DE102015221062B4 - Halbleiterschaltungsanordnung mit gepresstem gel und montageverfahren - Google Patents

Halbleiterschaltungsanordnung mit gepresstem gel und montageverfahren Download PDF

Info

Publication number
DE102015221062B4
DE102015221062B4 DE102015221062.6A DE102015221062A DE102015221062B4 DE 102015221062 B4 DE102015221062 B4 DE 102015221062B4 DE 102015221062 A DE102015221062 A DE 102015221062A DE 102015221062 B4 DE102015221062 B4 DE 102015221062B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
base plate
cover
semiconductor module
semiconductor
circuit carrier
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.)
Active
Application number
DE102015221062.6A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102015221062A1 (de
Inventor
Attila Vigh
Ottó Kalmar
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.)
Vincotech GmbH
Original Assignee
Vincotech 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 Vincotech GmbH filed Critical Vincotech GmbH
Priority to DE102015221062.6A priority Critical patent/DE102015221062B4/de
Priority to CN201610970480.3A priority patent/CN107017207B/zh
Publication of DE102015221062A1 publication Critical patent/DE102015221062A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102015221062B4 publication Critical patent/DE102015221062B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/16—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations, e.g. centering rings
    • H01L23/18—Fillings characterised by the material, its physical or chemical properties, or its arrangement within the complete device
    • H01L23/24—Fillings characterised by the material, its physical or chemical properties, or its arrangement within the complete device solid or gel at the normal operating temperature of the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • 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
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H01L23/3121—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • H01L23/4006—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs with bolts or screws
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • 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
    • H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/562—Protection against mechanical damage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Halbleiterschaltungsanordnung (100) umfassend:ein Halbleitermodul (102) mit zumindest einem elektronischen Bauteil (104), das auf einer ersten Oberfläche (105) eines ersten Schaltungsträgers (106) montiert ist,eine Grundplatte (107), welche mit einer zweiten Oberfläche (108) des ersten Schaltungsträgers (106) in Kontakt ist,ein Gehäuse (110) mit einem Deckel (112), wobei das Gehäuse (110) so angeordnet ist, dass es das Halbleitermodul (102) auf der Grundplatte (107) abdeckt,wobei das Halbleitermodul (102) zumindest teilweise mit einem elektrisch isolierenden komprimierten Material (118) beschichtet ist, welches das zumindest eine elektronische Bauteil (104) abdeckt, und wobei der Deckel (112) so angeordnet ist, dass er mechanischen Druck auf das komprimierte Material (118) in einer Richtung zu der Grundplatte (107) hin ausübt,wobei das Gehäuse (110) ferner einen Rahmen (111) umfasst, der nicht mechanisch mit dem ersten Schaltungsträger (106) verbunden ist und welcher eine Ausnehmung (116) definiert, welche zumindest teilweise mit dem komprimierten Material (118) gefüllt ist, wobei das komprimierte Material (118) in den Rahmen (111) eingefüllt ist, undwobei der Deckel (112) innerhalb des Rahmens (111) als ein das komprimierte Material (118) komprimierender Kolben beweglich ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft Halbleiterschaltungsanordnungen und insbesondere Halbleiterschaltungsanordnungen, die ein Leistungshalbleitermodul aufweisen. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Grundsätze der vorliegenden Erfindung auch für die Aufbau- und Verbindungstechnik jeder anderen Art von Halbleiterschaltungen angewandt werden können. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage einer solchen Halbleiterschaltungsanordnung.
  • Leistungshalbleiter sind in jeder Hinsicht zu einem wesentlichen Teil des täglichen Lebens geworden. Unter anderem ermöglichen sie variable Regelantriebe in der Gebrauchsgüter-, Industrie- und Transporttechnologie oder sie sind Teile von Gleichrichtern und Wechselrichtern im Bereich der elektrischen Energieversorgung.
  • Ein allgemeines Problem aller Leistungshalbleitermodule ist das Auftreten von relativ hohen Temperaturen während des Betriebes. Ein guter thermischer Kontakt zwischen der Leistungshalbleitereinheit und einem Kühlkörper zum Ableiten von überschüssiger Wärme ist daher wesentlich für alle Leistungsmodulkonstruktionen. Die Qualität der thermischen Verbindung wird durch den Wärmewiderstand abgebildet, welcher die Temperatur zwischen zwei definierten Punkten für eine Wärmeeinheit pro Zeiteinheit kennzeichnet. Je niedriger der Wärmewiderstand an der Schnittstelle zwischen der Leistungshalbleitereinheit und dem Kühlkörper ist, desto niedriger wird die Betriebstemperatur der Leistungshalbleitereinheit und deren Umgebung sein und desto länger wird folglich die Lebensdauer der Halbleiterschaltungsanordnung sein. Um den Wärmewiderstand zu reduzieren, wird ein einheitlicher Kontakt zwischen den Oberflächen der Leistungshalbleitereinheit und des Kühlkörpers benötigt. Unebenheiten und Rauigkeiten des die Leistungshalbleitereinheit tragenden Substrats mindern die Wärmeübertragung.
  • Demzufolge verwenden konventionelle Halbleiterschaltungsanordnungen zum einen Wärmeleitmaterial um Lücken zwischen dem die Leistungshalbleitereinheit tragenden Substrat und dem Kühlkörper auszufüllen. Zum anderen verwenden konventionelle Schaltungsanordnungen verschiedene Konzepte, um die Leistungshalbleitereinheit auf den Kühlkörper zu pressen.
  • Die 6 bis 9 verdeutlichen eine erste bekannte Halbleiterschaltungsanordnung 200. Dieses Gehäusungskonzept wird von dem Unternehmen Vincotech unter den Bezeichnungen Flow 0 und Flow 1 gefertigt und vertrieben (vgl. die Dokumente T. Gyetvai, „Handling instructions for flow 0 packages“, Rev. 07, 24.04.2015 und T Gyetvai, „Handling instructions forflow 1 packages“. Rev. 04, 25.02.2015).
  • Wie der 6 zu entnehmen ist, umfasst eine Halbleiterschaltungsanordnung 200 ein Leistungshalbleitermodul 202, welches eine Vielzahl von Leistungshalbleitereinheiten 204 trägt (auch Chip oder Die genannt). Die Leistungshalbleitereinheiten sind auf einem sogenannten Direct Copper Bonded (DCB)-Substrat oder einem Dickfilm (TF)-Leitersubstrat 206 aufgebracht. DCB-Substrate weisen ein keramisches dielektrisches Isoliermaterial auf, auf das reines Kupfer aufgebracht wird und mit dem keramischen Material mit hoher Haftfestigkeit mittels eines Hochtemperatur-Schmelz- und Diffusionsverfahrens verbunden wird. DCB-Substrate werden mit einer Kupferoberfläche oder mit einer zusätzlichen Beschichtung aus Nickel, NiAu, Ag oder dergleichen auf der Kupferoberfläche verwendet. Die meist verwendeten Keramiken sind Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid und Siliziumnitrid.
  • Das DCB-Substrat 206 ist auf einem Kühlkörper 208 angebracht, welcher aus Aluminium gefertigt ist. Das Leistungsmodul 202 wird von einem Gehäuse 210 abgedeckt. Das Gehäuse 210 ist mechanisch an dem Kühlkörper 208 durch zwei Schrauben 212 befestigt. Um das Leistungsmodul 202 fest auf dem Kühlkörper 208 zu befestigen, wird, wie durch die Pfeile 214 angezeigt, an einzelnen Stellen mechanischer Druck in Richtung auf den Kühlkörper 208 ausgeübt. Wie in 7 gezeigt, die eine schematische Darstellung des Leistungshalbleitermoduls 202 (ohne die Chips 204 darzustellen) ist, wird der mechanische Druck entlang einer Umfangsfläche 216 mithilfe einer Umfangskontaktfläche am Gehäuse und in einem Zentralbereich 218 durch einen Druckstift 220 ausgeübt.
  • Elektrisch leitfähige Stifte 222 erstrecken sich durch Öffnungen in dem Gehäuse 210 zur Kontaktierung einer externen Leiterplatte (in den Figuren nicht dargestellt). Die elektrisch leitfähigen Stifte 222 sind mit dem Leistungshalbleitermodul 202 durch eine Einpressverbindung verbunden und sie weisen einen elastischen Federbereich 224 auf, um komprimierbar und kippbar zu sein.
  • Der Montageprozess dieser konventionellen Anordnung wird mit Bezug auf 8 und 9 beschrieben. Wie in 8 gezeigt, wird das Leistungshalbleitermodul 202 zunächst so an dem Gehäuse 210 angebracht, dass das DCB-Substrat 206 verformt und vorgebogen wird. Dies wird durch Gestaltung des Druckstiftes 220 erreicht, der mit einem Abstand X über die Umfangskontaktfläche 226 ragt.
  • Wie in 9 dargestellt, üben die Schrauben 212, wie mit den Pfeilen 228 symbolisch dargestellt, mechanischen Druck auf das Gehäuse 210 aus. Diese Kräfte verursachen eine Abflachung des DCB-Substrats 206, so dass es gegen den Kühlkörper 208 gepresst wird. Jedoch verbleiben dort nach der Montage lokale Spalten von ca. 20 µm bis 100 µm zwischen der Unterseite des Leistungshalbleitermoduls 202 und der Oberseite des Kühlkörpers 208. Der Grund für diese Lücken sind lokale Ausbuchtungen und/oder Wölbungen des Leistungshalbleitermoduls 202 und des Kühlkörpers 208. Um eine ausreichende thermische Verbindung zwischen den wärmeerzeugenden Positionen, insbesondere den Chips und dem Kühlkörper sicherzustellen, werden eventuelle Aussparungen mit einem Wärmeleitmaterial gefüllt, welches lokal die thermische Verbindung verbessert. Es konnte gezeigt werden, dass verbleibenden Lücken ohne thermisches Leitmaterial den Wärmewiderstand im Vergleich zu einem einwandfreien thermischen Kontakt verdoppeln. Dementsprechend werden anstelle einer Temperatur von rund 120°C im Fall einer ausreichenden thermischen Verbindung unter ansonsten unveränderten Bedingungen örtlich Temperaturen von 200°C bis 220°C gemessen. Darüber hinaus ist die Qualität der Wärmeübertragung stark von der geometrischen Position des Chips 204 in Bezug auf die Umfangsfläche 216 und den Zentralbereich 218 abhängig.
  • Ferner hat die in den 6 und 9 gezeigte Lösung den weiteren Nachteil, dass das DCB-Substrat unter mechanischer Spannung steht, was eine Rissbildung des Materials verursachen kann, sofern die Biegeabmessungen, Biegewerkzeuge, der Biegeprozess und auch das Wärmeleitmaterial bezüglich seines Materialtyps und Schichtdicke nicht streng kontrolliert werden.
  • Die 10 und 11 zeigen eine weitere konventionelle Halbleiterschaltungsanordnung 300. Dieses Gehäusungskonzept wird von dem Unternehmen Vincotech unter dem Namen Flow 2 (vgl. Dokument A. Öris et. AI. „Handling instruction for flow 2 packages“, Rev. 02, 17.02.2014) gefertigt und vertrieben.
  • Dieses bekannte Gehäusungskonzept basiert darauf, dass eine Vielzahl von separaten DCB-Substraten 306 an eine Metallgrundplatte 307 gelötet werden. Ein Gehäuse 310 mit einem Kunststoffdeckel 311, welche auf einem umlaufenden Abschnitt 309 liegt, bedeckt das Leistungshalbleitermodul. Schrauben 312 werden verwendet, um die Grundplatte 307 an dem Kühlkörper 308 zu befestigen. Elektrisch leitfähige Stifte 322 erstrecken sich durch Öffnungen in das Gehäuse 310, um die externe Leiterplatte (in der Figur nicht dargestellt) zu kontaktieren. Die elektrisch leitfähigen Stifte 322 sind mit dem Leistungshalbleitermodul durch eine Einpressverbindung verbunden.
  • Im Gegensatz zu der mit Bezug auf 6 bis 9 beschriebenen Lösung üben nach diesem bekannten Konzept die Schrauben keinen mechanischen Druck auf die DCB-Platinen 306 aus. Die thermische Verbindung wird mithilfe einer Lotschicht zwischen den DCB-Platinen 306 und der Grundplatte 307 gebildet. Mechanische Kraft wird nur auf die Grundplatte 307 ausgeübt, die auf den Kühlkörper 308 gepresst wird. Dies ist jedoch weniger kritisch, da die Grundplatte 307 weitaus robuster ist als das DCB-Substrat 306.
  • Jedoch bringt das Konzept das DCB-Substrat 306 mit der Grundplatte 307 zu verlöten einen komplizierten und kostspieligen Herstellungsprozess mit sich.
  • Die 12 bis 13 zeigen eine weitere konventionelle Halbleiterschaltungsanordnung 400. Dieses Gehäusungskonzept wird von dem Unternehmen Vincotech unter dem Namen MiniSkiip® gefertigt und vertrieben (vgl. Dokument A. Öri et al. „Handling instructions for MiniSkiip®, Rev. 04, 26.09.2014). Bei diesem Gehäusungskonzept, wird ein DCB-Substrat 406 mittels eines Gehäuses 410 auf den Kühlkörper 408 gepresst. Das Gehäuse 410 wird durch einen Kunststoffdeckel 411 und eine einzelne Schraube 412, welche im Zentrum der Halbleiterschaltungsanordnung 400 angeordnet ist, betätigt. Federkontakte 422 verbinden das Leistungshalbleitermodul 402 mit einer Leiterplatte (PCB - Printed Circuit Board) 403. Pfeile 414 bezeichnen die Position, an der die mechanischen Kräfte ausgeübt werden.
  • Diese Anordnung hat vorrangig den Vorteil, dass der Kunststoffdeckel 411 einen Teil der Leiterplatte 403 abdeckt, so dass keine Komponenten an diesen Stellen montiert werden können. Darüber hinaus kann diese Gehäusekonstruktion nicht mit hartem Wärmeleitmaterial, wie Latentwärmespeichermaterial verwendet werden, da das DCB 406, das mechanisch durch die Öffnung darin geschwächt ist, während des Montageprozesses reißen kann.
  • Eine ähnliche Konstruktion mit einer zentralen Öffnung und einer einzelnen Schraube ist in der US 8 238 108 B2 gezeigt.
  • In der DE 44 07 810 A1 wird ein Schaltungsaufbau für elektronische Leistungshalbleiter-Schaltungsanordnungen beschrieben. Durch die beschriebenen Maßnahmen zum Aufbau und durch die gewählten Einzelteile soll eine sehr große Packungsdichte bei geringstmöglicher Bauhöhe der Anordnung mit Reduzierung der verwendeten Einzelelemente erzielt werden. Die Anordnung ist durch den Einbau von Silikonkleber und Silikonkautschuk gekennzeichnet; der Silikonkautschuk übernimmt die Funktion der ganzflächigen Hermetisierung der Schaltungsanordnung und bei Druckkontaktaufbauten gleichzeitig die des Kissenelementes zum Druckausgleich bei auftretenden thermischen Ausdehnungen.
  • Weiterhin offenbart die DE 32 04 683 A1 eine Einrichtung zur Kühlung von verlustwärmeerzeugenden elektrischen bzw. elektronischen Bauelementen. Die Einrichtung hat ein oben geschlossenes, unten offenes Gehäuse, in das eine elektrisch isolierende, gut wärmeleitende Bodenplatte eingesetzt ist, die als Träger für die sich im Gehäuseinneren befindenden elektrischen bzw. elektronischen Bauelemente dient. Eine Isolierstoffmasse ist im Inneren des Gehäuses vorgesehen, wobei den Gehäusedeckel durchstoßende Anschlusselemente, wobei Befestigungsmittel zum Anpressen des Gehäuses an einen Kühlkörper vorgesehen sind, und der Kühlkörper ein Podest mit den Abmessungen der Bodenplatte aufweist und das Gehäuse mit Hilfe der Befestigungsmittel so auf den Kühlkörper gepresst wird, dass das Podest über die Bodenplatte auf die elastische Isolierstoffmasse drückt.
  • Die DE 10 2006 008 807 A1 bezieht sich auf eine Anordnung mit einem Leistungshalbleitermodul und einem Kühlbauteil. Es wird eine Anordnung mit einem Leistungshalbleitermodul und mit einem Kühlbauteil beschrieben, wobei das Leistungshalbleitermodul mindestens ein Substrat, mindestens ein auf diesem angeordnetes steuerbares Leistungshalbleiter-Bauelement, ein Gehäuse und auf der vom Kühlbauteil abgewandten Seite nach außen führende Anschlusselemente aufweist. Das Leistungshalbleitermodul weist ein rahmenartiges Gehäuse auf und ist zumindest teilweise mit einem Isolierstoff verfüllt. Das Leistungshalbleitermodul ist mittels eines Kunststoff-Druckkörpers mit dem Kühlbauteil druckkontaktiert.
  • Die Druckschrift DE 10 2009 002191 A1 beschreibt ein Leistungshalbleitermodul mit einem Leistungshalbleiterchip, der eine oberseitige elektrische Kontaktfläche aufweist, auf die ein Bonddraht gebondet ist. Zumindest wenn das Leistungshalbleitermodul an einem Kühlkörper befestigt ist, erzeugt ein Anpresselement eine Anpresskraft, die auf einen Teilabschnitt eines Bonddrahtabschnittes wirkt, der zwischen zwei benachbarten Bondstellen des Bonddrahtes ausgebildet ist. Durch die Anpresskraft werden der Leistungshalbleiterchip und ein darunter befindliches Substrat gegen den Kühlkörper gepresst.
  • Die Druckschrift US 2014 / 0 199 861 A1 offenbart ein elektrisches Modul. Dieses elektrische Modul umfasst ein Gehäuse, mindestens eine elektrische Komponente, die in dem Gehäuse angebracht ist, und einen elektrischen Einpresskontakt. Der elektrische Einpresskontakt ist teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet und weist einen Presspassabschnitt und einen Anschlagabschnitt an seinem distalen Ende und einen Befestigungsabschnitt an seinem proximalen Ende auf. Der Befestigungsabschnitt ist elektrisch mit der elektrischen Komponente gekoppelt. Der Einpressabschnitt ist außerhalb des Gehäuses angeordnet, so dass der Anschlagabschnitt die Bewegung des Einpressabschnitts in das Gehäuse blockieren kann, wenn eine Einpresskraft auf den Einpresskontakt ausgeübt wird, um den Einpresskontakt in das Gehäuse zu drücken.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Halbleiterschaltungsanordnung und ein Verfahren zur Montage einer solchen Halbleiterschaltungsanordnung bereitzustellen, die eine einheitliche Wärmeübertragung mit einem niedrigen Wärmewiderstand und einer verbesserten Widerstandsfähigkeit sicherstellt, und die zur selben Zeit auf einfache und effiziente Art gefertigt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Eine Halbleiterschaltungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Halbleitermodul mit zumindest einem auf einer ersten Oberfläche eines ersten Schaltungsträgers montierten elektronischen Bauteil, einer Grundplatte, welche mit einer zweiten Oberfläche des ersten Schaltungsträgers in Kontakt ist, und einem Gehäuse mit einem Deckel, wobei das Gehäuse so montiert ist, dass es das Halbleitermodul auf der Grundplatte abdeckt. Das Halbleitermodul ist zumindest teilweise mit einem elektrisch isolierendem komprimierten Material beschichtet, welches das zumindest eine elektronische Bauteil abdeckt, wobei der Deckel so angebracht ist, dass er mechanischen Druck auf das komprimierte Material in Richtung auf die Grundplatte zu ausübt.
  • Der Deckel kann entweder an dem Rahmen angebracht werden oder direkt mit der Grundplatte verbunden werden.
  • Die vorliegende Erfindung basiert auf der Idee, dass bei Verwendung des Deckels als kolbenartige Struktur, welche das Gelmaterial als hydraulisches Fluid presst, eine besonders gleichmäßige Verteilung von mechanischem Druck über die Oberfläche des Halbleitermoduls erreicht werden kann. Um den Deckel wie einen Kolben zu betätigen, welcher das komprimierte Material komprimiert, kann zum Beispiel während des Fertigungsprozesses der Deckel beweglich in Richtung auf die Grundplatte zu innerhalb eines Rahmens sein, welcher das Halbleitermodul umgibt. Alternativ kann der Deckel durch Schrauben, Klammern oder dergleichen, die direkt mit der Grundplatte zusammenwirken, angedrückt werden.
  • Vorteilhafterweise können selbst die Bereiche, in denen die elektronischen Bauteile (auch als Chips oder Dies bezeichnet) montiert sind, fest gegen die darunterliegende Grundplatte gepresst werden. Diese gleichmäßige Druckverteilung verbessert somit die Wärmeübertragung des Halbleitermoduls zu der Grundplatte ohne mechanische Beanspruchung innerhalb des ersten Schaltungsträgers aufgrund von lokal einwirkenden hohen Kräften zu verursachen. Ein einfacher, kosteneffizienter Klebstoff, der bevorzugt ein wärmeleitendes Material umfasst, ist ausreichend. Alternativ wird der erste Schaltungsträger direkt an der Grundplatte ohne eine Zwischenschicht befestigt und nur durch das Gehäuse und das komprimierte Material in Position gehalten.
  • Die Grundplatte ist bevorzugt aus Metall, wie z. B. Aluminium oder Kupfer, geformt. Obwohl dies in den Figuren nicht gezeigt ist, kann die Grundplatte einen Kühlkörper darstellen und kann ferner Kühlrippen oder jedes andere Leistungsmerkmal zur effektiveren Wärmeleitung umfassen, wie dies bekannt ist. Alternativ wird die Grundplatte an einen weiteren Kühlkörper angebracht.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst das komprimierte Material ein elektrisch isolierendes Silikongel. Derartige Silikongele werden üblicherweise im Bereich der Halbleiteraufbau- und Verbindungstechnik verwendet, um die Chips und elektrisch leitenden Leitungen zum mechanischen und elektrischen Schutz abzudecken. Ein spezielles Leistungsmerkmal der Silikongele ist ihre außerordentliche Flexibilität. In einem Silikongel sind die einzelnen Polymermoleküle miteinander verbunden, um ein lose vernetztes Netzwerk zu bilden. Auf diesem Wege sind die Silikonketten in der Lage nachzugeben, wann immer sie auf eine harte Oberfläche stoßen. Silikongele sind so belastbar, dass sie thermomechanische Beanspruchung besser absorbieren können, als jedes andere Material. Dank ihrer hervorragenden elektrischen Eigenschaften verhindern sie Leckströme und Überschläge. Eine andere interessante Eigenschaft von Silikongelen ist ihre ausgezeichnete Temperaturtoleranz. Von -50°C bis +200°C bleiben ihre physikalischen und technischen Eigenschaften unverändert, sogar nach mehreren tausend Stunden Betrieb. Gemäß der Kenntnis des Erfinders ist bis heute kein einziges Gelprodukt mit einem derart breiten Spektrum auf dem Markt verfügbar. Üblicherweise können Temperaturbereiche von -50°C bis +80°C, -40°C bis +150°C oder +10°C bis +200°C gewählt werden.
  • Jedoch ist klar, dass auch andere geeignete verformbare Materialien, die eine Phase flüssigen Aggregatzustands während des Fertigungsprozesses durchlaufen und sich wie eine Flüssigkeit unter Druck verhalten, zur Übertragung von mechanischem Druck, der durch einen kolbenartigen Deckel auf das Halbleitermodul ausgeübt wird, verwendet werden können. Zum Beispiel können auch Verguss-Kunststoffe wie Epoxidharz oder Polyurethan verwendet werden. Vorausgesetzt, dass das Gehäuse ausreichend abgedichtet ist, kann auch Fluidmaterial wie Öl verwendet werden.
  • Erfindungsgemäß definiert ein Rahmen des Gehäuses eine Ausnehmung, die mit Druckübertragungsmaterial gefüllt wird, insbesondere einem Gelmaterial, um das Halbleitermodul, welches innerhalb des Rahmens angebracht ist, abzudecken. Somit müssen keine weiteren Komponenten bereitgestellt werden.
  • Um sicherzustellen, dass ein gleichmäßig verteilter Druck über die gesamte Oberfläche des Halbleitermoduls eingesetzt wird, weist der Deckel die ebene Oberfläche auf, die sich im Wesentlichen parallel zu dem ersten Träger und quer zu einer Bewegungsrichtung während des Fertigungsprozesses erstreckt. Im letztlich montierten Zustand kann der Deckel durch geeignete Befestigungsmittel, wie Rastelemente, welche an der inneren Fläche des Rahmens vorgesehen sind, befestigt werden, wie dies aus der US 8 238 108 B2 bekannt ist.
  • Um das Halbleitermodul mit externen Komponenten zu verbinden und ferner, um weitere Funktionalität bereitzustellen, kann die Halbleiterschaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung einen zweiten Schaltungsträger umfassen, der außerhalb des Gehäuses angeordnet ist und der mit dem Halbleitermodul über zumindest ein elektrisch leitendes Element verbunden ist. Der zweite Schaltungsträger kann beispielsweise eine Leiterplatte (PCB - printed circuit board) mit einer oder mehreren darin vorgesehenen elektrisch leitenden Schichten sein, welche weitere elektronische Bauteile tragen.
  • Das zumindest eine elektrisch leitende Element, das den elektrischen Kontakt zwischen dem Halbleitermodul und dem zweiten Schaltungsträger bereitstellt, umfasst vorteilhafterweise einen elektrischen Anschlussstift, der quer zu dem ersten und zweiten Schaltungsträger verläuft. Der Deckel umfasst zumindest eine Öffnung, durch welche der Stift ragt, um den zweiten Schaltungsträger zu kontaktieren. Derartige Stifte können beispielweise Einpressstifte sein, wie sie aus dem oben diskutierten Stand der Technik bekannt sind. Insbesondere ist der zumindest eine elektrisch leitende Stift so ausgebildet, dass er komprimierbar in einer Richtung quer zu dem ersten und zweiten Schaltungsträger ist, d.h. entlang der Montagerichtung des Deckels. Eine derartige Flexibilität hat den Vorteil, dass der Deckel leichter bewegt werden kann, und dass weniger mechanische Beanspruchung auf die Kontaktbereiche, in denen die Stifte an dem ersten Schaltungsträger angebracht sind, gebracht wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der erste Schaltungsträger durch ein Direct Copper Bonded (DCB)-Substrat oder eine Dickfilm-Leiterplatte (TF - thick film) gebildet. Wie zuvor erwähnt, weisen DCB-Substrate ein keramisches dielektrisches Isoliermaterial auf, auf das reines Kupfer aufgebracht wird und mit dem keramischen Material mit hoher Haftfestigkeit mittels eines Hochtemperatur-Schmelz- und Diffusionsverfahrens verbunden wird. DCB-Substrate werden mit einer Kupferbeschichtung oder einer zusätzlichen Nickelbeschichtung auf der Kupferoberfläche verwendet. Die meist verwendeten Keramiken sind Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid und Siliziumnitrid. Die Vorteile ein DCB-Substrat zu verwenden können in seinem niedrigen Wärmewiderstand sowie der ausgezeichneten Wärmeleistung und Temperaturverteilungseigenschaften der Kupferbeschichtung gesehen werden. Ferner haben DCB-Substrate einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu dem Halbleitermaterial der auf dem Substrat montierten elektronischen Bauteile, so dass die mechanische Beanspruchung auf die elektronischen Bauteile selbst bei erhöhten Temperaturen niedrig bleibt.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Montage der Halbleiterschaltungsanordnung. Das Verfahren umfasst die Schritte:
    • Bereitstellen eines Halbleitermoduls mit zumindest einem auf einer ersten Oberfläche eines ersten Schaltungsträgers montierten elektronischen Bauteil, einer Grundplatte und einem Gehäuse mit einem Rahmen und einem von dem Rahmen getrennten Deckel,
    • Anbringen des genannten ersten Schaltungsträgers an der Grundplatte,
    • Montieren des Rahmens auf der Grundplatte, so dass er das Halbleitermodul umgibt,
    • zumindest teilweises Beschichten des Halbleitermoduls mit einem Druckübertragungsmaterial, welches das zumindest eine elektronische Bauteil abdeckt,
    • Montieren des Deckels, so dass er mechanischen Druck auf das Druckübertragungsmaterial in Richtung auf die Grundplatte zu ausübt.
  • Gemäß einem nicht zur Erfindung gehörigen Beispiel wird das Druckübertragungsmaterial in Form eines Vorläufersilikongels in einer Gussform auf das elektronische Bauteil gegossen. Nachdem das Silikongel vollständig ausgehärtet ist, wird die Halbleiterschaltungsanordnung aus der Gussform entfernt. Im nächsten Schritt wird die Halbleiterschaltungsanordnung mit dem Gel innerhalb des Gehäuses, das den Deckel und den Rahmen als einstückiges Teil bilden kann, angeordnet. Als nächstes wird das Gehäuse montiert, so dass es mechanischen Druck auf das Druckübertragungsmaterial in einer Richtung zu der Grundplatte hin ausübt.
  • Weiterhin wird bei diesem Beispiel das Substrat mit den darauf befindlichen elektronischen Bauteilen innerhalb einer Form unterhalb eines Deckels angeordnet, der später als ein Kolben wirken soll. Als nächstes wird Silikongel oder Harz in das Formwerkzeug gefüllt um den Raum zwischen dem Deckel und dem Schaltungsträger mit den elektronischen Bauteilen zu füllen. Nachdem die Materialien durch Aushärtung des Gels oder des Harzes miteinander verbunden sind, wird die Halbleiterschaltungsanordnung aus dem Werkzeug entfernt. Der Deckel wird an die Grundplatte mit geeigneten Befestigungsmitteln, wie eine oder mehrere Schrauben, Klammern oder dergleichen befestigt, so dass sie mechanischen Druck auf das Druckübertragungsmaterial in einer Richtung auf die Grundplatte zu ausübt.
  • Gemäß diesem Beispiel muss das ausgehärtete Druckübertragungsmaterial härter sein als für die zuvor beschriebenen Weiterbildungen, da das Druckübertragungsmaterial selbst den Rahmen bildet. Die Härte des Druckübertragungsmaterials muss ausgeglichen sein, um eine ausreichend gleichmäßige Druckübertragung sicherzustellen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung bildet der Rahmen zusammen mit dem montierten Halbleitermodul und dem Deckel eine Druckkammer mit einem Kolben, die mit einem Druckübertragungsmaterial, beispielsweise einem Silikongel, gefüllt ist. Wenn der Deckel (der den Kolben bildet) eingepresst wird, baut sich ein gleichmäßig verteilter Druck im Inneren der Kammer auf, welcher gleichmäßig verteilte Kräfte auf das Halbleitermodul erzeugt. Dementsprechend wird der erste Schaltungsträger gleichmäßig an jeder Stelle gegen die Grundplatte gepresst. Folglich werden die thermischen Verbindungen der wärmeerzeugenden Stellen, hauptsächlich der Leistungshalbleiter, in engeren Kontakt mit der Grundplatte gebracht, ohne die Chips zu beschädigen und dabei die Wärmeleistung der Konstruktion verbessern.
  • Vorteilhafterweise ist das Druckübertragungsmaterial ein Gelmaterial, zum Beispiel Silikongel, welches durch den Deckel komprimiert wird wie eine Hydraulikflüssigkeit durch einen Kolben. Dabei wird Druck, welcher durch ein Montagewerkzeug ausgeübt wird, gleichmäßig auf der Oberfläche des Halbleitermoduls verteilt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Silikongel verwendet, welches üblicherweise zur Hochvoltisolierung in dem Halbleitermodul eingesetzt wird. Daher erfüllt dieses Material vorteilhaft eine zusätzliche Funktion durch Übertragen und Verteilen des auf den Deckel ausgeübten Drucks.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der erste Schaltungsträger nicht mechanisch mit dem Rahmen verbunden, so dass das komprimierte Material mechanische Kräfte auf das Halbleitermodul ausübt.
  • Der Prozess gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet vorteilhafterweise den Schritt, einen Deckel an dem Gehäuserahmen zu montieren, um zusätzlich das Druckübertragungsmaterial zu komprimieren. In Vergleich zu dem Montageprozess des Deckels in der konventionellen Anordnung wie in den 11 und 12 gezeigt, muss der Deckel gemäß der vorliegenden Erfindung beweglich zu der Grundplatte bleiben bis das Druckübertragungsmaterial ausreichend druckbeaufschlagt ist. Insbesondere sind keine hemmenden Vorsprünge oder Stufen vorgesehen, welche die Bewegung des Deckels einschränken.
  • Die zugehörigen Zeichnungen sind in der Beschreibung berücksichtigt und bilden einen Teil der Beschreibung, um verschiedene Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung zu verdeutlichen. Diese Zeichnungen dienen zusammen mit der Beschreibung dazu die Grundsätze der Erfindung zu beschreiben. Die Zeichnungen sind lediglich zu dem Zweck, die bevorzugten und alternativen Beispiele zu verdeutlichen, wie die Erfindung hergestellt und verwendet werden kann. Weitere Merkmale und Vorteile werden mit der nachfolgenden speziellen Beschreibung von verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung deutlich, wie in den dazugehörigen Zeichnungen verdeutlicht, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente betreffen und in welchen:
    • 1 eine schematische Querschnittsansicht einer Halbleiterschaltungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
    • 2 eine schematisch-perspektivische Darstellung der Halbleiterschaltungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
    • 3 eine schematische Querschnittsansicht einer Halbleiterschaltungsanordnung gemäß einem nicht zur Erfindung gehörigen Beispiel;
    • 4 eine schematische Darstellung des in 3 gezeigten Halbleitermoduls ist;
    • 5 eine schematische Querschnittsansicht einer Halbleiterschaltungsanordnung gemäß einem weiteren Beispiel ist;
    • 6 eine schematische Querschnittsansicht einer ersten konventionellen Halbleiterschaltungsanordnung ist;
    • 7 eine schematische Darstellung des in 6 gezeigten Halbleitermoduls ist;
    • 8 eine schematische Darstellung des Halbleitermoduls gemäß den 6 und 7 ist, bevor es auf dem Kühlkörper montiert wird;
    • 9 eine schematische Veranschaulichung der auf die Anordnung gemäß 6 wirkenden Kräfte ist;
    • 10 eine schematische Querschnittsansicht einer zweiten konventionellen Halbleiterschaltungsanordnung ist;
    • 11 eine schematische Draufsicht der zweiten Halbleiterschaltungsanordnung ist;
    • 12 eine schematische Querschnittsansicht einer dritten Halbleiterschaltungsanordnung ist;
    • 13 eine schematische Draufsicht der dritten Halbleiterschaltungsanordnung ist.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die Figuren und zunächst auf 1 näher erläutert. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Halbleiterschaltungsanordnung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Halbleitermodul 102 eine Vielzahl von Halbleiter-Chips 104, welche auf einer ersten Oberfläche 105 eines Direct Copper Bonded (DCB)-Substrats 106 montiert sind. Mit einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche 108 ist das DCB-Substrat 106 an einer Grundplatte 107 angebracht. Die Grundplatte 107 kann aus Metall, beispielsweise Aluminium oder Kupfer, gefertigt sein und kann mit einem Kühlkörper verbunden sein. Alternativ kann die in 1 gezeigte Grundplatte 107 selbst einen Kühlkörper darstellen.
  • Das Leistungshalbleitermodul 102 ist von einem Gehäuse 110 umgeben, welches beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sein kann, wie dies im Stand der Technik bekannt ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Gehäuse 110 durch einen Rahmen 111 und einem Deckel 112 gebildet. Zumindest während eines Montierungsschritts ist der Deckel 112 beweglich in einer Richtung entlang des Pfeils 114.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung bildet der Rahmen 111 eine Kammer (oder Ausnehmung) 116, welche mit elektrisch isolierendem Druckübertragungsmaterial gefüllt ist, z. B. einem Silikongel 118. Bei Montage der Halbleiteranordnung 100 wird der Deckel 112 an die Grundplatte 107 entlang der Richtung des Pfeils 114 gepresst. Dabei wirkt das Silikongel 118 wie eine Hydraulikflüssigkeit einer kolbenbetriebenen Druckkammer und überträgt einen gleichmäßig verteilten Druck auf das Halbleitermodul 102. Dies wird durch die kleinen Pfeile 120 symbolisiert.
  • Wenn man sicherstellt, dass der Umfangsbereich des DCB-Substrats 106 nicht durch den Rahmen 111 blockiert wird, führt der verteilte Druck 120 zu einem gleichmäßig festen Kontakt zwischen der Unterseite 108 des DCB-Substrats 106 und der Grundplatte 107, selbst in Bereichen, in denen die Chips 104 angeordnet sind. Dieser gleichmäßige Druck erreicht eine verbesserte Wärmeübertragung von dem Halbleitermodul 102 zu der Grundplatte 107. Darüber hinaus wird, aufgrund der Tatsache, dass keine lokal begrenzten Spitzenkräfte auf das DCB-Substrat 106 einwirken, das Risiko einer Rissbildung des DCB-Substrats 106 oder der Chips 104 reduziert. Ferner müssen keine Vorbiegeschritte vorgenommen werden, somit gibt es keine innere Spannung in dem Modul (8).
  • Gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform ist das Halbleitermodul 102 mit einer Vielzahl von elektrisch leitenden Stiften 122 versehen, die das Leistungshalbleitermodul 102 mit einer Leiterplatte (PCB) 124 elektrisch kontaktieren. Vorteilhafterweise sind die elektrisch leitenden Stifte 122 mit der Leiterplatte 124 durch Einpressen verbunden. Jedoch können auch Lotverbindungen vorgesehen sein.
  • Um eine Gleitbewegung des Deckels 112 entlang der Richtung 114 zur Komprimierung des Silikongels 118 zu ermöglichen, ragen die elektrisch leitenden Stifte 122 durch die entsprechenden Öffnungen 126, welche in dem Deckel 112 vorgesehen sind, hindurch.
  • 2 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht der Halbleiterschaltungsanordnung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung während des Montagevorgangs. Der Rahmen 111 ist auf einer Grundplatte 107 montiert, so dass er das Leistungshalbleitermodul 102 umgibt. Das Leistungshalbleitermodul 102 ist an der Grundplatte 107 zum Beispiel mithilfe einer dünnen wärmeleitenden Klebstoffschicht befestigt. Der Einfachheit halber sind die Halbleiter-Chips 104 in 2 nicht dargestellt. Wie aus 2 ersichtlich, verbleibt ein Spalt 128 (nicht maßstabsgerecht dargestellt) zwischen der Umfangsregion des Leistungshalbleitermoduls 102 und der Innenfläche des Rahmens 111. Dieser Spalt 128 stellt sicher, dass das Halbleitermodul 102 an die Grundplatte 107 gepresst werden kann, ohne von dem Rahmen 111 behindert zu werden.
  • Elektrisch leitende Stifte 122 erstrecken sich in einer Richtung entlang der Gleitbewegung 114 und werden in im Deckel 112 vorgesehenen entsprechenden Öffnungen 126 aufgenommen. Zwischen den elektrisch leitenden Stiften 122 und den Öffnungen 126 ist auch eine verschiebbare Verbindung vorgesehen. Die elektrisch leitenden Stifte können mithilfe einer Presspassung an dem DCB-Substrat des Halbleitermoduls 102 angebracht sein, wie dies in der Veröffentlichung der europäischen Patentanmeldung EP 2 903 024 A1 vorgeschlagen wird. Weiterhin haben die elektrisch leitenden Stifte 122 einen komprimierbaren und biegbaren Federbereich 130, um die Montage des Deckels 112 zu erleichtern und jegliche unnötige mechanische Beanspruchung auf das DCB-Substrat 106 zu verhindern.
  • Der Deckel 112 ist so ausgebildet, dass er in die von dem Rahmen 111 definierte Ausnehmung 116 passt, so dass er entlang einer Richtung 114 bewegbar ist, um das Gelmaterial, welches in die Ausnehmung 116 gefüllt wird, zu komprimieren (in 2 nicht sichtbar).
  • Im Folgenden wird der Montagevorgang der Halbleiterschaltungsanordnung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 1 und 2 näher erläutert.
  • In einem ersten Schritt wird das DCB-Substrat 106 an der Grundplatte 107 angebracht. Das DCB-Substrat kann bereits an diesem Punkt mit den elektrisch leitenden Stiften 122 und den Chips 104 montiert werden. Alternativ werden diese Bauteile nach dem Anbringen des DCB-Substrats 106 auf der Grundplatte 107 montiert. Um das DCB-Substrat 106 zu befestigen, kann eine dünne wärmeleitende Klebstoffschicht zwischen dem DCB-Substrat 106 und der Grundplatte 107 vorgesehen sein. Wie bereits zuvor erwähnt, kann die Grundplatte 107 entweder mit einem zusätzlichen Kühlkörper verbunden sein oder kann selbst ein Kühlkörper sein.
  • Als nächstes wird der Rahmen um das DCB-Substrat 106 angeordnet, so dass das DCB-Substrat 106 sich innerhalb der Ausnehmung 116 befindet. Es ist klar, dass diese beiden Schritte selbstverständlich ausgetauscht werden können, so dass der Rahmen zuerst montiert wird und das Leistungshalbleitermodul 102 danach eingesetzt wird.
  • Im folgenden Schritt wird ein Druckübertragungsmaterial in die Ausnehmung 116 eingefüllt. Bevorzugt wird die Ausnehmung mit diesem Druckübertragungsmaterial bis auf ca. zwei Drittel seiner Höhe aufgefüllt. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung, wird ein Vorläufersilikongel verwendet. Dieser Vorläufer muss bei Raumtemperatur oder bei erhöhten Temperaturen aushärten, um ein Silikongel zu bilden, wie dies allgemein bekannt ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Deckel 112 in einer Richtung entlang des Pfeils 114 montiert, bevor das Vorläufer-Silikongel vollständig ausgehärtet ist. Die elektrisch leitenden Stifte 122 dringen jeweils durch die Öffnungen 126 und der Deckel wird nach unten bewegt, bis er die Oberfläche des Silikongelvorläufermaterials berührt.
  • Bei Anwendung eines definierten mechanischen Drucks auf den Deckel 112 wirkt der Deckel nun wie ein eine Hydraulikflüssigkeit komprimierender Kolben. Dieser angewandte Druck bildet einen kontinuierlich verteilten Druck 120 über die gesamte erste Oberfläche 105 des Leistungshalbleitermoduls 102, selbst an den Stellen der Siliziumchips 104.
  • Nachdem das Silikongel vollständig ausgehärtet ist, wird ein zweiter Schaltungsträger, eine Leiterplatte (PCB) 124, mit den elektrisch leitenden Stiften 122 verbunden. Die Leiterplatte 124 (welche in 2 nicht dargestellt ist) hat ein Muster aus Kontaktbohrungen 125, welches der Anordnung der elektrischen Stifte 122 entspricht.
  • Alternativ kann das Silikongel auch erst komprimiert werden, nachdem der Aushärtungsschritt stattgefunden hat. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung auch mit anderen Druckübertragungsvorläufermaterialien verwendet werden, wie z. B. flüssigen Epoxidharzen, die aushärten, nachdem sie durch den Deckel 112 komprimiert wurden.
  • Ein nicht zur Erfindung gehöriges Beispiel einer Halbleiterschaltungsanordnung 100 wird im Folgenden anhand der 3 und 4 erläutert.
  • Gemäß diesem Beispiel ist der Deckel 112 als ein integraler Bestandteil mit dem Rahmen 111 ausgebildet, um ein Schutzgehäuse 110 auszubilden. Es ist ein Spalt Y zwischen der Grundplatte 107 und einer Unterseite 113 des Gehäuses 110 vorgesehen. Dieser Spalt wird durch Ausüben von Druck 114 auf die Schrauben 115 geschlossen, bis die Unterseite 113 in Kontakt mit der Grundplatte 107 steht. An der Schnittstelle 119 zwischen dem Gehäuse 110 und dem Druckübertragungsmaterial 118 wird ein einheitlich verteilter Druck 120 auf das die elektronischen Bauteile tragende Substrat 106 ausgeübt (in 3 nicht dargestellt).
  • Elektrisch leitende Stifte 122 erstrecken sich in einer Richtung entlang der Gleitbewegung 114 und werden in im Deckel 112 vorgesehenen entsprechenden Öffnungen 126 aufgenommen. Zwischen den elektrisch leitenden Stiften 122 und den Öffnungen 126 ist auch ein Gleitsitz vorgesehen. Die elektrisch leitenden Stifte können mithilfe einer Presspassung an dem DCB-Substrat des Halbleitermoduls 102 angebracht sein, wie dies in der Veröffentlichung der europäischen Patentanmeldung EP 2 903 024 A1 vorgeschlagen ist. Weiterhin haben die elektrisch leitenden Stifte 122 einen komprimierbaren und biegbaren Federbereich 130, um die Montage des Deckels 112 zu erleichtern und jegliche unnötige mechanische Beanspruchung auf das DCB-Substrat 106 zu verhindern, wie in Bezug auf 2 beschrieben.
  • Zur Herstellung der Halbleiterschaltungsanordnung 100 gemäß diesem Beispiel wird zunächst das Druckübertragungsmaterial 118 auf das montierte Substrat 106 in einem Gusswerkzeug gegossen. Nach dem Aushärten des Gels 118 wird das Teil aus der Gussform entfernt und mit dem Gehäuse 110 montiert. Durch Befestigen der Schrauben 115 und festes Montieren des Gehäuses auf der Grundplatte 107 wird das Gel 118 komprimiert. Im Wesentlichen wirkt das gesamte Gehäuse 110 als ein Anpresskolben, der einen einheitlich verteilten Druck auf die Oberfläche des Substrats 106 bewirkt.
  • 5 zeigt ein weiteres Beispiel einer Halbleiterschaltungsanordnung 100.
  • Gemäß diesem Beispiel ist das Druckübertragungsmaterial 118 durch ein härteres Material (z. B. härteres Silikongel oder Polyurethanharz) gebildet, welches formstabil genug ist, um auf einen zusätzlichen Rahmen 111 verzichten zu können. Das Gehäuse weist nur den Deckel 112 auf, welcher einen mechanischen Schutz vorsieht und als eine Komprimierungsplatte wirkt, wenn er mittels geeigneter Befestigungsmittel an der Grundplatte 107 befestigt ist (wie z. B. Schrauben, Klammern oder dergleichen, in der Zeichnung nicht gezeigt).
  • In Richtung 114 ausgeübter Druck auf den Deckel verursacht einen verteilten Druck auf das Druckübertragungsmaterial 118 an der Schnittstelle 119. Dieser Druck wiederum baut einen einheitlich verteilten Druck 120 innerhalb des Druckübertragungsmaterials 118 auf, der gleichmäßig auf die Oberseite des Substrats 106 einwirkt (die elektronischen Bauteile 104 sind in dieser Figur nicht gezeigt). Auf diese Weise kann eine ebenmäßige Druckübertragung erreicht werden, die einen verbesserten thermischen Kontakt zwischen der Unterseite des Substrats 106 und der Grundplatte 107 ermöglicht. Es ist anzumerken, dass die Grundplatte 107 selbstverständlich auch ein vollständiger Kühlkörper sein kann.
  • Zusammengefasst wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Gesamtoberfläche 105 des Substrats 106 einschließlich der Stellen unterhalb der Siliziumbauelemente 104 an die Grundplatte 107 gepresst. Dies stellt eine enge Verbindung an jeder Position sicher und verbessert die thermische Verbindung an der kritischen Wärmeerzeugungsposition indem ein niedriger Wärmewiderstandes zwischen den Siliziumbauelementen 104 und dem Kühlkörper vorgesehen wird. Ein niedriger Wärmewiderstand bedeutet, dass die durch die elektrischen Bauelemente erzeugte Wärme während deren Betriebes schneller an den Kühlkörper übertragen wird, so dass unter denselben Betriebsbedingungen die Bauelementtemperatur niedriger sein wird und die Gesamtlebensdauer erhöht werden kann. Ferner können kostengünstigere Materialien für die Halbleiterschaltungsanordnung 100 und für die damit in Kontakt stehenden Materialien verwendet werden. Beispielsweise können Aluminiumoxidkeramiken für den ersten Schaltungsträger anstelle von Siliziumnitrid verwendet werden.
  • Weiterhin kann die Halbleiterschaltungsanordnung mit höherer Leistung ohne Verschlechterung ihrer Funktion und Lebensdauer belastet werden.
  • Gegenüber der in den 10 und 11 gezeigten herkömmlichen Anordnung kann auf das DCB-Substratlötverfahren und die Bereitstellung eines zusätzlichen Kühlkörpers verzichtet werden.
  • Darüber hinaus wird bei der Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung keine örtliche Spitzenkraft auf das DCB-Substrat 106 oder die Chips 104 aufgebracht, so dass die Gefahr eines Brechens des keramischen Schaltungsträgers oder der Chips während des Montagevorgangs deutlich reduziert wird. Insbesondere bei aus Siliziumkarbid und Galliumnitrid gefertigten Leistungshalbleiterchips ist dies wichtig, da diese Materialien fester sind als Silizium.
  • Weiterhin erfordert die Anwendungsmethode nach der vorliegenden Erfindung keinen Vorbiegeprozess, so dass auf die entsprechenden Werkzeug-, Fertigungs- und Prüfprozesse verzichtet werden kann. Da keine mechanischen Vorspannkräfte innerhalb des Moduls vorhanden sind, wird die Gefahr einer Rissbildung des DCB-Substrats während des Montagevorgangs verringert. Schließlich muss das Leistungshalbleitermodul 102 nicht mit dem Kunststoffgehäuse verklebt werden, so dass ein weiterer Verfahrensschritt und Materialkosten eingespart werden können.
  • Zusammenfassend können durch das Gehäusungskonzept gemäß der vorliegenden Erfindung Werkzeuge, Werkzeugkonstruktionen, Prozessschritte, Inspektionsprozesse, Prüfmittel und Abfall eingespart werden.
  • Obwohl in 2 elastische elektrisch leitende Stifte 122 dargestellt sind, erfordert die vorliegende Erfindung nicht unbedingt spezifische kostspielige Federklemmen. Ferner wird kein verfügbarer Raum auf der Leiterplatte 124 von einem Kompressionsdeckel aufgenommen.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, dass keine besondere Ausrüstung oder Verfahren vorgesehen werden müssen, da dieselben Materialien und Komponenten wie die für herkömmliche Anordnungen verwendeten eingesetzt werden können. Die Konstruktion kann mit jedem Wärmeleitmaterial verwendet werden und die Modulanordnung ist weniger anfällig gegenüber der Wärmeleitmaterialdicke und dem Anbringungsverfahren. Schließlich ist das erfindungsgemäße Gehäusungskonzept mit allen vorhandenen Anwendungsumgebungen der Halbleiterschaltungsanordnung 100 ohne Modifikation des vom Anwender durchgeführten Montageverfahrens kompatibel.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Verfahren theoretisch nicht die Größe des Schaltungsträgers (DCB) begrenzt und keine spezielle Entwicklung eines Gehäuses für jede Schaltungsträgergröße benötigt, wie dies bei herkömmlichen Schaltungsträgeranordnungen der Fall ist.
  • Darüber hinaus ist die Oberflächenebenheit der Basisplatte nicht so kritisch wie bei den vorhandenen Gehäusungstechniken, da das DCB auch mit konvexen oder konkaven Flächen verbunden werden kann.
  • Eine weitere thermische Verbesserung ist möglich, wenn man dünne DCB-Träger verwendet (verkürzter Temperaturverteilungsweg vom Chip zur Grundplatte). Diese dünnen Träger sind üblicherweise sehr empfindlich gegenüber Rissbildung in den bestehenden Gehäusungsformen; daher war ihre Anwendung bis jetzt beschränkt. Die Idee gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, diese mit der Grundplatte zu kontaktieren, ohne dass die Grundplatte reißt.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Verfahren den Baugruppenausschuss der relativ teuren, auf Aluminiumoxidnitridkeramik basierenden Schaltungsträger verringert, die besonders gute Wärmeleiter sind, aber viel leichter als Aluminiumoxidoxidkeramiken brechen.
  • Bezugszeichenliste
  • Bezugszeichen Beschreibung
    100 Halbleiterschaltungsanordnung
    102 Leistungshalbleitermodul
    104 Chip, Die, elektronisches Bauteil
    105 Erste Oberfläche des DCB-Substrats
    106 Direct Copper Bonded (DCB)-Substrat
    107 Grundplatte
    108 Zweite Oberfläche des DCB-Substrats
    110 Gehäuse
    111 Rahmen
    112 Deckel
    113 Unterseite
    114 Anpressrichtung
    115 Ausnehmung
    116 Schraube
    118 Druckübertragungsmaterial, Silikongel
    119 Schnittstelle
    120 Verteilter Druck
    122 Elektrisch leitender Stift
    124 Leiterplatte (PCB)
    125 Kontaktöffnung
    126 Öffnung in den Deckel
    128 Spalt
    130 Federbereich
    200, 300, 400 Konventionelle Halbleiterschaltungsanordnung
    202, 402 Leistungshalbleitermodul
    403 Leiterplatte (PCB)
    204, 304, Chip, Die
    206, 306, 406 Direktes kupfergebundenes DCB-Substrat
    307 Grundplatte
    208, 308 Kühlkörper
    309 Stufe
    210, 310 Gehäuse
    311, 411 Deckel
    212, 312, 412 Schraube
    214, 414 Anpressrichtung
    216 Umfangsfläche
    218 Zentrale Fläche
    220 Druckstift
    222, 322 Elektrisch leitender Stift
    422 Federkontakt
    224 Federbereich
    226 Umfangskontaktfläche

Claims (13)

  1. Halbleiterschaltungsanordnung (100) umfassend: ein Halbleitermodul (102) mit zumindest einem elektronischen Bauteil (104), das auf einer ersten Oberfläche (105) eines ersten Schaltungsträgers (106) montiert ist, eine Grundplatte (107), welche mit einer zweiten Oberfläche (108) des ersten Schaltungsträgers (106) in Kontakt ist, ein Gehäuse (110) mit einem Deckel (112), wobei das Gehäuse (110) so angeordnet ist, dass es das Halbleitermodul (102) auf der Grundplatte (107) abdeckt, wobei das Halbleitermodul (102) zumindest teilweise mit einem elektrisch isolierenden komprimierten Material (118) beschichtet ist, welches das zumindest eine elektronische Bauteil (104) abdeckt, und wobei der Deckel (112) so angeordnet ist, dass er mechanischen Druck auf das komprimierte Material (118) in einer Richtung zu der Grundplatte (107) hin ausübt, wobei das Gehäuse (110) ferner einen Rahmen (111) umfasst, der nicht mechanisch mit dem ersten Schaltungsträger (106) verbunden ist und welcher eine Ausnehmung (116) definiert, welche zumindest teilweise mit dem komprimierten Material (118) gefüllt ist, wobei das komprimierte Material (118) in den Rahmen (111) eingefüllt ist, und wobei der Deckel (112) innerhalb des Rahmens (111) als ein das komprimierte Material (118) komprimierender Kolben beweglich ist.
  2. Halbleiterschaltungsanordnung gemäß Anspruch 1, wobei das elektrisch isolierende komprimierte Material (118) ein Gelmaterial aufweist.
  3. Halbleiterschaltungsanordnung gemäß Anspruch 2, wobei das Gelmaterial ein elektrisch isolierendes Silikongel aufweist.
  4. Halbleiterschaltungsanordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Deckel (112) eine ebene Fläche aufweist, welche sich parallel zu der ersten Oberfläche (105) des ersten Schaltungsträgers (106) erstreckt.
  5. Halbleiterschaltungsanordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen zweiten Schaltungsträger (124), welcher außerhalb des Gehäuses (110) angeordnet ist, und welcher mit dem Halbleitermodul (102) über zumindest ein elektrisch leitendes Element (122) verbunden ist.
  6. Halbleiterschaltungsanordnung gemäß Anspruch 5, wobei das zumindest eine elektrisch leitende Element (122) einen elektrisch leitenden Stift umfasst, der quer zu dem ersten und zweiten Schaltungsträger (106, 124) verläuft und wobei der Deckel (112) zumindest eine Öffnung (126) aufweist, durch welche der Stift (122) ragt, um den zweiten Schaltungsträger (124) zu kontaktieren.
  7. Halbleiterschaltungsanordnung gemäß Anspruch 6, wobei der elektrisch leitende Stift (122) so ausgebildet ist, dass er in einer Richtung quer zu den ersten und zweiten Schaltungsträgern (106, 124) komprimierbar ist.
  8. Halbleiterschaltungsanordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der genannte erste Schaltungsträger (106) durch ein Direct Copper Bonded-Substrat oder einen Dickfilmträger gebildet ist.
  9. Verfahren zum Aufbau einer Halbleiterschaltungsanordnung (100), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Halbleitermoduls (102) mit zumindest einem auf einer ersten Oberfläche (105) eines ersten Schaltungsträgers (106) montierten elektronischen Bauteil (104), einer Grundplatte (107) und einem Gehäuse (110) mit einem Deckel (112), Anbringen des genannten ersten Schaltungsträgers (106) an der Grundplatte (107), zumindest teilweises Beschichten des Halbleitermoduls (102) mit einem Druckübertragungsmaterial (118), welches das zumindest eine elektronische Bauteil (104) abdeckt, Montieren des Deckels (112), so dass er mechanischen Druck auf das Druckübertragungsmaterial (118) in einer Richtung zu der genannten Grundplatte (107) hin ausübt, ferner umfassend den Schritt, einen Rahmen (111) auf der Grundplatte (107) so anzuordnen, dass er das Halbleitermodul (102) umgibt und nicht mechanisch mit dem ersten Schaltungsträger (106) verbunden ist, wobei während des Schrittes des Montierens des Deckels (112) der Deckel (112) innerhalb des Rahmens (111) als ein das Druckübertragungsmaterial (118) komprimierender Kolben bewegt wird, wobei der Schritt des Beschichtens des Halbleitermoduls (102) das Füllen einer von dem Rahmen (111) ausgebildeten Ausnehmung (116) mit einem fluiden Vorläufer eines Gelmaterials umfasst und wobei das Verfahren ferner den Schritt der Aushärtung des Vorläufers umfasst, um das endgültige Gelmaterial als Druckübertragungsmaterial (118) auszubilden.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der Deckel (112) auf den Vorläufer des Gelmaterials vor dem Aushärtungsschritt gepresst wird.
  11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 10, wobei das Verfahren ferner das Anbringen von zumindest einem elektrisch leitenden Stift (122) umfasst, welcher quer zu dem ersten Schaltungsträger (106) verläuft, und wobei der genannte Deckel (112) zumindest eine Öffnung (12) umfasst, durch welche der Stift (122) ragt, nachdem der Deckel (112) montiert ist.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 11, ferner umfassend den Schritt einen zweiten Schaltungsträger (124) zu montieren und den zweiten Schaltungsträger (124) mit dem zumindest einen elektrisch leitenden Stift (122) zu verbinden.
  13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, ferner umfassend den Schritt den ersten Schaltungsträger (106) an der Grundplatte (107) mittels eines Klebstoffs zu befestigen.
DE102015221062.6A 2015-10-28 2015-10-28 Halbleiterschaltungsanordnung mit gepresstem gel und montageverfahren Active DE102015221062B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015221062.6A DE102015221062B4 (de) 2015-10-28 2015-10-28 Halbleiterschaltungsanordnung mit gepresstem gel und montageverfahren
CN201610970480.3A CN107017207B (zh) 2015-10-28 2016-10-27 具有受压凝胶的半导体电路布置结构及装配方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015221062.6A DE102015221062B4 (de) 2015-10-28 2015-10-28 Halbleiterschaltungsanordnung mit gepresstem gel und montageverfahren

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102015221062A1 DE102015221062A1 (de) 2017-05-04
DE102015221062B4 true DE102015221062B4 (de) 2020-04-23

Family

ID=58545918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015221062.6A Active DE102015221062B4 (de) 2015-10-28 2015-10-28 Halbleiterschaltungsanordnung mit gepresstem gel und montageverfahren

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN107017207B (de)
DE (1) DE102015221062B4 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018209024B4 (de) * 2018-06-07 2021-08-19 Infineon Technologies Ag Vorrichtung mit einer von einer Rahmenstruktur begrenzten Funktionsstruktur und Verfahren zum Herstellen derselben
DE102019111367A1 (de) * 2019-05-02 2020-11-05 Danfoss Silicon Power Gmbh Leistungselektronik-Modul mit verbesserter Kühlung
CN113782498B (zh) * 2021-07-27 2024-05-17 华为数字能源技术有限公司 电源模块及功率器件
US20240063080A1 (en) * 2022-04-28 2024-02-22 Hitachi Energy Switzerland Ag Semiconductor power module and method for manufacturing a semiconductor power module

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3204683A1 (de) 1982-02-11 1983-08-18 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Einrichtung zur kuehlung von verlustwaermeerzeugenden elektrischen bzw. elektronischen bauelementen
DE4407810A1 (de) 1994-03-09 1995-09-21 Semikron Elektronik Gmbh Schaltungsanordnung
DE102006008807A1 (de) 2006-02-25 2007-09-06 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Anordnung mit einem Leistungshalbleitermodul und einem Kühlbauteil
DE102009002191A1 (de) 2009-04-03 2010-10-07 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul, Leistungshalbleitermodulanordnung und Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitermodulanordnung
US8238108B2 (en) 2008-03-04 2012-08-07 Infineon Technologies Ag Power semiconductor module system
US20140199861A1 (en) 2013-01-14 2014-07-17 Vishay General Semiconductor Llc Electrical press-fit pin for a semiconductor module
EP2903024A1 (de) 2014-01-31 2015-08-05 Vincotech GmbH Kontaktelement, Leistungshalbleitermodul und Verfahren zu dessen Herstellung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3204683A1 (de) 1982-02-11 1983-08-18 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Einrichtung zur kuehlung von verlustwaermeerzeugenden elektrischen bzw. elektronischen bauelementen
DE4407810A1 (de) 1994-03-09 1995-09-21 Semikron Elektronik Gmbh Schaltungsanordnung
DE102006008807A1 (de) 2006-02-25 2007-09-06 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Anordnung mit einem Leistungshalbleitermodul und einem Kühlbauteil
US8238108B2 (en) 2008-03-04 2012-08-07 Infineon Technologies Ag Power semiconductor module system
DE102009002191A1 (de) 2009-04-03 2010-10-07 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul, Leistungshalbleitermodulanordnung und Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitermodulanordnung
US20140199861A1 (en) 2013-01-14 2014-07-17 Vishay General Semiconductor Llc Electrical press-fit pin for a semiconductor module
EP2903024A1 (de) 2014-01-31 2015-08-05 Vincotech GmbH Kontaktelement, Leistungshalbleitermodul und Verfahren zu dessen Herstellung

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BLANK, Thomas, et al. Copper thick-film substrates for power electronic applications. In: Proceedings of the 5th Electronics System-integration Technology Conference (ESTC). IEEE, 2014. S. 1-6. *
Vincotech GmbH: Handling Instruction for flow 2 packages. Rev. 02. Unterhaching, 2014. - Firmenschrift *
Vincotech GmbH: Handling Instructions for flow 0 packages. Rev. 07. Unterhaching, 2015. - Firmenschrift *
Vincotech GmbH: Handling Instructions for flow 1 packages. Rev. 04. Unterhaching, 2015. - Firmenschrift *
Vincotech GmbH: Handling Instructions for MiniSkiip. Rev. 04. Unterhaching, 2014. - Firmenschrift *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015221062A1 (de) 2017-05-04
CN107017207B (zh) 2019-11-15
CN107017207A (zh) 2017-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004018476B4 (de) Leistungshalbleiteranordnung mit kontaktierender Folie und Anpressvorrichtung
DE69209772T2 (de) Gehäuseanordnung für ein funktionales bauelement und herstellungsverfahren
DE102009002191B4 (de) Leistungshalbleitermodul, Leistungshalbleitermodulanordnung und Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitermodulanordnung
DE102008023711B4 (de) Halbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines Halbleitermoduls
DE19630173C2 (de) Leistungsmodul mit Halbleiterbauelementen
DE10149886A1 (de) Leistunghalbleitermodul
DE102009002519A1 (de) Gekapselte Schaltungsvorrichtung für Substrate mit Absorptionsschicht sowie Verfahren zu Herstellung derselben
DE102008009510B3 (de) Verfahren zum Niedertemperatur-Drucksintern
DE102015221062B4 (de) Halbleiterschaltungsanordnung mit gepresstem gel und montageverfahren
EP2936556A1 (de) Elektronikmodul mit einer mit kunststoff umhüllten elektronische schaltung und verfahren zu dessen herstellung
DE102007047698A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden von Komponenten
DE102009037257A1 (de) Leistungshalbleitermodul mit Schaltungsträger und Lastanschlusselement sowie Herstellungsverfahren hierzu
EP0718886B1 (de) Leistungshalbleitermodul
DE112016006433T5 (de) Halbleitereinrichtung und verfahren zum herstellen derselben
DE10293997B4 (de) Leistungshalbleitermodul
WO2005036587A2 (de) Elektronisches bauelement, schaltungsträgeraufbau und elektronikeinheit mit wärmespeicher
DE102007021073B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer Schaltungsanordnung
DE2528573A1 (de) Halbleiterschaltungs-verbindungseinrichtung
DE10065495C2 (de) Leistungshalbleitermodul
DE19701165C1 (de) Chipkartenmodul
EP1753025A2 (de) Leistungshalbleitermodul mit wannenförmigem Grundkörper
WO2003075626A1 (de) Wärmeableitvorrichtung, zum ableiten von wärme, die von einem elektrischen bauelement erzeugt wird
DE102021105264B4 (de) Leistungselektronikmodul und Verfahren zur Herstellung eines Leistungselektronikmoduls
DE202018100486U1 (de) Leistungshalbleitermodul
DE10297047B4 (de) Lötfreie Leiterplatten-Baugruppe

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final