DE102014211488A1 - Integrated circuit with a thermally sprayed housing body - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen integrierten, elektronischen Schaltkreis. Der Schaltkreis weist einen Körper auf und wenigstens einen elektronischen Halbleiter, insbesondere Halbleiterschaltkreis, welcher in den Körper eingebettet ist. Erfindungsgemäß ist der Körper ein thermisch gespritzter Keramikkörper.The invention relates to an integrated electronic circuit. The circuit has a body and at least one electronic semiconductor, in particular semiconductor circuit, which is embedded in the body. According to the invention, the body is a thermally sprayed ceramic body.

Description

Stand der Technik State of the art

Die Erfindung betrifft einen integrierten, elektronischen Schaltkreis. Der Schaltkreis weist einen Körper, insbesondere einen ein Gehäuse des Schaltkreises bildenden Gehäusekörper auf und wenigstens einen elektronischen Halbleiter, insbesondere Halbleiterschaltkreis, welcher in den Körper eingebettet ist. The invention relates to an integrated electronic circuit. The circuit has a body, in particular a housing body forming a housing of the circuit, and at least one electronic semiconductor, in particular semiconductor circuit, which is embedded in the body.

Bei elektronischen Schaltkreisen, insbesondere bei Halbleitermodulen, insbesondere Leistungsmodulen, besteht das Problem, dass die von dem elektronischen Halbleiter erzeugbare Verlustwärme begrenzt ist, insoweit das Gehäuse des integrierten Schaltkreises, insbesondere ein Kunststoffgehäuse, nur eine begrenzte Wärmeleitfähigkeit aufweist und weiter bei hohen Temperaturen zerstört werden könnte. In electronic circuits, in particular in semiconductor modules, in particular power modules, there is the problem that the loss of heat generated by the electronic semiconductor is limited, as far as the housing of the integrated circuit, in particular a plastic housing, has only a limited thermal conductivity and could be destroyed at high temperatures ,

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Erfindungsgemäß ist der Körper ein thermisch gespritzter Körper. Der thermisch gespritzte Körper ist bevorzugt mittels thermischen Spritzens, bevorzugt mittels einer thermischen Spritzvorrichtung, insbesondere einer Plasmaspritzvorrichtung erzeugt. Das Körpermaterial ist bevorzugt ein Keramikmaterial. According to the invention, the body is a thermally sprayed body. The thermally sprayed body is preferably produced by thermal spraying, preferably by means of a thermal spraying device, in particular a plasma spraying device. The body material is preferably a ceramic material.

Dadurch kann vorteilhaft ein Schaltkreis mit einem thermisch gut leitfähigen Körper und weiter einem Körper mit einer hohen elektrischen Durchschlagfestigkeit erzeugt werden. As a result, a circuit with a thermally good conductive body and further a body with a high dielectric strength can be advantageously produced.

Es wurde nämlich erkannt, dass mittels herkömmlicher Sinterverfahren zum Erzeugen von keramischen Körpern der in dem Sintermaterial eingebettete Halbleiter zerstört werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen thermischen Spritzverfahren lässt sich vorteilhaft das keramische Material mit einem geringen Wärmeeintrag in den Halbleiter, insbesondere Halbleiterbaustein, auftragen und so ein integrierter elektronischer Schaltkreis mit einem Körper erzeugen, welcher durch ein keramisches Material gebildet ist. It has been recognized that by means of conventional sintering methods for producing ceramic bodies, the semiconductor embedded in the sintered material can be destroyed. With the thermal spraying method according to the invention can advantageously be the ceramic material with a low heat input in the semiconductor, in particular semiconductor device, apply and thus produce an integrated electronic circuit with a body, which is formed by a ceramic material.

Das thermische Spritzen ist in einer bevorzugten Ausführungsform Plasmaspritzen. Dadurch können die Keramikpartikel effizient aufgeschmolzen werden und auf dem Halbleiter und/oder dem Substrat aufwachsen. Ein Wärmeeintrag in den Halbleiter ist dabei vorteilhaft klein. The thermal spraying is in a preferred embodiment plasma spraying. As a result, the ceramic particles can be melted efficiently and grown on the semiconductor and / or the substrate. A heat input into the semiconductor is advantageously small.

In einer anderen Ausführungsform ist das thermische Spritzen Flammspritzen, weiter bevorzugt Hochgeschindigkeits-Flammspritzen, auch HVOF genannt (HVOF = High-Velocity-Oxy-Fuel). Dadurch können vorteilhaft Keramikkörper mit einer hohen Dichte erzeugt werden. In another embodiment, thermal spraying is flame spraying, more preferably high velocity flame spraying, also called HVOF (HVOF = High Velocity Oxy-Fuel). As a result, it is possible with advantage to produce ceramic bodies with a high density.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Schaltkreis wenigstens einen elektrischen Anschluss auf, welcher aus dem Körper herausragt. So kann der elektrische Schaltkreis vorteilhaft von außen elektrisch kontaktiert werden. In a preferred embodiment, the circuit has at least one electrical connection which protrudes from the body. Thus, the electrical circuit can be advantageously contacted electrically from the outside.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Keramik eine Oxidkeramik, insbesondere Aluminiumoxid, Titandioxid, Magnesiumoxid, Chromoxid, Bariumoxid oder Zirkonoxid auf. Weitere vorteilhafte Varianten für eine Keramik sind Silikate, insbesondere Alumosilikat. Weiter vorteilhaft kann die Keramik ein Titanat, insbesondere Aluminiumtitanat oder Bariumtitanat aufweisen. In a preferred embodiment, the ceramic has an oxide ceramic, in particular aluminum oxide, titanium dioxide, magnesium oxide, chromium oxide, barium oxide or zirconium oxide. Further advantageous variants for a ceramic are silicates, in particular aluminosilicate. Further advantageously, the ceramic may comprise a titanate, in particular aluminum titanate or barium titanate.

Mittels des thermischen Spritzverfahrens, insbesondere Plasmaspritzen, lassen sich vorteilhaft Keramikpulver mit zueinander verschiedenen Zusammensetzungen in dem Plasma aufschmelzen und weiter beim Abscheiden zu dem Körper aufwachsen und so den elektronischen Halbleiter einschließen. By means of the thermal spraying method, in particular plasma spraying, ceramic powders with mutually different compositions can advantageously be melted in the plasma and continue to grow on deposition to the body and thus enclose the electronic semiconductor.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Keramik ein Nitrid, insbesondere Bornitrid, Aluminiumnitrid oder Siliziumnitrid auf. So kann vorteilhaft eine gute Wärmeleitfähigkeit des Körpers des elektronischen Schaltkreises bewirkt werden. In a preferred embodiment, the ceramic has a nitride, in particular boron nitride, aluminum nitride or silicon nitride. Thus, advantageously, a good thermal conductivity of the body of the electronic circuit can be effected.

Mittels der zuvor genannten Oxide, insbesondere Aluminiumoxid, lässt sich vorteilhaft ein aufwandsgünstig bereitzustellender Körper erzeugen. By means of the abovementioned oxides, in particular aluminum oxide, it is advantageously possible to produce a body which is inexpensive to dispose of.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Keramik ein Silizid, insbesondere Molybdändisilizid, auf. Mittels des Molybdändisilizids können vorteilhaft elektrisch leitfähige Strukturen, beispielsweise eine Abschirmung oder eine elektrische Verbindungsleitung gebildet sein. Zusätzlich oder unabhängig davon können elektrische Verbindungen oder eine Abschirmung durch eine Metallschicht gebildet sein. Die Metallschicht umfasst beispielsweise Kupfer, Nickel, Gold, Silber, Zinn, Zink, Aluminium oder eine Kombination aus diesen. In a preferred embodiment, the ceramic has a silicide, in particular molybdenum disilicide. By means of the molybdenum disilicide, electrically conductive structures, for example a shield or an electrical connection line, can be advantageously formed. Additionally or independently, electrical connections or shielding may be formed by a metal layer. The metal layer includes, for example, copper, nickel, gold, silver, tin, zinc, aluminum or a combination of these.

In einer anderen Ausführungsform kann mittels des Molybdändisilizids, insbesondere einer thermisch gespritzten Schicht umfassend Molybdändisilizid, ein Heizelement gebildet sein. So kann vorteilhaft eine Elektronik, welche den integrierten Schaltkreis umfasst, vor einem Betauen geschützt werden. In another embodiment, a heating element may be formed by means of the molybdenum disilicide, in particular a thermally sprayed layer comprising molybdenum disilicide. Thus, advantageously, an electronic system which comprises the integrated circuit can be protected against condensation.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Schaltkreis ein QFN-Gehäuse (QFN = Quad flat no leads package) auf. Das QFN-Gehäuse weist bevorzugt eine Dicke zwischen 0,05 und 5 Millimeter auf. In a preferred embodiment, the circuit has a QFN package (QFN = Quad flat no leads package). The QFN package preferably has a thickness between 0.05 and 5 millimeters.

Das QFN-Gehäuse kann vorteilhaft mittels des thermischen Spritzverfahrens, insbesondere mittels Plasmaspritzen oder Flammspritzen, aufwandsgünstig bereitgestellt werden. The QFN housing can be advantageously provided by means of the thermal spraying method, in particular by means of plasma spraying or flame spraying.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Körper aufeinanderfolgende Keramik-Einzelschichten auf, welche miteinander verbunden sind. Die Verbindung zwischen den Einzelschichten ist bevorzugt eine stoffschlüssige Verbindung. Die stoffschlüssige Verbindung ist bevorzugt beim Aufspritzen einer Folgeschicht erzeugt. Dabei können die aufgeschmolzenen Keramikpartikel auf der Oberfläche miteinander verzahnen und/oder verkrallen. In a preferred embodiment, the body has successive ceramic monolayers joined together. The connection between the individual layers is preferably a cohesive connection. The cohesive connection is preferably produced during the spraying of a subsequent layer. The melted ceramic particles can interlock and / or dig on the surface.

So können vorteilhaft keramische Materialien mit zueinander verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten in dem integrierten Schaltkreis ausgebildet sein. So kann vorteilhaft eine stufenweise Adaption eines Wärmeausdehnungskoeffizienten von einem Halbleitermaterial, beispielsweise Silizium, bis hin zu weiteren Schichten in dem keramischen Körper, erzeugt werden. Vorteilhaft kann so eine Lebensdauer des Schaltkreises verbessert sein. Vorteilhaft kann durch den so thermisch angepassten keramischen Körper effizient Wärme von dem Halbleiter abgeführt werden. Beispielsweise kann ein quaderförmiger Körper umfassend eine Oberfläche mit sechs Facetten zur Ableitung von Verlustwärme von mehr als einer Facette thermisch an einen oder mehrere Kühlkörper angebunden sein. Thus, advantageous ceramic materials with mutually different thermal expansion coefficients may be formed in the integrated circuit. Thus, advantageously, a stepwise adaptation of a coefficient of thermal expansion of a semiconductor material, for example silicon, up to further layers in the ceramic body, are generated. Advantageously, such a lifetime of the circuit can be improved. Advantageously, heat can be efficiently dissipated from the semiconductor by the thus thermally adapted ceramic body. For example, a cuboid body comprising a six facet surface for dissipating heat loss from more than one facet may be thermally bonded to one or more heat sinks.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Keramik ein Carbid, insbesondere Borcarbid, Wolframcarbid oder Siliziumcarbid auf. Vorteilhaft kann so der keramisch ausgebildete Körper eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Weiter vorteilhaft kann mittels einer Schicht von Siliziumkarbid eine Substratschicht für den Halbleiter, insbesondere einen gehäuselosen Halbleiterbaustein, auch Bare-Die genannt, gebildet sein. In a preferred embodiment, the ceramic has a carbide, in particular boron carbide, tungsten carbide or silicon carbide. Advantageously, the ceramic body can thus have a good thermal conductivity. Further advantageously, by means of a layer of silicon carbide, a substrate layer for the semiconductor, in particular a housing-less semiconductor component, also called bare die, may be formed.

Der zuvor genannte Halbleiter, insbesondere Halbleiter-Baustein, ist bevorzugt ein Halbleiterschalter. Der Halbleiterschalter ist bevorzugt ein Transistor, insbesondere ein Feldeffekttransistor. Andere Ausführungsformen für den Halbleiter sind ein integrierter Logikschaltkreis, insbesondere ein Mikrocontroller, ein Mikroprozessor oder ein ASIC (ASIC = Application-Specific-Integrated-Circuit). The aforementioned semiconductor, in particular semiconductor component, is preferably a semiconductor switch. The semiconductor switch is preferably a transistor, in particular a field effect transistor. Other embodiments for the semiconductor are an integrated logic circuit, in particular a microcontroller, a microprocessor or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).

Der integrierte Schaltkreis ist beispielsweise ein Halbleitermodul, insbesondere ein Inverter. Der Inverter umfasst bevorzugt wenigstens zwei, drei, oder mehrere Halbleiterschalter-Halbbrücken, welche jeweils zwei Halbleiterschalter, insbesondere Feldeffekttransistoren, oder IGBT-Transistoren (IGBT = Insulated-Gate-Bipolar-Transitor) aufweisen. Beispielsweise umfasst der Inverter eine B6-Brücke oder wenigstens zwei H-Brücken. The integrated circuit is for example a semiconductor module, in particular an inverter. The inverter preferably comprises at least two, three, or a plurality of semiconductor switch half bridges, each of which has two semiconductor switches, in particular field effect transistors, or IGBT transistors (IGBT = Insulated Gate Bipolar Transitor). For example, the inverter comprises a B6 bridge or at least two H-bridges.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Erzeugen eines integrierten Schaltkreises. Bei dem Verfahren zum Erzeugen eines integrierten Schaltkreises wird wenigstens ein elektronisches Halbleiterbauteil mit in ein Körpermaterial eingebettet und so ein elektronisches Bauteil erzeugt. The invention also relates to a method for producing an integrated circuit. In the method for producing an integrated circuit, at least one electronic semiconductor device is embedded in a body material, thus producing an electronic component.

Das Verfahren umfasst die Schritte:

  • – Aufschmelzen von Keramikpulver in einem Plasma oder einer Flamme;
  • – Aufspritzen der geschmolzenen Keramikpartikel auf das den Halbleiter, insbesondere Halbleiterbaustein, oder zusätzlich wenigstens einen Teil von elektrischen Anschlüssen des Halbleiterbauteils, bis der Halbleiter mit Keramikmaterial wenigstens teilweise oder vollständig eingebettet ist.
The method comprises the steps:
  • - melting ceramic powder in a plasma or a flame;
  • - Spraying the molten ceramic particles on the semiconductor, in particular semiconductor device, or additionally at least a portion of electrical connections of the semiconductor device until the semiconductor is at least partially or completely embedded with ceramic material.

Bevorzugt werden die Keramikpartikel durch eine Maske hindurch gespritzt. Die Maske weist eine Öffnung und einen die Öffnung begrenzenden Rand auf, wobei der Rand ausgebildet ist, eine insbesondere laterale Ausdehnung des Keramikpartikel-Spritzstrahles zu begrenzen. Preferably, the ceramic particles are injected through a mask. The mask has an opening and an edge delimiting the opening, wherein the edge is designed to limit a particular lateral extent of the ceramic particle spray jet.

In einer anderen Ausführungsform werden die Keramikpartikel in eine Form gespritzt, wobei der Halbleiter in der Form angeordnet ist und so in Keramikmaterial eingebettet wird. In another embodiment, the ceramic particles are injected into a mold, wherein the semiconductor is arranged in the mold and thus embedded in ceramic material.

Bevorzugt wird der Körper in aufeinanderfolgenden Einzelschichten schichtweise erzeugt. The body is preferably produced in layers in successive individual layers.

Weiter bevorzugt wird beim Erzeugen der Einzelschicht von der Einzelschicht emittierte Wärmestrahlen erfasst und ein Partikelstrom der gespritzten Keramikpartikel beim Aufspritzen in Abhängigkeit der Wärmestrahlen erzeugt. More preferably, heat rays emitted by the single layer are detected during the production of the single layer and a particle flow of the sprayed ceramic particles is produced during spraying in dependence on the heat rays.

Bevorzugt wird eine Schichtdicke der Einzelschicht in Abhängigkeit der erfassten Wärmestrahlen, insbesondere in Abhängigkeit eines die Wärmestrahlen repräsentierenden, von einem Infrarotsensor erzeugten Ausgangssignals erzeugt. Preferably, a layer thickness of the single layer is generated as a function of the detected heat rays, in particular as a function of an output signal representing the heat rays generated by an infrared sensor.

Dadurch kann vorteilhaft verhindert werden, dass eine Temperatur des während des Spritzvorganges wachsenden Keramikkörpers derart ansteigt, dass der Halbleiter beschädigt oder zerstört werden kann. As a result, it can be advantageously prevented that a temperature of the ceramic body growing during the injection process increases in such a way that the semiconductor can be damaged or destroyed.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der gespritzte Körper, insbesondere das gespritzte Keramikgehäuse mittels einer Polymerschicht, insbesondere eine Lackschicht als Oberflächenschicht beschichtet. So kann vorteilhaft keine Feuchtigkeit in den Schaltkreis eindringen. In a preferred embodiment, the sprayed body, in particular the sprayed ceramic housing by means of a polymer layer, in particular a coating layer is coated as a surface layer. Thus, no moisture can advantageously penetrate into the circuit.

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. The invention will now be described below with reference to figures and further embodiments. Further advantageous embodiments will become apparent from the features described in the figures and in the dependent claims.

1 zeigt ein Verfahren zum Erzeugen eines integrierten Schaltkreises, bei dem ein Halbleiter mittels plasmageschmolzener Keramikpartikel schichtweise eingebettet wird, wobei eine Temperatur des aufgespritzten Keramikmaterials zur Strahlregelung erfasst wird; 1 shows a method for producing an integrated circuit in which a semiconductor is embedded in layers by means of plasma-fused ceramic particles, wherein a temperature of the sprayed-ceramic for beam control is detected;

2 zeigt einen mittels des in 1 dargestellten Verfahrens erzeugten integrierten Schaltkreis. 2 shows a means of in 1 illustrated method produced integrated circuit.

1 zeigt ein Verfahren zum Erzeugen eines integrierten Schaltkreises 1. Zum Erzeugen des integrierten Schaltkreises 1, welcher in 2 näher dargestellt ist, wird ein Halbleiter 2, insbesondere ein gehäuseloser Halbleiter, auch Bare-Die genannt, mittels eines Lotmittels 16 mit einem Substrat 3 verlötet. 1 shows a method for producing an integrated circuit 1 , For generating the integrated circuit 1 which is in 2 is shown in more detail, is a semiconductor 2 , in particular a caseless semiconductor, also called Bare-Die, by means of a solder 16 with a substrate 3 soldered.

Das Substrat 3 ist beispielsweise ein keramisches Substrat oder ein Metallblech, insbesondere Kupferblech, welches beispielsweise zu einem elektrischen Anschluss des integrierten Schaltkreises herausgeführt sein kann. The substrate 3 For example, a ceramic substrate or a metal sheet, in particular copper sheet, which may be led out, for example, to an electrical connection of the integrated circuit.

Mit dem Halbleiter 2 werden zwei jeweils durch ein Kupferblech gebildete elektrische Anschlüsse 4 und 5 mittels Bonddrähten 6, beziehungsweise 7 mit dem Halbleiter 2 elektrisch verbunden. With the semiconductor 2 become two each formed by a copper sheet electrical connections 4 and 5 by means of bonding wires 6 , respectively 7 with the semiconductor 2 electrically connected.

In den weiteren Verfahrensschritten wird das Gehäuse des integrierten Schaltkreises 1, insbesondere ein Keramikkörper, erzeugt. Dazu wird eine Schablone 15 über den Halbleiter 2 und einen Teil der Anschlüsse 4 und 5 gelegt und in einem weiteren Schritt mittels einer Plasmasprayvorrichtung 14 geschmolzene Keramikpartikel 13 erzeugt und diese auf den Halbleiter 2 und die von der Maske 15 freigelassenen Anschlüsse 4 und 5 gespritzt. Die Keramikpartikel 13 wachsen auf dem Halbleiter 2 und den elektrischen Anschlüssen 4 und 5, sowie in diesem Beispiel auf einem Teil des Substrates 3, welcher nicht durch den Halbleiter 2 bedeckt ist, zu einer Keramikschicht 8 auf. In the further process steps, the housing of the integrated circuit 1 , in particular a ceramic body produced. This is a template 15 over the semiconductor 2 and part of the connections 4 and 5 placed and in a further step by means of a plasma spray device 14 melted ceramic particles 13 generated and this on the semiconductor 2 and those of the mask 15 released connections 4 and 5 injected. The ceramic particles 13 grow on the semiconductor 2 and the electrical connections 4 and 5 , and in this example on a part of the substrate 3 which is not due to the semiconductor 2 is covered, to a ceramic layer 8th on.

Weiter werden weitere Keramikschichten erzeugt, welche auf die bereits erzeugten Keramikschichten aufgespritzt werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist auf die Keramikschicht 8 eine weitere Keramikschicht 9 aufgespritzt und auf die Keramikschicht 9 eine weitere Keramikschicht 10 aufgespritzt. Zwischen dem Erzeugen der einzelnen Keramikschichten können die zuvor erzeugten Keramikschichten beispielsweise abkühlen, wenn eine vorbestimmte Temperatur des Halbleiters 2 nicht überschritten werden soll. Furthermore, further ceramic layers are produced, which are sprayed onto the ceramic layers already produced. In this embodiment is on the ceramic layer 8th another ceramic layer 9 sprayed on and on the ceramic layer 9 another ceramic layer 10 sprayed. For example, between generating the individual ceramic layers, the previously generated ceramic layers may cool when a predetermined temperature of the semiconductor is reached 2 should not be exceeded.

Dazu kann beispielsweise die von den Keramikschichten, in diesem Ausführungsbeispiel der Keramikschicht 10 emittierte Wärmestrahlung 18 von einem Infrarot-Detektor 17 erfasst werden. Der Infrarot-Detektor 17 ist ausgebildet, in Abhängigkeit der erfassten Wärmestrahlung 18 ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches die erfasste Wärmestrahlung 18 repräsentiert. For this purpose, for example, of the ceramic layers, in this embodiment, the ceramic layer 10 emitted heat radiation 18 from an infrared detector 17 be recorded. The infrared detector 17 is formed, depending on the detected heat radiation 18 to generate an output signal which detects the detected heat radiation 18 represents.

Der Infrarot-Sensor 17 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 19 mit der Plasmasprayvorrichtung 14 verbunden. Die Plasmasprayvorrichtung 14 ist ausgebildet, in Abhängigkeit des über die Verbindungsleitung 19 empfangenen Ausgangssignals des Infrarot-Sensors 17 die geschmolzenen Keramikpartikel 13 zu erzeugen. So kann die Plasmasprayvorrichtung 14 die Keramikschichten 8, 9 und 10 in Abhängigkeit der von den Keramikschichten 8, 9 oder 10 ausgesendeten Wärmestrahlen 18 erzeugen. Die Plasmasprayvorrichtung 14 kann so beispielsweise in Abhängigkeit des Ausgangssignals des Infrarot-Sensors 17 eine Partikeldichte oder einen Partikelstrom, das heißt eine Anzahl der gesprayten Partikel pro Zeiteinheit, oder die Schichtdicke der gesprühten Schichten regeln. Weiter kann die Plasmasprayvorrichtung in Abhängigkeit des Ausgangssignals eine Pause zum Abkühlen einer gespritzten Schicht regeln oder steuern. So kann eine Überhitzung des Halbleiters 2 verhindert werden, welche dem Halbleiter schaden oder diesen zerstören kann. The infrared sensor 17 is on the output side via a connecting line 19 with the plasma spray device 14 connected. The plasma spray device 14 is formed, depending on the over the connecting line 19 received output signal of the infrared sensor 17 the molten ceramic particles 13 to create. So can the plasma spray device 14 the ceramic layers 8th . 9 and 10 depending on the ceramic layers 8th . 9 or 10 emitted heat rays 18 produce. The plasma spray device 14 can thus, for example, depending on the output signal of the infrared sensor 17 a particle density or a particle flow, that is to say a number of the sprayed particles per unit time, or the layer thickness of the sprayed layers. Furthermore, the plasma spray device can regulate or control a pause for cooling a sprayed layer as a function of the output signal. So can overheating of the semiconductor 2 can be prevented, which can damage the semiconductor or destroy it.

2 zeigt den mit dem in 1 dargestellten Verfahren erzeugten integrierten Schaltkreis 1 mit dem Halbleiterbauteil 2, zuvor auch Halbleiter 2 genannt. Der integrierte Schaltkreis 1 weist zusätzlich zu den Keramikschichten 8, 9 und 10 noch zwei weitere Keramikschichten 11 und 12 auf, welche jeweils auf eine zu dem Halbleiterbauteil 2 gegenüberliegende Seite des Substrates 3 aufgespritzt sind. 2 shows the with the in 1 illustrated method produced integrated circuit 1 with the semiconductor device 2 , previously also semiconductors 2 called. The integrated circuit 1 indicates in addition to the ceramic layers 8th . 9 and 10 two more ceramic layers 11 and 12 on, which in each case to one to the semiconductor device 2 opposite side of the substrate 3 are sprayed on.

Der Halbleiter 2 ist so gemeinsam mit dem Substrat 3 und jeweils einem Teil der elektrischen Anschlüsse 4 und 5 und mit den Bond-Drähten 6 und 7 in die Keramikschichten 8, 9, 10, 11 und 12 eingebettet. Die Keramikschichten 8, 9, 10, 11 und 12 bilden gemeinsam einen Körper 20, insbesondere Keramikkörper, in den der Halbleiter 2 eingebettet ist. The semiconductor 2 is so common with the substrate 3 and in each case a part of the electrical connections 4 and 5 and with the bond wires 6 and 7 in the ceramic layers 8th . 9 . 10 . 11 and 12 embedded. The ceramic layers 8th . 9 . 10 . 11 and 12 together form a body 20 , In particular ceramic body, in which the semiconductor 2 is embedded.

Anstelle der Plasmasprayvorrichtung 14 können die aufgeschmolzenen Keramikpartikel 13 mittels einer Flammspritzvorrichtung, insbesondere einer HVOF-Flammspritzvorrichtung (HVOF = High-Velocity-Oxy-Fuel), erzeugt werden. Instead of the plasma spray device 14 can melt the ceramic particles 13 by means of a flame spraying device, in particular a HVOF flame spraying device (HVOF = High Velocity Oxy-Fuel), are generated.

Claims (10)

Integrierter elektronischer Schaltkreis (1) mit einem Körper (20) und wenigstens einem elektronischen Halbleiter (2), insbesondere Halbleiterschaltkreis, welches in dem Körper (20) eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (20) ein thermisch gespritzter Körper ist, welcher mittels Flammspritzen oder Plasmaspritzen erzeugt ist und das Körpermaterial ein Keramikmaterial ist. Integrated electronic circuit ( 1 ) with a body ( 20 ) and at least one electronic semiconductor ( 2 ), in particular semiconductor circuit, which in the body ( 20 ) is embedded, characterized in that the body ( 20 ) is a thermally sprayed body which is produced by means of flame spraying or plasma spraying and the body material is a ceramic material. Integrierter Schaltkreis (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkreis (1) wenigstens einen elektrischen Anschluss (4, 5) aufweist, welcher aus dem Körper (20) herausragt. Integrated circuit ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the circuit ( 1 ) at least one electrical connection ( 4 . 5 ), which from the body ( 20 ) stands out. Integrierter Schaltkreis (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramikmaterial eine Oxidkeramik, insbesondere Aluminiumoxid, Titandioxid, Berylliumoxid, Magnesiumoxid, Chromoxid oder Zirkonoxid aufweist. Integrated circuit ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the ceramic material has an oxide ceramic, in particular aluminum oxide, titanium dioxide, beryllium oxide, magnesium oxide, chromium oxide or zirconium oxide. Integrierter Schaltkreis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramikmaterial ein Nitrid, insbesondere Bornitrid, Aluminiumnitrid oder Siliziumnitrid aufweist. Integrated circuit ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the ceramic material comprises a nitride, in particular boron nitride, aluminum nitride or silicon nitride. Integrierter Schaltkreis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramik ein Silicid, insbesondere Molybdändisilicid aufweist. Integrated circuit ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the ceramic has a silicide, in particular molybdenum disilicide. Integrierter Schaltkreis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkreis (1) ein QFN-Gehäuse aufweist. Integrated circuit ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the circuit ( 1 ) has a QFN housing. Integrierter Schaltkreis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper aus aufeinanderfolgenden keramischen Einzelschichten gebildet ist, welche miteinander verbunden sind. Integrated circuit ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the body is formed of successive individual ceramic layers which are interconnected. Integrierter Schaltkreis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramikmaterial ein Carbid, insbesondere Borcarbid, Wolframcarbid oder Siliziumcarbid aufweist. Integrated circuit ( 1 ) According to one of the preceding claims, characterized in that the ceramic material comprises a carbide, in particular, boron carbide, tungsten carbide or silicon carbide. Integrierter Schaltkreis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterbaustein ein Halbleiterschalter, insbesondere Feldeffekttransistor ist. Integrated circuit ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor device is a semiconductor switch, in particular field effect transistor. Verfahren zum Erzeugen eines integrierten Schaltkreises (1), bei dem wenigstens ein elektronisches Halbleiterbauteil (2) mit in ein Körpermaterial (8, 9, 10, 11, 12) eingebettet wird und so ein integrierter Schaltkreis erzeugt wird, umfassend die Schritte: – Aufschmelzen von Keramikpulver in einem Plasma oder einer Flamme; – Aufspritzen der geschmolzenen Keramikpartikel auf das Halbleiterbauteil (2) oder zusätzlich wenigstens einen Teil von elektrischen Anschlüssen (4, 5) des Halbleiterbauteils (2), bis das Halbleiterbauteil (2) mit Keramikmaterial wenigstens teilweise oder vollständig eingebettet ist. Method for producing an integrated circuit ( 1 ), in which at least one electronic semiconductor component ( 2 ) into a body material ( 8th . 9 . 10 . 11 . 12 ), thus producing an integrated circuit comprising the steps of: - melting ceramic powder in a plasma or a flame; - Spraying the molten ceramic particles on the semiconductor device ( 2 ) or additionally at least a part of electrical connections ( 4 . 5 ) of the semiconductor device ( 2 ), until the semiconductor device ( 2 ) is at least partially or completely embedded with ceramic material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19958473A1 (en) * 1999-12-04 2001-06-07 Bosch Gmbh Robert Process for the production of composite layers with a plasma beam source
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