DE10232788A1 - Elektronisches Bauteil mit einem Halbleiterchip - Google Patents

Elektronisches Bauteil mit einem Halbleiterchip

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Gottfried Beer
Robert Bergmann
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Bauteil (5) und einen Systemträger mit einem Wärmeleitungsblock (3), auf dem überlappende innere Flachleiterenden (4) mittels einer organokeramischen Schicht (6) mechanisch befestigt und elektrisch isoliert sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Systemträgers sowie des elektronischen Bauteils.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauteil mit einem Halbleiterchip, einen Systemträger zum Zusammenbau elektronischer Bauteile sowie Verfahren zur Herstellung des Systemträgers und des elektronischen Bauteils.
  • Aus der Druckschrift US 5,808,359 ist ein Halbleiterbauteil bekannt, das eine Wärmesenke mit aus einem Kunststoffgehäuse an den Ecken herausgeführten Außenkontakten zum Schutz der äußeren am Gehäuserand angeordneten Flachleiter aufweist. Auf die Wärmesenke kann unmittelbar ein Halbleiterchip aufgelötet, aufgesintert oder mit Leitkleber aufgeklebt sein. Die Außenkontakte der Wärmesenke sind an den Ecken des elektronischen Bauteil herausgeführt. Für die Bereitstellung der Wärmesenke mit Außenkontakten ist ein erster Systemträger vorgesehen. Räumlich über diesem ersten Systemträger wird bei dem bekannten Halbleiterbauteil ein zweiter Systemträger angeordnet, der die inneren und äußeren seitlich angeordneten Flachleiter trägt, wobei die inneren Flachleiterenden überlappend über der Wärmesenke angeordnet sind.
  • Ein Nachteil dieser Anordnung der überlappenden inneren Flachleiterenden ist, daß ein zuverlässiges Bonden auf den schwebenden inneren Flachleiterenden schwierig ist. Des weiteren ist ein Nachteil des bekannten Halbleiterbauteils, daß die Kühlwirkung der überlappenden inneren Flachleiterenden äußerst begrenzt ist.
  • Bei dem aus der US 5,808,359 bekannten elektronischen Bauteil sind außerdem in den Eckbereichen aufwendige Außenkontakte der Wärmesenke vorgesehen, um für Instandsetzungsarbeiten Wärme von außen an die Wärmesenke führen zu können. Ferner ist für den Zusammenbau des bekannten Halbleiterbautelis ein relativ komplexes System aus zwei Systemträgern erforderlich, nämlich einem Systemträger für die Halterung und Anordnung der Wärmesenke und ein weiterer Systemträger, was die Zusammenbaukosten erhöht bzw. die Gehäusetechnologie für ein derartiges aus dem Stand der Technik bekanntes Halbleiterbauteil kompliziert.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile im Stand der Technik zu überwinden und ein elektronisches Bauteil mit Halbleiterchip sowie mit einem Systemträger zum Zusammenbau des elektronischen Bauteils anzugeben, einen verbesserten Wärmekontakt zwischen Flachleiterenden und Wärmesenke gewährleistet und den Zusammenbau sowie das Verpacken des elektronischen Bauteils vereinfacht.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Erfindungsgemäß wird ein elektronisches Bauteil mit wenigstens einem Halbleiterchip sowie mit Flachleitern, mit einem Wärmeleitungsblock eines Systemträgers und mit einem Gehäuse aus einer Kunststoffmasse bereitgestellt, wobei der Halbleiterchip eine passive Rückseite aufweist, die auf dem Wärmeleitungsblock montiert ist. Im Bereich des Wärmeleitungsblocks sind innere Flachleiterenden überlappend angeordnet, wobei das elektronische Bauteil in dem Bereich der Überlappung der inneren Flachleiterenden eine zwischen Flachleiterenden und Wärmeleitungsblock angeordnete Verbindungsschicht aufweist.
  • Dieses elektronische Bauteil hat den Vorteil, daß für den Wärmeleitungsblock, der als Wärmesenke dient, kein zweiter Systemträger erforderlich ist, da der Wärmeleitungsblock über die Verbindungsschicht unmittelbar auf den inneren Flachleiterenden befestigt ist. Somit tragen die inneren Flachleiterenden den Wärmeleitungsblock, wobei der Abstand zwischen Wärmeleitungsblock und inneren Flachleiterenden durch die Dicke von wenigen Mikrometern in Abhängigkeit von der gewünschten Spannungsfestigkeit der Verbindungsschicht vorgegeben ist.
  • Die Verbindungsschicht wirkt als elektrische Isolationsschicht, die je nach Ausgestaltung auch Klebe- und/oder Wärmeleitungseigenschaften haben kann. Die Verbindungsschicht kann dabei als organokeramische Schicht ausgebildet sein.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist das elektronisches Bauteil einen Wärmeleitungsblock auf, der teilweise nach außen geführt ist und teilweise einen äußeren Gehäuseseitenrand des elektronischen Bauteils bildet. Diese Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, daß aufgrund des nach außen geführten Bereichs des Wärmeleitungsblocks ein Auflöten des Wärmeleitungsblocks auf eine Leiterplatte anhand des sich bildenden Meniskus der Lotschmelze überwacht werden kann, ohne daß herausgeführte Außenkontakte des Wärmeleitungsblocks erforderlich sind. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform ist es, daß im Bereich des herausgeführten Wärmeleitungsblocks die inneren Flachleiterenden aufgrund der vergrößerten Überlappungsfläche von der Verbindungsschicht wesentlich besser gestützt werden können.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das elektronische Bauteil einen Leitungsblock auf, der teilweise nach außen geführt ist und mindestens einen einzelnen Eckbereich des Gehäuses des elektronischen Bauteils bildet. Ein derartiges elektronisches Bauteil hat den Vorteil, daß in dem herausgeführten Eckbereich der Wärmeleitungsblock selbst nach einem Auflöten des elektronischen Bauteils auf eine Leiterplatte sichtbar bleibt, so daß der Meniskus der Lötschmelze in diesem herausgezogenen Eckbereich des Wärmeleitungsblocks beobachtet, geprüft und beurteilt werden kann. Außer dem herausgeführten Eckbereich und/oder dem herausgeführten Seitenrandbereich, die eine Beurteilung des Meniskus der Lötschmelze ermöglichen, können im gleichen Bereich äußere Flachleiter angebracht sein.
  • Das elektronische Bauteil kann somit eine Anzahl äußerer Flachleiter aufweisen, wobei diese Anzahl unabhängig von der Zahl und Größe der zu einem Gehäuseseitenrand und/oder einem Eckbereich des Gehäuses herausgeführten Flächen des Wärmeleitungsblocks ist. Mit dieser Ausführungsform der Erfindung wird es ermöglicht, elektronische Bauteile zu konstruieren, die den gesamten Umfang des elektronischen Bauteils für das Herausführen von äußeren Flachleitern verwenden und trotzdem ermöglichen, den sich bildenden Meniskus einer Lötverbindung zwischen Wärmeleitungsblock und Leiterplatte zu beobachten.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das elektronische Bauteil äußere Flachleiter in einem Bereich des nach außen geführten, teilweise den Gehäuseseitenrand bildenden Wärmeleitungsblocks auf. Mit dieser Ausführungsform ist der Vorteil verbunden, daß der gesamte Gehäuseseitenrand trotz eines nach außen geführten Wärmeleitungsblocks für das Einbringen von äußeren Flachleitern benutzt werden kann.
  • Das elektronische Bauteil weist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung äußere Flachleiter in einem Bereich des nach außen geführten einzelnen Eckbereichs des gehäusebildenden Wärmeleitungsblocks auf. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann auch der Eckbereich für das Anbringen von äußeren Flachleitern verwendet werden, in dem der Wärmeleitungsblock sichtbar herausgeführt ist und eine Ecke des Gehäuses bildet.
  • Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, daß zwischen dem Wärmeleitungsblock und den inneren Flachleiterenden eine insbesondere als organokeramische Schicht ausgestaltete Verbindungsschicht angeordnet ist. Eine organokeramische Schicht kann aufgrund ihrer hohen Spannungsfestigkeit als äußerst dünne Isolationsschicht ausgeführt werden, wobei der organische Anteil der Schicht vor dem Aushärten eine Klebewirkung aufweist, die nach dem Aushärten eine hohe Adhesion der Flachleiterenden auf dem Wärmeleitungsblock gewährleistet. Diese Schicht weist im Verhältnis zu den Gehäusekunststoffmassen bereits in dünner Ausführungsform von wenigen Mikrometern eine hohe elektrische Isolationswirkung auf. Somit ist eine verbesserte Wärmeleitung über diese Schicht möglich. Die verbesserte Wärmeleitung wird darüber hinaus durch den keramischen Anteil in der Schicht verstärkt.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die organokeramische Schicht als keramische Komponenten mindestens eines der folgenden Oxide des Siliziums, des Aluminiums, des Titans oder des Zirkoniums auf. Diese keramischen Komponenten bzw. Oxide haben gegenüber einer Kunststoffmasse eines Gehäuses den Vorteil, daß sie eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweisen.
  • Die organokeramische Schicht kann als organische Komponente mindestens ein Polyethylen oder Polymethylmethacrylat oder ein Polyethylenoxid aufweisen. Diese organischen Komponenten in Form von Polymeren haben den Vorteil, daß sie keramische Komponenten in Form von Oxiden bei der Polymerisation bzw. bei der Aushärtung und Vernetzung einbauen können, so daß ein organokeramisches Material gebildet wird. Derartige organokeramische Materialien sind auch unter dem Handelsnamen "Ormocere" bekannt.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das elektronische Bauteil eine Kunststoffmasse als Gehäuse aufweist. Der Gehäuseboden wird bei dieser Ausführungsform der Erfindung teilweise von einer Fläche des Wärmeleitungsblocks, nämlich der Unterseite des Wärmeleitungsblocks, gebildet. Darüber hinaus können bei dieser Ausführungsform der Erfindung sowohl Gehäuseseitenränder als auch Gehäuseecken teilweise aus weiteren Flächen des Wärmeleitungsblocks gebildet sein. Äußere Flachleiter sind bei dieser Ausführungsform der Erfindung auf den Umfang des Gehäuses verteilt und ragen aus den Gehäuseseitenrändern heraus. Über diese äußeren Flachleiter können elektrische Ströme und Spannungen isoliert von dem Wärmeleitungsblock an den Halbleiterchip geleitet bzw. gelegt werden. Ferner ist über die äußeren Flachleiter bei dieser Ausführungsform der Erfindung Wärme zu dem teilweise in Kunststoffmasse eingebetteten Wärmeleitungsblock übertragbar. Eine verbesserte Übertragbarkeit von Wärme, die außen über die äußeren Flachleiter eingebracht wird, ist möglich, wenn die Verbindungsschicht zwischen den inneren Flachleiterenden und dem Wärmeleitungsblock eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit aufweist. Somit ist es mit dieser Ausführungsform der Erfindung leicht möglich, ein elektronisches Bauteil, das auf einer Leiterplatte aufgelötet ist, durch Wärmezufuhr über die äußeren Flachleiter von der Leiterplatte durch Aufschmelzen der Lötverbindung wieder zu entfernen.
  • Der Wärmeleitungsblock ist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auf den inneren Flachleiterenden mechanisch gestützt. Bei einem derartigen elektronischen Bauteil wird der Wärmeleitungsblock unmittelbar von den inneren Flachleiterenden getragen, da er gestützt durch die Verbindungsschicht in überlappender Weise auf den inneren Flachleiterenden angeordnet ist. Die Verbindungsschicht übernimmt bei dieser Ausführungsform der Erfindung eine mechanische Funktion und hält einen auf die inneren Flachleiterenden aufgesetzten Wärmeleitungsblock in seiner Position.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Halbleiterchip Kontaktflächen auf, die über Bondverbindungen mit den überlappenden Flachleiterenden auf dem Wärmeleitungsblock elektrisch verbunden sind. Dabei sind die Flachleiterenden von dem Wärmeleitungsblock durch die Verbindungsschicht elektrisch isoliert. In dieser Ausführungsform der Erfindung wird ein elektrischer Pfad von den äußeren Flachleitern über die inneren Flachleiter, die überlappenden Flachleiterenden der inneren Flachleiter zu Kontaktflächen auf dem Halbleiterchip mittels Bondverbindungen hergestellt. Dieser elektrische Pfad wird in dieser Ausführungsform der Erfindung trotz des massiven Metallkerns des Wärmeleitungsblocks, mit dem der Halbleiterchip auf seiner passiven Rückseite elektrisch verbunden sein kann, isoliert von diesem Wärmeleitungsblock zur Verfügung gestellt.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass im Randbereich des Wärmeleitungsblocks eine Anschrägung in Form einer Fase angeordnet ist. Diese Fase ist mit der Verbindungsschicht bedeckt und verlängert den Schutz der Oberseite des Wärmeleitungsblocks über den Überlappungsbereich mit den inneren Flachleitern hinaus. Der Zwischenraum zwischen Fase und inneren Flachleitern kann beim Herstellen des Gehäuses mit Kunststoffmasse verfüllt werden. Diese Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil einer verbesserten Spannungsfestigkeit, da der Abstand zwischen Wärmeleitungsblock und inneren Flachleitern im Randbereich vergrößert und mit einer Kombination aus Kunststoffmasse und Verbindungsschicht vor Spannungsüberschlägen geschützt ist.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass im Randbereich des Wärmeleitungsblocks eine Stufe oder ein Absatz angeordnet ist. Diese Stufe bzw. der Absatz sind mit der Verbindungsschicht bedeckt. Mit dieser Stufe wird die Spannungsfestigkeit des Bauteils verbessert und die Ausbildung von Kriechströmen zwischen Wärmeleitungsblock und inneren Flachleitern verhindert.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Systemträger mit einem auf den inneren Flachleitern über eine insbesondere als organokeramische Schicht ausgestaltete Verbindungsschicht mechanisch fixierten Wärmeleitungsblock zur Aufnahme eines Halbleiterchips. Die Verbindungsschicht wirkt dabei als elektrische Isolationsschicht, die je nach Ausgestaltung auch Klebe- und/oder Wärmeleitungseigenschaften haben kann. Ein derartiger Systemträger weist ein metallisches Band auf, das eine Struktur aufzeigt, die sowohl innere Flachleiter als auch äußere Flachleiter aufweist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung weist der Systemträger auf seinen Flachleiterenden der inneren Flachleiter eine Verbindungsschicht auf, die der Fixierung des Wärmeleitungsblocks dient, wobei dieser Wärmeleitungsblock einen Halbleiterchip tragen kann, der mit seiner Rückseite auf den Wärmeleitungsblock gelötet oder mit einem Leitkleber elektrisch leitend mit dem Wärmeleitungsblock verbunden ist.
  • Eine Lötung des Halbleiterchips auf dem Wärmeleitungsblock ist aufgrund der Temperaturfestigkeit der Verbindungsschicht bei dieser Ausführungsform der Erfindung einfach möglich. Damit kann zunächst ein Systemträger mit inneren und äußeren Flachleitern, mit einer Verbindungsschicht und mit einem mechanisch fixierten Wärmeleitungsblock hergestellt werden und erst danach werden die Halbleiterchips auf dem Systemträger positioniert und auch gelötet. Der Vorteil besteht darin, daß eine feste mechanische Verbindung zwischen inneren Flachleiterenden und Wärmeleitungsblock hergestellt ist und folglich das Anbringen von Bondverbindungen auf den inneren Flachleiterenden zuverlässig ermöglicht wird, da die inneren Flachleiterenden beim Vorgang des Bondens nicht mehr über dem Wärmeleitungsblock im Überlappungsbereich schweben müssen.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die inneren Flachleiterenden einseitig von einer Kunststoffmasse bedeckt sind. Aufgrund der Fixierung der inneren Flachleiterenden mittels einer Verbindungsschicht auf dem Wärmeleitungsblock ist es nicht mehr erforderlich, daß die Gehäusekunststoffmasse die inneren Flachleiter vollständig umgibt. Vielmehr werden die Flachleiter in dieser Ausführungsform der Erfindung nur noch von oben und von den Seiten in Kunststoffmasse eingebettet, während die Unterseiten der Flachleiter zum Wärmeleitungsblock hin durch die Verbindungsschicht sowohl isoliert als auch fixiert sind.
  • Erfindungsgemäß wird ein Systemträger bereitgestellt, der äußere und innere Flachleiter aufweist. Die äußeren Flachleiter sind dabei am Systemträgerrahmen befestigt, während die inneren Flachleiter zunächst frei schwebend in Richtung des Zentrums des Systemträgers angeordnet sind. In der erfindungsgemäßen Ausführungsform dieses Systemträgers werden jedoch die inneren Flachleiterenden mechanisch durch einen Wärmeleitungsblock gestützt, den die inneren Flachleiterenden in seinem Randbereich überlappen. Im Bereich der Überlappung weist der Systemträger zwischen den inneren Flachleiterenden und dem Wärmeleitungsblock eine Verbindungsschicht auf, die als Isolationsschicht dient und je nach Ausgestaltung auch Klebe- und/oder Wärmeleitungseigenschaften haben kann.
  • Mit dieser Ausführungsform eines Systemträgers werden bisher genormte und bekannte Systemträger wesentlich vereinfacht und deren Herstellung verbilligt. Zunächst werden in den Systemträger die Strukturen von inneren und äußeren Flachleitern eingebracht. Anschließend wird auf den inneren Flachleiterenden der Wärmeleitungsblock, der gleichzeitig einen Halbleiterchip tragen kann, über die Verbindungsschicht aufgeklebt. Durch die klebende und stützende Wirkung der Verbindungsschicht auf die inneren Flachleiterenden wird gleichzeitig das Bonden zwischen Flachleiterenden und Kontaktflächen auf einem Chip zuverlässiger durchführbar.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Systemträger einen Wärmeleitungsblock aufweist, der teilweise nach außen geführte Flächen bildet. Diese teilweise nach außen geführten Flächen bilden einen äußeren Gehäuseseitenrand und/oder einen einzelnen Eckbereich des elektronischen Bauteils. Ein derartiger Systemträger hat den Vorteil, daß damit elektronische Bauteile hergestellt werden können, die kontrolliert unter Beobachtung eines Meniskus auf eine Leiterplatte auflötbar sind.
  • Der Systemträger weist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine Anzahl äußerer Flachleiter auf. Diese Anzahl ist unabhängig von der Zahl und der Größe der zu einem Gehäuseseitenrand und/oder einem Eckbereich herausgeführten Flächen des Wärmeleitungsblocks. Damit kann der Systemträger auch im Bereich der herausgeführten Flächen des Wärmeleitungsblocks äußere Flachleiter aufweisen, womit der Vorteil verbunden ist, daß eine erhöhte Anzahl von Flachleitern gleichmäßig auf dem Umfang des Gehäuses verteilt werden kann.
  • Der Systemträger weist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung äußere Flachleiter in einem Bereich des nach außen geführten Wärmeleitungsblocks auf. Dieser Bereich des Wärmeleitungsblocks bildet teilweise den Gehäuseseitenrand und/oder einen einzelnen Eckbereich eines elektronischen Bauteils. Mit dieser Ausführungsform ist der Vorteil verbunden, daß der gesamte Umfang eines elektronischen Bauteils bei Einsatz dieses Systemträgers mit äußeren Flachleitern versehen werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die organokeramische Schicht des Systemträgers als keramische Komponenten mindestens eines der folgenden Oxide des Siliziums, des Aluminiums, des Titans oder des Zirkoniums auf. Diese keramischen Komponenten haben gegenüber Kunststoffmassen den Vorteil einer verbesserten Wärmeleitung. Die als organokeramische Schicht ausgebildete Verbindungsschicht des Systemträgers kann als organische Komponenten auch mindestens ein Polyethylen oder ein Polymethylmethacrylat aufweisen. Diese organischen Komponenten verleihen der organokeramische Schicht eine Klebewirkung im nicht ausgehärteten Zustand und eine hohe Adhesion zu den Oberflächen der inneren Flachleiterenden und des Wärmeleitungsblocks im ausgehärteten Zustand.
  • Der Wärmeleitungsblock des Systemträgers bildet bei einer weiteren. Ausführungsform der Erfindung teilweise einen Gehäuseboden, während eine weitere Fläche des Wärmeleitungsblocks teilweise einen Gehäuseseitenrand und/oder eine Gehäuseecke bildet. Gleichzeitig sind äußere Flachleiter bei dieser Ausführungsform der Erfindung am Umfang des Gehäuses gleichmäßig verteilt. Somit hat diese Ausführungsform den Vorteil, daß die Anzahl der äußeren Flachleiter eines Gehäuses nicht von der Formgebung des Wärmeleitungsblocks abhängig ist, sondern es kann der gesamte Umfang des Gehäuses für die aus dem Gehäuse herausragenden äußeren Flachleiter bei dem erfindungsgemäßen Systemträger verwendet werden.
  • Weiterhin ist es vorgesehen, daß der Wärmeleitungsblock des Systemträgers auf den inneren Flachleiterenden mechanisch gestützt angeordnet ist. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systemträgers hat den Vorteil, daß die inneren Flachleiterenden durch die Verbindungsschicht in der Lage sind, unmittelbar den Wärmeleitungsblock zu stützen bzw. einen Wärmeleitungsblock im Zentrum des Systemträgers fixiert aufzunehmen, ohne daß ein zweiter Systemträger zur Herstellung des Wärmeleitungsblocks erforderlich ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, daß der auf den inneren Flachleiterenden über eine Verbindungsschicht mechanisch fixierte Wärmeleitungsblock des Systemträgers zur Aufnahme eines Halbleiterchips dimensioniert ist. Bei dieser Dimensionierung wird im Zentrum des Systemträgers der Wärmeleitungsblock angeordnet und seine Oberseite in dem Bereich, in dem ein Halbleiterchip positionierbar ist, frei von inneren Flachleitern bzw. Flachleiterercden gehalten. Die Flachleiterenden umgeben, soweit sie den Wärmeleitungsblock überlappen, in unmittelbarer Nachbarschaft den Halbleiterchip. Aufgrund ihrer Fixierung auf dem Wärmeleitungsblock über einer dazwischen angeordneten Verbindungsschicht können Bondverbindungen zwischen den am Rand des Halbleiterchips angeordneten Kontaktflächen und den inneren Flachleiterenden in gesicherter Weise hergestellt werden. Dazu können die Flachleiterenden durch eine bondbare Metallverbindung beschichtet sein.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines Systemträgers mit äußeren und inneren Flachleitern und mit einem auf den inneren Flachleiterenden angeordneten Wärmeleitungsblock, weist folgende Verfahrensschritte auf:
    • - Bereitstellen eines Systemträgers mit äußeren und inneren Flachleitern, wobei die inneren Flachleiter Flachleiterenden aufweisen,
    • - Bereitstellen eines Wärmeleitungsblocks, der derartig dimensioniert ist, daß dessen Oberseite die inneren Flachleiterenden überlappt,
    • - Beschichten der inneren Flachleiterenden oder des Wärmeleitungsblocks mit einer aushärtbaren, insbesondere als organokeramische Schicht ausgebildeten elektrisch isolierenden Verbindungsschicht,
    • - überlappendes Aufbringen des Wärmeleitungsblocks auf die inneren Flachleiterenden, so dass die Verbindungsschicht dazwischen angeordnet ist.
    • - Aushärten der Verbindungsschicht.
  • Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß nur wenige Verfahrensschritte erforderlich sind, um einen derartigen Systemträger herzustellen. Im Prinzip ist lediglich auf die inneren Flachleiterenden eines Systemträgers zusätzlich über eine aushärtbare Verbindungsschicht ein Wärmeleitungsblock aufzubringen, der bei dem späteren Zusammenbau zu einem elektronischen Bauteil einen Halbleiterchip tragen kann. Somit kann der Systemträger als ein Systemträgerband gestaltet werden, in dem zunächst einzelne Systemträgerpositionen ohne Wärmeleitungsblock strukturiert werden. In einem weiteren Schritt wird nach Beschichten der inneren Flachleiterenden des Systemträgerbandes mit einer aushärtbaren Verbindungsschicht der Wärmeleitungsblock die inneren Flachleiterenden überlappend aufgebracht. Durch Aushärten der Verbindungsschicht entsteht eine stabile mechanische Verbindung zwischen Wärmeleitungsblock und inneren Flachleiterenden, so daß dieser Systemträger besonders für Leistungsbauelemente geeignet ist, die über einen Wärmeleitungsblock ihre Verlustwärme nach außen abführen können.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils mit einem Halbleiterchip, der mit seiner passiven Rückseite auf einem Wärmeleitungsblock montiert ist, weist folgende Verfahrensschritte auf:
    • - Bereitstellen eines Systemträgers mit äußeren und inneren Flachleitern, wobei die inneren Flachleiter Flachleiterenden aufweisen,
    • - Bereitstellen eines Wärmeleitungsblocks, dessen Oberseite größer als die passive Rückseite des Halbleiterchips ist,
    • - Beschichten der inneren Flachleiterenden oder des Wärmeleitungsblocks mit einer aushärtbaren, insbesondere als organokeramische Schicht ausgebildeten elektrisch isolierenden Verbindungsschicht,
    • - Überlappendes Aufbringen des Wärmeleitungsblocks auf die inneren Flachleiterenden, so dass die Verbindungsschicht dazwischen angeordnet ist,
    • - Aushärten der Verbindungsschicht,
    • - Aufbringen eines Halbleiterchips auf der Oberseite des Wärmeleitungsblocks,
    • - elektrisches Verbinden von Kontaktflächen auf dem Halbleiterchip mit den inneren Flachleiterenden,
    • - Verpacken des Halbleiterchips mit Wärmeleitungsblock und inneren Flachleiterenden in eine Kunststoffmasse als Gehäuse, wobei Flächen des Wärmeleitungsblocks teilweise einen Gehäuseboden und teilweise einen Gehäuseseitenrand und/oder eine Gehäuseecke bilden.
  • Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß elektronische Bauteile hergestellt werden können, die einen Halbleiterchip aufweisen, der unmittelbar auf einem Wärmeleitungsblock angeordnet ist und für den durch Anordnen der inneren Flachleiterenden auf dem Wärmeleitungsblock über eine Verbindungsschicht stabile Bondverbindungen herstellbar werden. Außerdem hat dieses Verfahren den Vorteil, daß der Wärmeleitungsblock nicht vollständig von einer Kunststoffgehäusemasse umgeben sein muß und auch teilweise Seitenränder oder einzelne Eckbereiche des Gehäuses von Flächen des Wärmeleitungsblocks eingenommen werden können, ohne daß die Anzahl der äußeren Flachleitern für das seitliche Herausführen von Flächen des Wärmeleitungsblocks an den Gehäuseseitenrand reduziert werden muß.
  • Bei den erfindungsgemäßen Verfahren sind für die Verbindungsschicht auch andere aushärtbare Materialien denkbar, die elektrisch isolierend sind. Dabei kann je nach Anwendungsfall auch eine gegenüber organokeramischen Schichten verminderte Wärmeleitungsfähigkeit oder verminderte Klebefähigkeit in Kauf genommen werden.
  • Um in verhältnismäßig kleinen Gehäusen große Heat-Sinks unterzubringen, ist es auch denkbar, die Leadfinger bzw. inneren Flachleiterenden den Heat-Sink bzw. Wärmeleitungsblock überlappend anzuordnen. Eine solche Konstruktion erlaubt bei kleinen Chips kürzere Drahtverbindungen bzw. Bondverbindungen, womit ein kleinerer ohmscher Widerstand, eine kleinere Induktivität und eine höhere Robustheit gegen Wire Sweep beim Molden, d. h. Drahtverschiebungen beim Spritzgießen der Kunststoffmasse verbunden ist. Jedoch wird bei einer solchen Lösung der verfahrenstechnische Aufwand beim Wirebonden erheblich vergrößert. Dies führt zu einem erhöhten Ausbeuterisiko, da beim Bonden die freischwebenden inneren Flachleiterenden zurückfedern, und dabei ein unzulässiger Stress bzw. unzulässige Spannungen auf den Bonddraht bzw. auf die Drahtverbindung ausgeübt wird. Bei dieser Form der schwebenden inneren Flachleiterenden isoliert die Kunststoffmasse des Gehäuses die Flachleiter vom Wärmeleitungsblock. Die Erfindung vermeidet dies.
  • Prinzipiell besteht auch die Möglichkeit, die überlappenden Leads oder inneren Flachleiterenden über eine thermoplastische Folie auf dem Wärmeleitungsblock zu befestigen. Da der Heat-Sink bzw. Wärmeleitungsblock normalerweise vor dem Dye- Attach bzw. dem Anbringen des Halbleiterchips auf dem Leadframe bzw. dem Systemträger montiert ist, erlaubt die Temperaturlimitierung durch die thermoplastische Folie keine Soft- Solder-Verbindung bzw. Weichlotverbindung zwischen Halbleiterchip und Heat-Sink bzw. Wärmeleitungsblock. Darüber hinaus besitzt die Polymerklebung über eine Thermoplastfolie zwischen Halbleiterchip und Wärmeleitungsblock schlechtere thermische Eigenschaften als eine Soft-Solder-Verbindung bzw. Weichlotverbindung.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es, die schwebenden inneren Flachleiterenden durch eine Verbindungsschicht abzustützen, die ihrerseits hochisolierend ist und extrem dünn ausgeführt werden kann. Darüber hinaus stellt die Verbindungsschicht nach ihrer Aushärtung einen hochtemperaturbeständigen Klebstoff dar, so daß der Halbleiterchip auf den Wärmeleitungsblock weichgelötet werden kann, womit die thermische Leitfähigkeit zwischen Halbleiterchip und Wärmeleitungsblock gegenüber polymeren Leitklebern erheblich verbessert wird. Darüber hinaus stellt diese dünne hochisolierende Verbindungsschicht einen verhältnismäßig kleinen Wärmewiderstand dar, so daß im Reparaturfall die nötige Wärmeenergie über eine Erwärmung der äußeren Flachleiter eingebracht werden kann, um den auf der Leiterplatte aufgelöteten Wärmeleitungsblock von der Leiterplatte zu entfernen. Außerdem kann aufgrund der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf schwebende kurze innere Flachleiterenden verzichtet werden, so daß teilweise in vorbestimmten Bereichen die gesamten inneren Flachleiter den Wärmeleitungsblock überlappen können und der Wärmeleitungsblock selbst bis an den Gehäuseseitenrand teilweise heranreichen darf, um den Benetzungsmeniskus beobachten oder überprüfen zu können. Gerade organokeramische Verbindungen sind gute Haftvermittler zu Kunststoffpressmassen für das Gehäuse, so daß zusätzliche mechanische Verankerungen reduziert werden können.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht durch ein elektronisches Bauteil gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
  • Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Systemträger mit einem montierten Wärmeleitungsblock und einem darauf angeordneten Halbleiterchip für die Herstellung eines elektronischen Bauteils gemäß der Fig. 1,
  • Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Systemträger mit einem Wärmeleitungsblock gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
  • Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Systemträger mit einem Wärmeleitungsblock gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
  • Fig. 5 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Systemträger mit einem Wärmeleitungsblock gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung, und
  • Fig. 6 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Systemträger mit einem Wärmeleitungsblock gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
  • Fig. 7 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines elektronischen Bauteils gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht durch ein elektronisches Bauteil 5 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das elektronische Bauteil 5 weist in seinem Zentrum einen Halbleiterchip 1 auf, der mit seiner passiven Rückseite 2 auf einem Wärmeleitungsblock 3 fixiert ist. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen Halbleiterchip 1 und Wärmeleitungsblock 3 ist der Halbleiterchip 1 auf dem Wärmeleitungsblock 3 mit einer Weichlotschicht 19 als thermische Brücke angeordnet.
  • Das elektronische Bauteil 5 ist ein Leistungsbauteil, dessen Halbleiterchip 1 auf seiner aktiven Oberseite 20 in seinem Randbereich Kontaktflächen 15 aufweist. Die Kontaktflächen 15 sind über Bondverbindungen 16 mit Kontaktanschlussflächen 21 auf Flachleiterenden 4 von inneren Flachleitern 18 angeordnet. Dazu weisen die inneren Flachleiterenden 4 eine bondfähige Beschichtung 27 im Bereich der Kontaktanschlussflächen 21 auf. Die inneren Flachleiterenden 4 sind überlappend auf dem Wärmeleitungsblock 3 angeordnet und von diesem durch eine als hochtemperaturfeste organokeramische Schicht 6 ausgebildete Verbindungsschicht elektrisch isoliert und wärmeleitend verbunden. Aufgrund der hochtemperaturfesten Verbindung zwischen dem Wärmeleitungsblock 3 und den Flachleiterenden 4 ist es möglich, den Halbleiterchips 1 auf dem Wärmeleitungsblock 3 durch ein Lötverfahren aufzubringen. Ferner ist gewährleistet, daß die Bondverbindung 16 zuverlässig aufgebracht werden kann und beim Aufbringen des Gehäuses 9 aus einer Kunststoffmasse nicht verschoben wird.
  • Aus dem Gehäuse 9 ragen äußere Flachleiter 10 heraus, die abgebogen sind, so daß äußere Flachleiterenden 22 das gleiche Niveau aufweisen wie der Gehäuseboden 13. Der Gehäuseboden 13 wird teilweise von der Unterseite 14 des Wärmeleitungsblocks 3 gebildet. Eine Seitenfläche 11 des Wärmeleitungsblocks 3 ist bis an den Rand des Gehäuses 9 herausgeführt und bildet in diesem Bereich der herausgeführten Fläche 11 des Wärmeleitungsblocks 3 teilweise einen Gehäuseaußenrand 7 auf der linken Abbildungsseite der Fig. 1, während auf der rechten Abbildungsseite der Fig. 1 die Gehäuseseite 7 aus der Kunststoffmasse 12 des Gehäuses 9 gebildet ist. Diese herausgeführte Fläche 11 des Wärmeleitungsblocks 3 hat den Vorteil, daß dort beim Auflöten des Wärmeleitungsblocks 3 auf eine nicht gezeigte Leiterplatte der sich bildende Meniskus der Lotschmelze beobachtet werden kann, da der Wärmeleitungsblock 3 an dieser Stelle für eine Prüfung und Kontrolle des Meniskus gut sichtbar ist.
  • Aufgrund der Fixierung des äußeren und inneren Bereichs eines Flachleiters über die organokeramische Verbindung ist es möglich, auch solche Bereiche eines Gehäuses für äußere Flachleiter 10 zur Verfügung zu stellen, an denen eine Prüfung des Lotmeniskusses ermöglicht wird.
  • Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Systemträger 17 mit einem montierten Wärmeleitungsblock 3 und einem darauf angeordneten Halbleiterchip 1 für die Herstellung eines elektronischen Bauteils 5 gemäß Fig. 1. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in Fig. 1 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erläutert. Der Systemträger 17 ist ein Teil eines Systemträgerbandes 23, das in seinen Randbereichen 24 eine Perforation aufweist. Die Perforationsöffnungen 25 dienen dem Transport und der Fixierung des Systemträgerbandes in den einzelnen Herstellungsprozessen.
  • Der in Fig. 2 abgebildete Ausschnitt eines Systemträgerbandes 23 zeigt einen Systemträger 17, der eine Struktur von äußeren Flachleitern 10 und inneren Flachleitern 18 aufweist. Die inneren Flachleiter 18 weisen an ihren Flachleiterenden 4 Bondverbindungen 16 auf, welche die Flachleiter elektrisch mit Kontaktflächen 15 des im Zentrum des Systemträgers 17 angeordneten Halbleiterchip 1 verbinden. Eine gestrichelte umlaufende Linie zeigt den zu formenden Gehäuseseitenrand 7 eines zu bildenden Kunststoffgehäuses, das die inneren Flachleiter 18 und die Bondverbindungen 16, den Halbleiterchip 1und den unterhalb des Halbleiterchips 1 und unter den Flachleitetenden 4 angeordneten Wärmeleitungsblock 3 in eine Kunststoffmasse einbettet. Der Wärmeleitungsblock 3 ist an dem Systemträger 17 über eine als organokeramische Schicht ausgebildete Verbindungsschicht, die zwischen den inneren Flachleiterenden 4 und der Oberseite des Wärmeleitungsblocks 3 angeordnet ist, mechanisch verbunden und gehalten. Dieser Wärmeleitungsblock 3 weist eine Dicke zwischen 0,6 und 1,3 mm auf.
  • Eine Seitenfläche 11 des Wärmeleitungsblocks 3 ist bis an den Gehäuseseitenrand 7 herausgeführt, so daß beim Auflöten des elektronischen Bauteils 5 auf eine nicht gezeigte Leiterplatte die Ausbildung eines Lötschmelzen-Meniskus beobachtet und geprüft werden kann. Trotz dieser seitlich herausgeführten Fläche 11 des Wärmeleitungsblocks 3 ist diese Seite des elektronischen Bauteils 5 durchgängig und gleichmäßig mit Flachleitern 10, 18 belegt, die aus dem Gehäuse 9 herausragen. Somit kann eine dichte Packung von Flachleitern 10, 18 selbst für den Fall, daß einzelne Flächen des Wärmeleitungsblocks 3 bis zum dem Gehäuseseitenrand 7 herausgeführt sind, erreicht werden. Nach dem hier nicht gezeigten Aufbringen des Kunststoffgehäuses können die mechanischen Brücken 26 zwischen den äußeren Flachleitern 10 ausgestanzt werden und die äußeren Flachleiterenden 22 entlang der Strichpunktlinien 28 von dem Systemträgerband 23 getrennt werden. Nach dem Heraustrennen des fertig verpackten elektronischen Bauteils aus dem Systemträger 17 können die äußeren Flachleiter 10 in der Weise, wie es in Fig. 1 gezeigt wird, gebogen werden.
  • Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Systemträger 17 mit einem Wärmeleitungsblock 3 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erläutert.
  • Der wesentliche Unterschied des Systemträgers 17 gegenüber der ersten Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt wird, ist, daß der Wärmeleitungsblock 3 vollständig innerhalb der gestrichelten Linie des Gehäuseseitenrandes 7 angeordnet ist und keine nach außen führende Fläche aufweist.
  • Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Systemträger 17 mit einem Wärmeleitungsblock 3 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erläutert.
  • Ein wesentlicher Unterschied der dritten Ausführungsform im Verhältnis zu der zweiten bzw. dritten Ausführungsform der Erfindung liegt darin, daß zwei Flächen 11 des Wärmeleitungsblocks 3 bis zum Gehäuseseitenrand 7 des Gehäuses herausgeführt sind und somit eine verbesserte Kontrolle des Meniskus der Weichlotschicht möglich wird. Auch diese Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß innere Flachleiterenden 4 gleichmäßig auf dem Umfang des Wärmeleitungsblocks 3 verteilt sind. Die Flachleiterenden 4 der inneren Flachleiter 18 sind in dieser Ausführungsform nicht schwebend aufgehängt, sondern sind über eine als organokeramische Schicht ausgebildete Verbindungsschicht mit dem Wärmeleitungsblock 3 verbunden.
  • Fig. 5 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Systemträger 17 mit einem Wärmeleitungsblock 3 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erläutert.
  • Die vierte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von den vorhergehenden Ausführungsformen der Erfindung dadurch, daß der Wärmeleitungsblock 3 herausgeführte Flächen in einem Eckbereich 8 des Gehäuses 9 aufweist. Dieser Eckbereich 8 mit seinen herausgeführten Flächen 11 des Wärmeleitungsblocks 3 hat die gleiche Funktion wie die auf den Randseiten herausgeführten Flächen 11 des Wärmeleitungsblocks 3 in den Fig. 1 und 4. Sie dienen im wesentlichen der Kontrolle und dem Beobachten der Lotschmelze im Randbereich des Gehäuses, nachdem das elektronische Bauteil mit dem Systemträger 17 auf eine nicht gezeigte Leiterplatte aufgelötet worden ist.
  • Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf einen Systemträger 17 mit einem Wärmeleitungsblock 3 gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erläutert.
  • Bei dieser Ausführungsform der Erfindung bilden die Außenflächen des Wärmeleitungsblocks 3 gleichzeitig den Gehäuseseitenrand 7 des elektronischen Bauteils im unteren Gehäusebereich des elektronischen Bauteils, während die obere Gehäusehälfte des elektronischen Bauteils von einer Kunststoffmasse gebildet wird, so daß die inneren Flachleiter 18 nur einseitig von oben im Kunststoffmasse eingebettet sind.
  • Fig. 7 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines elektronischen Bauteils 5 gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
  • Die sechste Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform der Erfindung der Fig. 1 dadurch, dass der Wärmeleitungsblock 3 im Randbereich 29 seiner Oberseite 32 eine Fase 30 aufweist, die von der als organokeramischen Schicht 6 ausgebildeten Verbindungsschicht bedeckt ist und sich über einen größeren Oberflächenbereich des Wärmeleitungsblocks 3 erstreckt, als der Überlappungsbereich der inneren Flachleiter 18. Mit dieser Ausführungsform wird die Spannungsfestigkeit des Bauteils 5 erhöht, da Überspannungen nicht zu Überschlägen oder Kurzschlüssen an den Randseiten des Wärmeleitungsblocks führen können. Außerdem werden Kriechströme zwischen Wärmeleitungsblock 3 und inneren Flachleitern 18 unterbunden, da die organokeramische Schicht 6 eine größere Fläche bedeckt als den Überlappungsbereich der inneren Flachleiter 18.
  • Während in der rechten Bildhälfte eine Fase 30 im Randbereich 29 des Wärmeleitungsblocks 3 angeordnet ist, weist die linke Bildhälfte der Fig. 7 eine Stufe 31 am Wärmeleitungsblock 3 auf, die mit der organokeramischen Schicht 6 bedeckt ist. Die Wirkung dieser Stufe 31 entspricht der Wirkung der Fase 30 und verbessert die Spannungsfestigkeit des elektronischen Bauteils 5 und verhindert Kriechströme zwischen Wärmeleitungsblock 3 und inneren Flachleitern 18.
  • In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel sind für die Verbindungsschicht auch andere aushärtbare Materialien denkbar, die elektrisch isolierend sind. Dabei kann je nach Anwendungsfall auch eine gegenüber organokeramischen Schichten verminderte Wärmeleitungsfähigkeit oder verminderte Klebefähigkeit in Kauf genommen werden. Bezugszeichenliste 1 Halbleiterchip
    2 passive Rückseite
    3 Wärmeleitungsblock
    4 Flachleiterenden
    5 elektronisches Bauteil
    6 organokermische Schicht
    7 Gehäuseseitenrand
    8 Eckbereich
    9 Gehäuse
    10 äußere Flachleiter
    11 herausgeführte Flächen des Wärmeleitungsblocks
    12 Kunststoffmasse
    13 Gehäuseboden
    14 Unterseite des Wärmeblocks als Gehäuseboden
    15 Kontaktflächen
    16 Bondverbindungen
    17 Systemträger
    18 innere Flachleiter
    19 Weichlotschicht
    20 aktive Oberseite des Halbleiterchips
    21 Kontaktanschlussflächen
    22 äußere Flachleiterenden
    23 Systemträgerband
    24 Randbereich des Systemträgerbandes
    25 Perforationsöffnungen
    26 Brücken zwischen den äußeren Flachleitern
    27 bondfähige Beschichtung
    28 strichpunktierte Linie zum Ausstanzen des elektronischen Bauteils
    29 Randbereich des Wärmeleitungsblockes
    30 Fase
    31 Stufe oder Absatz
    32 Oberseite des Wärmeleitungsblockes

Claims (25)

1. Elektronisches Bauteil mit wenigstens einem Halbleiterchip (1), sowie mit Flachleitern (18, 22), einem Wärmeleitungsblock (3) eines Systemträgers und mit einem Gehäuse (9) aus einer Kunststoffmasse (12), wobei der Halbleiterchip (1) mit seiner passiven Rückseite (2) auf dem Wärmeleitungsblock (3) montiert ist, und wobei im Bereich des Wärmeleitungsblocks (3) innere Flachleiterenden (4) überlappend angeordnet sind, und wobei das elektronische Bauteil (5) in dem Bereich der Überlappung der inneren Flachleiterenden (4) mit dem Wärmeleitungsblock (3) eine zwischen Flachleiterenden (4) und Wärmeleitungsblock (3) angeordnete organokeramische Schicht (6) als Isolations-, Klebe- und Wärmeleitungsschicht aufweist.
2. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeleitungsblock (3) teilweise nach außen geführt ist und teilweise einen äußeren Gehäuseseitenrand (7) des elektronischen Bauteils (5) bildet.
3. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeleitungsblock (3) teilweise nach außen geführt ist und mindestens einen einzelnen Eckbereich (8) des Gehäuses (9) des elektronischen Bauteils (5) bildet.
4. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Bauteil (5) eine Anzahl äußerer Flachleiter (10) aufweist, wobei diese Anzahl unabhängig von der Zahl und Größe der zu einem Gehäuseseitenrand (7) und/oder einem Eckbereich (8) des Gehäuses (9) herausgeführten Flächen (11) des Wärmeleitungsblocks (3) ist.
5. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Bauteil (5) äußere Flachleiter (10) in einem Bereich des nach außen geführten, teilweise den Gehäuseseitenrand (7) bildenden Wärmeleitungsblocks (3) aufweist.
6. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Bauteil (5) äußere Flachleiter in einem Bereich des nach außen geführten einzelnen Eckbereichs (6) des gehäusebildenden Wärmeleitungsblocks (3) aufweist.
7. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die organokeramische Schicht (6) als keramische Komponenten mindestens eines der folgenden Oxide des Siliziums, des Aluminiums, des Titans oder des Zirkoniums aufweist.
8. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die organokeramische Schicht (6) als organische Komponente mindestens ein Polyethylen oder ein Polymethylmethacrylat oder Polyethylenoxid aufweist.
9. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Bauteil (5) eine Kunststoffmasse (12) als Gehäuse (9) aufweist, wobei der Gehäuseboden (13) teilweise eine Fläche (14) des Wärmeleitungsblocks aufweist und die Gehäuseseitenränder (7) und/oder Gehäuseecken (8) teilweise eine weitere Fläche (11) des Wärmeleitungsblocks (3) aufweisen, und dass aus den Gehäuseseitenrändern (7) am Umfang verteilte äußere Flachleiter (10) herausragen, über die elektrische Ströme und Spannungen von dem Wärmeleitungsblock (3) isoliert an den Halbleiterchip (1) leitbar bzw. anlegbar sind und Wärme über die Flachleiter dem Wärmeleitungsblock (3) zuführbar ist.
10. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeleitungsblock (3) auf den inneren Flachleiterenden (4) mechanisch gestützt angeordnet ist.
11. Elektronisches Bauteil nach einem der Vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterchip (1) Kontaktflächen (15) aufweist, die über Bondverbindungen (16) mit den überlappenden Flachleiterenden auf dem Wärmeleitungsblock (3) elektrisch verbunden sind, wobei die Flachleiterenden (4) von dem Wärmeleitungsblock (3) durch die organokeramische Schicht (6) elektrisch isoliert sind.
12. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Flachleiterenden (4) einseitig von einer Kunststoffmasse (12) bedeckt sind.
13. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Randbereich (29) des Wärmeleitungsblocks (3) eine Fase (30) angeordnet ist, die mit einer organokeramischen Schicht (6) bedeckt ist und wobei die organokeramische Schicht (6) über den Überlappungsbereich von innerem Flachleiter und Wärmeleitungsblock hinausragt.
14. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fase (30) im Randbereich (29) als Stufe (31) oder Absatz vorgesehen ist und mit einer organokeramischen Schicht (6) bedeckt ist.
15. Systemträger mit äußeren und innere Flachleitern (10, 18), wobei auf inneren Flachleiterenden (4) ein die Flachleiterenden (4) überlappender Wärmeleitungsblock (3) zur Aufnahme eines Halbleiterchips (1) angeordnet ist, und wobei der Systemträger (17) im Bereich der Überlappung eine zwischen inneren Flachleiterenden (4) und Wärmeleitungsblock (3) angeordnete organokeramische Schicht (6) als Isolations-, Klebe- und Wärmeleitungsschicht aufweist.
16. Systemträger nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Systemträger (17) einen Wärmeleitungsblock (3) aufweist, der teilweise nach außen geführte Flächen (11) aufweist, die teilweise einen äußeren Gehäuseseitenrand (7) und/oder einen einzelnen Eckbereich (8) eines elektronischen Bauteils (5) bilden.
17. Systemträger nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Systemträger (17) eine Anzahl äußerer Flachleiter (10) aufweist, wobei diese Anzahl unabhängig von der Zahl und Größe der zu einem Gehäuseseitenrand (7) und/oder einem Eckbereich (8) des Gehäuses (9) herausgeführten Flächen (11) des Wärmeleitungsblocks (3) ist.
18. Systemträger nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Systemträger (17) äußere Flachleiter (10) in einem Bereich des nach außen geführten Wärmeleitungsblocks (3) aufweist, der teilweise den Gehäuseseitenrand (7) und/oder den einzelnen Eckbereich (8) eines elektronischen Bauteils (5) bildet.
19. Systemträger nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die organokeramische Schicht (6) als keramische Komponenten mindestens eines der folgenden Oxide des Siliciums, des Aluminiums, des Titans oder des Zirkoniums aufweist.
20. Systemträger nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die organokeramische Schicht (6) als organische Komponenten mindestens ein Polyethylen oder ein Polymethylmethacrylat aufweist.
21. Systemträger nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeleitungsblock (3) teilweise einen Gehäuseboden (13) und eine weitere Fläche (14) des Wärmeleitungsblocks (3) teilweise einem Gehäuseseitenrand (7) und/oder eine Gehäuseecke (8) bildet, und dass die äußeren Flachleiter (10) am Umfang verteilt angeordnet sind.
22. Systemträger nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeleitungsblock (3) auf den inneren Flachleiterenden (4) mechanisch gestützt angeordnet ist.
23. Systemträger nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadlurch gekennzeichnet, dass der auf den inneren Flachleiterenden (4) über eine organokeramische Schicht (6) mechanisch fixierte Wärmeleitungsblock (3) zur Aufnahme eines Halbleiterchips (1) dimensioniert ist.
24. Verfahren zur Herstellung eines Systemträgers (17) mit äußeren und inneren Flachleitern (10, 18), wobei auf inneren Flachleiterenden (4) ein die Flachleiterenden (4) überlappender Wärmeleitungsblock (3) angeordnet ist und wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist:
- Bereitstellen eines Systemträgers (17) mit äußeren und inneren Flachleitern (10, 18), wobei die inneren Flachleiter (18) Flachleiterenden (4) aufweisen,
- Bereitstellen eines Wärmeleitungsblocks (3), der derartig dimensioniert ist, daß dessen Oberseite die inneren Flachleiterenden (4) überlappt,
- Beschichten der inneren Flachleiterenden (4) oder des Wärmeleitungsblocks (3) mit einer aushärtbaren, elektrisch isolierenden Verbindungsschicht (6),
- überlappendes Aufbringen des Wärmeleitungsblocks (3) auf die inneren Flachleiterenden (4), so dass die Verbindungsschicht dazwischen angeordnet ist,
- Aushärten der Verbindungsschicht (6).
25. Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils (5) mit einem Halbleiterchip (1), der mit seiner Rückseite (2) auf einem Wärmeleitungsblock (3) montiert ist, wobei der Wärmeleitungsblock (3) überlappende innere Flachleiterenden (4) aufweist, die im Bereich der Überlappung auf dem Wärmeleitungsblock über eine organokeramische Schicht (6) isoliert angeordnet sind, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist:
- Bereitstellen eines Systemträgers (17) mit äußeren und inneren Flachleitern (10, 18), wobei die inneren Flachleiter Flachleiterenden (4) aufweisen,
- Bereitstellen eines Wärmeleitungsblocks (3), dessen Oberseite größer als die passive Rückseite (2) des Halbleiterchips (1) ist,
- Beschichten der inneren Flachleiterenden (4) mit einer aushärtbaren, elektrisch isolierenden Verbindungsschicht (6)
- überlappendes Aufbringen des Wärmeleitungsblocks (3) auf die inneren Flachleiterenden (4), so dass die Verbindungsschicht dazwischen angeordnet ist,
- Aushärten der Verbindungsschicht (6),
- Aufbringen eines Halbleiterchips auf der Oberseite des Wärmeleitungsblocks,
- elektrisches Verbinden von Kontaktflächen (15) auf dem Halbleiterchip (1) mit den inneren Flachleiterenden (4),
- Verpacken des Halbleiterchips (1) mit Wärmeleitungsblock (3) und inneren Flachleitern (18) in eine Kunststoffmasse (12) als Gehäuse (9), wobei Flächen des Wärmeleitungsblocks (3) teilweise einen Gehäuseboden (13) und teilweise einen Gehäusesseitenrand (7) und/oder eine Gehäuseecke (8) bilden.
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