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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Moduls und auf ein elektrisches Modul.
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HINTERGRUND
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Bei der Herstellung elektrischer oder elektronischer Module ist es manchmal wünschenswert, ein erstes Bauteilgehäuse mit einem zweiten oder allgemeiner mit einer Bodeneinheit zu verbinden, die ebenfalls eine Einkapselung enthält. Solche Package-to-Package-Baugruppen können die Leistung des Moduls verbessern, ohne dass ein Entwicklungsaufwand für monolithische Lösungen erforderlich ist.
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Gegenwärtig installieren die Hersteller ein zusätzliches Bauelement oder ein passives Bauteil auf einem Basisgehäuse, indem sie Leiter auf Leiter schweißen oder eine Lötkugel des oberen Gehäuses durch Löten mit dem unteren Gehäuse verbinden oder passive Anschlüsse mit freiliegenden Metallen verbinden, die mit beiden Gehäusen verbunden sind. Meistens werden solche Verbindungen von Gehäuse zu Gehäuse durch Lötstellen hergestellt. Diese Lötmethoden führen jedoch zu einem höheren Platzbedarf zwischen den Gehäusen, zu einem höheren Bedarf an Lot zur Stabilisierung der Verbindung, zu einer höheren Fertigungskomplexität und zu einer unflexiblen Position des Verbindungspads.
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Aus diesen und anderen Gründen besteht ein Bedarf an der vorliegenden Offenbarung.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Moduls, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen einer Bodeneinheit, die ein plattierbares Einkapselungsmaterial umfasst, Aktivieren ausgewählter Bereiche der Bodeneinheit und dadurch Umwandeln dieser Bereiche in elektrisch leitende Regionen, Bereitstellen mindestens eines elektrischen Bauelements, das externe Kontaktelemente umfasst, Platzieren des elektrischen Bauelements auf der Bodeneinheit, so dass die externen Kontaktelemente über mindestens einer ersten Teilmenge der elektrisch leitenden Bereiche positioniert sind, und Durchführen eines Plattierungsprozesses auf den elektrisch leitenden Bereichen zum Erzeugen plattierter Bereiche und zum elektrischen Verbinden der externen Kontaktelemente mit mindestens einer ersten Teilmenge der plattierten Bereiche.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein elektrisches Modul, das eine Bodeneinheit umfasst, die ein plattierbares Einkapselungsmaterial umfasst, in dem selektive Bereiche aktiviert und in elektrisch leitende Bereiche umgewandelt sind, wobei mindestens ein elektrisches Bauelement externe Kontaktelemente umfasst und auf der Bodeneinheit angeordnet ist, wobei die externen Kontaktelemente mit einer ersten Teilmenge der elektrisch leitenden Bereiche mittels einer ersten Teilmenge von plattierten Bereichen elektrisch verbunden sind.
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Figurenliste
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Die beigefügten Zeichnungen dienen dem weiteren Verständnis der Ausführungsformen und sind Bestandteil dieser Beschreibung. Die Zeichnungen illustrieren Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Ausführungsformen zu erklären. Andere Ausführungsformen und viele der beabsichtigten Vorteile der Ausführungsformen werden leicht zu schätzen wissen, wenn sie durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden werden.
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Die Elemente in den Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu zueinander. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen entsprechende ähnliche Teile.
- 1 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Moduls gemäß einem Beispiel.
- 2 umfasst die 2A bis 2C und zeigt schematische Seitenansichten von Zwischenprodukten und einem elektrischen Modul zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Moduls gemäß einem Beispiel, bei dem ein Halbleitergehäuse auf eine Bodeneinheit montiert wird.
- 3 umfasst 3A bis 3E und zeigt schematische Darstellungen von Zwischenprodukten und einem elektrischen Modul zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Moduls gemäß einem Beispiel, bei dem zwei Halbleiterpakete und zwei passive Komponenten auf einer Bodeneinheit montiert werden, indem eine Vorrichtung verwendet wird, um die Bauelemente auf die Bodeneinheit zu drücken.
- 4 umfasst 4A bis 4E und zeigt schematische Draufsichtsdarstellungen von Zwischenprodukten und einem elektrischen Modul zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Moduls gemäß einem Beispiel, bei dem zwei Halbleiterpakete und zwei passive Komponenten auf eine Bodeneinheit montiert werden, indem ein Hochtemperaturkleber verwendet wird, um die Bauelemente auf die Bodeneinheit zu kleben.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen verwiesen, die einen Teil dieses Dokuments bilden und in denen zur Veranschaulichung bestimmte Ausführungsformen gezeigt werden, in denen die Offenbarung praktiziert werden kann. In diesem Zusammenhang werden richtungsbezogene Begriffe wie „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorne“, „hinten“ usw. mit Bezug auf die Ausrichtung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da die Komponenten der Ausführungsformen in einer Reihe von verschiedenen Ausrichtungen positioniert werden können, dient die richtungsbezogene Terminologie der Veranschaulichung und ist in keiner Weise einschränkend. Es versteht sich von selbst, dass auch andere Ausführungsformen verwendet und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne dass dies den Rahmen der vorliegenden Offenbarung sprengen würde. Die folgende detaillierte Beschreibung ist daher nicht in einem einschränkenden Sinne zu verstehen, und der Umfang der vorliegenden Offenbarung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert.
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Es versteht sich, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes vermerkt ist.
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Die in dieser Beschreibung verwendeten Begriffe „verbunden“, „angebracht“, „gekoppelt“ und/oder „elektrisch verbunden/elektrisch gekoppelt“ bedeuten nicht, dass die Elemente oder Schichten direkt miteinander in Kontakt stehen müssen; zwischen den „verbundenen“, „angebrachten“, „gekoppelten“ und/oder „elektrisch verbundenen/elektrisch gekoppelten“ Elementen können Zwischenelemente oder -schichten vorgesehen sein. Gemäß der Offenbarung können die oben genannten Begriffe jedoch auch die besondere Bedeutung haben, dass die Elemente oder Schichten direkt miteinander in Kontakt stehen, d. h. dass zwischen den „verbundenen“, „angebrachten“, „gekoppelten“ und/oder „elektrisch verbundenen/elektrisch gekoppelten“ Elementen keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorgesehen sind.
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Ferner kann das Wort „über“, das in Bezug auf ein Teil, ein Element oder eine Materialschicht verwendet wird, das/die „über“ einer Oberfläche geformt oder angeordnet ist, hier verwendet werden, um zu bedeuten, dass das Teil, das Element oder die Materialschicht „indirekt auf“ der implizierten Oberfläche angeordnet (z. B. platziert, geformt, abgelagert usw.) ist, wobei ein oder mehrere zusätzliche Teile, Elemente oder Schichten zwischen der implizierten Oberfläche und dem Teil, dem Element oder der Materialschicht angeordnet sind. Das Wort „über“, das in Bezug auf ein Teil, ein Element oder eine Materialschicht verwendet wird, das/die „über“ einer Oberfläche geformt oder angeordnet ist, kann jedoch wahlweise auch die spezifische Bedeutung haben, dass das Teil, das Element oder die Materialschicht „direkt“, d. h. in direktem Kontakt mit der implizierten Oberfläche angeordnet (z. B. platziert, geformt, abgeschieden usw.) ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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1 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Moduls gemäß einem Beispiel.
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Das Verfahren 10 gemäß 1 umfasst das Bereitstellen einer Bodeneinheit, die ein plattierbares Einkapselungsmaterial umfasst (11), das Aktivieren ausgewählter Bereiche der Bodeneinheit und dadurch deren Umwandlung in elektrisch leitfähige Bereiche (12), das Bereitstellen mindestens einer elektrischen Bauelement, die externe Kontaktelemente umfasst (13), das Anbringen der elektrischen Bauelement auf der Bodeneinheit, so dass die externen Kontaktelemente über mindestens einer ersten Teilmenge der elektrisch leitfähigen Bereiche positioniert sind (14), und das Durchführen eines Plattierungsprozesses auf den elektrisch leitenden Bereichen zur Erzeugung von plattierten Bereichen und zum elektrischen Verbinden der externen Kontaktelemente mit mindestens einer ersten Teilmenge der plattierten Bereiche (15). Der Begriff „oberhalb“ in (14) kann insbesondere bedeuten, dass die externen Kontaktelemente nicht mit den elektrisch leitfähigen Bereichen kontaktiert werden.
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Die vorliegende Offenbarung bietet erhebliche Vorteile gegenüber den Techniken des Standes der Technik. Insbesondere ermöglicht sie die Herstellung einer flexiblen lötfreien Gehäuse-zu-Gehäuse-Verbindung durch Verwendung eines platzierbaren Vergussmittels und einer Beschichtung. Die Beschichtung kann ausschließlich durch stromlose Beschichtung erfolgen, was bedeutet, dass keine elektrische Energie benötigt wird, so dass die vorliegende Offenbarung eine umweltfreundliche Lösung darstellt. Darüber hinaus kann die Herstellung, wie später noch näher gezeigt wird, in einer gestapelten Form erfolgen, was weiter zu der energiesparenden grünen Lösung beiträgt.
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Wie oben erwähnt, umfasst das Einkapselungsmaterial ein laseraktivierbares Material, z. B. ein Additiv wie ein Laser-Direkt-Strukturierungs-Additiv (LDS-Additiv), das in ein Einkapselungs-Wirtsmaterial eingebettet ist, und das Schwenken des Laserstrahls über die ausgewählten Bereiche führt zur Aktivierung des laseraktivierbaren Materials. Gemäß einem Beispiel davon ist das Additiv ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus allen Arten von mit Pulver isoliertem Metall (in Nanogröße), Kupferchromoxid (Spinell), Kupferhydroxidphosphat, Kupferphosphat, Kupferchromoxidspinell, einem Kupfersulfat, einem Kupferthiocyanat, einem organischen Metallkomplex, einem Palladium/Palladium-haltigen Schwermetallkomplex, einem Metalloxid, einem mit Metalloxid beschichteten Füllstoff, ein auf Glimmer aufgetragenes antimondotiertes Zinnoxid, ein kupferhaltiges Metalloxid, ein zinkhaltiges Metalloxid, ein zinnhaltiges Metalloxid, ein magnesiumhaltiges Metalloxid, ein aluminiumhaltiges Metalloxid, ein goldhaltiges Metalloxid, ein silberhaltiges Metalloxid und eine Kombination davon.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens 10 von 1 wird die Beschichtung in einer hybriden Form durchgeführt, nämlich durch Anwendung sowohl der stromlosen Beschichtung als auch der elektrochemischen Beschichtung. Beispielsweise kann der Beschichtungsprozess einen ersten Prozess des stromlosen Beschichtens und einen anschließenden zweiten Prozess des elektrochemischen Beschichtens umfassen. Dies könnte sich als vorteilhaft erweisen, da die Abscheidungsraten der elektrochemischen Abscheidung in der Regel viel höher sind als die der stromlosen Abscheidung.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens 10 von 1 erfolgt die Aktivierung der selektiven Bereiche durch einen Laserstrahl, der entweder ein kontinuierlicher Laserstrahl oder ein gepulster Laserstrahl sein kann.
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Nach dem Auflegen des Halbleitergehäuses auf die Bodeneinheit liegt das Halbleitergehäuse nur lose auf dem Bodensubstrat auf, ist aber noch nicht fest mit der Bodeneinheit verbunden und wird gegen die Bodeneinheit gedrückt. Daher kann es möglich sein, das Halbleitergehäuse gegen die Bodeneinheit zu pressen, insbesondere mit Hilfe einer Vorrichtung. Ein konkretes Beispiel dafür wird später noch näher erläutert.
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Alternativ oder zusätzlich zum Anpressen des Halbleitergehäuses an die Bodeneinheit kann es auch möglich sein, den Gehäusekörper nach dem Platzieren an die Bodeneinheit zu kleben. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Gehäusekörper mittels eines Klebstoffs, insbesondere eines wärmeleitenden Klebstoffs, an die Bodeneinheit geklebt werden. Ein konkretes Beispiel hierfür wird später noch näher erläutert.
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Die vorliegende Offenbarung ermöglicht nicht nur die Montage von elektrischen Bauteilen wie einem Halbleitergehäuse oder einem passiven Bauelement auf einer Bodeneinheit, sondern auch die Herstellung von elektrischen Verbindungsleitungen. Dementsprechend kann die Durchführung des Beschichtungsprozesses die Erzeugung einer zweiten Teilmenge von beschichteten Bereichen durch Durchführung eines Beschichtungsprozesses auf einer zweiten Teilmenge von elektrisch leitenden Bereichen umfassen, wobei die zweite Teilmenge von beschichteten Bereichen elektrische Verbindungsleitungen umfasst. Die elektrischen Verbindungsleitungen können so hergestellt werden, dass sie verschiedene elektrische oder elektronische Bauelemente miteinander verbinden. Ein spezifisches Beispiel dafür wird später ausführlicher dargestellt.
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Das mindestens eine elektrische Bauelement kann ein Halbleitergehäuse oder ein passives Bauelement sein. Außerdem kann das mindestens eine elektrische Bauelement aus mindestens einem Halbleitergehäuse und mindestens einem passiven Bauelement bestehen. Die Bauelemente können auch durch elektrische Leitungen miteinander verbunden sein, die wie oben beschrieben hergestellt werden können.
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Die Bodeneinheit kann selbst ein Gehäuse wie ein Halbleitergehäuse mit einem oder mehreren elektrischen oder elektronischen Bauteilen wie Halbleiterchips oder passiven Komponenten umfassen.
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2 umfasst die 2A bis 2C und zeigt schematische Seitenansichten von Zwischenprodukten und einem elektrischen Modul zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Moduls gemäß einem Beispiel, bei dem ein Halbleitergehäuse auf eine Bodeneinheit montiert wird.
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2A zeigt eine seitliche Querschnittsansicht einer Bodeneinheit 20, die ein plattierbares Einkapselungsmaterial, insbesondere eine plattierbare Moldmasse, umfasst. Die Bodeneinheit 20 kann zwei Vorsprünge 21 und 22 umfassen, die so angeordnet sind, dass ein Abstand zwischen ihnen etwas größer ist als die Länge eines Halbleitergehäuses 30, das zwischen den Vorsprüngen 21 und 22 montiert werden soll. Auf diese Weise können die Vorsprünge 21 und 22 die Funktion einer Führung für die Montage des Halbleitergehäuses 30 haben. Die Vorsprünge 21 und 22 können einen trapezförmigen oder rechteckigen Querschnitt haben. Die Bodeneinheit 20 mit den Vorsprüngen 21 und 22 kann z. B. durch filmunterstütztes Formen (FAM) hergestellt werden. Es ist jedoch zu beachten, dass die Vorsprünge 21 und 22 nur optional sind und auch weggelassen werden können.
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2B zeigt eine schematische seitliche Querschnittsansicht auf ein Zwischenprodukt, das nach der Laseraktivierung ausgewählter Bereiche auf der oberen Hauptfläche der Bodeneinheit 20 und dem Aufsetzen des Halbleiterpakets 30 auf die Bodeneinheit 20 erhalten wurde. Die selektiv laseraktivierten Bereiche 23 und 24 befinden sich neben den Vorsprüngen 21 und 22, und zwar direkt neben gegenüberliegenden Seitenflächen der Vorsprünge 21 und 22. Durch die Laseraktivierung werden diese Bereiche in elektrisch leitende Bereiche 23 und 24 umgewandelt. Das Halbleitergehäuse 30 umfasst einen Gehäusekörper 31 und zwei elektrische Leitungen 32 und 33, die mit einem oder mehreren elektrischen oder elektronischen Bauteilen wie Halbleiterchips innerhalb des Gehäusekörpers 31 verbunden sind, sich nach außen erstrecken und dann nach unten gebogen werden. Die unteren Enden der elektrischen Leitungen 32 und 33 sind jeweils über einem der elektrisch leitenden Bereiche 23 und 24 zu positionieren. Sie können mit den elektrisch leitenden Bereichen 23 und 24 kontaktiert werden oder sie können über den elektrisch leitenden Bereichen 23 und 24 positioniert werden, ohne sie zu kontaktieren, so dass ein Spalt zwischen den elektrischen Leitungen 32 und 33 und den elektrisch leitenden Bereichen 23 und 24 besteht. Genauer gesagt, im Falle einer ersten stromlosen Beschichtung ist es notwendig, zumindest einen Teilspalt zwischen den elektrischen Leitungen 32 und 33 und den elektrisch leitenden Bereichen 23 und 24 zu haben. In einer Ausführungsform kann optional, um sicherzustellen, dass zumindest ein Teilspalt zwischen den elektrischen Leitungen 32 und 33 und den elektrisch leitenden Bereichen 23 und 24 vorhanden ist, ein Vorsprung 25 mit einer ausreichenden Höhe auf der oberen Oberfläche des unteren Bauelements vorgesehen werden. Optional kann der Vorsprung 25 während des Formprozesses des unteren Bauelements gebildet werden. Im Falle einer ersten elektrochemischen Beschichtung sollten die elektrischen Leitungen 32 und 33 und die elektrisch leitenden Bereiche 23 und 24 direkten Kontakt haben.
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Es sollte erwähnt werden, dass in der in 2 gezeigten Ausführungsform die elektrischen Kontaktelemente gemäß der vorliegenden Offenbarung durch elektrische Leitungen 32 und 33 gegeben sind, wie sie in 2B und 2C gezeigt sind. Es kann jedoch auch der Fall sein, dass die elektrischen Kontaktelemente gemäß der vorliegenden Offenbarung durch flache externe elektrische Kontaktflächen gegeben sind, wie sie in bleifreien Gehäusen verwendet werden, die für die Oberflächenmontagetechnologie (SMT) hergestellt werden.
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Es ist zu beachten, dass nach dem Aufsetzen des Halbleiterpakets 30 auf die Bodeneinheit 20 die Anschlussdrähte 32 und 33 noch nicht fest mit den elektrisch leitenden Bereichen 23 und 24 verbunden sind, sondern nur lose auf diesen aufliegen. Um ein Abrutschen des Halbleitergehäuses 30 in einem der nachfolgenden Handhabungsschritte zu verhindern, kann vor dem Aufsetzen des Halbleitergehäuses 30 auf die Bodeneinheit 20 ein Vorsprung 25 in Form einer Klebeschicht 25 auf die obere Hauptoberfläche des Gehäusekörpers 21 aufgebracht werden, so dass das Halbleitergehäuse 30 an der Bodeneinheit 20 angeklebt wird.
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2C zeigt eine schematische Querschnitts-Seitenansicht eines elektrischen Moduls, das nach der Durchführung der stromlosen Abscheidung von Metallschichten 41 und 42 auf den elektrisch leitenden Bereichen 23 und 24 und den unteren Enden der Leitungen 32 und 33 erhalten wurde, um die Leitungen 32 und 33 mechanisch und elektrisch fest mit den elektrisch leitenden Bereichen 23 und 24 zu verbinden. Es sollte erwähnt werden, dass es auch möglich ist, eine erste Phase der stromlosen Beschichtung gefolgt von einer zweiten Phase der elektrochemischen Beschichtung durchzuführen, da die elektrochemische Beschichtung bekanntermaßen höhere Abscheidungsraten als die stromlose Beschichtung bietet.
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3 umfasst 3A bis 3E und zeigt schematische Draufsichtsdarstellungen von Zwischenprodukten und einem elektrischen Modul zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Moduls gemäß einem Beispiel, bei dem zwei Halbleiterpakete und zwei passive Komponenten auf einer Bodeneinheit montiert werden, indem eine Vorrichtung verwendet wird, um die Bauelemente auf die Bodeneinheit zu drücken.
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3A zeigt eine Draufsicht auf eine Bodeneinheit 100, die ein Halbleitergehäuse sein kann. Die Bodeneinheit 100 umfasst ferner einen Gehäusekörper 110, der ein plattierbares Einkapselungsmaterial enthält. Das Halbleitergehäuse kann innerhalb seines Gehäusekörpers 110 ein oder mehrere elektrische oder elektronische Bauteile wie Halbleiterchips oder passive Komponenten (nicht dargestellt) enthalten. Die Bodeneinheit 100 umfasst ferner eine Vielzahl von externen Leitungen 120, die entweder bereits mit den Bauelementen des Halbleitergehäuses verbunden sind oder später mit elektrischen Leitungen verbunden werden, die auf der oberen Hauptoberfläche des Gehäusekörpers 110 ausgebildet werden.
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3B zeigt eine Draufsicht auf ein Zwischenprodukt, nachdem selektive Bereiche der Bodeneinheit aktiviert und dadurch in elektrisch leitfähige Bereiche umgewandelt wurden. Die elektrisch leitfähigen Bereiche umfassen eine erste Teilmenge 130 und eine zweite Teilmenge 140 von elektrisch leitfähigen Bereichen. Die erste Teilmenge 130 umfasst elektrisch leitende Bereiche, auf denen später elektrische oder elektronische Bauelemente angebracht werden sollen, und die zweite Teilmenge 140 umfasst elektrisch leitende Bereiche, die elektrische Verbindungsleitungen zwischen den Bauelementen oder zwischen einer oder mehreren der Bauelemente und externen Stiften sind.
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3C zeigt eine Draufsicht auf ein Zwischenprodukt nach dem Aufbringen elektrischer oder elektronischer Bauelemente auf die erste Teilmenge 130 der elektrisch leitenden Bereiche in ähnlicher Weise wie in 2 gezeigt. In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Halbleitergehäuse 150 und zwei passive Bauteile 160 auf den elektrisch leitenden Bereichen angebracht. Im Unterschied zu 2 wird vor der Platzierung der Bauelemente kein Klebstoff auf die Oberfläche des Gehäusekörpers 110 aufgetragen.
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3D zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils eines Zwischenprodukts nach der Platzierung der Halbleiterpakete 150 und der passiven Bauelemente 160. Es wurde bereits erwähnt, dass in diesem Stadium die Halbleiterpakete 150 und die passiven Bauelemente 160 noch nicht an der Bodeneinheit befestigt sind, so dass ihre Platzierung auf irgendeine Weise gesichert werden muss. In dieser Ausführungsform geschieht dies nicht durch einen Klebstoff, sondern durch mechanisches Anpressen der Bauteile. Insbesondere kann eine Vorrichtung 170 verwendet werden, um die Halbleiterpakete 150 und die passiven Komponenten 160 anzudrücken. Die Vorrichtung 170 kann Vorsprünge 171 aufweisen, die mit den Bauelementen ausgerichtet werden können, so dass sich jeder der Vorsprünge 171 über einem der Bauelemente 150 und 160 befinden kann. Das Herunterdrücken der Bauelemente 150 und 160 bewirkt, dass sich das harte Material der Anschlussdrähte etwas in das weichere Material der Bodeneinheit 110, d. h. in die aktivierten Bereiche der Bodeneinheit 110, eingräbt.
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3E zeigt eine Draufsicht auf das hergestellte elektrische Modul nach Durchführung des Beschichtungsprozesses, der wie oben in Verbindung mit 2C beschrieben durchgeführt werden kann. Die Durchführung des Beschichtungsverfahrens umfasst die Erzeugung einer ersten Teilmenge von beschichteten Bereichen 180 und einer zweiten Teilmenge 190 von beschichteten Bereichen. Die erste Teilmenge von plattierten Bereichen 180 umfasst die Verbindungsbereiche zwischen den Leitungen der Bauelementen und der ersten Teilmenge 130 von elektrisch leitenden Bereichen, und die zweite Teilmenge von plattierten Bereichen 190 umfasst die Leiterbahnen oder elektrischen Verbindungsleitungen, die auf der zweiten Teilmenge von elektrisch leitenden Bereichen 140 gebildet werden.
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4 umfasst 4A bis 4E und zeigt schematische Draufsichtsdarstellungen von Zwischenprodukten und einem elektrischen Modul zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Moduls gemäß einem Beispiel, bei dem zwei Halbleiterpakete und zwei passive Komponenten auf eine Bodeneinheit montiert werden, indem ein Hochtemperaturkleber verwendet wird, um die Bauelemente auf die Bodeneinheit zu kleben.
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4A zeigt eine Draufsicht auf eine Bodeneinheit 200, die ein Halbleitergehäuse sein kann. Die Bodeneinheit 200 umfasst ferner einen Gehäusekörper 210, der ein plattierbares Einkapselungsmaterial enthält. Das Halbleitergehäuse kann innerhalb seines Gehäusekörpers 210 ein oder mehrere elektrische oder elektronische Bauteile wie Halbleiterchips oder passive Komponenten (nicht dargestellt) enthalten. Die Bodeneinheit 200 umfasst ferner eine Vielzahl von externen Leitungen 220, die entweder bereits mit den Bauelementen des Halbleitergehäuses verbunden sind oder später mit elektrischen Leitungen verbunden werden, die auf der oberen Hauptoberfläche des Gehäusekörpers 210 gebildet werden.
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4B zeigt eine Draufsicht auf ein Zwischenprodukt, nachdem selektive Bereiche der Bodeneinheit aktiviert und dadurch in elektrisch leitfähige Bereiche umgewandelt wurden. Die elektrisch leitfähigen Bereiche umfassen eine erste Teilmenge 230 und eine zweite Teilmenge 240 von elektrisch leitfähigen Bereichen. Die erste Teilmenge 230 umfasst elektrisch leitende Bereiche, auf denen später elektrische oder elektronische Bauelemente angebracht werden sollen, und die zweite Teilmenge 240 umfasst elektrisch leitende Bereiche, die elektrische Verbindungsleitungen zwischen den Bauelementen oder zwischen einer oder mehreren der Bauelemente und externen Stiften sind.
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4C zeigt eine Draufsicht auf ein Zwischenprodukt nach dem Auftragen eines Klebstoffs 250 auf die Bereiche der Oberfläche des Verpackungskörpers 210, auf denen später Bauelementen platziert werden sollen.
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4D zeigt eine Draufsicht auf ein Zwischenprodukt nach dem Aufbringen elektrischer oder elektronischer Bauelemente auf die erste Teilmenge 230 der elektrisch leitenden Bereiche in der gleichen Weise wie in 2 gezeigt. In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Halbleiterpakete 260 und zwei passive Bauteile 270 auf den elektrisch leitenden Bereichen angebracht. Durch den Klebstoff 250 sind die Bauelemente 260 und 270 sicher an der Bodeneinheit 200 befestigt, während die Leitungen lose auf den elektrisch leitenden Bereichen aufliegen.
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4E zeigt eine Draufsicht auf das hergestellte elektrische Modul nach Durchführung des Beschichtungsprozesses, der wie oben in Verbindung mit 2C beschrieben durchgeführt werden kann. Die Durchführung des Beschichtungsverfahrens umfasst die Erzeugung einer ersten Teilmenge von beschichteten Bereichen 280 und einer zweiten Teilmenge 290 von beschichteten Bereichen. Die erste Teilmenge von plattierten Bereichen 280 umfasst die Verbindungsbereiche zwischen den Leitungen der Bauelemente und der ersten Teilmenge 230 von elektrisch leitenden Bereichen, und die zweite Teilmenge von plattierten Bereichen 290 umfasst die Leiterbahnen oder elektrischen Verbindungsleitungen, die auf der zweiten Teilmenge von elektrisch leitenden Bereichen 240 gebildet werden.
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BEISPIELE
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Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Moduls und eines elektrischen Moduls anhand von Beispielen erläutert.
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Beispiel 1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Moduls, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Bodeneinheit, die ein plattierbares Einkapselungsmaterial umfasst, Aktivieren selektiver Bereiche der Bodeneinheit und dadurch Umwandeln dieser Bereiche in elektrisch leitende Bereiche, Bereitstellen mindestens eines elektrischen Bauelements mit externen Kontaktelemente, Platzieren des elektrischen Bauelements auf der Bodeneinheit, so dass die externen Kontaktelemente über mindestens einer ersten Teilmenge der elektrisch leitenden Bereiche positioniert sind, und Durchführen eines Plattierungsprozesses an den elektrisch leitenden Bereichen zur Erzeugung von plattierten Bereichen und zum elektrischen Verbinden der externen Kontaktelemente mit mindestens einer ersten Teilmenge der plattierten Bereiche.
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Beispiel 2 ist das Verfahren nach Beispiel 1, wobei der Plattierungsprozess stromloses Plattieren oder elektrochemisches Plattieren oder beides umfasst.
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Beispiel 3 ist das Verfahren gemäß Beispiel 1 oder 2, wobei der Plattierungsprozess nur aus stromlosem Plattieren besteht.
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Beispiel 4 ist das Verfahren nach Beispiel 3, wobei vor dem Platzieren des elektrischen Bauelements auf der Bodeneinheit ein Vorsprung auf der Bodeneinheit zum Abstützen des elektrischen Bauelements ausgebildet wird.
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Beispiel 5 ist das Verfahren nach Beispiel 1 oder 2, wobei der Plattierungsprozess einen ersten Prozess der stromlosen Plattierung und einen nachfolgenden zweiten Prozess der elektrochemischen Plattierung umfasst.
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Beispiel 6 ist das Verfahren nach einem der vorherigen Beispiele, wobei das Aktivieren selektiver Bereiche durch einen Laserstrahl erfolgt.
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Beispiel 7 ist das Verfahren nach einem der vorherigen Beispiele, wobei nach dem Platzieren des elektrischen Bauelements auf der Bodeneinheit das elektrische Bauelement gegen die Bodeneinheit gedrückt wird.
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Beispiel 8 ist das Verfahren nach Beispiel 7, wobei das elektrische Bauelement mit Hilfe einer Vorrichtung gegen die Bodeneinheit gedrückt wird.
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Beispiel 9 ist das Verfahren nach einem der vorherigen Beispiele, wobei das elektrische Bauelement einen Packagekörper umfasst und der Packagekörper durch Platzieren des elektrischen Bauelements auf der Bodeneinheit der Packagekörper an der Bodeneinheit angeklebt wird.
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Beispiel 10 ist das Verfahren gemäß Beispiel 9, bei dem der Packagekörper mit einem Klebstoff an die Bodeneinheit angeklebt wird.
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Beispiel 11 ist das Verfahren nach Beispiel 10, wobei der Klebstoff wärmeleitend ist.
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Beispiel 12 ist das Verfahren nach einem der vorherigen Beispiele, wobei das Durchführen des Plattierungsprozesses das Erzeugen einer zweiten Teilmenge von plattierten Bereichen durch Durchführen eines Plattierungsprozesses an einer zweiten Teilmenge von elektrisch leitenden Bereichen umfasst, wobei die zweite Teilmenge von plattierten Bereichen elektrische Verbindungsleitungen umfasst.
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Beispiel 13 ist das Verfahren nach einem der vorherigen Beispiele, wobei das mindestens eine elektrische Bauelement ein Halbleiterpackage oder ein passives Bauelement ist.
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Beispiel 14 ist das Verfahren gemäß Beispiel 13, wobei das mindestens eine elektrische Bauelement mindestens ein Halbleiterpackage und mindestens ein passives Bauelement umfasst.
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Beispiel 15 ist das Verfahren nach einem der vorherigen Beispiele, wobei die Bodeneinheit ein Halbleiterpackage umfasst.
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Beispiel 16 ist ein elektrisches Modul, umfassend: eine Bodeneinheit, die ein plattierbares Einkapselungsmaterial enthält, in dem selektive Bereiche aktiviert und in elektrisch leitende Bereiche umgewandelt sind, mindestens ein elektrisches Bauelement, das externe Kontaktelemente umfasst und an der Bodeneinheit angeordnet ist, wobei die externen Kontaktelemente mit einer ersten Teilmenge der elektrisch leitenden Bereiche mittels einer ersten Teilmenge von plattierten Bereichen elektrisch verbunden sind.
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Beispiel 17 ist das elektrische Modul nach Beispiel 16, ferner umfassend
eine zweite Teilmenge von elektrisch leitenden Bereichen, die mit einer zweiten Teilmenge von plattierten Bereichen bedeckt sind, wobei die zweite Teilmenge von plattierten Bereichen elektrische Verbindungsleitungen umfasst.
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Beispiel 18 ist das elektrische Modul nach Beispiel 16 oder 17, wobei das mindestens eine elektrische Bauelement ein Halbleiterpackage oder ein passives Bauelement ist.
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Beispiel 19 ist das elektrische Modul nach einem der Beispiele 16 bis 18, wobei das mindestens eine elektrische Bauelement mindestens ein Halbleiterpackage und mindestens ein passives Bauelement umfasst.
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Beispiel 20 ist das elektrische Modul gemäß einem der Beispiele 16 bis 19, wobei die Bodeneinheit ein Halbleiterpackage umfasst.
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Darüber hinaus kann ein bestimmtes Merkmal oder ein bestimmter Aspekt einer Ausführungsform der Offenbarung zwar nur in Bezug auf eine von mehreren Implementierungen offenbart worden sein, doch kann ein solches Merkmal oder ein solcher Aspekt mit einem oder mehreren anderen Merkmalen oder Aspekten der anderen Implementierungen kombiniert werden, wie es für eine gegebene oder bestimmte Anwendung erwünscht und vorteilhaft sein kann. Soweit in der detaillierten Beschreibung oder in den Ansprüchen die Begriffe „umfassen“, „haben“, „mit“ oder andere Varianten davon verwendet werden, sind diese Begriffe in ähnlicher Weise wie der Begriff „umfassen“ als umfassend zu verstehen. Darüber hinaus ist zu verstehen, dass Ausführungsformen der Offenbarung in diskreten Schaltungen, teilintegrierten Schaltungen oder vollintegrierten Schaltungen oder Programmiermitteln implementiert sein können. Auch der Begriff „beispielhaft“ ist lediglich als Beispiel zu verstehen und nicht als das Beste oder Optimale. Es ist auch zu beachten, dass die hier dargestellten Merkmale und/oder Elemente der Einfachheit und des besseren Verständnisses halber mit bestimmten Abmessungen zueinander dargestellt sind und dass die tatsächlichen Abmessungen erheblich von den hier dargestellten abweichen können.
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Obwohl hierin spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurden, werden Fachleute erkennen, dass die gezeigten und beschriebenen spezifischen Ausführungsformen durch eine Vielzahl alternativer und/oder gleichwertiger Implementierungen ersetzt werden können, ohne dass der Umfang der vorliegenden Offenbarung beeinträchtigt wird. Die vorliegende Anmeldung soll alle Anpassungen oder Variationen der hierin beschriebenen spezifischen Ausführungsformen abdecken. Daher ist beabsichtigt, dass diese Offenbarung nur durch die Ansprüche und deren Äquivalente eingeschränkt wird.
