (5) jeweils mittels Reflow-Löten mit dem Oberflächenbereich (24) verbunden sind.
  4. Leistungshalbleiter (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelleiter (5, 7) gemeinsam ein Bündel bilden, wobei in dem Bündel (8) wenigstens ein Einzelleiter (7) in einer Querschnittsmatrix zueinander benachbarter Einzelleiter des Bündels (8) sich mit einem Ende bis hin zu einem vorbestimmten Abstand (10) von dem Oberflächenbereich (24) erstrecken.
  5. Leistungshalbleiter (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bündel (8) zueinander benachbarte Einzelleiter (5, 7) jeweils wenigstens entlang eines Längsabschnitts einander berühren.
  6. Leistungshalbleiter (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelleiter (6) am Ende eine Stirnfläche (55) aufweisen, welche größer ist als eine Querschnittsfläche des Einzelleiters (6) im Bereich vor dem Ende.
  7. Leistungshalbleiter (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die Einzelleiter (5, 7) mit einem von dem Oberflächenbereich (26) abweisenden Ende mit einer Haltevorrichtung (12, 30) verbunden sind, in welcher die Einzelleiter (5, 7) gehalten und von der Haltevorrichtung (12, 30) elektrisch kontaktiert sind.
  8. Leistungshalbleiter (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (30) eine Feder, insbesondere Blattfeder oder Tellerfeder aufweist, deren flache Erstreckung sich quer zu den Einzelleitern (5, 7) erstreckt.
  9. Schaltungsträger mit einem Leistungshalbleiter (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schaltungsträger ein elektrisch isolierendes Substrat (16) und wenigstens eine mit dem Substrat (16) verbundene elektrisch leitfähige Schicht (17, 18, 19), insbesondere Leiterbahn aufweist, wobei wenigstens ein Anschluss des Leistungshalbleiters mit der elektrisch leitfähigen Schicht (17, 18, 19) verbunden ist und die Haltevorrichtung (12, 30) mit der elektrisch leitfähigen Schicht (17, 18, 19) des Schaltungsträgers verbunden ist.
  10. Verfahren zum elektrischen Kontaktieren eines Leistungshalbleiters, bei dem Einzelleiter (5, 7) zu einem Bündel von Einzelleitern zusammengefasst wird und die Einzelleiter (5, 7) mit einem freien Ende (9) gegen eine Maske (50) mit einer Topografie (52) geführt werden, so dass die Topografie (52) in einer Querschnittsmatrix des Bündels (8) abgebildet wird, und die Einzelleiter (5, 7) im Bereich eines von dem gegen die Maske geführten Ende (9) abweisenden Ende mit einer Haltevorrichtung (12, 30) haltend und elektrisch leitfähig verbunden werden, und die Einzelleiter (5, 7) im Bereich des freien Endes (9) mit einem Oberflächenbereich (24) des Leistungshalbleiters (20) elektrisch verbunden werden.
DE201210200278 2012-01-11 2012-01-11 Leistungshalbleiter mit einem Drahtbündelanschluss Withdrawn DE102012200278A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210200278 DE102012200278A1 (de) 2012-01-11 2012-01-11 Leistungshalbleiter mit einem Drahtbündelanschluss

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210200278 DE102012200278A1 (de) 2012-01-11 2012-01-11 Leistungshalbleiter mit einem Drahtbündelanschluss

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012200278A1 true DE102012200278A1 (de) 2013-07-11

Family

ID=48652649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201210200278 Withdrawn DE102012200278A1 (de) 2012-01-11 2012-01-11 Leistungshalbleiter mit einem Drahtbündelanschluss

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102012200278A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1093895B (de) * 1958-09-24 1960-12-01 Nelken Kg Dr Ewald Buerstenkontakt fuer starre und bewegliche Vorrichtungen von Klemmkontakten und Stromabnehmern
DE1153461B (de) * 1960-06-23 1963-08-29 Siemens Ag Halbleiteranordnung
DE2936816A1 (de) 1979-08-17 1981-03-26 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden, Aargau Buerstenkontakt fuer leistungshalbleiterbauelemente
DE19612514A1 (de) * 1995-11-24 1997-05-28 Asea Brown Boveri Leistungshalbleitermodul mit einer Mehrzahl von Submodulen
DE102009020733A1 (de) * 2009-05-11 2010-11-18 Danfoss Silicon Power Gmbh Verfahren zur Kontaktsinterung von bandförmigen Kontaktelementen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1093895B (de) * 1958-09-24 1960-12-01 Nelken Kg Dr Ewald Buerstenkontakt fuer starre und bewegliche Vorrichtungen von Klemmkontakten und Stromabnehmern
DE1153461B (de) * 1960-06-23 1963-08-29 Siemens Ag Halbleiteranordnung
DE2936816A1 (de) 1979-08-17 1981-03-26 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden, Aargau Buerstenkontakt fuer leistungshalbleiterbauelemente
DE19612514A1 (de) * 1995-11-24 1997-05-28 Asea Brown Boveri Leistungshalbleitermodul mit einer Mehrzahl von Submodulen
DE102009020733A1 (de) * 2009-05-11 2010-11-18 Danfoss Silicon Power Gmbh Verfahren zur Kontaktsinterung von bandförmigen Kontaktelementen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009037257B4 (de) Leistungshalbleitermodul mit Schaltungsträger und Lastanschlusselement sowie Herstellungsverfahren hierzu
DE10248644A1 (de) Leistungshalbleitermodul
DE2442159A1 (de) Verfahren zum verbinden von flachseiten miteinander und durch das verfahren hergestellte bauteile
DE102008017809A1 (de) Leistungshalbleitermodul
WO2007033829A2 (de) Leistungshalbleitermodul und verfahren zu dessen herstellung
DE102013200526B4 (de) Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls
DE102020105267A1 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben
DE102014110067A1 (de) Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102022204082A1 (de) Schweißkörper-Herstellungsverfahren und Schweißkörper
DE102012025495A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Diodenlasermoduls und Diodenlasermodul
EP3010095B1 (de) Einpresskontakt
DE102012200278A1 (de) Leistungshalbleiter mit einem Drahtbündelanschluss
EP2006910A2 (de) Leistungselektronikmodul
DE102019111963A1 (de) Halbleitermodul mit einem Halbleiter und mit einem Metallformteil, der vom Halbleiter elektrisch kontaktiert wird
DE102016209604B4 (de) Halbleitervorrichtung und Leistungswandlungsvorrichtung
EP1659837B1 (de) Kontaktierung eines Bauelementes auf einem Stanzgitter
DE102019115573B4 (de) Leistungselektronische Schalteinrichtung und Verfahren zur Herstellung
DE102011088418B4 (de) Bondverbindung
EP2415076A2 (de) Druckunterstützung für eine elektronische schaltung
DE102014211467A1 (de) Kontaktsystem mit einer elektrisch leitfähigen Laminatfolie
DE1800192C3 (de) Verfahren zum serienmäßigen Herstellen von Halbleiteranordnungen und Verwendung des Verfahrens zur Kontaktierung scheibenförmiger Halbleiterkörper
EP2783391A1 (de) Verfahren zum kontaktieren eines halbleiters und kontaktanordnung für einen halbleiter
EP2933836B1 (de) Leistungshalbleitermodul
DE102010029494A1 (de) Verbindungssystem mit einer Leiterplatte und einer Kontaktstruktur
DE102014219229A1 (de) Kontaktsystem mit einem Schaltungsträger und einer nietverbundenen Stromschiene

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination