DE10223035A1 - Elektronisches Bauteil mit Hohlraumgehäuse, insbesondere Hochfrequenz-Leistungsmodul - Google Patents

Elektronisches Bauteil mit Hohlraumgehäuse, insbesondere Hochfrequenz-Leistungsmodul

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DE10223035A1
DE10223035A1 DE2002123035 DE10223035A DE10223035A1 DE 10223035 A1 DE10223035 A1 DE 10223035A1 DE 2002123035 DE2002123035 DE 2002123035 DE 10223035 A DE10223035 A DE 10223035A DE 10223035 A1 DE10223035 A1 DE 10223035A1
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DE
Germany
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housing
module
electronic component
housing frame
flat conductor
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DE2002123035
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English (en)
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Stefan Paulus
Jochen Dangelmaier
Bernd Betz
Rudolf Lehner
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Infineon Technologies AG
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Infineon Technologies AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauteil (1) mit Hohlraumgehäuse (3), das aus drei Modulen aufgebaut ist, einem 1. Modul (8), das einen nach oben und unten offenen Gehäuserahmen (6) aufweist mit horizontal angeordneten Flachleitern (5), einem 2. Modul (9), das die Chipinsel (4) als Wärmesenke mit mindestens einem Halbleiterchip (2) aufweist, wobei das 2. Modul (9) den Boden des Hohlraumgehäuses (3) bildet und einem 3. Modul (10), das den Gehäusedeckel (7) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauteil, insbesondere ein Hochfrequenz-Leistungsmodul mit einem Hohlraumgehäuse und mit mindestens einem Halbleiterchip und mit einer Chipinsel, auf welcher der Halbleiterchip angeordnet ist gemäß der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
  • Elektronische Bauteile, insbesondere Hochfrequenz- Leistungsmodule, werden aufgrund der hohen Wärmeentwicklung und der Hochfrequenzeigenschaften in Hohlraumgehäusen aus Keramik untergebracht. Außerdem ist es möglich, vollständig in Kunststoffmasse eingepackte Hochleistungsmodule zu bauen, deren Hochleistungshalbleiterchip auf einer Chipinsel angeordnet ist, von der mindestens eine Oberfläche eine Außenwand des Gehäuses bildet, die durch die Umgebung gekühlt werden kann. Jedoch ist der Einsatz derartiger Hochleistungsmodule für Hochfrequenzanwendungen, aufgrund der dielektrischen Eigenschaften der Kunststoffgehäusemasse, in welche die Hochleistungshalbleiterchips eingebettet sind, begrenzt.
  • Die für derartige Bauteile erforderlichen Flachleiterrahmen sind äußerst komplex aufgebaut, da sie einerseits eine erste Ebene für freistehende Flachleiter anbieten müssen und andererseits eine zweite Ebene mit einer massiven metallischen Chipinsel zur Ableitung der Wärme anbieten müssen. Der technische und kostenmäßige Aufwand für derartige Flachleiterrahmen ist ähnlich hoch wie für keramische Hohlraumgehäuse. Die Wärmeableitung von keramischen Hohlraumgehäusen ist jedoch nicht besonders effektiv. Beide Gehäuseformen haben darüber hinaus den Nachteil, dass der Sitz bzw. die Befestigung der Halbleiterchips erst erfolgreich getestet werden kann, wenn die Halbleiterchips in den relativ teuren Gehäuseformen untergebracht und verdrahtet sind, so dass Funktions- und Qualitätstests erst relativ spät für die bekannten Gehäuseformen eingesetzt werden können.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektronisches Bauteil, insbesondere ein Hochfrequenz-Leistungsmodul anzugeben, dass die Nachteile im Stand der Technik überwindet und preiswert mit verminderter Ausfallrate gefertigt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Erfindungsgemäß wird ein elektronisches Bauteil, insbesondere ein Hochfrequenz-Leistungsmodul, angegeben mit einem Hohlraumgehäuse und einem in dem Hohlraumgehäuse angeordneten Halbleiterchip. Darüber hinaus weist das Hohlraumgehäuse eine Chipinsel auf, auf welcher der Halbleiterchip angeordnet ist. Ferner sind Flachleiter in einem Gehäuserahmen verankert, der von einem Gehäusedeckel abgeschlossen wird. Dieses elektronische Bauteil weist drei vorgefertigte Module auf, wobei ein 1. Modul in dem nach oben und unten offenen Gehäuserahmen horizontal angeordnete Flachleiter aufweist. Ein 2. Modul weist die Chipinsel als Wärmesenke mit mindestens einem Halbleiterchip auf und bildet den Boden des Hohlraumgehäuses. Das 3. Modul schließt das Hohlraumgehäuse nach oben ab und weist den Gehäusedeckel auf.
  • Ein derartiges elektronisches Bauteil, das aus drei Modulen zusammengesetzt ist, hat den Vorteil, dass jedes Modul für sich auf seine Qualität und Funktionsfähigkeit geprüft werden kann, bevor die drei Module zu einem elektronischen Bauteil zusammengesetzt werden. Von besonderem Vorteil ist dabei, dass der Halbleiterchip bereits auf einer Wärmesenke platziert werden kann, welche die bisherige Chipinsel eines Flachleiterrahmens ersetzt. Folglich ist die Chipinsel völlig unabhängig von einem Flachleiterrahmen mit einfachen Mitteln herstellbar und bildet den Boden des Hohlraumgehäuses, was eine Verbilligung der Herstellungskosten darstellt, da keine komplexen Flachleiterrahmen vorzusehen sind, die in zwei getrennten Ebenen einerseits Flachleiter und andererseits eine von außen kühlbare Chipinsel aufweisen. Ein derart komplexer Aufbau eines dreidimensionalen Flachleiterrahmens zur Verwirklichung eines elektronischen Bauteils mit gekühlter Chipinsel kann folglich vermieden werden.
  • Darüber hinaus ist es möglich, die sichere Verankerung des Halbleiterchips auf der Chipinsel, ferner den elektrischen Kontakt des Halbleiterchips zur Chipinsel und die Positionierung des Halbleiterchips auf der Chipinsel qualitativ und funktional zu überprüfen, bevor das 2. Modul mit dem 1. Modul zusammengebaut wird. Dieser Vorteil macht sich dann besonders bemerkbar, wenn anstelle des mindestens einen Halbleiterchips mehrere Halbleiterchips eines Hochfrequenz-Leistungsmoduls auf der wärmeableitenden Chipinsel unterzubringen sind.
  • Ein weitere Vorteil des erfindungsgemäßen elektronischen Bauteils liegt darin, dass der Gehäuserahmen mit darin verankerten Flachleitern als eigenständiges Modul in Massenproduktion hergestellt werden kann und die Maßgenauigkeit und Präzision des Gehäuserahmens in Verbindung mit den darin verankerten Flachleitern vor einem Zusammenbau mit dem 2. Modul überprüft werden kann. Somit wird die Wahrscheinlichkeit, dass nur funktionsfähige 1. Module mit funktionsfähigen 2. Modulen mechanisch zu einem nach oben offenen Hohlraumgehäuse verbunden sind, verbessert und die Ausfallrate nach dem Verbinden der Flachleiter im Inneren des Hohlraumgehäuses mit den Elektroden des Halbleiterchips vermindert wird.
  • Dazu ist anzumerken, dass insbesondere Hochfrequenz- Leistungsmodule durch Parallelschalten von mehreren hundert Bonddrähten auf einem Flachleiterende mit einer entsprechenden Elektrode eines Hochfrequenz-Leistungshalbleiters zu realisieren sind, so dass es von Vorteil ist, wenn derartig kostenintensive Fertigungsschritte wie das Bonden mit vorgetesteten 1. und 2. Modulen eines elektronischen Bauteils durchführbar ist, womit Kosten und Ausschussrate erheblich vermindert werden können.
  • Der Gehäuserahmen kann in einer Ausführungsform der Erfindung aus einer Kunststoffgehäusemasse hergestellt sein. Das Kunststoffmaterial dieser Kunststoffgehäusemasse kann der Kunststoffgehäusemasse entsprechen, die für ein vollständiges Verpacken von Halbleiterchips auf einem Flachleiterrahmen eingesetzt wird. In dem Fall der vorliegenden Erfindung kann der Gehäuserahmen auf dem Flachleiterrahmen unabhängig von der Herstellung des 2. Moduls und damit unabhängig von der Fixierung des mindestens einen Halbleiterchips auf einer Chipinsel hergestellt werden. Gleiches gilt für die Herstellung eines Gehäuserahmens aus einer Keramikmasse. Der Einsatz von Keramik als Gehäuserahmen hat gegenüber dem Kunststoffgehäuserahmen den Vorteil der verbesserten dielektrischen Eigenschaften. Jedoch ist die Herstellung eines Keramikgehäuserahmens gegenüber der Herstellung eines Kunststoffgehäuserahmens mit höheren Kosten verbunden.
  • Der Gehäuserahmen kann einer von mehreren, auf einem Flachleiterrahmen angeordneten Gehäuserahmen sein. Dabei sind in einer Ebenen angeordnete, ausschließlich innere Flachleiterenden einer jeden Bauteilposition des Flachleiterrahmens in dem Gehäuserahmen eingebettet. Der Flachleiterrahmen ist insofern unkompliziert aufgebaut, da das Vorsehen einer Chipinsel vollständig für die Realisierung des 1. Moduls entfällt. Der Gehäuserahmen verankert lediglich die inneren Flachleiterenden in einer Kunststoffgehäusemasse oder in einer Keramikmasse. Dabei können die inneren Flachleiterenden teilweise frei von Gehäuserahmenmaterial gehalten werden und veredelte Oberflächen als Bondfinger aufweisen. Derartige veredelte Oberflächen können Nickel, Gold, Silber oder Legierungen derselben aufweisen, um ein zuverlässiges Bonden von Goldbonddrähten auf diesen freiliegenden Flachleiterenden in dem Gehäuserahmen zu erleichtern.
  • Der nach unten und oben offene Gehäuserahmen kann sich stufenförmig von unten nach oben erweitern. Durch diese stufenförmige Erweiterung ist es möglich, eine relativ große Öffnung für den Gehäusedeckel vorzusehen und eine entsprechend verminderte Öffnung für den Gehäuseboden in Form der Chipinsel als Wärmesenke vorzusehen. Die vergrößerte Öffnung für den Gehäusedeckel hat den Vorteil, dass zum Verdrahten der Halbleiterchips des 2. Moduls mit den Bondfingern des 1. Moduls eine größere Zugriffsöffnung zur Verfügung steht, die ein Bonden von oben aus erleichtert.
  • Die stufenförmige Ausbildung des Gehäuserahmens von unten nach oben kann derart gestaltet sein, dass der Gehäuserahmen einen unteren Ansatz aufweist, mit dem die 2. Komponente in Eingriff bringbar ist bzw. in Eingriff steht. Gleichzeitig können auch auf diesem unteren Ansatz des Gehäuserahmens die inneren Flachleiterenden angeordnet sein, wobei die innere Gehäusewand gegenüber der Öffnung für die 2. Komponente zurückgesetzt ist, so dass ein Teil der inneren Flachleiterenden frei von Gehäuserahmenmaterial bleibt, so dass auf diese freibleibenden inneren Flachleiterenden beim Bonden zugegriffen werden kann.
  • Ein oberer Ansatz des nach oben geöffneten stufenförmig ausgebildet Gehäuserahmens ist geeignet, die 3. Komponente als Gehäusedeckel aufzunehmen. Die 3. Komponente kann somit mit diesem oberen Ansatz in Eingriff gebracht werden. Mit dieser 3. Komponente ist das elektronische Bauteil komplettiert und insbesondere das Hohlraumgehäuse perfekt. In einer preiswerten Version kann der Gehäusedeckel aus einer Kunststoffplatte bestehen, jedoch werden Gehäusedeckel auch auf Basis der Keramik und/oder auf Metallbasis bevorzugt, da sie größere Verlustleistungen für die in dem Hohlraumgehäuse anzuordnenden Leistungshalbleiterchips zulassen. Darüber hinaus sind die dielektrischen Eigenschaften eines Keramikdeckels gegenüber einem Kunststoffdeckel als Gehäuseabdeckung günstiger. Ein metallischer Deckel wiederum schirmt die Hochfrequenz- Leistungsmodule von elektromagnetischen Störquellen ab.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die 2. Komponente einen Metallsockel auf, der aus einer metallischen Grundplatte herausragt und mit dem unteren Ansatz des Gehäuserahmens in Eingriff bringbar ist. Ein derartiger Metallsockel kann mit der metallischen Grundplatte einstückig ausgebildet sein, indem auf der Grundplatte der Metallsockel galvanisch abgeschieden wird oder die Grundplatte auf ihrer Oberseite derart spanabhebend bearbeitet wird, dass ein Metallsockel herausragt. Ein derartiger Metallsockel hat den Vorteil, dass der mindestens eine Halbleiterchip, der auf dem Metallsockel angeordnet ist, exakt in Relation zu dem Gehäuserahmen positionierbar ist. Dazu kann der Sockel eine Höhe aufweisen, die zusammen mit der Dicke des mindestens einen Halbleiterchips etwa das Höhenniveau aufweist, wie die Oberflächen der inneren Flachleiterenden auf dem unteren Ansatz des Gehäuserahmens, die eine bondbare Beschichtung aufweisen können. Eine derartige Dimensionierung des Metallsockels hat den Vorteil, dass die Bondverbindungen in einer einzigen Ebene angeordnet werden können, was den Bondvorgang an sich erleichtert und Fehlerquellen ausschließt.
  • Der auf dem Metallsockel angeordnete Halbleiterchip kann einen Leistungshalbleiterchip aufweisen, wie einen Leistungstransistor auf MOS-Basis, bei dem die Gate-Elektroden von mehreren huderttausend MOS-Transistoren parallel angesteuert werden und die Source-Elektroden zu einer Source- Elektrode zusammengefasst sind sowie die Drain-Elektroden ebenfalls eine gemeinsame Drain-Elektrode aufweisen.
  • Der mindestens eine Halbleiterchip kann auch eine Steuerungselektronik für ein Leistungsmodul aufweisen, die beispielsweise aus einer Eingangs- und einer Ausgangsdiode bestehen kann, um einen Leistungsverstärker vor Überspannung zu beschützen.
  • Um die hohen Ströme eines Leistungshalbleiterchips zu den Flachleitern zu führen und umgekehrt von den Flachleitern aufzunehmen, weist das elektronische Bauteil mehrere hundert Bonddrähte parallel von den inneren Flachleiterenden zu den Elektroden des mindestens einen Halbleiterchips auf. Diese mehreren hundert Bonddrähte bilden praktisch ein Flachkabel, mit dem die inneren Flachleiterenden mit den jeweiligen Elektroden des mindestens einen Halbleiterchips verbunden sind.
  • Die drei Module des elektronischen Bauteils können über Klebstoffschichten oder Klebstoff-Folien miteinander verbunden sein. Dazu kann der Klebstoff auf die jeweiligen Begrenzflächen oder Fügeflächen der einzelnen Module aufgetragen sein, bevor und nachdem diese zu einem elektronischen Bauteil zusammengefügt sind.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils weist nachfolgende Verfahrensschritte auf. Zunächst wird ein 1. Modul hergestellt. Dieses 1. Modul umfasst einen nach oben und unten offenen Gehäuserahmen mit eingebetteten inneren Flachleiterenden. Aus dem Gehäuserahmen ragen nach außen Flachleiter heraus.
  • Parallel kann ein 2. Modul hergestellt werden, das einen Metallsockel auf einer Metallplatte aufweist. Auf dem Metallsockel ist mindestens ein Halbleiterchip angeordnet, wobei der Metallsockel in den nach unten offenen Gehäuserahmen einpaßbar ist.
  • Parallel zur Herstellung des 1. und 2. Moduls können bereits die 3. Module in Form von Gehäusedeckeln hergestellte werden, die in den nach oben offenen Gehäuserahmen einpaßbar sind. Nach dem Herstellen der drei Module werden Funktions- und Qualitätstests dieser drei einzelnen Module durchgeführt. Anschließend werden zunächst das 1. und das 2. Modul durch Einkleben des Metallsockels des 2. Moduls in den nach oben offenen Gehäuserahmen des 1. Moduls zusammengebaut. Nach dem Zusammenbau können über die obere Öffnung des Gehäuserahmens die inneren Flachleiter des 1. Moduls mit Elektroden des mindestens einen Halbleiterchips des 2. Moduls verbunden werden.
  • Abschließend kann der nach oben offene Gehäuserahmen mit dem 3. Modul zu einem Hohlraumgehäuse komplettiert werden. Dieses Verfahren der Modulbauweise hat den Vorteil, dass jedes Modul für sich in seiner Funktion und seiner Qualität geprüft werden kann, bevor der kostenintensive Schritt des Verbindens der inneren Flachleiterenden mit den Elektroden von Halbleiterchips durchgeführt wird. Aufgrund der Leistungsaufnahme der Halbleiterchips werden bei diesem Verbinden mehrere hundert Bonddrähte parallel auf einem der inneren Flachleiter angebracht und auf eine der gemeinsamen Elektroden des Halbleiterchips gelegt.
  • Insbesondere bei Hochfrequenz-Leistungsmodulen hat dieses Verfahren den besonderen Vorteil, da nur solche Module zusammengebaut werden zu einem elektronischen Bauteil, die keinerlei Funktions- und Qualitätsmängel aufweisen. Damit wird der Ausschuss bei der Herstellung von Hochfrequenz- Leistungsmodulen vermindert. Außerdem kann ein vereinfachter Flachleiterrahmen eingesetzt werden, da dieser Flachleiterrahmen nur freistehende Flachleiter umfassen muss und keine integral angeordnete Chipinsel aufzuweisen hat.
  • Im Detail kann zur Herstellung eines 1. Moduls ein Flachleiterrahmen mit einer Vielzahl von Bauteilpositionen hergestellt werden, wobei in jede der Bauteilpositionen Flachleiter mit freistehenden Flachleiterenden in einer Ebene angeordnet sind und in jeder der Bauteilpositionen ein nach unten und oben offener Gehäuserahmen angebracht wird, wobei die inneren Flachleiterenden in den Gehäuserahmen eingebettet werden, während die Flachleiter aus dem Gehäuserahmen herausragen. Ein derartiges Endlosband aus einem Flachleiterrahmen mit einer Vielzahl von Bauteilpositionen und darauf angeordneten Gehäuserahmen kann leicht auf seine Qualität und Funktionsfähigkeit getestet werden, wobei Gehäuserahmen, die in ihren Dimensionen nicht den Erfordernissen für einen reibungsfreien Zusammenbau mit den anderen Modulen entsprechen, markiert und aussortiert werden können, bevor kostenintensive Verfahrensschritte zur Herstellung des elektronischen Bauteils durchzuführen sind.
  • Die in den Gehäuserahmen einzubauenden freistehenden Flachleiterenden können noch auf dem Flachleiterrahmen mit einer bondbaren Beschichtung veredelt werden. Derartige bondbare Beschichtungen können Nickel, Gold, Silber oder Legierungen derselben aufweisen. Ein wesentliches Merkmal der Qualitätskontrolle ist nach dem Aufbringen des Gehäuserahmens, ob die bondbare Beschichtung der inneren Flachleiterenden frei zugänglich ist oder ob Material des Gehäuserahmens Teile dieser bondbaren Beschichtung bedeckt, so dass ein zuverlässiges Bonden nicht gesichert ist. Gehäuse mit derartigen Fehlern können vor dem Zusammenbau des 1. und 2. Moduls aussortiert werden.
  • Das Anbringen des Gehäuserahmens kann mittels Spritzgießen einer Kunststoffgehäusemasse erfolgen. Dazu wird der Flachleiterrahmen in eine angepasste Spritzgussform eingelegt und in jeder der Bauteilpositionen werden die freistehenden inneren Flachleiterenden in die Kunststoffgehäusemasse eingebettet. Da das Spritzgießen von Kunststoffgehäusemassen relativ kostengünstig durchführbar ist, kann ein Flachleiterrahmen zur Verfügung gestellt werden, der in jeder Bauteilposition nach dem Spritzgießen einen Gehäuserahmen aus Kunststoff aufweist.
  • Soll der Gehäuserahmen aus einem Keramikmaterial bestehen, so wird zunächst ein Grünkörper durch Formpressen in jeder Bauteilposition angebracht, wobei die freistehenden inneren Flachleiterenden in den Grünkörper, der als Gehäuserahmen ausgebildet ist, eingebettet werden. Der Flachleiterrahmen durchläuft dann mit dem eingeformten Grünkörper als Gehäuserahmen einen Sinterofen, bei dem dieses Grünkörpermaterial zu einem Keramikgehäuserahmen gesintert wird. Zwar ist dieser Prozess aufwendiger als das Spritzgießen von Kunststoffgehäusemassen, jedoch bietet ein Keramikgehäuserahmen dielektrische Vorteile gegenüber einem Kunststoffgehäuserahmen. Auch in diesem Fall des Keramikgehäuserahmens kann anschließend nach dem Sintern eine Qualitäts- und Funktionsprüfung durchgeführt werden, bei der ungeeignete Gehäuserahmen auf dem Flachleiterrahmen markiert werden, so dass mit diesen markierten Flachleiterrahmen keine weitere Module des Hohlraumgehäuses verbunden werden.
  • Zum Herstellen des 2. Moduls werden zunächst Metallplatten mit einem an den nach unten offenen Gehäuserahmen angepassten Sockel hergestellt. Anschließend wird auf jedem der Sockel mindestens ein Halbleiterchip angeordnet und seine Funktion und Verbindung mit dem Sockel getestet. Dabei können ungeeignete 2. Module aussortiert werden. Mit diesem Herstellungsverfahren und Testverfahren wird gewährleistet, dass nur qualitativ und funktional hochwertige 2. Module mit 1. Modulen des Hohlraumgehäuses verbunden werden.
  • Vor dem Zusammenfügen des 1. und 2. Moduls kann das 1. Modul auf der Unterseite des Gehäuserahmens mit einer angepaßten Klebstoff-Folie versehen werden. Eine Klebstoff-Folie kann auch für das Zusammenfügen des 1. Und 3. Moduls vorgesehen sein. Der Einsatz von Klebstoff-Folien hat den Vorteil, daß für mehrere Gehäuserahmen auf einem bandförmigen Flachleiterrahmen ein entsprechend strukturiertes Band aus Klebstoff- Folie eingesetzt werden kann, was die Herstellungskosten vermindert.
  • Nach dem Zusammenfügen des 1. und des 2. Moduls werden durch vielfaches paralleles Bonden von mehreren hundert Bonddrähten die inneren Flachleiterenden des 1. Moduls mit Elektroden des mindestens einen Halbleiterchips des 2. Moduls verbunden. Dabei bleibt das Hohlraumgehäuse nach oben offen und erst im letzten Verfahrensschritt wird dann bei erfolgreichem Bonden das 3. Modul in Form eines Gehäusedeckels als Abschluss auf das Hohlraumgehäuse mittels einer Klebstoffschicht oder einer Klebstoff-Folie aufgeklebt. Dabei kann dieser Gehäusedeckel aus Kunststoff oder aus Metall oder auch Keramik gefertigt sein. Die Materialwahl des Gehäusedeckels hängt im wesentlichen von dem Hochfrequenzeinsatz und dem Leistungsbereich der auf der Chipinsel mit Wärmesenke angeordneten Halbleiterchips ab. Während mit einem Metalldeckel in vorteilhafter Weise Hohlraumgehäuse gegen elektromagnetische Wellen und Störquellen abgeschirmt werden können, zeichnet sich ein Keramikdeckel gegenüber einem Kunststoffdeckel durch seine besseren dielektrischen Eigenschaften aus.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, dass folgende Hochfrequenz-Leistungsgehäuse unterschieden werden können:
    • 1. Hohlraumkeramikgehäuse, welche einen hohen Frequenzbereich erlauben. Diese Gehäuse weisen eine stabile Wärmesenke aus CuW oder ähnlichen Metallen auf, auf welche die Halbleiterchips aufgelötet bzw. auflegiert werden. Dieses Auflegieren wird bei Temperaturen zwischen 300 bis 450°C durchgeführt. Umlaufend um die aufgelöteten Halbleiterchips ist ein Keramikplättchen montiert, auf welchem Flachleiteranschlüsse aus Metall isoliert von der Wärmesenke montiert sind. Ein derartiger Schaltungsträger für Hochfrequenz-Leistungsmodule wird vormontiert von einem Lieferanten geliefert. Ein derartiges Gehäusekonzept hat den Nachteil hoher Kosten und einen großen Aufwand, da Einzelbauteil-Handling und -fertigung erforderlich werden. Aufgrund der Keramik ergibt sich jedoch eine hohe Temperaturstabilität des Hohlraumgehäuses und es ermöglicht, die Bauteile in einem Frequenzbereich größer 3 GHz zu betreiben.
    • 2. Eine andere Variante eines Hochfrequenz-Leitungsgehäuses besteht aus einem vollumspritzten Kunststoffgehäuse mit freiliegender Wärmesenke. Ein derartiges Gehäuses mit umspritzten Kunststoffgehäuses ist jedoch nur bis zu Frequenzen von ca. 1 GHz einsetzbar. Somit sind derartige vollumspritzte Kunststoffgehäuse nicht für GSM- und UMTS-Anwendungen einsetzbar. Die geringe Grenzfrequenz ist auf die Umhüllung der Bonddrähte mit Kunststoffgehäusemasse und auf die großen Abmessungen zwischen den Halbleiterchips und den Außenanschlüssen zurückzuführen, was durch entsprechend lange Bonddrähte realisiert wird. Somit hat dieser Gehäusetype zwar günstige Herstellungskosten, da eine Verbundfertigung möglich ist, jedoch ist die Grenzfrequenz für die Hochfrequenz-Leistungsbauteile mit 1 GHz äußerst gering.
    • 3. Es können auch Kunststoffhohlraumgehäuse mit integrierter Wärmesenke eingesetzt werden. Damit werden die Frequenzbereiche geringfügig erhöht, jedoch kann der Grenzfrequenzbereich nur mit Faktor 2,5 auf 2,5 GHz gesteigert werden. Diese vorgespritzten Kunststoffhohlraumgehäuse mit integrierter Wärmesenke haben als Vorteil günstige Herstellungskosten, jedoch werden beim Spritzen des Gehäuses Dichtstege nötig, so dass die Abmessungen zwischen der Chipposition und den inneren Flachleitern nicht optimiert werden können. Demgegenüber besitzt die Erfindung die folgenden Vorteile:
    • 4. günstige Material- und Herstellungskosten
    • 5. Verbundfertigung ist möglich
    • 6. ein Frequenzbereich größer 2,5 GHz ist realisierbar und
    • 7. das Einsetzen von Löt- und Legierprozessen, insbesondere bei der Chipaufbringung auf das 2. Modul gewährleistet geringere thermische Widerstände für Hochleistungsanwendungen So ist beispielsweise eine Verlustleistung im Dauerbetrieb von 240 W damit realisierbar.
  • Durch die separate Lieferung der Wärmesenke, die nicht wie bisher mit dem Flachleiterrahmen verbunden ist, wird es ermöglicht, die Halbleiterchips bei äußerst hohen Temperaturen auf der Chipinsel zu löten bzw. aufzulegieren, da das 2. Modul völlig getrennt von dem Gehäuserahmen mit dem Flachleiterrahmen hergestellt werden kann. Erst anschließend wird der Wärmeleitungsblock einschließlich der Halbleiterchips in das Hohlraumgehäuse unter Einhaltung enger Toleranzen der Chips zu den inneren Flachleiterenden eingesetzt. Somit lassen sich die Vorteile unterschiedlicher Technologien mit der vorliegenden Erfindung zusammenführen und ein Gehäuseprodukt zu liefern, das kostengünstig und wesentlich zuverlässiger herstellbar ist.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein elektronisches Bauteil mit Hohlraumgehäuse;
  • Fig. 2 bis 7 zeigen ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils anhand von schematischen Querschnitten durch Komponenten nach einzelnen Verfahrensschritten;
  • Fig. 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Flachleiterrahmen mit mehreren Bauteilpositionen;
  • Fig. 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Flachleiterrahmen mit angebrachtem Gehäuserahmen in mehreren Bauteilpositionen;
  • Fig. 4 zeigt einen schematischen Querschnitte durch ein 2. Modul mit Halbleiterchips auf einer Chipinsel;
  • Fig. 5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein elektronisches Bauteil nach einem Bonden und vor dem Abdecken des Hohlraumgehäuses mit einem Gehäusedeckel;
  • Fig. 6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch das 3. Modul des elektronischen Bauteils;
  • Fig. 7 zeigt einen schematischen Querschnitte durch mehrere elektronische Bauteile auf einem Flachleiterrahmen vor einem Auftrennen des Flachleiterrahmens zur Darstellung einzelner elektronischer Bauteile.
  • Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein elektronisches Bauteil 1 mit Hohlraumgehäuse 3 einer Ausführungsform der Erfindung. Das Bezugszeichen 2 kennzeichnet Halbleiterchips, von denen drei Halbleiterchips auf einer Chipinsel 4 angeordnet sind. Das Bezugszeichen 5 kennzeichnet Flachleiter, die mit ihren inneren Flachleiterenden 16 in einem Gehäuserahmen 6 des elektronischen Bauteils 1 verankert sind. Das Bezugszeichen 7 kennzeichnet einen Gehäusedeckel, der das Hohlraumgehäuse 3 nach oben hermetisch abschließt. Die Bezugszeichen 8, 9 und 10 kennzeichnen drei Module, aus denen das elektronische Bauteil 1 zusammengesetzt ist. Das Bezugszeichen 11 kennzeichnet eine Wärmesenke, die im wesentlichen aus der Chipinsel 4 besteht.
  • Das Bezugszeichen 12 kennzeichnet den Boden des Hohlraumgehäuses 3, der durch einen Metallsockel 20 der Chipinsel 4 gebildet wird. Das Bezugszeichen 14 kennzeichnet einen Gehäuserahmen, der in dieser Ausführungsform der Erfindung aus einer Kunststoffpressmasse aufgebaut ist. Das Bezugszeichen 15 kennzeichnet einen Flachleiterrahmen, vom dem in dieser Ausführungsform der Erfindung die Flachleiter 5 zu sehen sind, die aus dem Gehäuserahmen 14 herausragen. Das Bezugszeichen 18 kennzeichnet Bondfinger, die von einem Teil der inneren Flachleiterenden 16 gebildet sind und die eine veredelte Oberfläche aufweisen, um eine zuverlässige Bondung für das Anbringen von Bonddrähten 22 zu ermöglichen.
  • Das Bezugszeichen 13 kennzeichnet einen unteren Ansatz des Gehäuserahmens, der in dieser Ausführungsform der Erfindung stufenweise von unten nach oben erweitert ist und das Bezugszeichen 19 kennzeichnet einen oberen Ansatz, in dem die 3. Komponente des elektronischen Bauteils, nämlich der Gehäusedeckel 7, einpaßbar ist. Das Bezugszeichen 23 kennzeichnet Elektroden auf dem Halbleiterchips 2. Das Bezugszeichen 24 kennzeichnet Klebstoffschichten und das Bezugszeichen 25 kennzeichnet eine Kunststoffgehäusemasse. Das elektronische Bauteil 1 ist im wesentlichen aus drei separat herstellbaren Modulen 8, 9 und 10 aufgebaut. Diese drei Module sind so gestaltet, dass sie zueinander anpassbar und ineinander steckbar sind.
  • Das 1. Modul 8 weist im wesentlichen einen Gehäuserahmen 6 auf, der in dieser Ausführungsform der Erfindung aus einer Kunststoffgehäusemasse 25 aufgebaut ist und auf einen Flachleiterrahmen 15 mit einem Spritzgussverfahren aufgebracht wurde. Dabei wurden die Flachleiter 5 in der Spritzgussmasse 25 verankert. Zur Stützung der Verankerung der inneren Flachleiterenden 16 in dem Kunststoffgehäuserahmen 14 weisen die Flachleiterenden Durchgangsöffnungen 26 auf. Die Spritzgussmasse 25 des Gehäuserahmens 6 ist sowohl oberhalb als auch unterhalb der inneren Flachleiterenden 16 vorgesehen, so dass die inneren Flachleiterenden praktisch in die Kunststoffgehäusemasse 25 bis auf einen Bereich, der Bondfinger 18 ausbildet, eingebettet sind.
  • Der Gehäuserahmen 7 ist von unten nach oben offen, wobei sich die Öffnung im Gehäuserahmen 7 stufenweise von unten nach oben erweitert. Auf der untersten Stufe bzw. dem untersten Ansatz 13 des Gehäuserahmens sind die inneren Flachleiterenden 16 angeordnet. Die Innenwandung des Gehäuserahmens ist oberhalb der inneren Flachleiterenden 16 zurückgesetzt, so dass ein Zugriff zu den Bondfingern möglich wird. Ein oberer Ansatz 19 ist derart gestaltet, dass er eine Öffnung für ein Einpassen eines Gehäusedeckels ermöglicht.
  • Das 2. Modul 9 besteht in dieser Ausführungsform aus einer metallischen Grundplatte 21, aus der ein Metallsockel 20 herausragen kann. Grundplatte 21 und Metallsockel 20 sind derart dimensioniert, dass sie an den unteren Ansatz 13 anpassbar sind.
  • Die Halbleiterchips sind in dieser Ausführungsform der Erfindung drei Leistungshalbleiterchips, die gemeinsam ein Hochfrequenz-Leistungsmodul bilden. Das mittlere Halbleiterchip weist einen Hochfrequenz-Leistungstransistor, der aus einer Vielzahl von MOS-Transistoren besteht, deren Gate-Anschlüsse zu einem gemeinsamen Gate-Elektrode G zusammengeführt sind und deren Drain-Anschlüsse zu einer gemeinsamen Drain- Elektrode D zusammengeführt sind und wobei die Source- Anschlüsse eine gemeinsame Source-Elektrode S bilden, die über die Rückseite des Halbleiterchips 2 und die mit der Rückseite verbundene Chipinsel 4 realisiert wird. Die gemeinsame Gate-Elektrode G wird durch eine Eingangsleistungsdiode 27 vor Überspannung geschützt. Gleichzeitig ist auf der Chipinsel 4 ein dritter Halbleiterchip 2 in Form einer Leistungsdiode 28 untergebracht, der die Ausgangsdiode bildet. Die drei Halbleiterchips bzw. Elektroden sind mit dem Bondfingern 18 über mehrere hundert parallel geschaltete Bonddrähte 22 oder über ein Flachband einer Dicke von 15 bis 50 µm in einer Breite von mehreren Millimetern verbunden.
  • Der einzelne Bonddraht weist einen Durchmesser zwischen 15 und 50 µm auf und besteht im wesentlichen aus Gold. Die Betriebstemperatur dieses Hochfrequenz-Leistungsmoduls, wie es in Fig. 1 gezeigt wird, liegt bei etwa 200°C. Die entstehende Verlustleistung wird über den Metallsockel 20 und die Metallplatte 21 wirkungsvoll an die Umgebung abgeleitet. Die Wärmeableitung kann durch Gehäuserippen, die in die Grundplatte 21 eingearbeitet sein können oder auf die Grundplatte 21 aufgesetzt sein können, intensiviert werden.
  • Das 3. Modul dieses elektronischen Bauteils 1 wird von dem Gehäusedeckel 7 gebildet. Je nach Anforderungen an das Hochleistungsbauteil kann dieser Gehäusedeckel aus Kunststoffe, Keramik oder Metall hergestellt sein. Metalldeckel haben sich als Abschirmhilfe bewährt, während Keramikdeckel verbesserte dielektrische Eigenschaften gegenüber einem Kunststoffdeckel aufweisen. Bei entsprechend hoher Füllung des Kunststoffdeckels können jedoch auch Betriebstemperaturen von ca. 200°C erreicht werden, ohne dass sich der Kunststoffdeckel verzieht.
  • Die Fig. 2 bis 7 zeigen ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils 1 anhand von schematischen Querschnitten durch Komponenten nach einzelnen Verfahrensschritten. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in Fig. 1 werden in den nachfolgenden Fig. 2 bis 7 mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
  • Fig. 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Flachleiterrahmen 15 mit mehreren Bauteilpositionen 17. Dieser Flachleiterrahmen 15 ist einfach aufgebaut und insofern äußerst kostengünstig herstellbar. Er besteht im wesentlichen aus einem Metallband, in das einzelne Strukturen eingestanzt wurden, die einerseits Flachleiter 5 darstellen und andererseits freistehende Flachleiterenden 16 bilden, deren Oberseite teilweise mit einer bondbaren Beschichtung beschichtet ist. Die Flachleiterenden 16 weisen Durchgangsöffnungen 26 auf. Während in Fig. 2 schematisch lediglich zwei Bauteilpositionen 17 dargestellt sind, kann ein derartiges Flachleiterband beliebig viele Bauteilpositionen aufweisen.
  • Fig. 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Flachleiterrahmen 15 mit angebrachten Gehäuserahmen 6 in mehreren Bauteilpositionen 17. Dieser Gehäuserahmen 6 ist nach oben und unten offen. Der Gehäuserahmen 6 erweitert sich stufenförmig in dieser Ausführungsform von unten nach oben. Dabei weist die untere Öffnung einen unteren Ansatz 13 auf, in den das 2. Modul 9 eingepasst werden kann. Auf dem unteren Ansatz 13 sind die inneren Flachleiterenden 16 der Flachleiter 5 angeordnet, wobei diese Flachleiterenden 16 Öffnungen 26 aufweisen, die nun vollständig von Kunststoffgehäusemasse aufgefüllt sind, so dass die Flachleiter 5 formschlüssig in der Kunststoffgehäusemasse 25 verankert sind. Gleichzeitig wird ein Teil der inneren Flachleiterenden 16 von Gehäusemasse freigehalten, so dass sich Bondfinger 18 ausbilden können.
  • Fig. 4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein 2. Modul 9 des elektronischen Bauteils mit aufgebrachten Halbleiterchips 2 auf einer Chipinsel 4 aus Metall. Diese Chipinsel ist einstückig und besteht aus einer metallischen Grundplatte 21 und einem aufgesetzten Metallsockel, der eine Höhe h aufweist. Zusammen mit der Dicke d der Halbleiterchips 2 erreicht die Oberkante des 2. Moduls 9 das Höhenniveau H der Oberseite der inneren Flachleiterenden bzw. der Bondfinger 18, das in Fig. 3 dargestellt wird,. Eine derartige Anpassung von Sockelhöhe h und Chipdicke d an das Höhenniveau H der Bondfinger erleichtert das Bonden von Bonddrähten zwischen den Bondfingern 18 des 1. Moduls 8 und den Elektroden 23 der Halbleiterchips 2 des 2. Moduls 9. Dazu wird das 2. Modul 9 in die Bodenöffnung 29 des Gehäuserahmens 6 in Pfeilrichtung A eingebracht und mit dem unteren Ansatz 13 des Gehäuserahmens über eine Klebeschicht verbunden.
  • Fig. 5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein elektronisches Bauteil 1 nach einem Bonden und vor dem Abdecken des Hohlraumgehäuses 3 mit einem Gehäusedeckel. Die im Querschnitt zu sehenden Bonddrähte 22 werden einerseits von den Bondfingern 18 zu den Elektroden 23 der Halbleiterchips gelegt und andererseits auch zwischen den Elektroden der Halbleiterchips verdrahtet. Da die Bonddrähte einen äußerst geringen Durchmesser aufweisen, werden in dieser Ausführungsform 500 Bonddrähte mit einem Durchmesser von 38 µm parallel auf eine gemeinsame Elektrode eines Halbleiterchips gebondet. Somit entsteht im Prinzip ein Flachleiter aus dem Bündel parallel liegender Bonddrähte.
  • Das Bonden kann, wie Fig. 5 zeigt, noch erfolgen, während die einzelnen elektronischen Bauteile über ein Band eines Flachleiterahmens 15 miteinander verbunden sind, so dass sich eine rationelle Fertigung ergibt. Sowohl der Flachleiterrahmen 15 als auch die Chipinsel 4 sind unkompliziert strukturierte und damit billig fertigbare Komponenten, so dass sich der Gesamtpreis für das elektronische Bauteil drastisch gegenüber Bauteilen auf der Basis von mehrlagigen, dreidimensionalen Flachleiterrahmenkonstruktionen verbilligt.
  • Fig. 6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch das 3. Modul 10 des elektronischen Bauteils 1. Auch das 3. Modul 10 besteht im wesentlichen aus einer relativ einfachen Komponente. Diese Komponente ist als Gehäusedeckel 7 in seinen Außenmaßen an den oberen Ansatz 19 des Gehäuserahmens 6 angepasst und kann in Pfeilrichtung B auf den Gehäuserahmen 6 aufgesetzt werden.
  • Fig. 7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch mehrere elektronische Bauteile 1 auf einem Flachleiterrahmen 15 vor einem Auftrennen des Flachleiterrahmens 15 zur Darstellung einzelner elektronischer Bauteile 1. Dazu kann der Flachleiterrahmen 15 in Richtung der strichpunktierten Linie 30 getrennt werden, so dass der Flachleiterrahmen 15 in einzelne Außenflachleiter und damit in einzelne vollfunktionsfähige elektronische Bauteile 1 zerlegt wird. Bezugszeichenliste 1 elektronisches Bauteil
    2 Halbleiterchip
    3 Hohlraumgehäuse
    4 Chipinsel
    5 Flachleiter
    6 Gehäuserahmen
    7 Gehäusedeckel
    8 erstes Modul
    9 zweites Modul
    10 drittes Modul
    11 Wärmesenke
    12 Boden des Hohlraumgehäuses
    13 unterer Ansatz
    14 Kunststoffgehäuserahmen
    15 Flachleiterrahmen
    16 innere Flachleiterenden
    17 Bauteilposition
    18 Bondfinger
    19 oberer Ansatz
    20 Metallsockel
    21 metallische Grundplatte
    22 Bonddrähte
    23 Elektroden
    24 Klebstoffschichten
    25 Kunststoffgehäusemasse
    26 Durchgangsöffnung
    27 Eingangsleistungsdiode
    28 Ausgangsleistungsdiode
    29 Bodenöffnung des Gehäuserahmens 6
    30 strichpunktierte Linie
    A Pfeilrichtung
    B Pfeilrichtung
    D Drain-Elektrode
    d Dicke des Halbleiterchip
    G Gate-Elektrode
    H Höhenniveau der Oberfläche der Flachleiterenden
    h Höhe des Metallsockels
    S Source-Elektrode

Claims (26)

1. Elektronisches Bauteil, insbesondere Hochfrequenz- Leistungsmodul mit Hohlraumgehäuse (3) und mindestens einem Halbleiterchip (2), und mit einer Chipinsel (4), auf welcher der Halbleiterchip (2) angeordnet ist, und mit Flachleitern (5), die in einem Gehäuserahmen (6) verankert sind, und mit einem Gehäusedeckel (7), wobei das elektronische Bauteil (1) drei vorgefertigte Module (8, 9, 10) aufweist, und wobei ein 1. Modul (8) den nach oben und nach unten offenen Gehäuserahmen (6) mit horizontal angeordneten Flachleitern (5) aufweist, und wobei ein 2. Modul (9) die Chipinsel (4) als Wärmesenke (11) mit dem mindestens einen Halbleiterchip (2) aufweist und den Boden (12) des Hohlraumgehäuses (3) bildet und wobei ein 3. Modul (10) den Gehäusedeckel (7) aufweist.
2. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das 1. Modul (8) einen Kunststoffgehäuserahmen (14) aufweist.
3. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das 1. Modul (8) einen Keramikgehäuserahmen (14) aufweist.
4. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuserahmen (6) einer von mehreren auf einem Flachleiterrahmen angeordneten Gehäuserahmen (6) ist, wobei in einer Ebene angeordnete ausschließlich innere Flachleiterenden (16) einer jeden Bauteilposition (17) des Flachleiterrahmens (15) in dem Gehäuserahmen (6) eingebettet sind.
5. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Flachleiterenden (16) teilweise frei von Gehäuserahmenmaterial sind und veredelte Oberflächen als Bondfinger (18) aufweisen.
6. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Gehäuserahmen (6) stufenförmig von unten nach oben erweitert.
7. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuserahmen (6) einen unteren Ansatz (13) aufweist, mit dem die 2. Komponente (9) in Eingriff bringbar ist.
8. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Flachleiterenden (16) auf dem ersten Ansatz (13) des Gehäuserahmens (6) angeordnet sind.
9. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuserahmen einen oberen Ansatz (19) aufweist, mit dem die 3. Komponente (10) in Eingriff bringbar ist.
10. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die 2. Komponente (9) einen Metallsockel (20) aufweist, der aus einer metallischen Grundplatte (21) herausragt und mit dem unteren Ansatz (13) des Gehäuserahmens (6) in Eingriff bringbar ist.
11. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (20) eine Höhe (h) aufweist, die zusammen mit der Dicke (d) des mindestens einen Halbleiterchips (2) etwa das Höhenniveau aufweist wie die Oberflächen der inneren Flachleiterenden (16) auf dem unteren Ansatz (13) des Gehäuserahmens (6)
12. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Halbleiterchip (2) einen Leistungshalbleiter aufweist.
13. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Halbleiterchip (2) eine Steuerungselektronik für ein Leistungsmodul aufweist.
14. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere hundert Bonddrähte (22) parallel von den inneren Flachleiterenden (16) zu den Elektroden (23) des mindestens einen Halbleiterchips (2) gebondet sind.
15. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Flachband mit einer Dicke von 15 bis 50 µm in einer Breite von mehreren Millimetern von den inneren Flachleitern (16) zu den Elektroden (23) des mindestens einen Halbleiterchips (2) gebondet ist.
16. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Module (8, 9, 10) des elektronischen Bauteils (1) über Klebstoffschichten (24) oder Klebstoff- Folien miteinander verbunden sind.
17. Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils, das folgende Verfahrensschritte aufweist:
- Herstellen eines ersten Moduls (8), das einen nach unten und nach oben offenen Gehäuserahmen (6) mit eingebetteten inneren Flachleiterenden (16) aufweist, wobei aus dem Gehäuserahmen (6) Flachleiter (5) herausragen,
- Herstellen eines 2. Moduls (9), das einen Metallsockel (20) auf einer Metallplatte (21) aufweist, wobei auf dem Metallsockel (20) mindestens ein Halbleiterchip (2) angeordnet ist und wobei der Metallsockel (20) an den nach unten offenen Gehäuserahmen (6) anpaßbar ist,
- Herstellen eines 3. Moduls (10), das einen Gehäusedeckel (7) aufweist, der in den nach oben offenen Gehäuserahmen (6) einpaßbar ist,
- Durchführen von Funktions- und Qualitätstests der drei einzelnen Module (8, 9, 10),
- Zusammenbau des 1. und des 2. Moduls (8, 9) durch Ankleben des Metallsockels (20) des 2. Moduls (9) an den nach unten offenen Gehäuserahmen (6) des 1. Moduls (8) nach erfolgreichem Funktions- und Qualitätstest,
- Verbinden der inneren Flachleiterenden (16) des 1. Moduls (8) mit Elektroden (23) des mindestens einen Halbleiterchips (2) des 2. Moduls (9),
- Abdecken des nach oben offenen Gehäuserahmens (6) mit dem 3. Modul (10).
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zum Herstellen eines 1. Moduls (8) ein Flachleiterrahmen (15) mit einer Vielzahl von Bauteilpositionen (17) hergestellt wird, wobei in jeder der Bauteilpositionen (17) Flachleiter (5) mit freistehenden Flachleiterenden (16) in einer Ebene angeordnet sind und in jeder der Bauteilpositionen (17) ein nach unten und oben offener Gehäuserahmen (6) angebracht wird, wobei die inneren Flachleiterenden (16) in den Gehäuserahmen (6) eingebettet werden, während die Flachleiter (5) aus dem Gehäuserahmen (6) herausragen.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die freistehenden Flachleiterenden (16) mit einer bondbaren Beschichtung veredelt werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Anbringen des Gehäuserahmens (6) mittels Spritzgiessen einer Kunststoffgehäusemasse (25) in eine an diesen Flachleiterrahmen (15) angepasste Spritzgussform unter Einbetten der freistehenden inneren Flachleiterenden (16) in jeder Bauteilposition (17) in die Kunststoffgehäusemasse (25) erfolgt.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Anbringen des Gehäuserahmens (6) mittels Formpressen eines keramischen Grünkörpers unter Einbetten der freistehenden inneren Flachleiterenden (16) in den Grünkörper in jeder Bauteilposition (17) erfolgt, wobei der Grünkörper anschließend zu einem Keramikgehäuserahmen gesintert wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Gehäuserahmen (6) in jeder der Bauteilpositionen (17) überprüft und getestet wird, sowie ungeeignete Gehäuserahmen (6) auf dem Flachleiterrahmen (15) markiert werden.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zum Herstellen des 2. Moduls (9) zunächst Metallplatten (21) mit an den nach unten offenen Gehäuserahmen (6) angepassten Sockel (20) hergestellt werden, und auf jeden der Sockel (20) mindestens ein Halbleiterchip (2) angeordnet und seine Funktion und Verbindung mit dem Sockel (20) getestet wird sowie ungeeignete 2. Module (9) aussortiert werden.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden der inneren Flachleiterenden (16) des 1. Moduls (8) mit Elektroden (23) des mindestens einen Halbleiterchips (2) des 2. Moduls (9) durch vielfaches paralleles Bonden von mehreren hundert Bonddrähten (22) zwischen einem der inneren Flachleiterenden (16) und einer der Elektroden (23) des Halbleiterchips (2) erfolgt.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass auf den inneren Flachleiterenden (16) als bondbare Beschichtung Nickel, Gold, Silber oder Legierung derselben aufgebracht werden.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das 1. Modul zur Vorbereitung des Verbindens mit dem 2. und/oder 3. Modul mit Klebstoff-Folien laminiert wird.
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