DE102016119078B4 - Träger, Schaltkreis, Halbleiterbauelement-Paket - Google Patents

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Abstract

Träger (200, 700, 800) für ein Halbleiterbauelement, aufweisend:zumindest einen Aufnahmebereich (102) zum Aufnehmen des Halbleiterbauelements;mehrere Anschlussstege (102a, 102b, 102c, 112a, 112b, 112c), welche sich ausgehend von einer Seite des Aufnahmebereichs (102) von diesem weg erstrecken, und von denen:• zumindest ein erster Anschlusssteg und ein zweiter Anschlusssteg einander benachbart und in einer Ebene (201) angeordnet sind; und• ein zusätzlicher erster Anschlusssteg und der erste Anschlusssteg einander benachbart sind, und in eine Richtung (105), welche quer zu der Ebene (201) ist, einander zumindest teilweise überlappen;• wobei der erste Anschlusssteg und/oder der zweite Anschlusssteg einen größeren Querschnitt als der zusätzliche erste Anschlusssteg aufweisen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Träger, einen Schaltkreis und ein Halbleiterbauelement-Paket.
  • Im Allgemeinen kann ein Halbleiterchip (auch als integrierte Schaltung, IC, Chip oder Mikrochip bezeichnet) in der Halbleitertechnologie auf und/oder in einem Wafer (bzw. einem Substrat oder einem Träger) prozessiert, vereinzelt und eingebettet werden. Der fertig hergestellte Chip (z.B. eine eingebettete integrierte Schaltung) kann in oder auf einem Träger montiert, kontaktiert und ummantelt werden. Der Träger kann eine makroskopische Anschlussstruktur aufweisen, welche es erleichtert, den Chip in einem elektrischen Schaltkreis zu montieren, z.B. mittels Auflötens der Anschlussstruktur auf einer Leiterplatte, um eine bestimmte Funktionalität, wie z.B. das Schalten elektrischer Ströme, bereitzustellen.
  • Die fertige Ummantelung des Chips inklusive der Anschlussstruktur kann auch als Halbleitergehäuse oder Halbleiterbauelement-Paket bezeichnet werden. Die Architektur eines Halbleitergehäuses, insbesondere der Anschlussstruktur, kann von dem angestrebten Einsatzzweck und den zugehörigen Betriebsparametern definiert werden. Beispielsweise kann die Anschlussstruktur mehrere Anschlussstege (anschaulich „Beinchen“) aufweisen, welche mit den einzelnen Kontakten des Chips verbunden sind. Insbesondere ist die Architektur (z.B. die räumliche Anordnung und die Anzahl) der Anschlussstege häufig durch die Größe und Form des Halbleitergehäuses begrenzt, wodurch komplexere Chips größere Halbleitergehäuse benötigen.
  • Darüber hinaus sollte die Architektur der Anschlussstege mit der des angestrebten Montageplatzes abgestimmt sein, was bei einer vorgegeben Leiterplatte die Auswahl an Möglichkeiten zur Gestaltung des Halbleitergehäuses begrenzt. Beispielsweise werden in einer Leiterplatte mehrere Öffnungen (auch als Kontaktöffnungen bezeichnet) vorgehalten, in welche die Anschlussstege hineingesteckt werden sollen, so dass die Anzahl und räumliche Anordnung der Anschlussstege zu den Öffnungen der Leiterplatte korrespondieren sollte.
  • Bezogen auf die räumliche Anordnung und der Gruppierung der Anschlussstege gibt es verschiedene Typen von Halbleitergehäusen, wie beispielsweise die einreihigen (engl. „Single-in-Line-Multi-Leads“) Halbleitergehäuse und die zweireihigen (engl.: „Dual-in-Line-Multi-Leads“) Halbleitergehäuse. Der zweireihige Halbleitergehäuse-Typ weist zwei symmetrische Reihen von Anschlussstegen (auch als Anschlussleiter bezeichnet) auf, zwischen denen der Chip in horizontaler Ausrichtung montiert ist, und stellt somit eine möglichst große Anzahl von Anschlüssen bereit, z.B. mehr als 6, mehr als 10 oder mehr als 20. Der einreihige Halbleitergehäuse-Typ benötigt hingegen nur eine Reihe von Anschlussstegen, was es erlaubt, den Chip aufzurichten, und damit dessen Kühlung vereinfacht und platzsparender ist. Insbesondere wird der einreihige Halbleitergehäuse-Typ für Chips mit hoher Wärmeverlustleistung und/oder bei geringem Montageraum verwendet.
  • In der JP H02- 97 049 A wird ein zweireihiger Halbleitergehäuse-Typ beschrieben, welcher zwei Doppelreihen von Anschlussstegen auf jeweils gegenüberliegenden Seiten aufweist, zwischen denen der Chip in horizontaler Ausrichtung montiert ist. In der US 6 376 903 wird ebenso ein zweireihiger Halbleitergehäuse-Typ beschrieben, welcher zwei Doppelreihen von Anschlussstegen auf einander gegenüberliegenden Seiten aufweist, zwischen denen der Chip in horizontaler Ausrichtung montiert ist, wobei die inneren Anschlussstege nach innen und die äußeren Anschlussstege nach außen abgewickelt sind.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde erkannt, dass insbesondere kleine Halbleitergehäuse, anschaulich aufgrund deren hohen räumlichen Dichte an Anschlussstegen, zur Ausbildung von Kriechströmen neigen, welche mit zunehmender elektrischer Spannungen, z.B. im Fall von Hochleistungschips, das Risiko erhöhen, dass der Chip und/oder dessen Gehäuse beschädigt wird, die Wärmeverlustleistung erhöhen, als Störsignal für den Betrieb des Chips wirken oder sogar ein Sicherheitsrisiko darstellen können.
  • Bei einem herkömmlichen Standard-Halbleitergehäuse, wie einem TO-Gehäuse mit definierter Gehäusedimension und definierten Abständen zwischen Anschlussleitern, schränkt die dadurch festgelegte minimale Kriechstromstrecke den Einsatzbereich des Halbleitergehäuses ein, so dass die Funktionalität eines Halbleiterbauelementes oberhalb einer bestimmten zwischen den Anschlussleitern angelegten Spannung aufgrund der Entstehung von Kriechströmen nicht immer sicher gewährleistet ist.
  • Um der Entstehung von Kriechströmen entgegenzuwirken und damit die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von elektronischen Bauelementen für Hochspannungen zu verbessern, wird herkömmlicherweise versucht, die Kriechstromstrecke zwischen Anschlussleitern durch unterschiedliche geometrische Veränderungen am Halbleitergehäuse zu verlängern (anschaulich diese in der Länge zu ziehen oder auszubeulen). Aus DE 100 55 177 B4 ist ein Halbleitergehäuse mit einem elektrisch isolierenden Verkapselungsmaterial bekannt. Das Halbleitergehäuse weist eine Trennwand zwischen den benachbarten Anschlussleitern auf, wobei die Trennwand aus demselben elektrisch isolierenden Material wie Verkapselungsmaterial besteht. Die Trennwand verlängert die Kriechstromstrecke zwischen benachbarten Anschlussleitern und erhöht somit die Spannungsfestigkeit des Halbleitergehäuses ohne die Distanz zwischen den Anschlussstiften oder die Gehäusedimension zu vergrößern.
  • Anschaulich wurde gemäß verschiedenen Ausführungsformen erkannt, dass eine durch geometrische Veränderungen am Halbleitergehäuse bewirkte Verlängerung der Kriechstromstrecke schnell ausgeschöpft ist oder zur Vergrößerung der Gehäusedimensionen führt. Beispielsweise beschränkt die reihenweise Anordnung der Anschlussstege, z.B. der Signal-Anschlusssteg(e) mit den anderen Anschlussstegen in einer gemeinsamen Reihe, die Kriechstromstrecke, bzw. deren Potential zur Vergrößerung, und ebenso die maximale Anzahl der Anschlussstege, welche sich für Hochvoltanwendungen eignen, nach oben.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden ein Träger, ein Schaltkreis und ein Halbleiterbauelement-Paket bereitgestellt, welche die Neigung zur Ausbildung von Kriechströmen reduzieren. Anschaulich wurde erkannt, dass es ausreicht, diejenigen Anschlussstege räumlich voneinander zu separieren, zwischen denen die größte Spannung, z.B. die Lastspannung, anliegt. Die restlichen Anschlussstege, z.B. diejenigen, welche die Signale (z.B. Steuersignale) übertragen, können hingegen näher beieinander angeordnet werden, um den verlorenen Platz zu kompensieren. Somit kann auf eine Vergrößerung des Halbleitergehäuses verzichtet werden.
  • Damit wird es ermöglicht die obere Grenze für die Anzahl der Anschlussstege (z.B. auf einer oder jeder Seite des Halbleitergehäuses) zu vergrößern, die maximal einsetzbare elektrische Spannungen zu vergrößern, Signal- und/oder Lastschleifen zu unterdrücken und die entsprechende Streuinduktivität zu verringern.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Träger für ein Halbleiterbauelement (auch als Halbleiterbauelement-Träger bezeichnet) Folgendes aufweisen: zumindest einen Aufnahmebereich zum Aufnehmen des Halbleiterbauelements; mehrere Anschlussstege (auch als Anschlussstifte oder Anschlussleiter bezeichnet), welche sich ausgehend von einer (z.B. lateralen) Seite des Aufnahmebereichs (z.B. in eine laterale Richtung des Aufnahmebereichs) von diesem weg erstrecken, und von denen: zumindest ein erster Anschlusssteg und ein zweiter Anschlusssteg einander benachbart und in einer Ebene angeordnet sind; und ein zusätzlicher erster Anschlusssteg und der erste Anschlusssteg einander benachbart sind und in eine Richtung, welche quer zu der Ebene ist, einander zumindest teilweise überlappen (d.h. auf die Ebene projiziert zumindest teilweise überlappen), wobei der erste Anschlusssteg und/oder der zweite Anschlusssteg einen größeren Querschnitt (z.B. quer zur deren Längserstreckung) als der zusätzliche erste Anschlusssteg aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können der zusätzliche erste Anschlusssteg und der erste Anschlusssteg in einer zusätzlichen Ebene (auch als zweite Ebene bezeichnet) angeordnet sein, welche quer zu der Ebene (auch als erste Ebene bezeichnet), ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Aufnahmebereich entlang der Ebene längserstreckt sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können der erste Anschlusssteg und der zweite Anschlusssteg an distalen Enden der (z.B. lateralen) Seite des Aufnahmebereichs angeordnet sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der erste zusätzliche Anschlusssteg mit dem ersten Anschlusssteg verbunden (z.B. an diesem befestigt) sein, z.B. stoffschlüssig (z.B. angeklebt und/oder oder angelötet sein) und/oder formschlüssig (z.B. mittels eines Verkapselungsmaterials).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jeder Anschlusssteg der mehreren Anschlussstege an einem von dem Aufnahmebereich weg gerichteten Ende (auch als Endabschnitt bezeichnet) einen Lötbereich aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Aufnahmebereich eine Auflagefläche (und/oder eine entsprechende Grundplatte) aufweisen, welche in einem (z.B. spitzen) Winkel (z.B. von weniger als 45°) oder im Wesentlichen parallel zur Ebene verläuft, und/oder welche quer zu der zusätzlichen Ebene verläuft. Die(z.B. laterale) Seite kann verstanden werden als an einer Kante der Auflagefläche angeordnet.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Aufnahmebereich eine Grundplatte aufweisen, welche monolithisch mit zumindest einem Anschlusssteg der mehreren Anschlussstege verbunden ist, z.B. mit dem zweiten Anschlusssteg und/oder einem dritten Anschlusssteg der mehreren Anschlussstege. Die Oberfläche der Grundplatte kann beispielsweise die Auflagefläche bereitstellen und/oder eine Plattendicke (geringste Ausdehnung) aufweisen, welche im Wesentlichen quer zu der Ebene ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jeder Anschlusssteg der mehreren Anschlussstege eine erste Ausdehnung, welche quer zu seiner Längserstreckung und entlang der Ebene ist, und eine zweite Ausdehnung, welche quer zu der Ebene ist, aufweisen; wobei die erste Ausdehnung größer ist als die zweite Ausdehnung. Alternativ oder zusätzlich kann der erste Anschlusssteg eine größere erste Ausdehnung und/oder zweite Ausdehnung aufweisen als der zusätzliche erste Anschlusssteg.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Ausdehnung in einem Bereich von ungefähr 0,5 Millimeter (mm) bis ungefähr 3 Millimeter sein. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Ausdehnung in einem Bereich von ungefähr 150 Mikrometer (µm) bis ungefähr 800 Mikrometer sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Abstand zwischen dem zusätzlichen ersten Anschlusssteg und dem zweiten Anschlusssteg größer sein als ein Abstand zwischen dem ersten Anschlusssteg und dem zweiten Anschlusssteg.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Abstand (auch als Anschlusssteg-Abstand bezeichnet) zwischen dem ersten Anschlusssteg und dem zweiten Anschlusssteg in einem Bereich von ungefähr 1,5 Millimeter bis ungefähr 26 Millimeter sein und/oder größer als ungefähr 1,5 mm (größer als ungefähr z.B. 2 mm, z.B. 5 mm, z.B. 10 mm, z.B. 15 mm oder 20 mm) sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Aufnahmebereich eine Ausdehnung (in der ersten Ebene und/oder quer zur zweiten Ebene und/oder quer zur Längserstreckung der Anschlussstege) aufweisen, welche weniger als das Fünffache des Anschlusssteg-Abstands ist, z.B. weniger als das Dreifache des Anschlusssteg-Abstands, z.B. weniger als das Doppelte des Anschlusssteg-Abstands.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein oder der Träger ferner aufweisen: einen Durchschlagschutzbereich, welcher den ersten Anschlusssteg und den zweiten Anschlusssteg elektrisch isolieren voneinander separiert; wobei der Durchschlagschutzbereich (z.B. dessen Material, z.B. ein Verkapselungsmaterial) ein Durchschlagspannung zwischen dem ersten Anschlusssteg und dem zweiten Anschlusssteg in einem Bereich von ungefähr 150 Volt (V) bis ungefähr 5 Kilovolt (kV) bereitstellt. Alternativ oder zusätzlich kann der Durchschlagschutzbereich (z.B. dessen Material) eine Durchschlagsfestigkeit von mehr als ungefähr 5 V/mm (z.B. 50 V/mm, 100 V/mm, 500 V/mm, 1 kV/mm) aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 5,5 V/mm bis ungefähr 3,5 kV/mm.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Durchschlagschutzbereich mit einem Verkapselungsmaterial verkapselt sein und/oder dieses aufweisen. Das Verkapselungsmaterial kann eine Verkapselung (auch als Ummantelung bezeichnet) bilden und/oder Teil dieser sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können der erste Anschlusssteg und/oder der zusätzliche erste Anschlusssteg gekrümmt, schräg zueinander und/oder gewinkelt sein derart, dass ein Abstand zwischen dem ersten Anschlusssteg und dem zusätzlichen ersten Anschlusssteg in einem ersten Bereich kleiner ist als in einem zweiten Bereich, wobei der zweite Bereich einen größeren Abstand von dem Aufnahmebereich aufweist als der erste Bereich.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein oder der Träger ferner aufweisen: eine Isolierschicht, welche den ersten Anschlusssteg und den zusätzlichen ersten Anschlusssteg elektrisch isolieren voneinander separiert, z.B. in zumindest dem ersten Bereich. Optional kann die Isolierschicht von dem Verkapselungsmaterial umgeben sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Isolierschicht zumindest eines der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: ein Polymer, eine Keramik, ein Laminat, ein Epoxid-Klebermaterial und/oder ein von dem Verkapselungsmaterial verschiedenes Material. Beispielsweise können der zusätzliche erste Anschlusssteg (z.B. eine elektrisch leitfähige Schicht aufweisend oder daraus gebildet) und/oder die Isolierschicht Teil eines oder des Laminats sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Träger ferner ein mehrlagiges Substrat (z.B. ein Laminat) aufweisen, welches den zusätzlichen ersten Anschlusssteg und die Isolierschicht aufweist. Beispielsweise können die Isolierschicht und der zusätzliche erste Anschlusssteg ein Leiterplatte-Substrat (z.B. Doppellagen-Leiterplatte-Substrat, z.B. gedruckt) oder ein Direkt-Kupfergebonded-Substrat (engl.: „Direct copper bonded“) bilden oder Teil dessen sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann von den mehreren Anschlussstegen zumindest ein dritter Anschlusssteg (d.h. genau ein dritter Anschlusssteg oder mehrere dritte Anschlussstege) in der Ebene angeordnet sein; und/oder ein zusätzlicher zweiter Anschlusssteg und der zweite Anschlusssteg einander benachbart sein und in die Richtung, welche quer zu der Ebene ist, einander zumindest teilweise überlappen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können der zusätzliche zweite Anschlusssteg und der zweite Anschlusssteg in einer anderen zusätzlichen Ebene (auch als zusätzliche zweite Ebene bezeichnet) angeordnet sein, welche parallel zur zusätzlichen Ebene ist und/oder quer zu der Ebene ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Träger ferner aufweisen: ein oder das Verkapselungsmaterial, welches den Aufnahmebereich, den Durchschlagschutzbereich und/oder die Isolierschicht zumindest teilweise umgibt und/oder umschließt, wobei die mehreren Anschlussstege aus dem Verkapselungsmaterial hervorstehen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sich das Verkapselungsmaterial von einem festen (z.B. elektrisch isolierenden) Material zwischen dem ersten Anschlusssteg und dem zusätzlichen ersten Anschlusssteg (z.B. dem Material der Isolierschicht) unterscheiden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Abstand zwischen dem zusätzlichen ersten Anschlusssteg und dem ersten Anschlusssteg außerhalb des Verkapselungsmaterials größer sein als innerhalb des Verkapselungsmaterials.
  • Gemäß verschiedenen.Ausführungsformen kann ein Halbleiterbauelement-Paket (auch als Halbleitergehäuse bezeichnet) Folgendes aufweisen: den oder einen Träger gemäß verschiedenen Ausführungsformen, und das Halbleiterbauelement, welches in dem Aufnahmebereich angeordnet ist. Optional kann das Halbleiterbauelement-Paket zumindest ein zusätzliches Halbleiterbauelement aufweisen, welches in dem Aufnahmebereich angeordnet ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Halbleiterbauelement von dem oder einem Verkapselungsmaterial umgeben, z.B. verkapselnd umschlossen, sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verkapselungsmaterial ein elektrisch isolierendes Material aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ein elektrisch isolierendes Polymer, z.B. einen Thermoplast.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Halbleiterbauelement mehrere Elektroden aufweisen, von denen jede Elektrode mit genau einem Anschlusssteg der mehreren Anschlussstege elektrisch leitfähig gekoppelt ist (mit anderen Worten mittels des jeweiligen Anschlussstegs kontaktiert ist), z.B. mittels eines Kabels (z.B. gebonded).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann von den mehreren Elektroden des Halbleiterbauelements eine Steuerelektrode mit dem zusätzlichen ersten Anschlusssteg elektrisch leitfähig gekoppelt sein. Die Steuerelektrode kann beispielsweise eine Gate-Elektrode und/oder eine Basis-Elektrode aufweisen oder daraus gebildet sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann von dem mehreren Elektroden des Halbleiterbauelements eine erste Lastelektrode mit dem ersten Anschlusssteg elektrisch leitfähig gekoppelt ist und eine zweite Lastelektrode kann mit dem zweiten Anschlusssteg elektrisch leitfähig gekoppelt sein. Die zwei Lastelektroden (erste Lastelektrode und zweite Lastelektrode) können beispielsweise eine Source-Elektrode und eine Drain-Elektrode aufweisen oder daraus gebildet sein. Alternativ können die zwei Lastelektroden (erste Lastelektrode und zweite Lastelektrode) eine Kollektor-Elektrode und eine Emitter-Elektrode aufweisen oder daraus gebildet sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Lastelektrode die Kollektor-Elektrode oder Drain-Elektrode sein. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Lastelektrode in körperlichem Kontakt mit der Auflagefläche sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Schaltkreis Folgendes aufweisen: eine Leiterplatte (z.B. ein Laminat aufweisend oder daraus gebildet), welche zumindest eine (elektrisch leitende) Leiterbahn und einen Anschlussbereich aufweist; das oder ein Halbleiterbauelement-Paket gemäß verschiedenen Ausführungsformen, dessen mehrere Anschlussstege in den Anschlussbereich hinein oder durch diesen hindurch erstreckt sind; wobei zumindest ein Anschlusssteg der mehreren Anschlussstege mit der zumindest einen Leiterbahn der Leiterplatte elektrisch leitfähig gekoppelt ist.
  • Der Anschlussbereich kann beispielsweise mehrere Öffnungen (z.B. Durchgangsöffnungen) aufweisen, von denen jede Öffnung einen Anschlusssteg der mehreren Anschlussstege aufnimmt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Anschlussbereich einen Sockel (z.B. eine Steckplatzvorrichtung) aufweisen oder daraus gebildet sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Leiterplatte eine Leiterkarte, Platine und/oder eine gedruckte Schaltung (d.h. eine gedruckte Leiterplatte) aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Leiterplatte kann ein elektrisch isolierendes Material aufweisen an welchem die zumindest eine Leiterbahn befestigt ist und/oder mittels dessen die zumindest eine Leiterbahn gestützt ist. Das isolierende Material kann ein Polymer und/oder Fasern aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ein faserverstärktes Polymer (z.B. faserverstärkten Kunststoff), Hartpapier oder Ähnliches.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Halbleiterbauelement-Paket Folgendes aufweisen: ein Halbleiterbauelement; eine (z.B. makroskopische) Anschlussstruktur, welche elektrisch leitfähig mit dem Halbleiterbauelement gekoppelt ist und sich von einer (z.B. lateralen) Seite des Halbleiterbauelements ausgehend von diesem weg erstreckt (z.B. in eine laterale Richtung des Halbleiterbauelements); wobei die Anschlussstruktur mehrere in einer Ebene nebeneinander angeordnete Anschlussleiter und einen außerhalb der Ebene angeordneten zusätzlichen Anschlussleiter (z.B. den ersten zusätzlichen Anschlussleiter oder den zweiten zusätzlichen Anschlussleiter) aufweist, und wobei in einem Überlappungsbereich der zusätzliche Anschlussleiter und ein Anschlussleiter der mehreren Anschlussleiter in eine Richtung quer zur Ebene zumindest teilweise überlappen (d.h. auf die Ebene projiziert zumindest teilweise überlappen), wobei zumindest ein Anschlussleiter der mehreren Anschlussleiter einen größeren Querschnitt als der zusätzliche Anschlussleiter aufweist.
  • Die Anschlussstruktur kann die mehreren Anschlussleiter (auch als Anschlussstege bezeichnet) aufweisen und Kabel (z.B. Bondingdrähte oder andere elektrische Leitungen), welche zumindest einige der mehreren Anschlusssteg mit dem Halbleiterbauelement elektrisch leitfähig verbinden, z.B. mit zumindest einigen der Elektroden des Halbleiterbauelements.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Halbleiterbauelement-Paket ferner aufweisen: eine Schicht (auch als Isolierschicht bezeichnet), welche in dem in dem Überlappungsbereich angeordnet ist und mittels welcher der zusätzliche Anschlussleiter und der Anschlussleiter zumindest teilweise elektrisch voneinander isoliert sind; wobei die Schicht ein Polymer oder eine Keramik oder ein Laminat oder ein Epoxid-Klebermaterial aufweist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Halbleiterbauelement-Paket ferner aufweisen: ein Verkapselungsmaterial, mittels welchem der Überlappungsbereich und/oder das Halbleiterbauelement zumindest teilweise umgeben, z.B. verkapselt, ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Träger einen Leiterrahmen (auch als Anschluss-Rahmen bezeichnet) aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Leiterrahmen kann eine Grundplatte aufweisen, auf welchem das Halbleiterbauelement angeordnet werden soll und zumindest einen Anschlusssteg, welcher sich von der Grundplatte ausgehend in eine laterale Richtung der Grundplatte von dieser weg erstreckt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jeder Anschlusssteg der mehreren Anschlussstege, die Grundplatte des Trägers, das oder jedes Kabel des Trägers und/oder die Auflagefläche des Trägers ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. Stahl, Kupfer, Aluminium oder ein anderes lötbares Material.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Träger mehr Anschlussstege in der Ebene als Hilfsanschlusssteg(e) neben (z.B. außerhalb) der Ebene aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren aufweisen: Bereitstellen eines Halbleiterbauelement-Trägers, der mehrere Anschlussstege aufweist; und Befestigen eines zusätzlichen Anschlussstegs an zumindest einem Anschlusssteg der mehreren Anschlussstege.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Prozessieren eines Halbleiterbauelement-Trägers, der mehrere nebeneinander in einer Ebene angeordnete Anschlussstege aufweist, aufweisen: Anordnen eines zusätzlichen Anschlussstegs über einem Anschlusssteg der mehrere Anschlussstege; und Verbinden des zusätzlichen Anschlussstegs und des Anschlussstegs miteinander, wobei zumindest ein Anschlusssteg der mehreren Anschlussstege einen größeren Querschnitt als der zusätzliche Anschlusssteg aufweist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
  • Bevor im Folgenden die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass gleiche Elemente in den Figuren mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen sind und das eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird. Ferner sind die Figuren nicht notwendiger Weise maßstabsgerecht. Der Schwerpunkt liegt vielmehr auf der Erläuterung des Grundprinzips.
  • Es zeigen
    • 1 ein herkömmliches Halbleitergehäuse;
    • 2A und 2B jeweils einen Träger gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen schematischen Ansichten, wobei nicht dargestellt ist, dass der erste Anschlusssteg bzw. der zweite Anschlusssteg einen größeren Querschnitt als der zusätzliche erste Anschlusssteg aufweisen;
    • 3 und 4 jeweils ein Halbleiterbauelement-Paket gemäß verschiedenen Ausführungsformen gemäß schematischen Ansichten, wobei in 3 nicht dargestellt ist, dass der zweite Anschlusssteg einen größeren Querschnitt als der zusätzliche erste Anschlusssteg aufweist;
    • 5 ein Halbleiterbauelement-Paket gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht;
    • 6 verschiedene Halbleiterbauelement-Pakete gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht;
    • 7A und 7B jeweils einen Träger gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen Ansichten, wobei nicht dargestellt ist, dass der erste Anschlusssteg bzw. der zweite Anschlusssteg einen größeren Querschnitt als der zusätzliche erste Anschlusssteg aufweisen;
    • 8 einen Träger gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
    • 9 einen Träger gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht; und
    • 10 ein Verfahren in einer schematischen Ablaufdiagram gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
  • Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“, „kontaktiert“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung (z.B. ohmsch und/oder elektrisch leitfähig, z.B. einer elektrisch leitfähigen Verbindung), eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung.
  • Der Begriff „beispielhaft“ wird hier in der Bedeutung als Beispiel, Exemplar oder Veranschaulichung dienend verwendet. Jede Ausführungsform oder Gestaltung, die hier als „beispielhaft“ beschrieben ist, ist nicht unbedingt als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Ausführungsformen oder Gestaltungen zu verstehen.
  • Der Begriff „seitlich“ oder „lateral“ mit Bezug auf die „seitliche“ bzw. „laterale“ Ausdehnung einer Struktur (oder eines Substrats, eines Wafer oder eines Trägers) oder „seitlich“ bzw. „lateral“ angrenzend, kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen verwendet werden, um eine Ausdehnung oder eine Lagebeziehung entlang einer Oberfläche eines Substrats, eines Wafers oder eines Trägers zu bezeichnen. Das bedeutet, dass eine Oberfläche eines Substrats (beispielsweise eine Oberfläche eines Trägers oder einer Oberfläche eines Wafers) als Referenz dienen kann, die allgemein als die Hauptbearbeitungsfläche (z.B. auf einer Hauptprozessierseite) des Substrats, des Trägers oder des Wafers bezeichnet wird. Ferner kann der Begriff „Breite“, der im Hinblick auf eine „Breite“ einer Struktur (oder eines Strukturelements) verwendet wird, hier verwendet werden, um die seitliche (bzw. laterale) Ausdehnung einer Struktur zu bezeichnen.
  • Ferner kann der Begriff „Höhe“, der in Bezug auf eine Höhe einer Struktur (oder eines Strukturelements) verwendet wird, hier verwendet werden, auf die Ausdehnung einer Struktur entlang einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche eines Substrats (z.B. senkrecht zu der Hauptbearbeitungsfläche eines Substrats) zu bezeichnen, d.h. eine vertikale Ausdehnung. Der Begriff „Dicke“, der im Hinblick auf eine „Dicke“ einer Schicht verwendet wird, kann hier verwendet werden, um die räumliche Ausdehnung der Schicht senkrecht zu der Oberfläche des Trägers (des Materials), auf dem die Schicht abgeschieden wird, zu bezeichnen, d.h. eine vertikale Ausdehnung. Wenn die Oberfläche des Trägers parallel zu der Oberfläche des Substrats (beispielsweise zu der Hauptbearbeitungsfläche) ist, kann die Dicke der auf dem Träger aufgebrachten Schicht gleich der Höhe der Schicht sein. Ferner kann eine „vertikale“ Struktur eine Struktur bezeichnen, die sich in einer Richtung senkrecht zu der seitlichen Richtung (z.B. senkrecht zu der Hauptbearbeitungsoberfläche eines Substrats) erstreckt, und eine „vertikale“ Ausdehnung kann eine Ausdehnung entlang einer Richtung senkrecht zu einer lateralen Richtung (beispielsweise eine Ausdehnung senkrecht zu der Hauptbearbeitungsfläche eines Substrats) bezeichnen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Halbleiterbauelement einen- vertikalen Strompfad aufweisen und/oder bereitstellen (d.h. einen Strompfad durch das Halbleiterbauelement hindurch, z.B. entlang seiner Dickenrichtung und/oder der Dickenrichtung des Trägers), z.B. zwischen zwei Elektroden, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Halbleiterbauelements angeordnet sind (z.B. auf dessen Rückseite und dessen Vorderseite).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Halbleiterbauelement zumindest ein elektronisches Bauelement (d.h. genau ein elektronisches Bauelement oder mehrere elektronische Bauelemente), welche in einem Halbmaterial des Halbleiterbauelements integriert sind, wie beispielsweise zumindest einen Transistor, zumindest einen Widerstand, zumindest einen Kondensator, zumindest eine Diode oder dergleichen aufweisen, z.B. zumindest einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET), zumindest eine emitter-gesteuerte Diode und/oder zumindest einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT). Die mehreren elektronischen Bauelemente können beispielsweise zu einem Schaltkreis miteinander verschalten sein.
  • Das Halbleiterbauelement kann zum Ausführen von Operationen, z.B. Rechenoperationen oder Speicheroperationen eingerichtet sein. Alternativ oder zusätzlich kann Halbleiterbauelement zum Auszuführen von Schaltoperationen oder Verstärkungsoperationen eingerichtet sein, z.B. in einer Leistungselektronik (z.B. unter Verwendung von Leistungsbauelementen). Verschiedene Halbleiterbauelemente, wie z.B. der zumindest eine Transistor und/oder die zumindest eine Diode, können optional für Hochvolt-Anwendungen (auch als Hochspannungsdiode oder Hochspannungstransistor bezeichnet) eingerichtet sein oder werden, d.h. eine elektrische Spannung,zum Betrieb (auch als Lastspannung bezeichnet) Halbleiterbauelements kann mehr als ungefähr 1 kV sein.
  • Im Allgemeinen kann ein Halbleiterwafer prozessiert sein oder werden, um ein oder mehrere Halbleiterbauelemente zu bilden. Mehrere miteinander verschaltete Bauelemente können beispielsweise einen elektronischen Schaltkreis bilden, welche in dem Halbleitermaterial des Halbleiterbauelements integriert ist (auch als monolithischer Schaltkreis bezeichnet). Das fertig prozessierte Halbleiterbauelement (auch als Chip oder Halbleiterchip bezeichnet) kann aus dem Halbleiterwafer herausgetrennt werden (auch als Vereinzeln bezeichnet). Das vereinzelte Halbleiterbauelements kann elektrisch mit dem Träger kontaktiert und nachfolgend verkapselt (z.B. geschlossen oder halboffen) werden, z.B. mittels eines Verkapselungsmaterials (z.B. ein Formmaterial), zum Bilden eines Halbleiterbauelement-Pakets, welches für die Verwendung in einem elektronischen Gerät geeignet ist. Beispielsweise kann das Halbleiterbauelement mittels Kabel (z.B. Drähten) innerhalb des Halbleiterbauelement-Pakets verbunden werden und/oder das Halbleiterbauelement-Paket kann auf einer Leiterplatte und/oder auf einen Leiterrahmen gelötet werden.
  • Der Begriff Halbleitermaterial kann als eine chemische Zusammensetzung verstanden werden, welche in einem undotierten Zustand halbleitend ist. Das Halbleitermaterial kann beispielsweise einen Elementhalbleiter (auch als Halbleiter bezeichnet, z.B. Silizium oder Germanium) oder einen Verbindungshalbleiter (z.B. Siliziumkarbid, Galliumnitrid oder SiGe) aufweisen oder daraus gebildet sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann elektrisch halbleitend verstanden werden als eine elektrische Leitfähigkeit in einem Bereich von ungefähr 10-6 Siemens/Meter bis ungefähr 106 Siemens/Meter aufweisend. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen elektrisch leitfähig verstanden werden als eine elektrische Leitfähigkeit größer als ungefähr 106 Siemens/Meter aufweisend. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann elektrisch isolierend verstanden werden als eine elektrische Leitfähigkeit kleiner als ungefähr 10-6 Siemens/Meter aufweisend.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Halbleiterbauelement ein Halbleitermaterial eines Typs oder verschiedener Typen aufweisen oder daraus gebildet sein, einschließlich Gruppe IV-Halbleiter (z.B. Silizium oder Germanium), Verbindungshalbleiter, z.B. Gruppe III-V-Verbindungshalbleiter (beispielsweise Galliumarsenid), Gruppe-III-Halbleiter, Gruppe V-Halbleiter oder halbleitende Polymere. In mehreren Ausführungsformen kann das Halbleiterbauelement aus Silizium (dotiert oder undotiert) gebildet sein oder werden. Als Alternative kann jedes andere geeignete Halbleitermaterial für das Halbleiterbauelement verwendet werden, beispielsweise eine Halbleiterverbindung (halbleitende chemische Verbindung) wie Galliumphosphid (GaP), Indiumphosphid (InP), Siliziumkarbid (SiC) oder Galliumnitrid (GaN), aber auch jede geeignete ternäre Halbleiterverbindung oder quaternäre Halbleiterverbindung, wie beispielsweise Indium-Galliumarsenid (InGaAs).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein oder das Verkapselungsmaterial ein Gussmaterial (z.B. ein Thermoplast) aufweisen oder daraus gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein oder das Verkapselungsmaterial ein anderes Polymer aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ein Reaktionsharz, ein anderes Vergussmaterial (z.B. Vergussharz) oder ein anderes Kunstharz.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein oder das Polymer (z.B. ein kohlenstoffbasierte Polymer und/oder ein siliziumbasiertes Polymer) einen Thermoplast oder ein Duromer aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. einen Lack, ein Vergussmaterial (z.B. Vergussharz), ein Gummi, ein Silikon und/oder ein Harz (z.B. ein Kunstharz).
  • Elektronische Halbleitergehäuse bestehen aus zumindest einem Halbleiterbauelement angeordnet auf oder in einem Aufnahmebereich (auch als Chip-Aufnahmebereich bezeichnet) und einem oder mehreren mit dem Halbleiterbauelement elektrisch gekoppelte Anschlussleitern und einem Verkapselungsmaterial aus Kunststoff, welcher das elektronische Bauelement und die Anschlussleitern zumindest partiell umschließt, um das elektronische Halbleiterbauelement gegen Umwelteinflüsse zu schützen. Der Chip-Aufnahmebereich ist zur Aufnahme eines oder mehrerer Halbleiterbauelemente vorgesehen, wie beispielsweise aus Metall, wie beispielsweise Kupfer, bestehend, und dient nach der Montage des Halbleitergehäuses auf der Leiterplatte als einem Kühlkörper, um die entstehende Hitze bei Inbetriebnahme des elektronischen Halbleiterbauelementes abzuführen. Die elektrische Anbindung von Halbleiterbauelementen nach außen erfolgt mittels der Anschlussleiter, wobei sich die inneren Seite der Anschlussleiter auf der seitlichen Kante des Chip-Aufnahmebereiches befinden und mittels Drahtbonden oder anderen Verbindungstechnologien, wie z.B. einem Bügel-Prozesses, mit den Elektroden, welche sich auf der Oberfläche des Halbleiterbauelements befinden, elektrisch leitfähig verbunden sind und/oder umschlossen sind mit dem Verkapselungsmaterial. Die Außenseite der Anschlussleiter ragt aus dem Verkapselungsmaterial heraus und wird bei der Montage der Halbleitergehäusen auf der Leiterplatte kontaktiert. In vielen Applikationen werden die Anschlussleiter in Kontaktöffnungen, die auf der Leiterplatte vorgesehen sind, durchgesteckt und gelötet. Ein solches Halbleitergehäuse-Typ wird als Durchsteckgehäuse (Through Hole Package) bezeichnet.
  • Üblicherweise besitzt ein einreihiges Standard-Halbleitergehäuse, wie beispielsweise ein TO-Gehäuse (engl.: „Transistor Outline Package“), zumindest drei Anschlussleiter. Zwei Anschlussleiter werden beispielweise an die (mindestens zwei) Lastelektroden (auch als Leistungselektroden bezeichnet) des Halbleiterbauelements, nämlich die Drain- und SourceElektroden bei MOSFET („Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor“) oder die Emitter- und Kollektor-Elektroden bei IGBT (engl.: „Insulated Gate Bipolar Transistor“) angeschlossen. In Standard-Halbleitergehäusen befinden sich die Lastanschlussleiter (C, E) nebeneinander und ragen aus dem Verkapselungsmaterial heraus. Der dritte Anschlussleiter wird an den Steuerelektrode des Halbleiterbauelements, nämlich den Gate-Elektrode (G) bei MOSFET oder der Basis-Elektrode bei IGBT elektrisch leitfähig kontaktiert und ragt seitlich aus dem Gehäuse heraus. Alle Anschlussleiter befinden sich in einer Ebene angeordnet (vergleiche 1, Verkapselungsmaterial gestrichelt dargestellt).
  • Bei späterer Inbetriebnahme des Halbleitergehäuses wird elektrische Spannung an den Außenseiten der Anschlussleitern des Halbleitergehäuses angelegt. Abhängig von der angelegten elektrischen Spannung, insbesondere bei hohen Spannungen oberhalb von 100 Volt, entstehen zwischen Anschlussleitern, die an den Lastelektroden des Halbleiterbauelementes angeschlossen sind, Leckströme (Kriechströme), deren Stromstärke von der Raumfeuchtigkeit oder den Eigenschaften des Verkapselungsmaterials oder der Kriechstrecke abhängig ist. Die Kriechstrecke wird als der kürzeste Pfad zwischen zwei leitenden Materialien gemessen entlang der Oberfläche eines Isolators (z.B. des Verkapselungsmaterials.
  • Eine kurze Kriechstrecke erhöht nicht nur die Verlustleistung eines elektronischen Halbleitergehäuses sondern auch das Risiko eines Tracking-Fehlers über der gesamten Lebensdauer. Die Folge ist eine unzuverlässige elektrische Funktionalität und eine reduzierte Lebensdauer des Halbleitergehäuses. Abhängig von der angelegten Spannung darf die Kriechstrecke einen minimalen Wert, welcher für alle Leitplatten und elektronischen Komponenten genormt und bei IPC-9592 (Performance Parameters for Power Conversion Devices, April 2007, 4-3) festgelegt ist, nicht unterschreiten.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Halbleitergehäuse mit einer erhöhten Kriechstromfestigkeit bereitgestellt, bei dem eine Verlängerung der Kriechstromstrecke zwischen Lastelektroden durch eine veränderte Anordnung der Anschlussleiter realisiert wird, unter Berücksichtigung, dass keine Änderung der Gehäusegröße vorgenommen wird oder erforderlich ist. Unter gleich bleibender Gehäusedimension und gleich bleibender Anzahl der Anschlussleiter wird die Erhöhung der Spannungsfestigkeit bei Standard-Halbleitergehäusen für Hochspannungsanwendungen erreicht.
  • Anschaulich wird gemäß verschiedenen Ausführungsformen ein Anschlussleiter, der sich üblicherweise mit anderen Anschlussleitern auf einer Ebene befindet, oberhalb dieser Ebene angeordnet, z.B. dem in 1 veranschaulichten Halbleiterbauelement-Paket hinzugefügt oder in diesem versetzt (vergleiche dazu 3, 4 und 6). Diese räumliche Anordnung bietet bei Positionierung der Streuelektrode oberhalb dieser Ebene eine dreidimensionale Konfiguration, wobei der freie Raum zwischen den Lastanschlussleitern vergrößert werden kann. Damit ergibt sich ein größerer Abstand zwischen den Lastanschlussleiter ohne Ausweitung der Gehäusedimension.
  • Dies bietet eine dreidimensionale Konfiguration der Anschlussleiter und hat eine Reduzierung der Anzahl der Anschlussleiter, die in einer Ebene zugeordnet sind, bei unveränderter Gehäusedimension zur Folge. Damit ergibt sich ein größerer Abstand zwischen den Anschlussleitern als bei herkömmlichen Halbleitergehäusen, bei denen alle Anschlussleiter in einer Ebene positioniert sind. Die Verlängerung der Distanz zwischen den Anschlussleiter bei gleichbleibenden Paketdimensionen (Abmessungen des Halbleitergehäuses) vergrößert die Kriechstromstrecke und erhöht demzufolge die Spannungsfestigkeit des Halbleitgehäuses.
  • Dies lässt die Verminderung der Kriechströme bei gleich bleibenden Anschlussleitern und ohne Ausweitung der Paketdimensionen zu. Zudem ermöglicht dies auch weitere Integration von elektronischen Bauelementen im Halbleitergehäuse mit höherem Kriechstromwiderstand.
  • Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Integration von mehreren elektronischen Bauelementen in einem Halbleitergehäuse mit höherem Kriechstromwiderstand ohne Ausweitung der Gehäusedimension ermöglicht wird.
  • 2A veranschaulicht einen Träger 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Frontansicht oder Querschnittsansicht und 2B den Träger 200 mit einer dazu senkrechten Blickrichtung in einer Draufansicht 200b.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Träger 200 Folgendes aufweisen: zumindest einen Chip-Aufnahmebereich 102 zur Aufnahme eines Halbleiterchips; einen ersten Anschlusssteg 102a und zumindest einen zweiten Anschlusssteg 102b, wobei der erste Anschlusssteg 102a und der zweite Anschlusssteg 102b in einer Ebene 201 (z.B. aufgespannt von Richtung 101 und 103) angeordnet sind; zumindest einen zusätzlichen ersten Anschlusssteg 112a (auch als erster Hilfsanschlusssteg 112a bezeichnet), welcher außerhalb der Ebene 201 angeordnet ist, wobei beispielsweise ein erster Abstand 211 zwischen dem zweiten Anschlusssteg 102b und dem ersten Hilfsanschlusssteg 112a größer ist als ein zweiter (dazu senkrechter) Abstand 213 zwischen dem ersten Anschlusssteg 102a und dem ersten Hilfsanschlusssteg 112a. Alternativ oder zusätzlich kann der erste Abstand 211 größer sein als ein dritter Abstand zwischen dem ersten Anschlusssteg 102a und dem zweiten Anschlusssteg 102b. Beispielsweise können der erste Anschlusssteg 102a, der zweite Anschlusssteg 102b und der erste Hilfsanschlusssteg 112a entlang der Kanten eines Prismas angeordnet sein, welches eine dreieckige (z.B. dreieckig-rechtwinklige) Grundfläche aufweist.
  • Beispielsweise kann der zweite Abstand 213 weniger als ungefähr 50% (z.B. weniger als 25%, 10% oder. 5%) des ersten Abstands 211 und/oder des dritten Abstands sein.
  • Beispielsweise kann der erste Abstand 211 und/oder der dritte Abstand im Bereich von ungefähr 1,5 mm bis 26 mm sein. Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Abstand 213 zwischen dem ersten Anschlusssteg 102a und dem ersten Hilfsanschlusssteg 112b weniger als ungefähr 1,5 mm (z.B. 1 mm, z.B. 0,5 mm oder 0,1 mm) sein.
  • Der erste Anschlusssteg 102a und der daneben angeordnete erste Hilfsanschlusssteg 112a können ein erstes Anschlusssteg-Paar 102a, 112a bilden. Beispielsweise können der erste Hilfsanschlusssteg 112a und der erste Anschlusssteg 102a aneinander befestigt (z.B. geklebt und/oder gelötet) sein oder werden. Alternativ oder zusätzlich kann der erste Hilfsanschlusssteg 112a eine Folie aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. eine Kupferfolie, oder mittels eines Prepregs und/oder einer lösungsbasierten Abscheidung gebildet sein oder werden. Die Folie kann beispielsweise eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 0,6 mm aufweisen.
  • In einer Ebene 201, 205 angeordnet kann verstanden werden, als dass die entsprechenden Anschlussleiter eine Längserstreckung (parallel zu Richtung 103) parallel zu oder in der Ebene aufweisen und/oder entlang einer Richtung, welche innerhalb der Ebene und quer zu deren Längserstreckung ist, einander überlappen, z.B. im Wesentlichen vollständig. Beispielsweise kann die Längserstreckung der entsprechenden Anschlussleiter komplanar bezüglich der Ebene sein.
  • Der Hilfsanschlusssteg 112a kann derart angeordnet sein, dass dieser, entlang der Blickrichtung in 200b (d.h. in Projektion auf die Ebene 201), den ersten Anschlusssteg 102a überlappt. Beispielsweise kann der Hilfsanschlusssteg 112a senkrecht oberhalb der Ebene 201 über dem ersten Anschlusssteg 102a angeordnet sein, z.B. in einer zusätzlichen Ebene 205 (z.B. aufgespannt von Richtung 105 und 103) quer zur Ebene 201.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können der erste Anschlussstegen 102a, der zweite Anschlussstegen 102b und der Hilfsanschlusssteg 112a beispielsweise eine Breite 101d (d.h. Ausdehnung entlang der Ebene 201) im Bereich von 0,5 mm bis 3 mm und/oder eine Dicke 105d (d.h. Ausdehnung quer zur Ebene 201) im Bereich von 150 µm bis 800 µm aufweisen.
  • Optional können der erste Anschlusssteg 102a und der zweite Anschlusssteg 102b einen größeren Querschnitt (d.h. eine größere Querschnittsfläche), quer zu deren Längserstreckung, als der Hilfsanschlusssteg 112a aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das erste Anschlusssteg-Paar 102a, 112a eine kleinere Ausdehnung entlang der Richtung 105, welche quer zu der Ebene 201 ist, aufweisen als entlang einer Richtung 101, welche zu dem zweiten Anschlusssteg 102b gerichtet und/oder quer zu der zusätzlichen Ebene 205 ist.
  • Zwischen dem ersten Anschlusssteg 102a und dem zweiten Anschlusssteg 102b kann ein Durchschlagschutzbereich 302 angeordnet sein, dessen Breite 301 ungefähr dem ersten Abstand 211 zwischen dem ersten Anschlusssteg 102a und dem zweiten Anschlusssteg 102b oder weniger entsprechen kann. Der Durchschlagschutzbereich 302 kann ein elektrisch isolierendes Material (auch als Durchschlagschutzmaterial bezeichnet) aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ein Dielektrikum, ein Polymer und/oder ein Verkapselungsmaterial. Das Durchschlagschutzmaterial kann eine Durchschlagsfestigkeit aufweisen, von größer als ungefähr 5,5 V/mm (z.B. 10 V/mm, 100V/mm oder 1kV/mm), z.B. in einem Bereich von ungefähr 5,5 V/mm (z.B. 10 V/mm, 100V/mm oder 1kV/mm) bis ungefähr 3,5 kV/mm.
  • Wird der Träger 200 in einem Halbleiterbauelement-Paket verwendet, kann in dessen Aufnahmebereich 102 ein Halbleiterbauelement 104 angeordnet sein, wie nachfolgend genauer beschrieben wird (vergleiche beispielsweise 3 oder Beispiel 603 in 6).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Lastspannung zum Betrieb des Halbleiterbauelements 104 größer sein als ungefähr 250 V (als z.B. 500V, 1kV oder 2kV), z.B. in einem Bereich von ungefähr 1 kV bis ungefähr 5 kV.
  • Die Durchschlagsfestigkeit kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen größer sein als ein Verhältnis aus einer Lastspannung (auch als Betriebsspannung bezeichnet) des Halbleiterbauelements 104 und dem Abstand zwischen dem ersten Anschlusssteg 102a und dem zweiten Anschlusssteg 102b. Damit kann erreicht werden, dass der Durchschlagschutzbereich 302 selbst für einen kleinen Abstand von 1,5 mm eine Durchschlagspannung von mehr 150 Volt (V) bereitgestellt sein oder werden kann.
  • Das Halbleiterbauelement 104 kann beispielsweise einen Strompfad aufweisen, entlang die Lastspannung angelegt sein oder werden kann, welcher quer zur Ebene 201 ist.
  • 3 veranschaulicht ein Halbleiterbauelement-Paket 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Frontansicht oder Querschnittsansicht und das Halbleiterbauelement-Paket 300 in einer Seitenansicht 300b mit einer dazu senkrechten Blickrichtung.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Halbleiterbauelement-Paket 300 zumindest ein (d.h. genau ein oder mehr als ein) Halbleiterbauelement 104 aufweisen, z.B. zwei, drei, vier, oder mehr als vier Halbleiterbauelemente 104. Das oder jedes Halbleiterbauelement des zumindest einen Halbleiterbauelements 104 kann mehrere Elektroden aufweisen, z.B. zumindest eine Steuerelektrode (z.B. Gate-Elektrode oder Basis-Elektrode) und eine erste Lastelektrode (z.B. Source-Elektrode oder Emitter-Elektrode) und eine zweite Lastelektrode (z.B. Drain-Elektrode oder Kollektorelektrode).
  • Ein oder jeder Anschlusssteg der Gruppe Anschlussstege 102a, 102b können mit dem zumindest einen Halbleiterbauelement 104 elektrisch leitend verbunden sein, z.B. mit dessen Lastelektroden und/oder mittels eines Kabels 202a. Der Hilfsanschlusssteg 112a kann mit dem zumindest einen Halbleiterbauelement 104 elektrisch leitend verbunden sein, z.B. mit dessen Steuerelektrode und/oder mittels eines Kabels 212a.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Begriff „gekoppelt“ oder „Kopplung“ im Sinne einer, z.B. direkten oder indirekten, elektrischen Verbindung und/oder elektrischen Wechselwirkung verstanden werden, einschließlich einer körperlichen Verbindung bzw. Wechselwirkung. Die Wechselwirkung kann beispielsweise mittels eines elektrischen Stroms vermittelt werden, welcher entlang des mittels der Kopplung bereitgestellten Strompfads fließt. Eine elektrische Verbindung. kann eine elektrische leitfähige Verbindung sein, d.h. mit einem ohmschen Verhalten, z.B. bereitgestellt mittels eines Metalls oder eines entarteten Halbleitermaterials, z.B. in Abwesenheit eines pn-Übergangs in dem elektrischen Strompfad. Eine indirekte elektrische Verbindung kann zusätzliche Bauelemente in dem elektrischen Strompfad aufweisen, welche den Betrieb des Schaltkreises nicht verändern oder im Wesentlichen unverändert lassen.
  • Mehrere Elemente können beispielsweise entlang einer Wechselwirkungskette, z.B. eine Signalkette, miteinander gekoppelt sein. Eine Kopplung kann zum Übertragen eines elektrischen Signals zwischen den zwei miteinander gekoppelten Elementen eingerichtet sein. Der Begriff „entkoppelt“ kann verstanden werden, als dass die Kopplung aufgehoben ist oder wird. Beispielsweise kann das Entkoppeln zweiter Elemente voneinander bewirken eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen diesen aufzuheben (z.B. in eine elektrisch isolierende Verbindung umzuwandeln).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Aufnahmebereich 102 des Trägers 200 eine Auflagefläche 102f aufweisen, auf welcher das zumindest eine Halbleiterbauelement 104 aufgelegt sein oder werden kann und optional mit dieser elektrisch leitfähig gekuppelt sein kann, z.B. dessen zweite Lastelektrode. Beispielsweise kann die Auflagefläche 102f mittels einer Platte (z.B. ein Teil eines Anschluss-Rahmens) bereitgestellt sein oder werden, welcher optional monolithisch mit dem zweiten Anschlusssteg 102b verbunden sein kann.
  • Die Auflagefläche 102f kann beispielsweise parallel zur Ebene 201 erstreckt sein und/oder zumindest einen Winkel zu dieser von kleiner als ungefähr 45° (z.B. als ungefähr 20°, 10° oder 5°) aufweisen. Anschaulich kann die Auflagefläche 102f von dem mehreren Anschlussstegen weg erstreckt sein.
  • Soll nur der Träger (z.B. der Träger 200) bereitgestellt werden, kann von dem Halbleiterbauelement-Paket 300 das zumindest eine Halbleiterbauelement 104 weggelassen werden.
  • 4 veranschaulicht ein Halbleiterbauelement-Paket 400 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Frontansicht oder Querschnittsansicht und das Halbleiterbauelement-Paket 400 in einer Seitenansicht 400b mit einer dazu senkrechten Blickrichtung.
  • Die Gruppe Anschlussstege 102a, 102b, 102c kann beispielsweise drei oder mehr Anschlussstege aufweisen, z.B. den ersten Anschlusssteg 102a, den zweiten Anschlusssteg 102b und einen dritten Anschlusssteg 102c, welche in der Ebene 201 angeordnet sind. In der Blickrichtung von 400b (parallel zur Ebene 201) überlappen diese einander zumindest teilweise (d.h. teilweise oder vollständig).
  • Der dritte Anschlusssteg 102c kann mit dem zumindest einen Halbleiterbauelement 104 elektrisch leitend verbunden sein, mittels eines Kabels 202c.
  • Optional kann das Halbleiterbauelement-Paket 400, bzw. dessen Träger, zumindest einen weiteren Hilfsanschlusssteg 112b, 112c aufweisen (vergleiche Beispiel 601 und 607 in 6) 5 veranschaulicht ein Halbleiterbauelement-Paket 500 (z.B. das vorstehende Halbleiterbauelement-Paket. 400) gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht und das Halbleiterbauelement-Paket 500 in einer Detailansicht 500b.
  • In dem Aufnahmebereich 102 können mehrere (z.B. zwei) Halbleiterbauelemente 104a, 104b angeordnet sein, wie dargestellt, oder alternativ genau ein Halbleiterbauelement 104a. Die zwei Halbleiterbauelemente 104a, 104b können miteinander verschaltet sein, z.B. deren Elektroden miteinander, oder separat voneinander bereitgestellt sein oder werden, und mittels der mehreren Anschlussstege kontaktiert sein oder werden.
  • Zwischen dem ersten Anschlusssteg 102a und dem Hilfsanschlusssteg 112a kann optional eine Isolierschicht 502 (mit anderen Worten eine elektrisch isolierende Schicht) angeordnet sein oder werden, welche diese voneinander elektrisch isoliert und/oder mit diesen in körperlichem Kontakt ist. Die Isolierschicht 502 kann ein elektrisch isolierendes Material (auch als Isoliermaterial bezeichnet) aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ein Dielektrikum wie etwa eine Keramik. Eine Keramik kann beispielsweise ein Oxinitrid, ein Oxid (z.B. Metalloxid, Halbmetalloxid und/oder Halbleiteroxid), ein Nitrid (z.B. Metallnitrid, Halbmetallnitrid und/oder Halbleiternitrid) und/oder ein Karbid (z.B. Metallkarbid, Halbmetallkarbid und/oder Halbleiterkarbid) aufweisen oder daraus gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Isoliermaterial beispielsweise ein Polymer aufweisen, z.B. ein Epoxidharz, z.B. ein Epoxid-Klebermaterial. Beispielsweise kann das Isoliermaterial Teil eines Laminats sein.
  • Soll nur der Träger bereitgestellt werden, kann von dem Halbleiterbauelement-Paket 500 das - zumindest eine Halbleiterbauelement 104a, 104b weggelassen werden.
  • Optional kann der erste Hilfsanschlusssteg 112a gewinkelt sein, wie dargestellt ist. Alternativ oder zusätzlich kann der erste Hilfsanschlusssteg 112a gekrümmt oder schräg zu dem ersten Anschlusssteg 102a sein. Damit kann erreicht werden, dass der erste Hilfsanschlusssteg 112a zwei Abschnitte aufweist, in welche sich in ihrem Abstand von dem ersten Anschlusssteg 102a unterscheiden, wie nachfolgend genauer beschrieben wird. Beispielsweise kann der näher an dem Aufnahmebereich 102 angeordnet Abschnitt des ersten Hilfsanschlusssteg 112a den kleineren Abstand aufweisen, wie in 500b veranschaulicht ist. Dies ermöglicht es, die Isolierschicht 502 mit einer Ausdehnung kleiner ist als die Längserstreckung des ersten Anschlussstegs 102a auszubilden. Damit kann der Abschnitt der Anschlussstege 102a, 112a, welcher frei von der Isolierschicht 502 ist, besser elektrisch kontaktiert sein oder werden, z.B. mit einer Leiterplatte, wie später genauer beschrieben wird.
  • 6 veranschaulicht verschiedene Halbleiterbauelement-Pakete (z.B. jedes der vorstehenden Halbleiterbauelement-Pakte) gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht 600.
  • Ein Halbleiterbauelement-Paket in einem ersten Beispiel 601 kann mehrere Anschlussstege aufweisen, welche sich ausgehend von einer Seite 102u des Aufnahmebereichs 102 von diesem weg erstrecken. Die mehreren Anschlussstege können ein erstes Anschlusssteg-Paar 102a, 112a aufweisen, welches den ersten Anschlusssteg 102a und den ersten Hilfsanschlusssteg 112a (z.B. aneinander befestigt) aufweist, und ein zweites Anschlusssteg-Paar 102b,.112b aufweisen, welches den zweiten Anschlusssteg 102b und einen zweiten Hilfsanschlusssteg 112b (z.B. aneinander befestigt) aufweist, sowie den dritten Anschlusssteg 102c aufweisen. Optional können der dritte Anschlusssteg 102c und/oder der erste Hilfsanschlusssteg 112a weggelassen werden. In 601 kann beispielsweise mittels des zweiten Hilfsanschlussstegs 112b eine Hilfsemitter-Elektrode kontaktiert sein oder werden, z.B. eines RB-IGBT 104a (Gegenlauf-blockierenden IGBT, engl.: „reverse blocking IGBT“) oder eines Stromquellen-Inverters (CSI) 104a.
  • Ein Halbleiterbauelement-Paket (z.B. das Halbleiterbauelement-Paket 300) in einem zweiten Beispiel 603 (z.B. den Träger 200 aufweisend) kann mehrere Anschlussstege aufweisen, welche sich ausgehend von einer Seite 102u des Aufnahmebereichs 102 von diesem weg erstrecken. Die mehreren Anschlussstege können das erste Anschlusssteg-Paar 102a, 112a aufweisen, welches den ersten Anschlusssteg 102a und den ersten Hilfsanschlusssteg 112a (z.B. aneinander befestigt) aufweist, und den zweiten Anschlusssteg 102b aufweisen. Das erste Anschlusssteg-Paar 102a, 112a und der zweiten Hilfsanschlusssteg 112b können an distalen Enden der Seite 102u des Aufnahmebereichs 102 angeordnet sein. Beispielsweise kann mittels des ersten Hilfsanschlussstegs 112a eine Gate-Elektrode kontaktiert sein oder werden, z.B. eines IGBT 104a. In 603 kann die Entfernung zwischen den Anschlussstegen maximiert sein oder werden, was zum Einsatz hoher elektrischer Spannungen eignet, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1,7 kV bis ungefähr 2,5 kV oder bis ungefähr 5 kV.
  • Ein Halbleiterbauelement-Paket (z.B. das Halbleiterbauelement-Paket 400) in einem dritten Beispiel 605 kann mehrere Anschlussstege aufweisen, welche sich ausgehend von einer Seite 102u des Aufnahmebereichs 102 von diesem weg erstrecken. Die mehreren Anschlussstege können das erste Anschlusssteg-Paar 102a, 112a aufweisen, welches den ersten Anschlusssteg 102a und den ersten Hilfsanschlusssteg 112a (z.B. aneinander befestigt) aufweist, und den zweiten Anschlusssteg 102b sowie den dritten Anschlusssteg 102c aufweisen. Das erste Anschlusssteg-Paar 102a, 112a und der dritte Hilfsanschlusssteg 112c können an distalen Enden der Seite 102u des Aufnahmebereichs 102 angeordnet sein und/oder zwischen diesen kann der zweite Anschlusssteg 102b angeordnet sein. Optional kann der dritte Anschlusssteg 102b weggelassen werden. Beispielsweise kann der Träger in 605 auf einem herkömmlicher Träger (z.B. ein TO-247-3) basieren, dem der erste Hilfsanschlusssteg 112a hinzugefügt ist. Mittels des ersten Hilfsanschlussstegs 112a kann beispielsweise eine Gate-Elektrode kontaktiert sein oder werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann ein Anschlusssteg frei gelassen werden, z.B. als hilfsweiser Emitter-Kontakt.
  • Ein Halbleiterbauelement-Paket in einem vierten Beispiel 607 kann mehrere Anschlussstege aufweisen, welche sich ausgehend von einer Seite 102u des Aufnahmebereichs 102 von diesem weg erstrecken. Die mehreren Anschlussstege können das erste Anschlusssteg-Paar 102a, 112a aufweisen, welches den ersten Anschlusssteg 102a und den ersten Hilfsanschlusssteg 112a (z.B. aneinander befestigt) aufweist, und das dritte Anschlusssteg-Paar 102c, 112c, welches den dritten Anschlusssteg 102a und den dritten Hilfsanschlusssteg 112a (z.B. aneinander befestigt) aufweist, sowie den zweiten Anschlusssteg 102b aufweisen. Das erste Anschlusssteg-Paar 102a, 112a und das dritte Anschlusssteg-Paar 102c, 112c können an distalen Enden der Seite 102u des Aufnahmebereichs 102 angeordnet sein oder werden und/oder zwischen diesen kann der zweite Anschlusssteg 102b angeordnet sein. Optional kann der zweite Anschlusssteg 102b weggelassen werden. In Beispiel 607 können zwei Halbleiterbauelemente 104a, 104b, z.B. ein IGBT und ein HVMOS (Hochvolt-MOS, engl.: „High-Voltage Metal-Oxide Semiconductor“), z.B. parallel zueinander verschaltet, mittels der mehreren Anschlussstege kontaktiert sein oder werden. Beispielsweise können deren Emitter-Elektroden mittels des ersten Anschlussstegs 102a und des dritten Anschlussstegs 102c sowie deren Gate-Elektroden mittels des ersten Hilfsanschlussstegs 112a und des dritten Hilfsanschlussstegs 112c kontaktiert sein. Alternativ oder zusätzlich können deren Kollektor-Elektroden gemeinsam mittels des zweiten Anschlussstegs 102b kontaktiert sein.
  • Optional kann zwischen den Anschlussstegen eines oder jedes Anschlusssteg-Paars zumindest eines oder jedes Halbleiterbauelement-Pakets in 600 eine Isolierschicht 502 angeordnet sein oder werden, wie vorangehend beschrieben ist.
  • Optional können die Hilfsanschlussstege jedes Anschlusssteg-Paars eines oder jedes Halbleiterbauelement-Pakete in 600 in einer Ebene angeordnet sein, welcher parallel zur Ebene 201 ist.
  • Optional können der Anschlusssteg und der Hilfsanschlusssteg jedes Anschlusssteg-Paars in 600 aneinander befestigt (z.B. geklebt und/oder gelötet) sein oder werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Hilfsanschlusssteg jedes Anschlusssteg-Paars in 600 eine Folie aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. eine Kupferfolie, oder mittels eines Prepregs und/oder einer lösungsbasierten Abscheidung gebildet sein oder werden. Die Folie kann beispielsweise eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 0,6 mm aufweisen.
  • Soll nur der Träger bereitgestellt werden, kann von dem Halbleiterbauelement-Paket in 600 das zumindest eine Halbleiterbauelement 104a, 104b weggelassen werden.
  • Beispielsweise kann der oder jeder Träger in 600 eine (z.B. einreihige) Gruppe von Anschlussstegen 102a, 102b, 102c aufweisen (z.B. zwei oder mehr Anschlussstege aufweisend), von denen der erste Anschlusssteg 102a und der zweite bzw. dritte Anschlussstege 102b, 102c an distalen Enden (entlang der Ebene 201) einer Seite 102u des Träger 600 angeordnet sind. Zusätzlich kann der Träger 600 zumindest einen (d.h. genau einen oder mehr als einen) Hilfsanschlusssteg 112a, 112b, welcher neben der Gruppe angeordnet ist, z.B. eine Gruppe von Hilfsanschlussstegen 112a, 112b (vergleiche 6), aufweisen.
  • Gemäß anderen Ausführungsformen kann der oder jeder Träger auch mehr als drei Anschlussstege der Gruppe von Anschlussstegen 102a, 102b, 102c und/oder mehr als zwei Hilfsanschlussstege der Gruppe von Hilfsanschlussstegen 112a, 112b aufweisen. Beispielsweise kann der oder jeder Träger gemäß verschiedenen Ausführungsformen mehr Anschlussstege als Hilfsanschlussstege aufweisen.
  • 7A veranschaulicht einen Träger 700 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Frontansicht oder Querschnittsansicht und 7B den Träger 700 in einer Draufansicht 700b mit einer dazu senkrechten Blickrichtung ähnlich zu 2A und 2B. Der Träger 700 kann einer der vorstehenden Träger aus 1 bis 6 sein.
  • Der Träger 700 kann aufweisen: zumindest einen Aufnahmebereich 102 zum Aufnehmen des Halbleiterbauelements 104; mehrere Anschlussstege, welche sich ausgehend von einer Seite 102u des Aufnahmebereichs von diesem weg erstrecken, und von denen: zumindest ein erster Anschlusssteg 102a und ein zweiter Anschlusssteg 102b einander benachbart und in einer Ebene 201 angeordnet sind; und ein zusätzlicher erster Anschlusssteg 112a und der erste Anschlusssteg 102a einander benachbart sind und in eine Richtung (z.B. Richtung 105), welche quer zu der Ebene 201 ist, einander zumindest teilweise überlappen (d.h. auf die Ebene 201 projiziert zumindest teilweise überlappen).
  • Die restlichen Seiten des Aufnahmebereichs 102 können beispielsweise frei von Anschlussstegen sein.
  • Optional können die mehreren Anschlussstege des Trägers 700 den dritten Anschlusssteg 102c, das zweite Anschlusssteg-Paar 102b, 112b und/oder das dritte Anschlusssteg-Paar 102c, 112c aufweisen, wie vorangehend beschrieben ist. Optional kann zwischen den Anschlussstegen eines oder jedes Anschlusssteg-Paars des Trägers 700 eine Isolierschicht 502 angeordnet sein oder werden, wie vorangehend beschrieben ist.
  • Ein Halbleiterbauelement-Paket (auch als Halbleitergehäuse bezeichnet) kann den Träger 700 aufweisen und ein Halbleiterbauelement 104 in dem Aufnahmebereich 102.
  • Optional kann das Halbleiterbauelement-Paket eine Verkapselungsmaterial 702 bzw. eine Verkapselung 702 aus dem Verkapselungsmaterial aufweisen, welche den Aufnahmebereich 102 (z.B.das darin angeordnete Halbleiterbauelement 104) umgibt. Die mehreren Anschlussstege können aus der Verkapselung 702 (anschaulich der Halbleitergehäuse-Verkapselung) herausragen, z.B. der erste Anschlusssteg 102a, der zweite Anschlusssteg 102b und der zusätzliche erste Anschlusssteg 112a.
  • Beispielsweise kann der erste Hilfsanschlusssteg 112a von dem ersten Anschlusssteg 102a gestützt sein oder werden, z.B. mittels der Isolierschicht kontaktiert. Dies kann das Verkapseln erleichtern.
  • Die Verkapselung 702 kann eine Seitenwand 702u auf der Seite 102u des Aufnahmebereichs 102 aufweisen, aus welcher die mehreren Anschlussstege herausragen, z.B. an der Seitenwand 702u die entsprechenden Abstände 211, 213 voneinander aufweisend und die Anschlussstege des oder jedes Anschlusssteg-Paares einander zumindest teilweise überlappend.
  • Das Verkapselungsmaterial 702 kann ein Epoxidharzmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein. Optional kann sich das Verkapselungsmaterial 702 von der Isolierschicht 502 unterscheiden, z.B. in einer chemischen Zusammensetzung und/oder in einer Durchschlagsfestigkeit. Beispielsweise kann die Isolierschicht 502 eine größere Durchschlagsfestigkeit aufweisen als das Verkapselungsmaterial 702.
  • 8 veranschaulicht einen Träger 800 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, z.B. mit Blickrichtung entlang der ersten Ebene 201 und/oder auf die zweite Ebene.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der erste Hilfsanschlusssteg 112a gewinkelt sein. Alternativ oder zusätzlich kann der erste Anschlusssteg 102a gewinkelt sein. Alternativ zur gewinkelten Form können andere nicht-lineare Formen verwendet werden, z.B. gekrümmt, oder der erste Anschlusssteg 102a und der erste Hilfsanschlusssteg 112a können schräg zueinander sein.
  • Damit kann ein Abstand 213 zwischen dem ersten Anschlusssteg 102a und dem ersten Hilfsanschlusssteg 112a in einem ersten Bereich 801 kleiner sein als in einem zweiten Bereich 803. Der erste Bereich 801 kann einen kleineren Abstand von dem Aufnahmebereich 102 aufweisen als der zweite Bereich 803 und/oder zwischen dem Aufnahmebereich 102 und dem zweiten Bereich 803 angeordnet sein. Die jeweiligen Abschnitte des ersten Anschlussstegs 102a und des ersten Hilfsanschlusssteg 112a in dem ersten Bereich 801 und/oder dem zweiten Bereich 803 können optional zueinander parallel erstreckt sein.
  • Optional kann in dem ersten Bereich 801 die Isolierschicht 502 angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Bereich 803 frei von der Isolierschicht 502 sein und/oder frei von einem festen Material zwischen dem ersten Anschlusssteg 102a und dem ersten Hilfsanschlusssteg 112a.
  • In dem entsprechenden Halbleiterbauelement-Paket, welches den Träger 800 aufweist, kann das Verkapselungsmaterial 702 zumindest teilweise in den ersten Bereich 801 hinein erstreckt sein und/oder dieser kann in dem Verkapselungsmaterial 702 angeordnet sein. Die Winkelung und/oder Krümmung des ersten Anschlussstegs 102a bzw. des zweiten Hilfsanschlussstegs 112a kann außerhalb des Verkapselungsmaterial 702 angeordnet sein.
  • Obwohl für den Träger 800 nur das erste Anschlusssteg-Paar 102a, 112a veranschaulicht ist, kann in anderen Trägern, die das zweite Anschlusssteg-Paar und/oder das dritte Anschlusssteg-Paar aufweisen, der jeweilige Anschlusssteg und/oder Hilfsanschlusssteg des oder jedes Anschlusssteg-Paars gekrümmt, schräg zueinander und/oder gewinkelt sein, wie vorstehend beschrieben ist und/oder zwischen diesen die Isolierschicht angeordnet sein.
  • 9 veranschaulicht einen Schaltkreis 900 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, z.B. mit Blickrichtung auf die erste Ebene 201.
  • Die Leiterplatte 902, kann zumindest eine Leiterbahn 904 und einen Anschlussbereich 906 aufweisen. In dem Anschlussbereich 906 kann die Leiterplatte 902 mehrere Öffnungen aufweisen. Eines der vorstehenden Halbleiterbauelement-Pakete kann mit seinen mehreren Anschlussstegen 102a, 102b, 112a in den Anschlussbereich hinein oder durch diesen hindurch erstreckt sein und elektrisch mit der zumindest einen Leiterbahn 904 gekoppelt sein, z.B. mittels eines Lötkontakts 908.
  • 10 veranschaulicht ein Verfahren 1000 zum Prozessieren eines Halbleiterbauelement-Trägers gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagram.
  • Der Halbleiterbauelement-Träger kann mehrere nebeneinander in einer Ebene angeordnete Anschlussstege (z.B. die Gruppe Anschlussstege) aufweisen, welche z.B. miteinander verbunden sind.
  • Beispielsweise kann der Halbleiterbauelement-Träger bereitgestellt sein oder werden. Das Bereitstellen, .kann. beispielsweise aufweisen: Bereitstellen (z.B. Bilden) eines Aufnahmebereichs des Trägers und/oder Bereitstellen (z.B. Bilden) der mehreren Anschlussstege des Trägers, z.B. mittels eines Prägeprozesses, Scheideprozesses oder Stanzprozesses. Die mehreren Anschlussstege können beispielsweise zwei oder mehr Anschlussstege aufweisen, z.B. den ersten Anschlusssteg, den zweiten Anschlusssteg und optional den zumindest einen dritten Anschlusssteg.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 1000 in 1001 aufweisen: Anordnen eines zusätzlichen Anschlussstegs über einem Anschlusssteg der mehrere Anschlussstege, z.B. über dem ersten Anschlusssteg, über dem zweiten Anschlusssteg und/oder über dem dritten Anschlusssteg.
  • Ferner kann das Verfahren 1000 in 1003 aufweisen: (z.B. mechanisches) Verbinden des zusätzlichen Anschlussstegs und des Anschlussstegs miteinander. Das Verbinden kann beispielsweise stoffschlüssig und/oder formschlüssig erfolgen.
  • Das Verbinden kann beispielsweise aufweisen: (z.B. stoffschlüssiges) Befestigen des zusätzlichen Anschlussstegs an dem Anschlusssteg der mehreren Anschlussstege.
  • Optional kann das Verfahren 1000 aufweisen: Anordnen zumindest eines noch zusätzlichen Anschlussstegs an zumindest einem anderen Anschlusssteg der mehreren Anschlussstege und Verbinden mit diesem, z.B. Befestigen an diesem.
  • Das Befestigen kann beispielsweise mittels Klebens oder Lötens erfolgen. Das Befestigen kann optional unter Verwendung einer Isolierschicht erfolgen, welche beispielsweise einen Kleber, z.B. ein Epoxid-Klebermaterial, und/oder ein Laminat aufweist oder daraus gebildet ist. Beispielsweise kann das Laminat zwischen den miteinander zu verbindenden Anschlussstegen gelötet sein oder werden.
  • Optional kann das Verfahren 1000 in 1005 aufweisen: Anordnen zumindest eines Halbleiterbauelements auf dem Träger, z.B. auf oder in dessen Aufnahmebereich, z.B. auf dessen Grundplatte (z.B. in körperlichem Kontakt mit dieser).
  • Optional kann das Verfahren 1000 aufweisen: elektrisches Kontaktieren des zumindest einen Halbleiterbauelements mit dem Träger, z.B. mit dessen Grundplatte und/oder mit dessen Anschlussstegen. Das elektrische Kontaktieren kann beispielsweise mittels eines Drahtbondens oder einem Bügel-Prozesses erfolgen. Das elektrische Kontaktieren kann beispielsweise aufweisen: elektrisch leitfähiges Koppeln jeder Elektrode des zumindest einen Halbleiterbauelements mit einem Anschlusssteg des Trägers, z.B. mittels elektrischer Kabel und/oder mittels der Grundplatte.
  • Das Verbinden kann beispielsweise aufweisen: Verkapseln eines Teils des Trägers, der einen Abschnitt des Anschlussstegs und des zusätzlichen Anschlussstegs aufweist, und optional Verkapseln des Aufnahmebereichs und/oder des zumindest einen Halbleiterbauelements. Das Verkapseln kann aufweisen, ein Verkapselungsmaterial um den Aufnahmebereich und/oder um das zumindest eine Halbleiterbauelements herum anzuordnen. Das Verkapseln kann zumindest einen Endabschnitt jedes Anschlussstegs des Trägers freilassen, z.B. jedes Anschlussstegs der mehreren Anschlussstege und jedes zusätzlichen Anschlussstegs.
  • Optional kann, das Verfahren 1000 aufweisen: Befestigen des Trägers, z.B. der Anschlussstege, an einer Leiterplatte, z.B. an deren Anschlussbereich. Optional kann das Verfahren 1000 aufweisen: Vereinzeln des Trägers, z.B. mittels eines Prägeprozesses, Scheideprozesses oder Stanzprozesses.

Claims (25)

  1. Träger (200, 700, 800) für ein Halbleiterbauelement, aufweisend: zumindest einen Aufnahmebereich (102) zum Aufnehmen des Halbleiterbauelements; mehrere Anschlussstege (102a, 102b, 102c, 112a, 112b, 112c), welche sich ausgehend von einer Seite des Aufnahmebereichs (102) von diesem weg erstrecken, und von denen: • zumindest ein erster Anschlusssteg und ein zweiter Anschlusssteg einander benachbart und in einer Ebene (201) angeordnet sind; und • ein zusätzlicher erster Anschlusssteg und der erste Anschlusssteg einander benachbart sind, und in eine Richtung (105), welche quer zu der Ebene (201) ist, einander zumindest teilweise überlappen; • wobei der erste Anschlusssteg und/oder der zweite Anschlusssteg einen größeren Querschnitt als der zusätzliche erste Anschlusssteg aufweisen.
  2. Träger (200, 700, 800) gemäß Anspruch 1, wobei der zusätzliche erste Anschlusssteg und der erste Anschlusssteg in einer zusätzlichen Ebene (205) angeordnet sind, welche quer zu der Ebene (201) ist, und/oder miteinander verbunden sind.
  3. Träger (200, 700, 800) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Aufnahmebereich (102) entlang der Ebene (201) längserstreckt ist.
  4. Träger (200, 700, 800) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Anschlusssteg und der zweite Anschlusssteg an distalen Enden der Seite des Aufnahmebereichs (102) angeordnet sind.
  5. Träger (200, 700, 800) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Aufnahmebereich (102) eine Auflagefläche aufweist, welche in einem Winkel oder parallel zur Ebene (201) verläuft und/oder quer zu der zusätzlichen Ebene (205) ist.
  6. Träger (200, 700, 800) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei jeder Anschlusssteg der mehreren Anschlussstege (102a, 102b, 102c, 112a, 112b, 112c) eine erste Ausdehnung, welche quer zu seiner Längserstreckung und entlang der Ebene (201) ist, und eine zweite Ausdehnung, welche quer zur Ebene (201) ist, aufweist; wobei die erste Ausdehnung größer ist als die zweite Ausdehnung.
  7. Träger (200, 700, 800) gemäß Anspruch 6, wobei die erste Ausdehnung in einem Bereich von 0,5 Millimeter bis 3 Millimeter ist; und/oder wobei die zweite Ausdehnung in einem Bereich von 150 Mikrometer bis 800 Mikrometer ist.
  8. Träger (200, 700, 800) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Aufnahmebereich (102) eine Ausdehnung aufweist, welche weniger ist als das Fünffache eines Abstands zwischen dem ersten Anschlusssteg und dem zweiten Anschlusssteg.
  9. Träger (200, 700, 800) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Abstand zwischen dem zusätzlichen ersten Anschlusssteg und dem zweiten Anschlusssteg größer ist als ein Abstand zwischen dem ersten Anschlusssteg und dem zweiten Anschlusssteg.
  10. Träger (200, 700, 800) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Abstand zwischen dem ersten Anschlusssteg und dem zweiten Anschlusssteg in einem Bereich von 1,5 Millimeter bis 26 Millimeter ist.
  11. Träger (200, 700, 800) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner aufweisend: einen Durchschlagschutzbereich (302), welcher den ersten Anschlusssteg und den zweiten Anschlusssteg elektrisch isolierend voneinander separiert; wobei der Durchschlagschutzbereich eine Durchschlagspannung (302) zwischen dem ersten Anschlusssteg und dem zweiten Anschlusssteg in einem Bereich von 150 Volt bis 5 Kilovolt bereitstellt.
  12. Träger (200, 700, 800) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der erste Anschlusssteg und/oder der zusätzliche erste Anschlusssteg gekrümmt, schräg zueinander und/oder gewinkelt sind derart, dass ein Abstand zwischen dem ersten Anschlusssteg und dem zusätzlichen ersten Anschlusssteg in einem ersten Bereich (801) kleiner ist als in einem zweiten Bereich (803), wobei der zweite Bereich (803) einen größeren Abstand von dem Aufnahmebereich (102) aufweist als der erste Bereich (801).
  13. Träger (200, 700, 800) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner aufweisend: eine Isolierschicht (502), welche den ersten Anschlusssteg und den zusätzlichen ersten Anschlusssteg elektrisch isolierend voneinander separiert.
  14. Träger (200, 700, 800)gemäß Anspruch 13, wobei die Isolierschicht (502) zumindest eines der folgenden Materialien aufweist: • ein Polymer, • eine Keramik, • eine Laminat, und/oder • ein Epoxid-Klebermaterial.
  15. Träger (200, 700, 800) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, ferner aufweisend: ein Verkapselungsmaterial (702), welches den Aufnahmebereich (102) zumindest teilweise umgibt und/oder umschließt, wobei die mehreren Anschlussstege (102a, 102b, 102c, 112a, 112b, 112c) aus dem Verkapselungsmaterial (702) hervorstehen.
  16. Träger (200, 700, 800) gemäß Anspruch 15, wobei ein Abstand zwischen dem zusätzlichen ersten Anschlusssteg und dem ersten Anschlusssteg außerhalb des Verkapselungsmaterials (702) größer ist als innerhalb des Verkapselungsmaterials (702).
  17. Halbleiterbauelement-Paket (300, 400, 500, 600), aufweisend: • einen Träger (200, 700, 800) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, • das Halbleiterbauelement (104), welches in dem Aufnahmebereich (102) angeordnet ist.
  18. Halbleiterbauelement-Paket (300, 400, 500, 600) gemäß Anspruch 17, wobei das Halbleiterbauelement (104) mehrere Elektroden aufweist, von denen jede Elektrode mit genau einem Anschlusssteg der mehreren Anschlussstege (102a, 102b, 102c, 112a, 112b, 112c) elektrisch leitfähig gekoppelt ist.
  19. Halbleiterbauelement-Paket (300, 400, 500, 600) gemäß Anspruch 18, wobei von den mehreren Elektroden des Halbleiterbauelements (104) eine Steuerelektrode mit dem zusätzlichen ersten Anschlusssteg elektrisch leitfähig gekoppelt ist.
  20. Halbleiterbauelement-Paket (300, 400, 500, 600) gemäß Anspruch 18 oder 19, wobei von dem mehreren Elektroden des Halbleiterbauelements (104) eine erste Lastelektrode mit dem ersten Anschlusssteg elektrisch leitfähig gekoppelt ist und eine zweite Lastelektrode mit dem zweiten Anschlusssteg elektrisch leitfähig gekoppelt ist.
  21. Schaltkreis, aufweisend: • eine Leiterplatte, welche zumindest eine Leiterbahn und einen Anschlussbereich aufweist; • ein Halbleiterbauelement-Paket (300, 400, 500, 600) gemäß einem der Ansprüche 17 bis 20, dessen mehrere Anschlussstege (102a, 102b, 102c, 112a, 112b, 112c) in den Anschlussbereich hinein oder durch diesen hindurch erstreckt sind; • wobei zumindest ein Anschlusssteg der mehreren Anschlussstege (102a, 102b; 102c, 112a, 112b, 112c) mit der zumindest einen Leiterbahn der Leiterplatte elektrisch leitfähig gekoppelt ist.
  22. Halbleiterbauelement-Paket (300, 400, 500, 600), aufweisend: • ein Halbleiterbauelement (104); • eine Anschlussstruktur, welche elektrisch leitfähig mit dem Halbleiterbauelement (104) gekoppelt ist und sich von einer Seite des Halbleiterbauelements (104) ausgehend von diesem weg erstreckt; • wobei die Anschlussstruktur mehrere in einer Ebene (201) nebeneinander angeordnete Anschlussleiter und einen zusätzlichen außerhalb der Ebene (201) angeordneten Anschlussleiter aufweist, und • wobei in einem Überlappungsbereich der zusätzliche Anschlussleiter und ein Anschlussleiter der mehreren Anschlussleiter in eine Richtung (105) quer zur Ebene (201) zumindest teilweise überlappen; • wobei zumindest ein Anschlussleiter der mehreren Anschlussleiter einen größeren Querschnitt als der zusätzliche Anschlussleiter aufweist.
  23. Halbleiterbauelement-Paket (300, 400, 500, 600) gemäß Anspruch 22, ferner aufweisend: eine Schicht (502), welche in dem Überlappungsbereich angeordnet ist und mittels welcher der zusätzliche Anschlussleiter und der Anschlussleiter zumindest teilweise elektrisch voneinander isoliert sind; wobei die Schicht (502) ein Polymer oder eine Keramik oder ein Laminat oder ein Epoxid-Klebermaterial aufweist.
  24. Halbleiterbauelement-Paket (300, 400, 500, 600) gemäß Anspruch 22, ferner aufweisend: ein Verkapselungsmaterial (702), mittels welchem der Überlappungsbereich und/oder das Halbleiterbauelement (104) zumindest teilweise umgeben ist.
  25. Verfahren (1000) zum Prozessieren eines Halbleiterbauelement-Trägers, der mehrere nebeneinander in einer Ebene angeordnete Anschlussstege aufweist, das Verfahren aufweisend: • Anordnen (1001) eines zusätzlichen Anschlussstegs über einem Anschlusssteg der mehreren Anschlussstege; und • Verbinden (1003) des zusätzlichen Anschlussstegs und des Anschlussstegs miteinander; • wobei zumindest ein Anschlusssteg der mehreren Anschlussstege einen größeren Querschnitt als der zusätzliche Anschlusssteg aufweist.
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JPH0297049A (ja) * 1988-10-03 1990-04-09 Mitsubishi Electric Corp 集積回路用パッケージ装置
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