DE102012215052B4

DE102012215052B4 - Elastische Montage von Leistungsmodulen

Info

Publication number: DE102012215052B4
Application number: DE102012215052.8A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Bayerer; Georg Borghoff
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2020-03-12
Anticipated expiration: 2032-08-25
Also published as: US10104812B2; DE102012215052A1; US20130056185A1; CN102969283B; CN102969283A

Abstract

Halbleitermodulanordnung umfassend:
eine Grundplatte (100) mit einem Innenbereich (102), der an einen Randbereich (104) angrenzt;
ein Substrat (110), das an dem Innenbereich (102) der Grundplatte (100) befestigt ist;
einen Kühlkörper (130), auf dem die Grundplatte (100) derart montiert ist, dass die Grundplatte (100) zwischen dem Substrat (110) und dem Kühlkörper (130) angeordnet ist und dass wenigstens ein Teil des Innenbereichs (102) der Grundplatte (100) den Kühlkörper (130) kontaktiert; und
einen Mechanismus zum Abbau von Spannungen, der so ausgebildet ist, dass er es der Grundplatte (100) ermöglicht, sich als Reaktion auf eine Erwärmung der Grundplatte (100) und des Substrats (110) in ihrem Randbereich (104) von dem Kühlkörper (130) weg zu biegen, so dass wenigstens ein Teil des Innenbereichs (102) der Grundplatte (100) mit dem Kühlkörper (130) in Kontakt bleibt, wobei
die Grundplatte (100) durch ein Befestigungsmittel (160), das durch eine Öffnung (106) in der Grundplatte (100) geführt ist, an dem Kühlkörper (130) befestigt ist, und bei dem der Mechanismus zum Abbau von Spannungen dazu ausgebildet ist, eine Kraft, welche durch das Befestigungsmittel (160) auf die Grundplatte (100) ausgeübt wird, auf weniger als 2000 N zu begrenzen .

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft die Montage von Halbleitermodulen, insbesondere die Montage von Halbleitermodulen, die Bestandteile mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, zum Beispiel an einem Kühlkörper.
HINTERGRUND
Leistungshalbleitermodule weisen typischerweise eine Grundplatte auf, die so vorgebogen ist, dass sie eine konvexe Gestalt aufweisen, nachdem ein oder mehrere Substrate mit der Grundplatte verbunden wurden. Die konvexe Gestalt ermöglicht nach der Montage der entgegengesetzten Seite der Grundplatte an einem Kühlkörper einen geringeren thermischen Übergangswiderstand. Ein thermisches Zwischenmaterial (TIM = thermal interface material) wird zwischen das den Kühlkörper und die Grundplatte eingebracht und wird im Fall einer konvexen Gestalt der Grundplatte zu einer relativ dünnen Schicht. Während der Montage mit Schrauben, welche entlang von Kanten der Grundplatte platziert sind, wird die Grundplatte an den Kanten nach unten gebogen, so dass sie mehr oder weniger flach am Kühlkörper anliegt. Die Verbiegung der Grundplatte bewirkt eine Verbiegung des Substrats und des auf dem Substrat montierten Halbleiterchips.
Abhängig von der Art des Verbindungsprozesses und der dabei angewendeten Bedingungen kann die Verbindungsschicht zwischen der Grundplatte und dem Substrat bezüglich der Grundplatte coplanar, konvex oder konkav geformt sein. Daher besitzt das Substrat nach dem Verbindungsprozess mit der Grundplatte nicht notwendigerweise eine flache Gestalt. Auf jeden Fall kann die Durchbiegung der Grundplatte und die damit einhergehende Durchbiegung des Substrats unter Einwirkung einer thermischen Last zur Ausbildung von Sprüngen führen, die sich in dem Keramiksubstrat ausbreiten. Weitere Spannungen resultieren aus der thermischen Belastung. Aufgrund des Unterschieds bei der thermischen Ausdehnung des Substrats und der Grundplatte neigt das gesamte Modul dazu, unter thermischer Belastung eine noch höhere konvexe Gestalt anzunehmen. Bei einwirkender thermischer Belastung kann sich die Grundplatte nicht verbiegen, da die Grundplatte fest an dem Kühlkörper montiert ist. Daher steigen die Spannungen innerhalb des Substrats (insbesondere in dem keramischen Material des Substrats) während des Aufheizens sogar noch stärker an, was zusätzliche Brüche und Beschädigungen begünstigt.
Ein weiteres Problem entsteht durch den Unterschied in der thermischen Ausdehnung von Kühlkörper und Grundplatte. Das thermische Zwischenmaterial, welches zwischen die Grundplatte und den Kühlkörper eingebracht ist, tendiert zu einem pastenartigen Verhalten. Da die Deformation des gesamten Modulsystems während des Aufheizens komplex ist, kann das Aufheizen und Abkühlen dazu führen, dass das thermische Zwischenmaterial aus dem Bereich zwischen dem Kühlkörper und der Grundplatte herausgepumpt wird. Der thermische Widerstand an der Grenze zwischen der Grundplatte und dem Kühlkörper wächst umso stärker an, je mehr thermisches Zwischenmaterial herausgepumpt wird, was dazu führt, dass sich das gesamte thermische Verhalten des Moduls verschlechtert.
Die Druckschrift US 2008/0 043 473 A1 offenbart eine Beleuchtungsvorrichtung umfassend einen Kühlkörper, eine Fassung und ein LED-Modul. Das LED-Modul weist eine Lichtemissionseinheit in einem zentralen Teil einer Oberseite eines Metallbasissubstrats auf, das aus einer Isolierplatte und einer Metallplatte zusammengesetzt ist. Das LED-Modul ist derart verzogen, dass der Mittelteil auf einer Seite des Kühlkörpers hervorsteht, die der Seite der Lichtemissionseinheit gegenüberliegt.
Die Druckschrift US 5 379 942 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer modularen Halbleiterstruktur. Das Verfahren umfasst das Platzieren von Halbleiterkörpern, eines Keramiksubstrats mit Metallisierung und einer Metallgrundplatte in einer Elastomerkompressionsform. Auf die Grundplatte wird ein beheizbarer Druckstempel aufgesetzt, dessen Oberfläche zur Grundplatte konkav ist. Zumindest die Grundplatte und das Keramiksubstrat werden bei einer Temperatur oberhalb Raumtemperatur konvex verformt und mit dem von dem Druckstempel ausgeübten Druck verbunden.
Die Druckschrift US 5 172 755 A offenbart einen bogenförmigen profilierten Kühlkörper, über den ein Substrat gebogen und angebracht wird, auf dem wärmeerzeugende temperaturempfindliche elektronische Vorrichtungen montiert sind. Durch Biegen des Substrats zur Anpassung an die bogenförmige Oberfläche des Kühlkörpers werden Lufteinschlüsse zwischen den beiden minimiert, die normalerweise aufgrund von Verwerfungen aufgrund der Herstellung des Substrats auftreten würden. Die Grenzfläche zwischen dem Kühlkörper und dem Substrat weist daher einen geringeren Wärmewiderstand auf, wodurch die Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Kühlkörper und dem Substrat erhöht und die von dem Kühlkörper abgegebene Wärmemenge erhöht wird.
Die Druckschrift JP 2006 - 114 641 A offenbart ein Halbleiterbauelement welches eine hauptsächlich aus Aluminium gebildete Grundplatte und ein auf der Grundplatte gebildetes Isolationssubstrat aufweist. Die Grundplatte weist eine Durchgangsbohrung zum Einbringen einer Befestigungsschraube zum Befestigen der Grundplatte an einer Wärmeabstrahlungsrippe und eine flache Buchse auf, die entsprechend der Durchgangsbohrung eingebaut ist und hauptsächlich aus Kupfer oder Eisen besteht.
ÜBERBLICK
Es werden Montagemittel bereitgestellt, welche die auf eine Grundplatte eines Halbleitermoduls einwirkende Kraft begrenzen, wenn das Halbleitermodul zur Herstellung einer Halbleitermodulanordnung an einem Kühlkörper montiert wird und die es ermöglichen, dass die Grundplatte zur Erzielung eines guten (d.h. geringen) thermischen Widerstands einerseits eine konvexe Gestalt annehmen kann, die aber andererseits eine Durchbiegung im montierten Zustand begrenzen. Im Fall einer maximalen Kraft, die an den Schrauben oder Klammern, welche zur Montage der Grundplatte an einem Kühlkörper verwendet werden, erreicht wird, können sich die Kanten der Grundplatte vom Kühlkörper z.B. um einige 10 µm oder um wenige 100 µm von der Grundplatte abheben. Dennoch bleibt der Druck am Innenbereich der Grundplatte, in dem die Baugruppen (d.h. das Substrat oder die Substrate) mit den Halbleiterchips montiert werden, erhalten. Der Auspumpeffekt des thermischen Zwischenmaterials aus dem inneren Bereich des Moduls wird reduziert, da die gesamte Grundplatte nicht länger flach auf dem Kühlkörper gehalten wird. Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzen die Kraft an den Montagepunkten der Grundplatte, sie begrenzen die Durchbiegung der Grundplatte während der Montage, sie begrenzen die während des Aufheizens erzeugten Spannungen, sie sorgen für einen Spannungsabbau des gesamten Modulsystem und sie sorgen für eine optimale Vorbiegung der Grundplatte.
Gemäß einer Ausgestaltung eines Halbleitermoduls umfasst das Modul eine Grundplatte mit einem Innenbereich, welcher an einen Randbereich angrenzt, ein Substrat, welches an dem Innenbereich der Grundplatte befestigt ist, sowie einen Kühlkörper, auf dem die Grundplatte derart montiert ist, dass sich die Grundplatte zwischen dem Substrat und dem Kühlkörper befindet, und dass wenigstens ein Teil des inneren Bereichs der Grundplatte den Kühlkörper kontaktiert. Das Modul umfasst außerdem einen Mechanismus, der einen Spannungsabbau bewirkt und der so ausgebildet ist, dass er es ermöglicht, dass sich die Grundplatte im Randbereich als Reaktion auf eine thermische Belastung weg biegt, so dass wenigstens ein Teil des Innenbereichs der Grundplatte mit dem Kühlkörper in Kontakt bleibt. Die Grundplatte ist durch ein Befestigungsmittel, das durch eine Öffnung in der Grundplatte geführt ist, an dem Kühlkörper befestigt, und der Mechanismus zum Abbau von Spannungen ist dazu ausgebildet, eine Kraft, welche durch das Befestigungsmittel auf die Grundplatte ausgeübt wird, auf weniger als 2000 N zu begrenzen.
Gemäß einer Ausgestaltung eines Verfahrens zur Herstellung eines Halbleitermoduls umfasst das Verfahren: Bereitstellen einer Grundplatte, welche einen Innenbereich aufweist, der an einen Randbereich angrenzt; Befestigen eines Substrats am Innenbereich der Grundplatte; Montieren der Grundplatte auf einem Kühlkörper derart, dass die Grundplatte zwischen dem Substrat und dem Kühlkörper angeordnet ist und dass wenigstens ein Teil des Innenbereichs der Grundplatte den Kühlkörper kontaktiert; sowie Bereitstellen eines Mechanismus zum Spannungsabbau, der so ausgebildet ist, dass er es der Grundplatte ermöglicht, dass sie sich im Randbereich als Reaktion auf eine thermische Belastung von dem Kühlkörper weg biegt, so dass wenigstens ein Teil des Innenbereichs der Grundplatte mit dem Kühlkörper in Kontakt bleibt. Das Verfahren weist weiterhin das Bereitstellen eines Befestigungsmittels, und das Führen des Befestigungsmittels durch eine Öffnung in der Grundplatte auf um die Grundplatte an dem Kühlkörper zu befestigen, wobei der Mechanismus zum Abbau von Spannungen dazu ausgebildet ist, eine Kraft, welche durch das Befestigungsmittel auf die Grundplatte ausgeübt wird, auf weniger als 2000 N zu begrenzen
In der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und unter Berücksichtigung der beigefügten Zeichnungen werden weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erläutert.
Figurenliste
Die in den Figuren gezeigten Elemente sind nicht notwendigerweise maßstäblich zueinander dargestellt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen korrespondierende ähnliche Teile. Die Merkmale der verschiedenen gezeigten Ausführungsbeispiele können auf beliebige Weise miteinander kombiniert werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung ausführlich erläutert.

Die 1 und 2 veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitermodulanordnung mit einem Halbleitermodul.
Die 3A und 3B veranschaulichen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitermodulanordnung mit einem Halbleitermodul.
Die 4A bis 4C veranschaulichen noch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitermodulanordnung mit einem Halbleitermodul.
5 veranschaulicht eine Halbleitermodulanordnung.
6 veranschaulicht eine Halbleitermodulanordnung.
Die 7A, 7B und 7C veranschaulichen ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitermodulanordnung mit einem Halbleitermodul.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die 1 und 2 veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines Halbleitermoduls. In 1 ist eine thermisch leitende, beispielsweise metallische, Grundplatte 100 gezeigt, die einen inneren Bereich 102 aufweist, der an einen Randbereich 104 angrenzt. Die Grundplatte 100 weist eine anfänglich konvexe Gestalt auf, die dadurch gegeben ist, dass die Grundplatte 100 nach außen gekrümmt oder gerundet ist, d.h. der Randbereich 104 ist weiter vom Kühlkörper 130 weg gebogen als der innere Bereich 102. An dem inneren Bereich 102 der Grundplatte 100 ist ein Substrat 110 unter Verwendung irgendeines beliebigen herkömmlichen Substratbefestigungsmaterials 112, z.B. einem Lot oder dergleichen, befestigt. Ein oder mehrere Halbleiterchips 120 sind an der oberen Oberfläche 114 des Substrats 110 befestigt, so dass das Substrat 110 zwischen dem Halbleiterchip 120 und der Grundplatte 100 angeordnet ist. Der Chip 120 kann unter Verwendung eines beliebigen Chipbefestigungsmaterials 122, beispielsweise einem Lot, einem Diffusionslot, gesintertem Silber, gesintertem Kupfer etc. befestigt sein. Das Substrat 110 kann beispielsweise ein DCB-Substrat (DCB = Direct Copper Bonding) oder ein DAB-Substrat (DAB = Direct Aluminum Bonding) oder ein AMB-Substrat (AMB = Active Metal Brazing) sein und ein keramisches Material aufweisen, welches zwischen oberen und unteren Metallisierungen angeordnet ist, und bei dem die untere Metallisierung an den inneren Bereich 102 der Grundplatte 100 gelötet, hartgelötet etc. ist. In jedem Fall behält die Grundplatte 100 nach der Montage des Substrats 110 seine konvexe Gestalt. Von daher besitzt das Material 112, welches dazu verwendet wird, die Unterseite 116 des Substrats 110 mit der Grundplatte 100 zu verbinden, eine elliptische Gestalt, wie dies in 1 gezeigt ist. Allgemein kann die Gestalt der Grundplatte 100 wesentlich komplexer sein, aber die Gestalt insgesamt kann als konvex oder elliptisch beschrieben werden.
2 zeigt die Grundplatte 100 mit dem Substrat 110 während der Montage auf einem Kühlkörper 130. Die Grundplatte 100 wird derart auf dem Kühlkörper 130 montiert, dass die Grundplatte 100 zwischen dem Substrat 110 und dem Kühlkörper angeordnet ist und dass wenigstens ein Teil des inneren Bereichs 102 der Grundplatte 100 den Kühlkörper 130 kontaktiert. Der Randbereich 104 der Grundplatte 100 ist während des Montageprozesses gegenüber seiner ursprünglichen Position in Richtung des Kühlkörpers 130 nach unten gebogen. Gemäß einer Ausgestaltung wird die gesamte Grundplatte 100 auch an dem Kühlkörper 130 montiert, wobei aufgrund der komplexen thermomechanischen Spannungen nach der Montage des Substrats 110 eine gewisse Abweichung von der Ebenheit vorliegt. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel wird während des Montageprozesses des Kühlkörpers weniger Kraft angewendet, so dass die Grundplatte 100 eine konvexe Gestalt beibehält (auch wenn diese weniger stark ausgeprägt ist als bei der ursprünglich bereitgestellten Grundplatte 100), wobei der innere Bereich 102 der Grundplatte 100 gegen den Kühlkörper 130 gepresst wird, und wobei der Randbereich 104 von dem Kühlkörper 130 beabstandet ist.
In jedem Fall weist die Grundplatte 100 im Vergleich zu ihrer ursprünglichen Form eine geänderte Gestalt auf. Es wird ein Mechanismus zur Reduktion von Spannungen bereitgestellt, der es der Grundplatte 100 erlaubt, sich als Reaktion auf eine thermische Belastung, die aus der Erwärmung des Moduls und damit insbesondere auch der Grundplatte 100 während des Betriebs des Moduls resultiert, im Randbereich 104 von dem Kühlkörper 130 weg und in Richtung seiner ursprünglichen Gestalt zu biegen, so dass wenigstens ein Teil des inneren Bereichs 102 der Grundplatte 100 während der thermischen Belastung in Kontakt mit dem Kühlkörper 130 bleibt. Auf diese Weise werden in Anbetracht des Spannungsabbaus, welcher durch das Biegen der Grundplatte über den Mechanismus zur Reduzierung von Spannungen ermöglicht wird, weniger Spannungen an das Substrat 110 weitergegeben. Außerdem wird das thermische Zwischenmaterial 150, welches zwischen der Grundplatte 100 und dem Kühlkörper 130 angeordnet ist, nicht entlang des inneren Bereichs 102 der Grundplatte 100 herausgepumpt, da der innere Bereich 102 unabhängig von den Bedingungen der thermischen Belastung mit dem Kühlkörper 130 in Kontakt bleibt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Grundplatte 100 unter Verwendung eines Befestigungsmittels 160, beispielsweise einer Schraube oder eines Bolzens, das durch eine Öffnung 106 in der Grundplatte 100 in den Kühlkörper 130 eingeführt ist, an dem Kühlkörper 130 befestigt. Bei dem Mechanismus zur Reduktion von Spannungen kann es sich beispielsweise um eine Federscheibe 140 handeln, welche zwischen der Grundplatte 100 und dem Kopf 162 des Befestigungsmittels 160 angeordnet ist, wie es entsprechend diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise in 2 gezeigt ist. Wenn die Kraft, welche durch die Grundplatte 100 bei einer thermischen Belastung einwirkt, einen bestimmten Schwellwert überschreitet, wird die Federscheibe 140 komprimiert, sie wird entspannt, wenn die thermische Belastung reduziert wird oder abklingt, was durch eine gestrichelte Linie mit Endpfeilen angedeutet ist. Indem sie auf diese Weise komprimiert wird, ermöglicht es die Federscheibe 140, dass sich die Grundplatte 100 im Randbereich 104 verbiegt, während sie gleichzeitig sicherstellt, dass wenigstens ein Teil des inneren Bereichs 102 der Grundplatte 100 während der thermischen Belastung mit dem Kühlkörper 130 in Kontakt bleibt. Zwischen der Unterseite der Federscheibe 140 und der Grundplatte 100 kann, wie in 2 gezeigt ist, eine zusätzliche Unterlegscheibe 164 vorgesehen sein.
Um nach der Montage einen Abstand zwischen den Randbereich 104 der Grundplatte 100 und dem Kühlkörper 130 aufrecht zu erhalten, ist ein Abstandhalter vorgesehen. Gemäß einer Ausgestaltung kann es sich bei dem Abstandhalter um einen Hohlzylinder 170 handeln, wie er beispielsweise in 2 gezeigt ist. Der Hohlzylinder 170 wird bei der Montage in eine Öffnung 106 eingesetzt, welche in der Grundplatte 100 ausgebildet ist, und nimmt das Befestigungsmittel 160 auf. Die Höhe (Hs) des Hohlzylinders 170 ist so gewählt, dass der Randbereich 104 der Grundplatte 100 daran gehindert wird, den Kühlkörper 130 nach der Montage des Kühlkörpers 130 zu kontaktieren, indem der Abstand, bis zu dem sich das Befestigungsmittel 160 in Richtung des Kühlkörpers 130 bewegen kann, begrenzt wird. Von daher behält die Grundplatte 100 eine konvexe Gestalt bei (auch wenn diese weniger stark ausgeprägt ist als bei der ursprünglich bereitgestellten Grundplatte 100), wobei der Randbereich 104 gemäß diesem Ausführungsbeispiel von dem Kühlkörper 130 weg gebogen ist.
3A veranschaulicht einen Schnitt durch das Halbleitermodul im Randbereich 104 der Grundplatte 100, und zwar vor der Montage des Kühlkörpers 130. Gemäß dieser Ausgestaltung ist der Hohlzylinder 170 in die in der Grundplatte 100 ausgebildete Öffnung 106 eingepresst. Einpressen ist eine bekannte Metall-Metall-Verbindungstechnik, bei der die Kontaktflächen 200 der Objekte kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Der Hohlzylinder 170 ist derart in die Grundplatte 100 eingepresst, dass sich das untere Ende 172 des Hohlzylinders 170 nicht bis zur Unterseite 102 der Grundplatte 100 erstreckt, woraus ein Abstand G1 zwischen dem unteren Ende 172 des Hohlzylinders 170 und der Unterseite 102 der Grundplatte 100 resultiert. Die Einpressverbindung bewirkt ebenso, dass sich die Federscheibe oder ein anderes elastisches Objekt 210, welches zwischen dem Kopf 174 des Hohlzylinders 170 und der Grundplatte 100 angeordnet ist, bis zu einer Stellung C1 komprimiert wird.
3B zeigt das Halbleitermodul gemäß 3A nach der Kühlkörpermontage mittels eines Befestigungsmittels 160 wie beispielsweise eines Bolzens oder einer Schraube. Das Befestigungsmittel 160 wird durch den Hohlzylinder 170 eingeführt und von dem Kühlkörper 130 aufgenommen. Der Abstand G1 zwischen dem unteren Ende 172 des Hohlzylinders 170 und der Unterseite 102 der Grundplatte 100 kann während des Kühlkörpermontageprozesses, wie in 3b gezeigt, verringert oder auf Null reduziert werden, wenn der Hohlzylinder 170 durch das Befestigungsmittel 160 weiter in die Grundplatte 100 eingepresst wird. Alternativ dazu kann die Einpressverbindung zwischen dem Hohlzylinder 170 und der Grundplatte 100, der durch das Befestigungsmittel 160 einwirkenden Kraft widerstehen, so dass der Abstand G1 nach der Kühlkörpermontage verbleibt. In jedem Fall bewirkt die Befestigung des Befestigungsmittels 160 an dem Kühlkörper 130, dass die Federscheibe oder ein anderes elastisches Objekt 210 weiter bis zu einer Stellung C2 komprimiert wird, woraus eine Montagekraft resultiert, die auf die Grundplatte 100 einwirkt. Diese Montagekraft bewirkt, dass die Grundplatte 100 um einen bestimmten Betrag nach unten gebogen wird. Wie in 3B gezeigt ist, kann nach der Kühlkörpermontage ein Abstand G2 zwischen der Unterseite 102 der Grundplatte 100 und dem Kühlkörper 130 verbleiben. Dieser Abstand G2 wird durch die Gegenkraft der konvex geformten Grundplatte 100 hervorgerufen. Die Größe des Abstandes G2 wird durch das Gleichgewicht zwischen dem Druck der Federscheibe oder eines anderen elastischen Objekts 210 und der Biegekraft der Grundplatte 100 bestimmt. Dieser Abstand G2 vergrößert sich, wenn sich das Modul und der Kühlkörper 130 während des Betriebs nacheinander aufheizen. Die Federscheibe oder das andere elastische Objekt 210 wird unter einer derartigen thermischen Belastung über die Stellung C2 hinaus komprimiert, wie dies vorangehend erläutert wurde, und entspannt sich, nachdem die thermische Last reduziert wird oder abfällt, was es der Grundplatte 100 ermöglicht, sich in dem Randbereich 104 unter Einwirkung der thermischen Belastung von dem Kühlkörper 130 weg zu biegen, und wenigstens teilweise zu ihrer ursprünglichen Gestalt zurückzukehren, wenn die thermische Belastung reduziert wird oder abfällt.
Die 4A zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Halbleitermoduls vor der Kühlkörpermontage anhand eines Schnitts durch den Randbereich 104. Ein Befestigungsmittel 160 wie beispielsweise ein Bolzen oder eine Schraube ist dazu vorgesehen, die Grundplatte 100 an dem Kühlkörper 130 durch eine Öffnung 106 in der Grundplatte 100 zu befestigen. Das Befestigungsmittel 160 besitzt einen Kopf 162, einen unteren schmaleren Abschnitt 166 sowie einen oberen breiteren Abschnitt 168, der zwischen dem Kopf 162 und dem unteren Abschnitt 166 angeordnet ist. Der obere Abschnitt 168 mit dem breiteren Durchmesser des Befestigungsmittels 160 dient als Abstandhalter und gewährleistet, dass zwischen der Unterseite 102 der Grundplatte 100 und der Unterseite 169 des Abschnitts 168 des Befestigungsmittels 160, der den breiteren Durchmesser aufweist, ein Abstand G3 vorliegt.
4B zeigt das Halbleitermodul gemäß 4A, nachdem der Hohlzylinder 170 gemäß einem Ausführungsbeispiel mit der Grundplatte 100 verbunden wurde. Der Hohlzylinder 170 kann durch jede geeignete konventionelle Technik mit der Grundplatte 100 verbunden werden. Beispielsweise kann der Hohlzylinder 170, wie vorangehend erläutert, mit der Grundplatte 100 eine Einpressverbindung bilden. Alternativ dazu kann eine Laserschweißung 222 dazu verwendet werden, den Hohlzylinder 170, wie in 4B gezeigt, mit der Grundplatte 100 zu verbinden. In jedem Fall ist der Mechanismus zum Abbau von Spannungen als elastisches Objekt 220, beispielsweise als Federscheibe ausgebildet, das sich gegen den Kopf 162 des Befestigungsmittels 160 abstützt und das zwischen dem Hohlzylinder 170 und dem Kopf 162 des Befestigungsmittels 160 angeordnet ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das elastische Objekt 220 als integraler Teil des Hohlzylinders 170 ausgebildet sein. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem elastischen Objekt 220 um ein separates Teil, welches während der Montage auf dem Hohlzylinder 170 angeordnet wird. In jedem Fall wird das elastische Objekt 220 unter Erwärmung der Anordnung komprimiert und entspannt sich, wenn die thermische Belastung reduziert wird oder abfällt, was es der Grundplatte 100 erlaubt, sich unter Einwirkung der thermischen Belastung in dem Randbereich 104 von dem Kühlkörper 130 weg zu biegen. Das elastische Objekt 220 ist in den 4A und 4B in einer unkomprimierten Stellung C3 vor der Kühlkörpermontage gezeigt.
4C zeigt das Halbleitermodul gemäß 4A nach der Kühlkörpermontage. Der in 4A gezeigte Abstand G3 bewirkt, dass das elastische Objekt 220 während des Kühlkörpermontageprozesses bis zu einer Stellung C4 komprimiert wird, was dazu führt, dass ein Druck auf die Grundplatte 100 einwirkt. Dieser Druck wiederum zwingt die Grundplatte 100, sich nach unten in Richtung des Kühlkörpers 130 zu biegen. Ein Abstand G4 zwischen der Unterseite 102 der Grundplatte 100 und dem Kühlkörper 130 wird durch die Gegenkraft der konvex geformten Grundplatte 100 hervorgerufen. Die Größe des Spalts G4 ist durch das Gleichgewicht zwischen dem Druck von dem elastischen Objekt 220 und der Biegekraft der Grundplatte 100 bewirkt. Der Spalt G4 vergrößert sich, wenn die Temperatur der Grundplatte 100 während des Betriebs ansteigt, und das elastische Objekt 220 wird weiter über die Stellung C4 hinaus komprimiert.
5 zeigt ein Beispiel eines Halbleitermoduls anhand eines Schnitts durch die Übergangsstelle zwischen dem Kühlkörper 130 und dem Randbereich 104 der Grundplatte 100. Eine Halterung 230 wird dazu verwendet, die Grundplatte 100 gegen den Kühlkörper 130 an ihrem Platz zu halten. Die Halterung 230 weist eine Basis 232 auf, sowie einen steifen Arm 234, der sich in lateraler Richtung von der Basis 232 nach außen über den Randbereich 104 der Grundplatte 100 erstreckt. Die Basis 232 der Klammer ist so bemessen, dass der Randbereich 104 der Grundplatte 100 von dem Kühlkörper 130 beabstandet ist, nachdem die Halterung 230, wie in 5 gezeigt ist, mittels eines Befestigungsmittel 160 an dem Kühlkörper 130 befestigt wurde. Der Arm 234 der Halterung 230 ist insofern steif, als sich der Arm 234 als Reaktion auf eine angewendete Kraft nicht bewegt. Um es der Grundplatte 100 zu ermöglichen, dass sie sich in ihrem Randbereich 104 unter Einwirkung einer thermischen Last wie vorangehend beschrieben verbiegt, ist der Mechanismus zum Abbau von Spannungen als elastisches Objekt 240 ausgebildet, welches zwischen der Grundplatte 100 und dem steifen Arm 234 der Halterung 230 angeordnet ist. Das elastische Objekt 240 wird unter Einwirkung einer thermischen Belastung komprimiert und es entspannt sich, wenn die thermische Belastung reduziert wird oder abfällt, wie dies durch eine gestrichelte Linie mit Endpfeilen angedeutet ist, was es der Grundplatte 100 ermöglicht, sich unter Einwirkung einer thermischen Belastung im Randbereich 104 von dem Kühlkörper 130 weg zu biegen.
6 zeigt ein Beispiel eines Halbleitermoduls in einem Bereich des Übergangs zwischen dem Kühlkörper 130 und dem Randbereich 104 der Grundplatte 100. Eine Halterung 250 wird dazu verwendet, die Grundplatte 100 gegen den Kühlkörper 130 an ihrer Stelle zu halten. Die Halterung 250 umfasst eine Basis 252 und einen flexiblen Arm 254, der sich in lateraler Richtung von der Basis 252 nach außen über den Randbereich 104 der Grundplatte 100 erstreckt. Die Basis 252 der Halterung 250 ist so bemessen, dass der Randbereich 104 der Grundplatte 100 von dem Kühlkörper 130 beabstandet ist, nachdem ein Befestigungsmittel 160 dazu verwendet wurde, die Halterung 250 wie in 6 gezeigt an dem Kühlkörper 130 zu befestigen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Mechanismus zum Abbau von Spannungen um den flexiblen Arm 254 der Halterung 250. Der Arm 254 der Halterung 250 ist insofern flexibel, als er sich als Reaktion auf eine korrespondierende Kraft, die von der Grundplatte 100 unter Einwirkung einer thermischen Belastung ausgeübt wird, nach oben bewegt, und in seine entspannte Position zurückkehrt, wenn die angewendete Kraft nachlässt, was es der Grundplatte 100 ermöglicht, sich wie durch die gestrichelte Linie mit Endpfeilen angedeutet unter Einwirkung einer thermischen Last in ihrem Randbereich 104 von dem Kühlkörper 130 weg zu biegen.
Noch eine weitere Möglichkeit zur Begrenzung der mechanischen Spannungen wird beispielhaft anhand des in den 7A, 7B und 7C gezeigten Halbleitermoduls erläutert. 7A zeigt eine Draufsicht, 7B eine Seitenansicht jeweils aus dem Randbereich 104 dieses Halbleitermoduls im ummontierten Zustand, 7C eine Seitenansicht nach der Montage des Halbleitermoduls an einem Kühlkörper 130. Das Halbleitermodul weist eine metallische Grundplatte 100 auf. An einem inneren Bereich 102 der Grundplatte 100 sind mehrere Substrate 110 unter Verwendung irgendeines beliebigen herkömmlichen Substratbefestigungsmaterials 112, z.B. einem Lot oder dergleichen, befestigt. Ein oder mehrere Halbleiterchips 120 sind an der oberen Oberfläche 114 eines jeden der Substrate 110 befestigt, so dass ein jedes der Substrate 110 zwischen dem auf ihm montierten Halbleiterchip 120 und der Grundplatte 100 angeordnet ist. Ein derartiger Halbleiterchip 120 kann unter Verwendung eines beliebigen Chipbefestigungsmaterials, beispielsweise einem Lot, einem Diffusionslot, gesintertem Silber, gesintertem Kupfer etc., an einer oberen Metallisierung 110t des betreffenden Substrats 110 befestigt sein. Das Substrat 110 kann beispielsweise ein DCB-Substrat (DCB = Direct Copper Bonding) oder ein DAB-Substrat (DAB = Direct Aluminum Bonding) oder ein AMB-Substrat (AMB = Active Metal Brazing) sein und ein keramisches Material aufweisen, welches zwischen der oberen Metallisierung 110t und der unteren Metallisierungen 110b angeordnet ist, und bei dem die untere Metallisierung 110b an den inneren Bereich 102 der Grundplatte 100 gelötet, hartgelötet oder gesintert etc. ist.
Um das Halbleitermodul mit der den Substraten 110 abgewandten Seite der Grundplatte 100 an dem Kühlkörper 130 zu montieren, werden ein Distanzstück 108, beispielsweise ein Distanzblech, und ein Federstück 109, beispielsweise ein Federblech, verwendet. Bei dem Distanzstück 108 und dem Federblech 109 handelt es sich um von der Grundplatte 100 unabhängige Elemente, d.h. um Elemente, die nicht stoffschlüssig mit der Grundplatte 100 verbunden oder einstückig mit dieser ausgebildet sind. Das Distanzstück 108 kann beispielsweise aus einem beliebigen Metall bestehen, z.B. aus Aluminium. Zur Montage des Halbleitermoduls an dem Kühlkörper 130 wird das Distanzstück 108 seitlich neben der Grundplatte 100 benachbart zu deren Randbereich 104 auf dem Kühlkörper 130 positioniert, wobei zwischen der Grundplatte 100 und dem Distanzstück 108 ein Spalt 119 verbleibt, dessen Breite auch gleich Null sein kann. Da das Distanzstück 108 eine Dicke d108 aufweist, die geringer ist als die Dicke d100 der Grundplatte 100, überragt die Grundplatte 100 das Distanzstück 108 nach oben, d.h. in einer Richtung weg vom Kühlkörper 130. Hierdurch liegt das Federstück 109, welches oberhalb des Distanzstücks 108 und oberhalb des Randbereichs 104 positioniert wird, sowohl auf dem Distanzstück 108 als auch auf dem Randbereich 104 auf und überbrückt dabei den Spalt 119. Um die Auflagepunkte auf der Grundplatte 104 zu definieren, kann das Federstück 109 optional Anpresslaschen 109a aufweisen. Derartige Anpresslaschen können beispielsweise durch Prägen hergestellt sein. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, auf Anpresslaschen 109a zu verzichten.
Wenn nun das Federstück 109 unter Verwendung eines oder mehrerer Befestigungsmitteln 160, zum Beispiel einer Schraube, zusammen mit dem darunter liegenden Distanzstück 108 mit dem Kühlkörper 130 verschraubt wird, legt sich das Federstück 109 unterhalb des Kopfes 162 des Befestigungsmittels 160 an das Distanzstück 108 und wird dadurch vorgespannt, so dass das Federstück 109 die Grundplatte 100 gegen den Kühlkörper 130 presst. Die dabei auf den Randbereich 104 ausgeübte Anpresskraft ist signifikant geringer die Anpresskraft als bei herkömmlichen Montageverfahren, bei denen die Schraube 160 durch die Grundplatte 100 hindurchgeführt und mit dem Kühlkörper 130 verschraubt würde. Diese signifikant geringer bemessene Anpresskraft ermöglicht es, dass sich der Randbereich 104, d.h. der Grundplatte 100, wenn sich der Verbund aus Grundplatte 100 und dem oder den mit dieser verbundenen Substraten 110 beim Betrieb des Halbleitermoduls erwärmt, insbesondere unterhalb der Anpresslaschen 109a vom Kühlkörper 130 weg bewegen kann, z.B. um wenigstens 10 µm oder gar um wenigstens 100 µm, wenn sich der Verbund aus Grundplatte 100 und dem oder den mit dieser verbundenen Substrat bzw. Substraten 110 beim Betrieb des Halbleitermoduls auf eine Temperatur von wenigstens 80 °C erwärmt. Dabei wird das Federstück 109 weiter vorgespannt.
Die von einer jeden der Anpresslaschen 109a auf die Grundplatte 100 ausgeübte Anpresskraft kann so bemessen sein, dass sie bei Raumtemperatur (20 °C) im Bereich von 150 N und 1000 N liegt, oder zwischen 200 N und 500 N. Beispielsweise kann diese Anpresskraft pro Anpresslasche 109a ca. 300 N betragen.
Die Stärke dieser Anpresskraft kann durch das Material des Federstücks 109 (z.B. Edelstahl) angepasst werde, sowie durch dessen Dicke und Geometrie, durch den Abstand zwischen dem Befestigungsmittel 160 und der diesem Befestigungsmittel 160 nächstgelegenen Stelle, an der das Federstück 109 auf der Grundplatte 100 aufliegt, und durch das Material und die Geometrie des Befestigungsmittels 160, insbesondere des Kopfes 162.
Die Erfindung sieht, bei Substraten, sofern diese ein keramisches Material aufweisen, generell vor, durch die in der vorliegenden Beschreibung erläuterten Mechanismen zum Abbau von Spannungen die Kraft, welche aufgrund einer Erwärmung des Verbundes aus der Grundplatte 100 mit dem oder den Substraten 110 auf das Substrat 110 einwirkt, auf weniger als die maximale Biegefestigkeit des keramischen Materials, z.B. auf weniger als die Hälfe der maximalen Biegefestigkeit der Keramik, zu begrenzen. Auf diese Weise kann eine Beschädigung des Substrats vermieden oder wenigstens signifikant verringert werden. Die typische Biegefestigkeit geeigneter Keramiken liegt im Bereich von 200 MPa bis 500 MPa, und bei Hochleistungskeramiken bei bis zu 1000 MPa.
Bei den hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Grundplatte mittels eines Befestigungsmittels an dem Kühlkörper montiert, das durch eine Öffnung in die Grundplatte eingeführt wird. Gemäß diesen Ausführungsbeispielen begrenzt der Mechanismus zum Abbau von Spannungen die auf die Grundplatte ausgeübte Kraft durch das Befestigungsmittel auf weniger als 2000 N, z.B. auf weniger als 1000 N oder auf weniger als 500 N.
Der Mechanismus zum Abbau von Spannungen kann es ermöglichen, dass sich die Grundplatte in ihrem Randbereich als Reaktion auf eine thermische Belastung um wenigstens 10 µm von dem Kühlkörper weg biegt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann es der Mechanismus zum Abbau von Spannungen ermöglichen, dass sich die Grundplatte in ihrem Randbereich als Reaktion auf eine thermische Belastung um wenigstens 100 µm von dem Kühlkörper weg biegt.
Ebenso ist es möglich, dass mehr als ein Substrat am Innenbereich der Grundplatte befestigt wird. Außerdem kann die Grundplatte jede beliebige gewünschte Form wie beispielsweise quadratisch, rechteckig, U-förmig etc. aufweisen.
Die in der Vorliegenden Beschreibung verwendete richtungsgebundene Terminologie wie z. B. „oben“, „unten“, „Vorderseite“, „Unterseite“, „vordere“, „hintere“ etc. in Bezug auf die Ausrichtung der Figuren verwendet. Weil Komponenten von Ausgestaltungen auf eine Vielzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, wird die richtungsgebundene Terminologie für Zwecke der Veranschaulichung verwendet.

Claims

Halbleitermodulanordnung umfassend: eine Grundplatte (100) mit einem Innenbereich (102), der an einen Randbereich (104) angrenzt; ein Substrat (110), das an dem Innenbereich (102) der Grundplatte (100) befestigt ist; einen Kühlkörper (130), auf dem die Grundplatte (100) derart montiert ist, dass die Grundplatte (100) zwischen dem Substrat (110) und dem Kühlkörper (130) angeordnet ist und dass wenigstens ein Teil des Innenbereichs (102) der Grundplatte (100) den Kühlkörper (130) kontaktiert; und einen Mechanismus zum Abbau von Spannungen, der so ausgebildet ist, dass er es der Grundplatte (100) ermöglicht, sich als Reaktion auf eine Erwärmung der Grundplatte (100) und des Substrats (110) in ihrem Randbereich (104) von dem Kühlkörper (130) weg zu biegen, so dass wenigstens ein Teil des Innenbereichs (102) der Grundplatte (100) mit dem Kühlkörper (130) in Kontakt bleibt, wobei die Grundplatte (100) durch ein Befestigungsmittel (160), das durch eine Öffnung (106) in der Grundplatte (100) geführt ist, an dem Kühlkörper (130) befestigt ist, und bei dem der Mechanismus zum Abbau von Spannungen dazu ausgebildet ist, eine Kraft, welche durch das Befestigungsmittel (160) auf die Grundplatte (100) ausgeübt wird, auf weniger als 2000 N zu begrenzen .
Halbleitermodulanordnung nach Anspruch 1, bei der der Mechanismus zum Abbau von Spannungen eine Federscheibe (140) umfasst, welche zwischen der Grundplatte (100) und dem Kopf (162) des Befestigungsmittels (160) angeordnet ist.
Halbleitermodulanordnung nach Anspruch 2, bei der das Befestigungsmittel (160) an dem Kühlkörper (130) durch einen Hohlzylinder befestigt ist, der in die Öffnung (106) in der Grundplatte (100) eingepresst ist, so dass sich zwischen dem Randbereich (104) der Grundplatte (100) und dem Kühlkörper (130) ein Spalt (G1) befindet.
Halbleitermodulanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Mechanismus zum Abbau von Spannungen ein elastisches Objekt (220) umfasst, das mit einem Kopf (162) des Befestigungsmittels (160) in Kontakt steht, wobei das Befestigungsmittel (160) die Grundplatte (100) an dem Kühlkörper (130) mittels einer Öffnung in der Grundplatte (100) befestigt.
Halbleitermodulanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Mechanismus zum Abbau von Spannungen ein elastisches Objekt (240) umfasst, welches zwischen der Grundplatte (100) und einer Halterung (230) angeordnet ist, wobei die Halterung (230) die Grundplatte (100) gegen den Kühlkörper (130) an ihrer Stelle hält.
Halbleitermodulanordnung nach Anspruch 5, bei der die Halterung (230) einen steifen Arm (234) umfasst, der an einer Basis (232) befestigt ist, wobei die Basis (232) der Halterung (230) so bemessen ist, dass der Randbereich (104) der Grundplatte (100) von dem Kühlkörper (130) beabstandet und das elastische Objekt (240) zwischen dem Randbereich (104) der Grundplatte (100) und dem steifen Arm (234) angeordnet ist.
Halbleitermodulanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die weiterhin einen Abstandhalter (170) umfasst, der einen Abstand (G2) zwischen dem Randbereich (104) der Grundplatte (100) und dem Kühlkörper (130) aufrechterhält.
Halbleitermodulanordnung nach Anspruch 7, bei der der Abstandhalter (170) einen Hohlzylinder aufweist, der in eine Öffnung (106) in der Grundplatte (100) eingesetzt ist und der verhindert, dass der Randbereich (104) der Grundplatte (100) den Kühlkörper (130) kontaktiert.
Halbleitermodulanordnung nach Anspruch 8, bei der der Mechanismus zum Abbau von Spannungen zwischen dem Hohlzylinder und dem Kopf (162) des Befestigungsmittels (160) angeordnet ist, welches durch den Hohlzylinder (170) bis zum Kühlkörper (130) hindurchgeführt ist.
Halbleitermodulanordnung nach Anspruch 1, bei der der Mechanismus zum Abbau von Spannungen einen flexiblen Arm (254) umfasst, der an einer Basis (252) einer Halterung (250) befestigt ist, wobei sich der flexible Arm (254) von der Basis (252) nach außen erstreckt und den Randbereich (104) der Grundplatte (100) kontaktiert, und wobei die Basis (252) der Halterung (250) so bemessen ist, dass der Randbereich (104) der Grundplatte (100) von dem Kühlkörper (130) beabstandet ist.
Halbleitermodulanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Mechanismus zum Abbau von Spannungen so ausgebildet ist, dass er eine Kraft, die unter Einwirkung einer thermischen Belastung auf das Substrat (110) einwirkt, auf weniger als die maximale Biegefestigkeit einer Keramik des Substrats (110) begrenzt.
Halbleitermodulanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Mechanismus zum Abbau von Spannungen so ausgebildet ist, dass er es der Grundplatte (100) ermöglicht, sich als Reaktion auf eine Erhöhung der Temperatur der Grundplatte in ihrem Randbereich (104) um wenigstens 10 µm oder um wenigstens 100 µm von dem Kühlkörper (130) weg zu biegen.
Halbleitermodulanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das Substrat (110) eine elektrisch isolierende Keramikschicht aufweist, die auf einander entgegengesetzten Seiten jeweils mit einer oberen und einer unteren Metallisierungsschicht versehen ist, wobei die untere Metallisierungsschicht stoffschlüssig mit der Grundplatte (100) verbunden ist, und wobei der Halbleiterchip (120) auf der oberen Metallisierungsschicht angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Halbleitermodulanordnung, umfassend: Bereitstellen einer Grundplatte (100), welche einen Innenbereich (102) aufweist, der an einen Randbereich (104) angrenzt; Befestigen eines Substrats (110) an dem Innenbereich (102) der Grundplatte (100); Montieren der Grundplatte (100) auf einem Kühlkörper (130) derart, dass die Grundplatte (100) zwischen dem Substrat (110) und dem Kühlkörper (130) angeordnet ist und dass wenigstens ein Teil des Innenbereichs (102) der Grundplatte (100) den Kühlkörper (130) kontaktiert; Bereitstellen eines Mechanismus zum Abbau von Spannungen, der so ausgebildet ist, dass er es der Grundplatte (100) ermöglicht, sich als Reaktion auf eine thermische Belastung in ihrem Randbereich (104) von dem Kühlkörper (130) weg zu biegen, so dass wenigstens ein Teil des Innenbereichs (102) der Grundplatte (100) mit dem Kühlkörper (130) in Kontakt bleibt; und Bereitstellen eines Befestigungsmittels (160), Führen des Befestigungsmittels (160) durch eine Öffnung (106) in der Grundplatte (100) um die Grundplatte (100) an dem Kühlkörper (130) zu befestigen, wobei der Mechanismus zum Abbau von Spannungen dazu ausgebildet ist, eine Kraft, welche durch das Befestigungsmittel auf die Grundplatte (100) ausgeübt wird, auf weniger als 2000 N zu begrenzen.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der Mechanismus zum Abbau von Spannungen dadurch bereitgestellt wird, dass eine Federscheibe (140) zwischen die Grundplatte (100) und einen Kopf (162) des Befestigungsmittels (160) eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, umfassend: Einpressen eines Hohlzylinders in die Öffnung (106) in der Grundplatte (100); und Befestigen des Befestigungsmittels (162) an dem Kühlkörper (130) durch den Hohlzylinder, so dass zwischen dem Randbereich (104) der Grundplatte (100) und dem Kühlkörper (130) ein Abstand (G1) besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem der Mechanismus zum Abbau von Spannungen dadurch bereitgestellt wird, dass sich ein elastisches Objekt (140) gegen einen Kopf (162) des Befestigungsmittels (160) abstützt.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der Mechanismus zum Abbau von Spannungen dadurch bereitgestellt wird, dass ein elastisches Objekt (240) zwischen der Grundplatte (100) und einer Halterung (230, 250) angeordnet wird und dass die Halterung (230, 250) so befestigt wird, dass sie die Grundplatte (100) gegenüber dem Kühlkörper (130) in ihrer Position hält.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem die Halterung (230) einen steifen Arm (234) umfasst, der an einer Basis (232) befestigt ist, wobei die Basis (232) der Halterung (230) so bemessen ist, dass der Randbereich (104) der Grundplatte (100) vom Kühlkörper (130) beabstandet ist, und wobei das elastische Objekt zwischen dem Randbereich (104) der Grundplatte (100) und dem steifen Arm (234) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 14, das weiterhin einen Abstandhalter (170) umfasst, der einen Abstand (G1) zwischen dem Randbereich (104) der Grundplatte (100) und dem Kühlkörper (130) aufrecht erhält.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Abstandhalter (170) dadurch bereitgestellt wird, dass ein Hohlzylinder in die Öffnung (106) in der Grundplatte (100) eingesetzt wird, der es der Grundplatte (100) nach deren Montage an dem Kühlkörper (130) erlaubt, dass sich der Randbereich (104) der Grundplatte (100) von dem Kühlkörper (130) abhebt.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem der Mechanismus zum Abbau von Spannungen zwischen dem Hohlzylinder und einem Kopf (162) des Befestigungsmittels (160) angeordnet ist, das in den Hohlzylinder eingesetzt ist und sich bis zu dem Kühlkörper (130) erstreckt.