DE202005004277U1 - Circuit board, with densely packed semiconductor components, has recesses to take them at least partially with contact thermal couplings and cooling elements to dissipate their heat - Google Patents

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Abstract

The assembly of semiconductor components (20,20') uses a circuit board (27) with a recess (274) to take each component at least partially within it. A heat conductive and electrically insulating coupling (23) takes heat from the component directly to a cooling element (51) through surface contact. Before installation, the coupling has a curved shape in a material with a thermal conductivity of at least 50 W/(m*K), preferably at least 230 W/(m*K) using carbon, especially diamond, graphite foil, crystalline silicon, crystalline tin, gallium arsenide, conductive ceramic and especially beryllium oxide, aluminum nitrite, aluminum oxide.

Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleiterbauelementanordnung sowie ein entsprechendes Halbleiterbauelement.The The invention relates to a semiconductor device arrangement and a corresponding semiconductor device.

Beim Aufbau von elektrischen Schaltungen werden vielfach integrierte Bauelemente in hoher Packungsdichte verwendet. Insbesondere wenn es sich bei diesen Bauelementen um Leistungshalbleiter handelt, ist eine ausreichende Abfuhr der Wärmeverluste, die durch den Betrieb der Halbleiter selbst entstehen, Voraussetzung für einen zuverlässigen Betrieb der Schaltung auch bei erhöhten Umgebungstemperaturen. Die von den Leistungshalbleitern, beispielsweise MosFets oder Bipolartransistoren, erzeugte thermische Energie wird zumeist an die Außenseite des die Bauelemente umgebenden Gehäuses geleitet und dort an die Umgebung abgegeben. Die thermische Anbindung von Leistungshalbleitern erfolgt dabei in der Regel über eine Leiterplatte, auf der die Halbleiterbauelemente montiert sind oder über Kühlkörper. Wird die thermische Energie nicht in ausreichender Menge abgeführt, so kann es auf der Leiterplatte zu einem Wärmestau kommen. Als Folge hiervon können die verwendeten Bauelemente unerwünscht schnell degradieren, was unter Umständen zum Ausfall der Schaltung führen kann.At the Construction of electrical circuits are often integrated Components used in high packing density. Especially if these components are power semiconductors, is a sufficient dissipation of heat loss caused by the Operation of the semiconductors themselves arise, a prerequisite for a reliable Operation of the circuit even at elevated ambient temperatures. Those of the power semiconductors, for example MOSFETs or bipolar transistors, generated thermal energy is mostly on the outside passed the housing surrounding the components and there to the Environment submitted. The thermal connection of power semiconductors takes place usually over a printed circuit board on which the semiconductor devices are mounted or over Heatsink. Becomes the thermal energy dissipated in sufficient quantity, so It can come on the circuit board to a heat accumulation. As a result of this can undesirably quickly degrade the components used, which may be for Failure of the circuit lead can.

Bei einem typischen Aufbau einer bekannten Halbleiterbauelementanordnung ist das Halbleiterbauelement, beispielsweise ein MosFet, mit seiner metallischen Kontaktfläche auf einer Leiterplatte angeordnet. Die Leiterplatte, die als thermischer Isolator wirkt, ist wiederum mit einem Aluminium-Kühlkörper verbunden, wobei aus Montagegründen und zur elektrischen Isolierung zwischen der Leiterplatte und dem Kühlkörper eine dünne Gummischicht eingebracht ist. Der Kühlkörper ist mit seinen Rippen wiederum auf ein die Anordnung umgebendes Gehäuse aufgesetzt. Dabei ist zwischen Kühlkörper und Gehäuse eine Wärmeleitpaste oder dergleichen aufgebracht. In den zwischen den Rippen des Kühlkörpers vorhandenen Hohlräumen können Lufteinschlüsse vorhanden sein, welche eine Wärmeleitung verhindern. In diesen Bereichen wird verstärkt mit Lüftern gearbeitet, um eine Zwangskonvektion zu erreichen. Diese bekannte Halbleiterbauelementanordnung weist vier interne Kontaktübergänge auf, so dass nur eine verhältnismäßig schlechte thermische Anbindung des Halbleiterbauelements an das Gehäuse erzielt wird.at a typical structure of a known semiconductor device arrangement is the semiconductor device, such as a MosFet, with its metallic contact area arranged on a circuit board. The circuit board as a thermal Insulator acts, is in turn connected to an aluminum heat sink, being for assembly reasons and for electrical insulation between the circuit board and the Heat sink one thin rubber layer is introduced. The heat sink is with its ribs in turn placed on a housing surrounding the arrangement. It is between the heat sink and casing a thermal grease or the like applied. In the existing between the ribs of the heat sink cavities can Air pockets available be, which is a heat conduction prevent. In these areas, fans are increasingly working to provide forced convection to reach. This known semiconductor device arrangement has four internal contact transitions, so only a relatively bad one achieved thermal connection of the semiconductor device to the housing becomes.

Die Verwendung von Leiterplatten zur thermischen Anbindung von Halbleiterbauelementen ist für Wärmeabfuhrzwecke nicht optimal, da eine Leiterplatte einen verhältnismäßig hohen thermischen Widerstand zwischen dem Halbleiterbauelement und dem Gehäuse darstellt, über das die Verlustwärme abgeführt wird. Andererseits können Kühlkörper nur in solchen Fällen eingesetzt werden, in denen es die Gehäuseanforderungen erlauben.The Use of printed circuit boards for the thermal connection of semiconductor components is for Heat dissipation purposes not optimal, because a printed circuit board has a relatively high thermal resistance between the semiconductor device and the housing, over the the heat loss is dissipated. On the other hand Heat sink only in such cases be used in which it allow the housing requirements.

Zudem zeichnen sich bekannte Anordnungen durch eine Vielzahl von Materialübergängen und die Verwendung teilweise nicht oder schlecht wärmeleitender Materialien zur elektrischen Isolierung aus. Daher sind diese für eine im Wesentlichen durch Wärmeleitung geprägte Wärmeabfuhr weniger gut geeignet.moreover Known arrangements are characterized by a variety of material transitions and the Use of partially non-or poorly heat-conducting materials for electrical insulation. Therefore, these are for a substantially by heat conduction embossed heat dissipation less well suited.

Ein weiterer Nachteil bekannter Lösungen besteht in der problematischen Anbindung mehrerer Halbleiterbauelemente an ein einziges Gehäuseteil, da die Halbleiterbauelemente häufig elektrisch unterschiedliche Potentiale aufweisen. Für eine gute Wärmeanbindung eines MosFets wird nämlich zumeist dessen metallische Seite als Montageseite (zum Anlöten) verwendet. Neben der elektrischen Ankopplung zwischen dem MosFet und der Leiterplatte dient diese Kontaktfläche auch als Kühlfläche und damit als thermische Ankopplungsfläche des Halbleiters. Da diese Ankopplungsfläche jedoch auch elektrisch leitend ist, führt dies zu Problemen, wenn die Kontaktflächen mehrerer Halbleiter unterschiedliches Potential aufweisen und an ein gemeinsames metallisches Gehäuse montiert werden. Es ist daher aus dem Stand der Technik bekannt, zwischen die metallischen und elektrisch leitenden thermischen Ankopplungsflächen der Leistungshalbleiter und den Gehäuseteilen bzw. den Kühlkörpern eine Siliconmatte, eine elektrisch isolierende Wärmeleitfolie oder ähnliches anzuordnen. Diese Siliconmatten und Wärmeleitfolien sind zwar elektrisch isolierend, verfügen jedoch bei bestimmten Applikationen nicht über die notwendige thermische Leitfähigkeit, um eine ausreichende Wärmeabfuhr zu gewährleisten. Die thermische Leitfähigkeit von Siliconmatten ist zwar besser als die von vielen anderen Materialien, aber trotzdem für viele Anwendungen nicht ausreichend.One Another disadvantage of known solutions in the problematic connection of several semiconductor devices to a single housing part, there the semiconductor devices often have electrically different potentials. For a good heat connection Namely, a MosFet will become mostly its metallic side used as a mounting side (for soldering). In addition to the electrical connection between the MosFet and the circuit board serves this contact surface also as a cooling surface and thus as a thermal coupling surface of the semiconductor. This one coupling surface However, also electrically conductive, this leads to problems when the contact surfaces have a plurality of semiconductors different potential and at a common metallic housing to be assembled. It is therefore known from the prior art between the metallic and electrically conductive thermal coupling surfaces of Power semiconductors and the housing parts or the heat sinks a Silicone mat, an electrically insulating heat-conducting foil or the like to arrange. These silicone mats and Wärmeleitfolien are electrically insulating, however, have in certain applications does not have the necessary thermal Conductivity, for a sufficient heat dissipation to ensure. The thermal conductivity of silicone mats is better than many other materials, but still for many applications are not enough.

Es wurden somit bisher nur Materialien zwischen den Bauelementen und der Leiterplatte verwendet, welche entweder thermisch gut leitend und elektrisch gut leitend oder aber thermisch nicht gut leitend und elektrisch schlecht leitend bzw. isolierend waren. Die Eigenschaften thermisch gut leitend und elektrisch schlecht leitend schließen sich bei den meisten Materialien gegenseitig aus.It So far, only materials between the components and used the circuit board, which either thermally well conductive and electrically good conductive or thermally not well conductive and electrically poorly conducting or insulating. The properties thermally good conductive and electrically poorly conductive close mutually exclusive in most materials.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die thermische Ankopplung von Halbleiterbauelementen an Gehäuse, Kühlkörper oder dergleichen zu verbessern, insbesondere, wenn diese elektrisch leitend sind.task The present invention is the thermal coupling of Semiconductor devices to housing, Heat sink or to improve the like, in particular, when this is electrically conductive are.

Diese Aufgabe wird durch eine Halbleiterbauelementanordnung nach Anspruch 1 gelöst.These The object is achieved by a semiconductor device arrangement according to claim 1 solved.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass kurze Wege und wenige Materialübergänge vom Halbleiterbauelement zur Gehäuseaußenseite die Grundlage für eine verbesserte thermische Ankopplung sind. Ist das Halbleiterbauelement auf dem Wärmeaufnahmeelement (bzw. Wärmeabfuhrelement) angeordnet, ist die Anzahl der Wärmeübergänge im Vergleich zum Stand der Technik erheblich reduziert. Der größte Teil der Abwärme wird durch Wärmeleitung vom Halbleiterbauelement weggeführt. Eine Wärmeabfuhr durch Konvektion direkt am Halbleiterbauelement oder am Gehäuse (z.B. über einen Kühlkörper) ist nicht zwingend erforderlich bzw. kann dadurch verhindert werden.The invention is based on the consideration, Short paths and few material transitions from the semiconductor component to the outside of the housing are the basis for improved thermal coupling. If the semiconductor component is arranged on the heat absorption element (or heat removal element), the number of heat transfers is considerably reduced in comparison to the prior art. Most of the waste heat is led away by heat conduction from the semiconductor device. A heat dissipation by convection directly on the semiconductor device or on the housing (eg via a heat sink) is not absolutely necessary or can be prevented.

Eine Grundidee der Erfindung besteht weiterhin darin, eine thermische Ankopplung eines Halbleiterbauelementes mit einem Wärmeaufnahmeelement über ein wärmeleitendes Koppelelement auszuführen, welches zugleich elektrisch isolierend ist. Mit anderen Worten erfolgt eine Anbindung des Halbleiterbauelementes an ein wärmeaufnehmendes Element, beispielsweise ein Gehäuseteil, einen Kühlkörper oder dergleichen, ohne dass die Anbindung selbst elektrisch leitend ist. Hierdurch kann insbesondere ein Potentialausgleich von Halbleiterbauelementen über das Gehäuse ausgeschlossen werden. Halbleiterbauelemente mit unterschiedlichem Potential können somit an ein und dasselbe Gehäuseteil bzw. ein und denselben Kühlkörper mit sehr kurzen Wegen angekoppelt werden.A The basic idea of the invention is further a thermal Coupling of a semiconductor device with a heat receiving element via a thermally conductive Perform coupling element, which is also electrically insulating. In other words, done a connection of the semiconductor component to a heat-absorbing Element, for example a housing part, a heat sink or the like, without the connection itself being electrically conductive. In particular, potential equalization of semiconductor components via the casing be excluded. Semiconductor devices with different potential can thus to one and the same housing part or one and the same heat sink with be coupled with very short distances.

Die Halbleiterbauelementanordnung umfasst eine Leiterplatte, wobei das Halbleiterbauelement mit der Leiterplatte vorzugsweise über elektrische Kontaktverbindungen, beispielsweise Kontaktfüße, verbunden ist. Erfindungsgemäß liegt das Halbleiterbauelement jedoch nicht auf der Leiterplatte auf, wie dies üblicherweise aus dem Stand der Technik bekannt ist. Vielmehr ist die Leiterplatte von den thermischen Ankopplungsflächen des Halbleiterbauelements getrennt angeordnet. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Halbleiterbauelement zumindest teilweise in einer Aussparung der Leiterplatte angeordnet ist. Mit anderen Worten besteht ein weiterer Grundgedanke der Erfindung darin, das Halbleiterbauelement zumindest teilweise in einer Aussparung der Leiterplatte anzuordnen. Dabei kann die Aussparung als eine Art durchgehendes Fenster, also als Leiterplattendurchbruch, oder als Vertiefung im Leiterplattenmaterial, also nach Art einer Mulde ausgebildet sein. Die Aussparung kann dabei am Rand der Leiterplatte oder aber in der Mitte der Leiterplatte vorgesehen sein. Anders ausgedrückt ist sie also an vier oder weniger Seiten von Leiterplattenmaterial umgeben. Eine Anordnung der MosFets in Aussparungen der Leiterplatte hat den zusätzlichen Vorteil, dass die Bauteile konventionell über Reflow-Lötverfahren angebracht werden können. Dies führt zu einer preiswerten Fertigung.The Semiconductor device arrangement comprises a printed circuit board, wherein the Semiconductor device with the circuit board preferably via electrical Contact connections, such as contact feet, is connected. According to the invention however, the semiconductor device is not on the circuit board, as usual is known from the prior art. Rather, the circuit board from the thermal coupling surfaces of the semiconductor device arranged separately. This is inventively achieved in that the Semiconductor component at least partially in a recess of Printed circuit board is arranged. In other words, there is another one Basic idea of the invention therein, the semiconductor device at least partially to be arranged in a recess of the circuit board. there can the recess as a kind of continuous window, so as PCB breakthrough, or as a recess in the PCB material, So be formed in the manner of a hollow. The recess can at the edge of the PCB or in the middle of the PCB be provided. In other words So it is on four or less sides of printed circuit board material surround. An arrangement of MosFets in recesses of the circuit board has the extra Advantage that the components conventionally about reflow soldering can be attached. this leads to to a low-cost production.

Alternativ kann das Halbleiterbauelement aber auch neben der Leiterplatte angeordnet sein oder aber über die Leiterplatte hinausstehen. Wichtig dabei ist, dass die thermischen Ankopplungsflächen des Halbleiterbauelements von der Leiterplatte beabstandet sind, so dass die Verlustleistung des Leistungshalbleiters möglichst wenig zu einer Erwärmung der anderen Bauteile führt.alternative However, the semiconductor device can also be arranged next to the circuit board be or over stand out the circuit board. It is important that the thermal Coupling surfaces of the Semiconductor device are spaced from the circuit board, so that the power loss of the power semiconductor possible little to a warming the other components leads.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further Details and advantageous developments of the invention result from the dependent claims.

Die Anbindung des Halbleiterbauelements an das Wärmeaufnahmeelement erfolgt dabei nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unmittelbar über das Koppelelement. Dies bedeutet, dass, mit Ausnahme evtl. vorhandener Schutzschichten, keine weiteren Bauelemente, Zwischenschichten oder dergleichen zwischen Halbleiterbauelement und Wärmeaufnahmeelement bzw. Wärmeabfuhrelement vorgesehen sind, die das Wärmeabfuhrverhalten wesentlich beeinflussen und insbesondere hemmen könnten.The Connection of the semiconductor device to the heat receiving element takes place thereby according to a preferred embodiment of the invention directly on the Coupling element. This means that, with the exception of any existing protective layers, no further components, intermediate layers or the like between Semiconductor component and heat receiving element or heat removal element are provided, the heat dissipation behavior could significantly affect and in particular inhibit.

Das erfindungsgemäße Koppelelement ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zwischen der thermischen Ankopplungsfläche des Halbleiterbauelements und dem Wärmeaufnahmeelement angeordnet. Dadurch wird zum einen sichergestellt, dass eine optimale thermische Anbindung des Halbleiterbauelementes erfolgt. Zum anderen sichert eine derartige Anordnung des Koppelelementes eine sichere Isolierung der elektrisch leitenden Ankopplungsfläche des Halbleiterbauelementes gegen das Wärmeaufnahmeelement. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn die thermische Ankopplungsfläche des Halbleiterbauelementes vollständig auf dem Wärmeaufnahmeelement aufliegt, wenn also mit anderen Worten das Koppelelement die thermische Ankopplungsfläche vollständig überdeckt.The coupling element according to the invention is in a preferred embodiment the invention between the thermal coupling surface of the semiconductor device and the heat receiving element arranged. This ensures, on the one hand, that an optimal thermal connection of the semiconductor device takes place. On the other hand ensures such an arrangement of the coupling element a secure Isolation of the electrically conductive coupling surface of the Semiconductor device against the heat receiving element. Especially It is advantageous in this context if the thermal coupling surface of the Semiconductor device completely on the heat receiving element rests, so if in other words the coupling element thermal Coupling surface completely covered.

Als besonders vorteilhaft hat sich eine Anordnung erwiesen, bei der das Halbleiterbauelement eine Verbindung mit der Leiterplatte ausschließlich über die Kontaktfüße herstellt. In dieser Ausführungsform ist das Halbleiterbauelement in der Aussparung der Leiterplatte angeordnet und liegt dabei flächig mit seiner thermischen Ankopplungsfläche auf dem Wärmeaufnahmeelement auf, wobei zwischen Halbleiterbauelement und Wärmeaufnahmeelement das Koppelelement angeordnet ist.When Particularly advantageous, an arrangement has been found in the the semiconductor device connects to the circuit board exclusively via the Making contact feet. In this embodiment is the semiconductor device in the recess of the circuit board arranged and lies flat with its thermal coupling surface on the heat receiving element on, between the semiconductor device and the heat receiving element, the coupling element is arranged.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, das Koppelelement zwischen Halbleiterbauelement und Leiterplatte anzuordnen. Besonders vorteilhaft für eine gute Wärmeanfuhr ist es dann, wenn das Wärmeaufnahmeelement mit der Leiterplatte verbunden ist. Dies kann beispielsweise über eine Verschraubung, eine Anflanschung oder dergleichen erfolgen, wobei die Verbindungsflächen auf der Leiterplatte elektrisch isoliert sind. Damit auch in diesem Fall die Trennung von Leiterplatte und Halbleiterbauelement gewährleistet ist, weist die Leiterplatte erfindungsgemäß eine Aussparung zur Aufnahme des Halbleiterbauelementes bzw. des Koppelelementes auf. Mit anderen Worten liegt dann das Halbleiterbauelement auf dem Wärmeaufnahmeelement auf, ohne dass eine Wärmeübertragung zwischen Halbleiterbauelement und Leiterplatte erfolgt. Zugleich wird die vom Halbleiterbauelement erzeugte Wärme über das Koppelelement an das Wärmeaufnahmeelement abgeleitet, welches mit der Leiterplatte verbunden ist.A further embodiment of the invention provides for arranging the coupling element between the semiconductor component and the printed circuit board. It is particularly advantageous for a good heat intake when the heat receiving element is connected to the printed circuit board. This can be over, for example a screw, a flanging or the like take place, wherein the connecting surfaces are electrically insulated on the circuit board. Thus, the separation of printed circuit board and semiconductor device is ensured in this case, the circuit board according to the invention on a recess for receiving the semiconductor device or the coupling element. In other words, the semiconductor component then rests on the heat receiving element, without a heat transfer taking place between the semiconductor component and the printed circuit board. At the same time the heat generated by the semiconductor device is derived via the coupling element to the heat receiving element, which is connected to the circuit board.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Wärmeaufnahmeelement als Bestandteil der Leiterplatte ausgebildet. Beispielsweise kann es sich um eine sogenannte Heat-Sink-Leiterplatte handeln, also um eine Leiterplatte mit Wärmeableitflächen, wobei im vorliegenden Fall die Wärmeableitflächen als Wärmeaufnahmeelemente für das Halbleiterbauelement dienen. Zwischen dem Halbleiterbauelement (MosFet) und den Wärmeableitflächen aus Metall ist zur elektrischen Isolierung bevorzugt eine Siliziumschicht angeordnet. Anstelle von Multilayer-Leiterplatten in Heat-Sink-Technik können selbstverständlich auch herkömmliche Leiterplatten verwendet werden, die über eine entsprechende metallische Schicht oder Platte verfügen, die als Wärmeaufnahmeelement zur Wärmeabfuhr dient. Durch das Wärmeaufnahmeelement als Bestandteil der Leiterplatte ist eine besonders gute thermische Ankopplung der gesamten Leiterplatte an ein Gehäuse, einen Kühlkörper oder dergleichen möglich.In a further embodiment The invention is the heat receiving element formed as part of the circuit board. For example, it can be about a so-called heat-sink circuit board, so to a printed circuit board with Wärmeableitflächen, wherein in the present case, the heat sinks as Heat absorption elements for the Serve semiconductor device. Between the semiconductor device (MosFet) and the heat dissipation surfaces Metal is preferably a silicon layer for electrical insulation arranged. Instead of multilayer printed circuit boards in heat-sink technology Of course, too conventional Printed circuit boards are used, which have a corresponding metallic Have layer or plate, as the heat-absorbing element for heat dissipation serves. Through the heat absorption element As part of the circuit board is a particularly good thermal Coupling of the entire circuit board to a housing, a heat sink or the like possible.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht eine form- und/oder materialschlüssige Verbindung zwischen dem Wärmeaufnahmeelement der Leiterplatte und dem Gehäuse bzw. dem Kühlkörper vor. Durch eine derartige Verbindung, beispielsweise in Form einer Lötung, Schweißung oder dergleichen, werden die Übergangswiderstände minimiert.A further advantageous embodiment of the The invention provides a positive and / or material connection between the Heat absorption element the circuit board and the housing or the heat sink before. By such a connection, for example in the form of a soldering, welding or Like, the contact resistance is minimized.

Insbesondere bei der Verwendung von mit einem Wärmeaufnahmeelement direkt verbundenen Leiterplatten führt die Nutzung von thermischen Leitungen (engl.: thermal vias), also insbesondere Kontaktlöchern bzw. Durchkontaktierungen in Leiterplatten dazu, dass eine lokale Wärmeabfuhr aus der unmittelbaren Nähe des Halbleiterbauelementes bis hin zum Wärmeaufnahmeelement durch die Leiterplatte hindurch erfolgen kann. Durch einen derartigen Wärmetransport hin zu dem im Verhältnis zu den Halbleiterbauelementen vorzugsweise wesentlich größeren Wärmeaufnahmeelement können zusätzliche Wärmemengen durch die Leiterplatte hindurch transportiert und somit abgeführt werden.Especially when using printed circuit boards directly connected to a heat receiving element leads the Use of thermal lines (English: thermal vias), ie in particular vias or vias in printed circuit boards that a local heat dissipation from the immediate vicinity of the semiconductor device up to the heat receiving element by the PCB can be done through. By such a heat transfer towards the relative to the semiconductor devices preferably much larger heat receiving element can additional amounts of heat transported through the circuit board and thus be removed.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführung des Koppelelements als Platte oder Plättchen. Wird dieses Plättchen vor der Montage etwas gebogen, so wirkt es bei der Montage der Leiterplatte bzw. des Halbleiterbauelements wie eine Feder und übt einen Anpressdruck auf das Halbleiterbauelement bzw. das Wärmeaufnahmeelement aus. Hierdurch wird ein besonders niedriger Wärmeübergangswiderstand erreicht.Especially an embodiment of the invention is advantageous Coupling element as a plate or plate. Will this tile before the mounting slightly bent, so it works when mounting the circuit board or the semiconductor device as a spring and exerts a contact pressure to the semiconductor device or the heat receiving element. hereby becomes a particularly low heat transfer resistance reached.

Ein besonders geringer Wärmeübergangswiderstand wird ebenfalls durch besonders glatte Oberflächen von Halbleiterbauelement bzw. Koppelelement erzielt. Insbesondere bei rauen Oberflächen, insbesondere bei dem Koppelelement, ist daher die Anwendung einer geringen Menge Wärmeleitpaste vorteilhaft. So kann durch eine sehr dünne Schicht einer Wärmeleitpaste zwischen dem Halbleiterbauelement und dem Koppelelement sowie zwischen dem Koppelelement und dem Wärmeaufnahmeelement ein geringer Wärmeübergangswiderstand garantiert werden. Gleichzeitig ist eine ausreichende Wärmeleitung aufgrund des geringen Schichtdicken gewährleistet. Es ist vorteilhaft, dass die Wärmeleitpasteschichten sehr dünn sind, da der Wärmewiderstand von Wärmepaste verhältnismäßig groß zu dem von Koppelelementen ist. Falls die Oberflächen glatt genug sind, kann bevorzugt auf die Wärmeleitpaste verzichtet werden.One particularly low heat transfer resistance is also characterized by particularly smooth surfaces of semiconductor device or coupling element achieved. Especially with rough surfaces, in particular in the coupling element, therefore, the application of a small amount Thermal compound advantageous. So can through a very thin Layer of thermal paste between the semiconductor device and the coupling element and between the coupling element and the heat receiving element low heat transfer resistance be guaranteed. At the same time there is sufficient heat conduction guaranteed due to the low layer thicknesses. It is advantageous that the thermal paste layers very thin are because the thermal resistance of heat paste relatively large to that of coupling elements. If the surfaces are smooth enough, can preferably on the thermal paste be waived.

Zum Schutz gegen Berührung und gegen Eindringen von Fremdkörpern und Wasser (IP-Schutz) ist es vorteilhaft, das Halbleiterbauelement im Montageendzustand, also mit einem Koppelelement und einer thermischen Koppelfläche am Gehäuse mit einer isolierenden Umhüllung zu umschließen. Als Umhüllung wird dabei vorzugsweise eine Vergussmasse, insbesondere ein Isolationsgel mit hoher Wärmeleitfähigkeit sowie hohem spezifischen elektrischem Widerstand verwendet. Als mögliche Vergussmassen kommen dabei beispielsweise Polytec 865 oder ISO-K 711 in Frage. Anstelle des Isolationsgels kann auch ein Schutzlack aufgetragen werden. Dieser dient insbesondere auch dazu, das Koppelelement vor Umgebungseinflüssen zu schützen, also beispielsweise eine Oxidation des Koppelelementes zu verhindern.To the Protection against contact and against ingress of foreign bodies and water (IP protection), it is advantageous to the semiconductor device in the final assembled state, ie with a coupling element and a thermal coupling surface on the housing with an insulating cladding to enclose. As a serving is preferably a potting compound, in particular an isolation gel with high thermal conductivity as well as high specific electrical resistance. When possible potting compounds For example, Polytec 865 or ISO-K 711 are suitable. Instead of the insulating gel can also be applied a protective lacquer become. This also serves in particular to the coupling element environmental influences to protect, so For example, to prevent oxidation of the coupling element.

Gleichzeitig kann die Umhüllung als Koppelelement im Sinne der Erfindung verwendet werden, wenn sie eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist. Vorzugsweise wird dann die Umhüllung derart vorgenommen, dass eine beispielsweise blockartige Baueinheit entsteht, die Kontaktierungsfläche für das Wärmeaufnahmeelement aufweist. Da die Wärme in der Umhüllung vorzugsweise allseitig abgegeben wird, können mehrere Wärmeaufnahmeelemente an verschiedenen Seiten der Umhüllung vorgesehen sein.simultaneously can the serving be used as a coupling element in the context of the invention, when they have good thermal conductivity having. Preferably, then the envelope is made such that an example block-like unit is formed, the contact surface for the heat receiving element having. Because the heat in the serving is preferably dispensed on all sides, several heat receiving elements on different sides of the cladding be provided.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, ein besonders großes Koppelelement vorzugsweise in Form einer Platte einzusetzen, welches direkt auf dem Wärmeaufnahmeelement, also beispielsweise dem Karosserieteil eines Automobils, aufliegt. Durch die großflächige Auflage wird eine besonders gute Wärmeleitung und Wärmeabfuhr an das Wärmeaufnahmeelement gewährleistet. Bei dieser Ausführungsform sind vorzugsweise mehrere Halbleiterbauelemente auf ein und demselben Koppelelement angeordnet. Vorzugsweise wird hierfür die 3D-MID-Technologie angewendet. Mit anderen Worten erfolgt hier der Einsatz von räumlichen spritzgegossenen Schaltungsträgern (3-D Moulded Interconnect Devices), also Formteilen mit integrierter Leiterbildstruktur. Die Bestückung erfolgt vorzugsweise durch direktes Aufkleben der Chips (Dies) auf das Koppelelement. Das Koppelelement ist hierbei bevorzugt mit einem Gehäuse, insbesondere aus Aluminium, verbunden.In a further embodiment The invention provides a particularly large coupling element preferably in the form of a plate, which directly on the heat receiving element, So for example, the body part of an automobile, rests. Due to the large-scale edition will a particularly good heat conduction and heat dissipation to the heat receiving element guaranteed. In this embodiment are preferably a plurality of semiconductor devices on one and the same Coupling arranged. Preferably, the 3D-MID technology is used for this purpose. In other words, here is the use of spatial injection molded circuit boards (3-D Molded Interconnect Devices), so moldings with integrated Conductive pattern structure. The equipment is preferably done by directly sticking the chips (Dies) on the Coupling element. The coupling element is in this case preferably with a Casing, in particular made of aluminum.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich das Koppelelement insbesondere dadurch aus, dass es eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 50 W/(m · K) aufweist. Ganz besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Koppelelements mit einer Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 230 W/(m · K). Neben dieser guten Wärmeleitfähigkeit zeichnet sich das Koppelelement erfindungsgemäß durch eine besonders geringe elektrische Leitfähigkeit aus. Diese beträgt dabei vorzugsweise höchstens 10 · 106 S/m. Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die elektrische Leitfähigkeit 0,1 · 106 S/m nicht übersteigt.In an advantageous embodiment of the invention, the coupling element is characterized in particular in that it has a thermal conductivity of at least 50 W / (m · K). Especially advantageous is the use of a coupling element with a thermal conductivity of at least 230 W / (m · K). In addition to this good thermal conductivity, the coupling element according to the invention is characterized by a particularly low electrical conductivity. This is preferably at most 10 · 10 6 S / m. It is particularly advantageous if the electrical conductivity does not exceed 0.1 × 10 6 S / m.

Als Material zur Verwendung in einem derartigen Koppelelement eignet sich insbesondere Kohlenstoff in verschiedenen Formen, insbesondere in Form von Diamant oder in Form von wärmeleitender Graphitfolie, welche besonders einfach durch Kleben befestigt werden kann. Neben Kohlenstoff sind weitere Elemente der vierten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente geeignet, insbesondere in kristalliner Form, also z.B. kristallines Silicium, kristallines Zinn und kristallines Germanium. Darüber hinaus können diverse Halbleitermaterialien, wie beispielsweise Galliumarsenid sowie wärmeleitende Keramik, insbesondere Berylliumoxid, Aluminiumnitrid und Aluminiumoxid eingesetzt werden. Insbesondere Koppelelemente aus derartigen Keramiken weisen besonders hohe Wärmeleitwerte bis hin zu 300 W/(m · K) auf. Sowohl diese Keramiken als auch Silizium-Koppelelemente sind sehr gute elektrische Isolatoren und weisen eine besonders hohe elektrische Durchschlagfestigkeit auf.When Material suitable for use in such a coupling element In particular carbon in various forms, in particular in the form of diamond or in the form of thermally conductive graphite foil, which can be attached particularly easily by gluing. Next Carbon are other elements of the fourth main group of the periodic table of the elements, in particular in crystalline form, e.g. crystalline silicon, crystalline tin and crystalline germanium. About that can out various semiconductor materials, such as gallium arsenide as well as thermally conductive Ceramics, in particular beryllium oxide, aluminum nitride and aluminum oxide be used. In particular coupling elements of such ceramics have particularly high thermal conductivity up to 300 W / (m · K) on. Both these ceramics and silicon coupling elements are very good electrical Insulators and have a particularly high dielectric strength on.

Das Koppelelement kann vollständig aus einem einzigen Material bestehen. Beispielsweise kann ein Si-Plättchen als Koppelelement eingesetzt werden. Das Koppelelement kann jedoch ebenso aus verschiedenen Materialien aufgebaut sein, beispielsweise in Schichtform. Es ist jedoch hierbei darauf zu achten, dass der thermische Gesamtwiderstand durch die einzelnen Übergangswiderstände nicht zu groß wird. Darüber hinaus kann das Koppelelement auch aus einem Materialgemisch, beispielsweise einer Legierung, bestehen.The Coupling element can completely consist of a single material. For example, a Si wafer may be used as Coupling element can be used. However, the coupling element can also be made be constructed of different materials, for example in layer form. However, it is important to ensure that the total thermal resistance not by the individual contact resistances gets too big. About that In addition, the coupling element can also be made of a material mixture, for example an alloy.

Die Erfindung sieht darüber hinaus vor, derartige Koppelelemente direkt im oder am Halbleiterbauelement anzuordnen. Beispielsweise können Plättchen aus kristallinem Silicium durch den Halbleiterhersteller direkt auf das Halbleiterbauelement aufgebracht werden, um eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine hohe elektrische Durchschlagfestigkeit zu erreichen. Insbesondere sind die Koppelelemente im oder am Gehäuse des Bauelementes und im Bereich der Wärmeabfuhrfläche angeordnet. Gegen eine Oxidation des Koppelelements, welches bevorzugt aus Silizium besteht, ist vorzugsweise eine Schutzfolie am Koppelelement vorgesehen, die vor der Montage abgezogen werden kann. Der Schutz kann auch auf andere Art erfolgen.The Invention sees about it In addition, such coupling elements directly in or on the semiconductor device to arrange. For example, platelets can crystalline silicon by the semiconductor manufacturer directly on the semiconductor device can be applied to a high thermal conductivity and to achieve a high electrical breakdown strength. Especially are the coupling elements in or on the housing of the device and in Area of the heat dissipation surface arranged. Against oxidation of the coupling element, which is preferably made of silicon exists, a protective film is preferably provided on the coupling element, which can be removed before assembly. The protection can also be up other type done.

Durch die Verwendung eines wärmeleitenden und elektrisch isolierenden Koppelelementes zur thermischen Ankopplung eines Halbleiterbauelementes an ein Wärmeaufnahmeelement bei gleichzeitiger elektrischer Isolierung kann die Wärmeabfuhr in beliebigen Halbleiterbauelementanordnungen verbessert werden.By the use of a thermally conductive and electrically insulating coupling element for thermal coupling a semiconductor device to a heat receiving element with simultaneous electrical Insulation can heat dissipation be improved in any semiconductor device arrangements.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Wärmeaufnahmeelement als Teil des Gehäuses ausgebildet. Durch die gute Wärmekopplung wirkt das gesamte Gehäuse als gut thermisch gekoppelter Kühlkörper für das Bauelement.at a particularly preferred embodiment is the heat receiving element as part of the housing educated. Due to the good heat coupling affects the entire case as a well thermally coupled heat sink for the device.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die anhand der Abbildungen beschrieben werden. Hierbei zeigen:following the invention will be explained in more detail by means of embodiments which be described with reference to the figures. Hereby show:

1 einen MosFet von vorne, 1 a MosFet from the front,

2 einen MosFet von der Seite in teilweise geschnittener Darstellung, 2 a MosFet from the side in partially cut representation,

3 einen MosFet von hinten, 3 a MosFet from behind,

4 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels in einem Schnitt entlang der Linie IV-IV aus 5, und 4 a schematic side view of an embodiment of the invention in a section along the line IV-IV 5 , and

5 eine schematische Draufsicht des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels aus 5 in einem Schnitt entlang der Linie V-V aus 4. 5 a schematic plan view of the embodiment of the invention 5 in a section along the line VV 4 ,

1 zeigt einen MosFet 20 der Firma International Rectifier vom Typ IRF1405S von vorne (Gehäuseseite). Das Gehäuse hat die so genannte Form D2Pak. 1 shows a MosFet 20 the International Rectifier type IRF1405S from the front (Ge housing side). The housing has the so-called form D 2 Pak.

2 zeigt den MosFet 20 von der Seite, und 3 zeigt den MosFet 20 von hinten (Anschlussseite). Die Anordnung ist natürlich für alle Halbleiterbauelemente vorteilhaft, die Verlustleistung erzeugen. 2 shows the MosFet 20 from the side, and 3 shows the MosFet 20 from behind (connection side). Of course, the arrangement is advantageous for all semiconductor devices that generate power loss.

Der MosFet 20 weist einen mit G bezeichneten Gate-Anschluss 201, einen mit S bezeichneten Source-Anschluss 202 und einen mit D bezeichneten Drain-Anschluss 203 auf. Die übliche Anschlussseite ist mit 205 und die übliche Gehäuseseite mit 206 bezeichnet.The MosFet 20 has a gate terminal labeled G 201 , a source port labeled S 202 and a drain port labeled D 203 on. The usual connection side is with 205 and the usual housing side with 206 designated.

Der Drain-Anschluss 203 ist auf der Anschlussseite 205 als Fläche 209 und auf der Gehäuseseite 206 als Vorsprung 210 ausgebildet.The drain connection 203 is on the connection side 205 as area 209 and on the case side 206 as a lead 210 educated.

In der Seitenansicht von 2 ist der MosFet 20 teilweise geschnitten dargestellt, um den Verlauf des Drain-Anschlusses 203 besser zu sehen. Ohne den Schnitt wäre der Drain-Anschluss 203 nur im Bereich des Vorsprungs 210 zu sehen, da er an der Seite von einem Kunststoffbereich 212 umgeben ist, vgl. 3. Der Rest des Drain-Anschlusses 203 ist durch eine strichpunktierte Linie 211 angedeutet.In the side view of 2 is the mos fet 20 shown partially cut to the course of the drain connection 203 better to see. Without the cut would be the drain connection 203 only in the area of the projection 210 to be seen, as he is on the side of a plastic area 212 is surrounded, cf. 3 , The rest of the drain connection 203 is by a dash-dotted line 211 indicated.

Der Gate-Anschluss 201 und der Source-Anschluss 202 sind als Beinchen ausgeführt, und 2 zeigt eine Kontaktierung mit einer angedeuteten Leiterplatte 27 in der üblichen Weise. Dabei wird die Wärme des Halbleiterbauelements 20 im Wesentlichen über die Fläche 209 des Drain-Anschlusses 203 auf die Leiterplatte 27 übertragen, die somit auch als Kühlkörper dient.The gate connection 201 and the source port 202 are designed as legs, and 2 shows a contact with an indicated circuit board 27 in the usual way. At this time, the heat of the semiconductor device becomes 20 essentially over the area 209 of the drain connection 203 on the circuit board 27 transferred, which thus also serves as a heat sink.

Neben der Gehäuseform D2Pak sind auch andere Formen wie z.B. TO262 bekannt. Es werden bevorzugt Gehäusearten verwendet, welche reflow-lötfähig sind. Das Biegen der Beinchen für die erfindungsgemäße Anordnung geschieht bevorzugt als Spezialbiegung beim Halbleiterhersteller.In addition to the housing D 2 Pak other shapes such as TO262 are known. It is preferred to use housing types which are reflow-solderable. The bending of the legs for the arrangement according to the invention is preferably done as a special bend in the semiconductor manufacturer.

4 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung, und 5 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Anordnung. Die Leiterplatte 27 weist eine Kupferschicht 271 und eine Isolationsschicht 272 auf. In der Kupferschicht 271 sind Leiterbahnen 273 vorgesehen. Es handelt sich bevorzugt um eine Multilayer-Leiterplatte. 4 shows a section through an inventive arrangement, and 5 shows a plan view of an inventive arrangement. The circuit board 27 has a copper layer 271 and an insulation layer 272 on. In the copper layer 271 are tracks 273 intended. It is preferably a multilayer printed circuit board.

Die Leiterplatte 27 weist eine Aussparung 274 und eine Aussparung 274' auf, welche Aussparungen derart ausgebildet sind, dass ein Halbleiterbauelement 20 bzw. 20' zumindest teilweise darin Platz findet.The circuit board 27 has a recess 274 and a recess 274 ' on which recesses are formed such that a semiconductor device 20 respectively. 20 ' at least partially fits into it.

Zwei MosFets 20 bzw. 20' sind "auf dem Kopf" eingebaut, d.h. die Anschlussseite 205 zeigt von der Leiterplatte 27 weg. Die Gehäuseseite 206 ist teilweise in der Aussparung 274 bzw. 274' angeordnet.Two MosFets 20 respectively. 20 ' are installed "on the head", ie the connection side 205 shows from the circuit board 27 path. The housing side 206 is partially in the recess 274 respectively. 274 ' arranged.

Der MosFet 20 bzw. 20' ist über den Vorsprung 210 des Drain-Anschlusses 203 mit der Kupferschicht 271 der Leiterplatte 27 verbunden. Hierzu sind die als Beinchen ausgeführten Anschlüsse 201, 202, also der Gate-Anschluss 201 und der Source-Anschluss 202 schwanenhalsförmig gebogen, so dass diese in der erfindungsgemäßen Einbaulage auf der Leiterplatte aufliegen. Die Anschlüsse 201, 202, 203 sind über Lötstellen 221, 222, 223 mit den Leiterbahnen 273 verbunden. Der Drain-Anschluss 203, 223 dient als zusätzliche Kontaktierung und ermöglicht eine bessere Stromabfuhr.The MosFet 20 respectively. 20 ' is about the lead 210 of the drain connection 203 with the copper layer 271 the circuit board 27 connected. These are the ports running as legs 201 . 202 So the gate connection 201 and the source port 202 bent gooseneck-shaped, so that they rest in the mounting position according to the invention on the circuit board. The connections 201 . 202 . 203 are over solder joints 221 . 222 . 223 with the tracks 273 connected. The drain connection 203 . 223 serves as additional contact and allows better power drainage.

Auf der Anschlussseite 205 des Halbleiterbauelements 20 bzw. 20' ist jeweils ein wärmeleitendes aber elektrisch isolierendes Silizium-Plättchen 23 oder ein anderes Koppelelement angeordnet. Für das Koppelelement kann auch ein anderes geeignetes Material (Element, Verbindung) verwendet werden, welches zugleich elektrisch isolierend ist. Das im ursprünglichen Zustand bevorzugt leicht gebogene Plättchen 23 wirkt wie eine Feder und übt einen Anpressdruck auf das Halbleiterbauelement 20 aus, so dass ein besonders niedriger Wärmeübergangswiderstand erreicht wird. Das Silizium-Plättchen 23 und das Halbleiterbauelement 20 sind bevorzugt durch Auftragen eines Schutzlackes (nicht dargestellt) vor Oxidation geschützt. Zwischen Silizium-Plättchen 23 und Halbleiterbauelement 20 ist bevorzugt eine sehr dünne Schicht einer Wärmeleitpaste oder einer Wärmeleitfolie (nicht dargestellt) aufgetragen, um Unebenheiten auszugleichen und den durch die Unebenheiten resultierenden Wärmeübergangswiderstand zu verringern. Im Vergleich zu anderen Konzepten können mit der erfindungsgemäßen Anordnung so geringe Toleranzen erreicht werden, dass besonders dünne Wärmeleitfolien zum Einsatz kommen können.On the connection side 205 of the semiconductor device 20 respectively. 20 ' is in each case a thermally conductive but electrically insulating silicon wafer 23 or another coupling element arranged. For the coupling element can also be another suitable material (element, compound) can be used, which is also electrically insulating. The preferred in the original state, slightly curved platelets 23 acts as a spring and exerts a contact pressure on the semiconductor device 20 out, so that a particularly low heat transfer resistance is achieved. The silicon wafer 23 and the semiconductor device 20 are preferably protected by oxidation by applying a protective lacquer (not shown). Between silicon platelets 23 and semiconductor device 20 Preferably, a very thin layer of thermal grease or a Wärmeleitfolie (not shown) is applied to compensate for bumps and to reduce the resulting by the bumps heat transfer resistance. In comparison with other concepts, the arrangement according to the invention can achieve such narrow tolerances that particularly thin heat-conducting foils can be used.

Das Ausgleichen der Unebenheiten kann auch durch andere Materialien, durch entsprechende molekulare Anordnungen oder durch bearbeitetes Silizium und Gegenflächen erfolgen.The Balancing the bumps can also be done by other materials, by appropriate molecular arrangements or by machined Silicon and counter surfaces respectively.

Das Halbleiterbauelement 20 liegt nicht auf der Leiterplatte 27 auf. Vielmehr ist das Halbleiterbauelement 20 in der Aussparung 274 der Leiterplatte 27 angeordnet, wobei eine Verbindung zwischen Halbleiterbauelement 20 und Leiterplatte 27 ausschließlich über die auf der Leiterplatte 27 angelöteten Kontaktfüße herstellt wird. Die Leiterplatte 27 ist mit anderen Worten von dem Halbleiterbauelement 20 und insbesondere von der thermischen Ankopplungsfläche 205, also der Kühlfläche des Halbleiterbauelements 20, völlig getrennt, so dass keine Abwärme auf die schlecht wärmeleitende Leiterplatte 27 übertragen wird.The semiconductor device 20 is not on the circuit board 27 on. Rather, the semiconductor device 20 in the recess 274 the circuit board 27 arranged, wherein a connection between the semiconductor device 20 and circuit board 27 exclusively via the on the circuit board 27 soldered contact feet is produced. The circuit board 27 in other words, is the semiconductor device 20 and in particular of the thermal coupling surface 205 , So the cooling surface of the semiconductor device 20 , completely separate, so no ab Heat on the poorly heat-conductive circuit board 27 is transmitted.

Zugleich ermöglicht die versenkte Anordnung in der Aussparung 274 der Leiterplatte 27 eine geringe Bauhöhe. Leiterplatten mit einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung sind daher universeller einsetzbar.At the same time allows the recessed arrangement in the recess 274 the circuit board 27 a low height. Circuit boards with a semiconductor device according to the invention are therefore universally applicable.

Auf der dem Halbleiterbauelement 20 gegenüberliegenden Seite des Siliziumplättchens 23 ist ein Kühlkörper 51 zur Aufnahme der Wärme der Halbleiterbauelemente 20 und 20' angeordnet. Der Kühlkörper 51 kann hierbei aus Metall sein, da die Siliziumplättchen 23 elektrisch isolierend sind, und somit kein Kurzschluss zwischen den Halbleiterbauelementen 20 und 20' entstehen kann, und der Kühlkörper 51 weist bevorzugt Kühlrippen zur besseren Konvektionskühlung auf. Die Silizium-Plättchen 23 und der Kühlkörper 51 sind in der Draufsicht von 5 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet.On the the semiconductor device 20 opposite side of the silicon wafer 23 is a heat sink 51 for receiving the heat of the semiconductor devices 20 and 20 ' arranged. The heat sink 51 This can be made of metal, since the silicon platelets 23 are electrically insulating, and thus no short circuit between the semiconductor devices 20 and 20 ' can arise, and the heat sink 51 preferably has cooling fins for better convection cooling. The silicon platelets 23 and the heat sink 51 are in the top view of 5 indicated by a dash-dotted line.

Die Leiterbahnen 273 führen zu weiteren nicht dargestellten Kontaktpunkten sowie zu weiteren elektrischen und elektronischen Bauelementen 275.The tracks 273 lead to other contact points, not shown, as well as other electrical and electronic components 275 ,

Da bei diesem Ausführungsbeispiel die vom Halbleiterbauelement 20 erzeugte Wärme nicht über die Leiterplatte 27 sondern über einen von der Leiterplatte im Wesentlichen getrennten Kühlkörper 51 abgeführt wird, werden die übrigen (nicht dargestellten) Bauelemente auf der Leiterplatte 27 weniger stark erhitzt, und dies führt zu einer höheren Lebensdauer der gesamten Anordnung und einem besonders stabilen Betriebsverhalten der Halbleiterbauelemente 20. Bei hohen Umgebungstemperaturen der Applikation um z.B. 125 °C wird erst durch die erfindungsgemäße Anordnung ein Betrieb möglich.As in this embodiment, that of the semiconductor device 20 generated heat not over the PCB 27 but via a substantially separate from the circuit board heatsink 51 is discharged, the remaining (not shown) components on the circuit board 27 less heated, and this leads to a longer life of the entire arrangement and a particularly stable performance of the semiconductor devices 20 , At high ambient temperatures of the application to eg 125 ° C operation is possible only by the arrangement according to the invention.

Ist die Leiterplatte 27 mit einem Gehäuse (nicht abgebildet) verbunden, so können aufgrund des verwendeten Koppelelementes 23 Halbleiterbauelemente 20 mit unterschiedlichem Potential an ein und dasselbe Gehäuseteil angekoppelt werden, da die Koppelelemente 23 elektrisch isolierend sind. Ein Potentialausgleich über das Gehäuse ist somit ausgeschlossen. Anstelle des Gehäuses kann auch ein Kühlkörper, also ein Bauteil, bei dem insbesondere durch Konvektion Wärmeenergie über bewegte Teilchen abtransportiert wird, oder ein anderes Wärmeaufnahmeelement zur Verbindung mit der Leiterplatte 27 vorgesehen sein. Gegenüber bekannten Anordnungen zeichnet sich die dann vorliegende Halbleiterbauelementanordnung durch eine besonders gute Wärmeabfuhr mittels Wärmeleitung aus. Weiterhin werden die übrigen Bauteile auf der Leiterplatte thermisch geringer beansprucht. Es kann für eine besonders zuverlässige Wärmeabfuhr erforderlich sein, die an das Gehäuse übergebene Wärme von dessen Außenseite abzuführen, um einen Wärmestau zu vermeiden. Dies kann zum einen durch Konvektionskühlung mittels eines Kühlkörpers oder aber durch eine Anbindung der Gehäuseaußenseite an thermisch leitende Materialien erfolgen. Darüber hinaus können auch zusätzliche Kühlrippen an dem Gehäuse vorgesehen sein, so dass das Gehäuse einen guten Kühlkörper darstellt. Sämtliche an Gehäuseteilen angebrachte Kühlrippen weisen vorzugsweise eine möglichst raue Oberfläche auf, so dass der Konvektionsübergangswiderstand verringert ist. Besonders vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang schwarze Kühlrippen, insbesondere aus Aluminiumoxid.Is the circuit board 27 connected to a housing (not shown), so may due to the coupling element used 23 Semiconductor devices 20 be coupled with different potential to one and the same housing part, since the coupling elements 23 are electrically insulating. Equipotential bonding across the housing is thus excluded. Instead of the housing may also be a heat sink, so a component in which, in particular by convection heat energy is removed by moving particles, or another heat receiving element for connection to the circuit board 27 be provided. Compared to known arrangements, the semiconductor device arrangement then present is characterized by a particularly good heat dissipation by means of heat conduction. Furthermore, the other components are subjected to lower thermal stress on the circuit board. It may be necessary for a particularly reliable heat dissipation to dissipate the heat transferred to the housing from the outside, in order to avoid heat accumulation. This can be done by convection cooling by means of a heat sink or by connecting the outside of the housing to thermally conductive materials. In addition, additional cooling fins may be provided on the housing, so that the housing is a good heat sink. All mounted on housing parts cooling fins preferably have the roughest possible surface, so that the convection transfer resistance is reduced. In this context, black cooling fins, in particular of aluminum oxide, are particularly advantageous.

Ein großer Vorteil dieser Anordnung ist, dass das Bauelement 20 bzw. 20' mit einer so genannten Reflow-Löttechnik auf der Leiterplatte 27 befestigt und elektrisch kontaktiert werden kann. Bei der Reflow-Löttechnik ist die Leiterplatte auf der Leiterbahnenseite mit einer Lotpaste versehen. Die Bauelemente werden an der passenden Stelle aufgesetzt, und anschließend wird die gesamte Anordnung in einen Reflow-Ofen eingesetzt und dort erwärmt. Durch das Erwärmen schmilzt die Lotpaste, und es entstehen die Lotkontakte 221, 222 und 223. Von Vorteil ist, dass die MosFets 20, 20' in einem Verfahrensschritt gemeinsam mit anderen Bauelementen gelötet werden können. Sämtliche Bauteile sind somit auf einmal bestückbar, wodurch die Prozeßkosten für die Herstellung einer derart bestückten Leiterplatte vergleichsweise niedrig sind. Das Reflow-Löten ist viel kostengünstiger als beispielsweise das Welle-Löten (bei bedrahteten Leistungshalbleitern und Thru-Hole-Löten). Das Reflow-Löten wird erst durch das Fenster in der Leiterplatte möglich, und bei anderen Anordnungen muss Welle-Löten verwendet werden.A big advantage of this arrangement is that the device 20 respectively. 20 ' with a so-called reflow soldering technique on the circuit board 27 attached and can be contacted electrically. In the reflow soldering technique, the circuit board is provided with a solder paste on the conductor track side. The components are placed in the appropriate place, and then the entire assembly is placed in a reflow oven and heated there. By heating, the solder paste melts, and the solder contacts are formed 221 . 222 and 223 , The advantage is that the MosFets 20 . 20 ' in a process step can be soldered together with other components. All components are thus equippable at a time, whereby the process costs for the production of such a printed circuit board are comparatively low. Reflow soldering is much cheaper than, for example, wave soldering (for leaded power semiconductors and thru-hole soldering). The reflow soldering is possible only through the window in the circuit board, and in other arrangements wave soldering must be used.

Die Silizium-Plättchen 23 werden bevorzugt bereits durch den Halbleiterhersteller auf der Hauptwärmeableitungsfläche 209 (vgl. 3) der Halbleiterbauelemente vor der Montage befestigt, um die Montage zu vereinfachen. Bevorzugt besteht die Fläche 209 bereits aus Silizium.The silicon platelets 23 are already preferred by the semiconductor manufacturer on the main heat dissipation surface 209 (see. 3 ) of the semiconductor devices prior to assembly to facilitate assembly. Preferably, the area exists 209 already made of silicon.

Bevorzugt wird anstatt der zwei kleinen Silizium-Plättchen 23 ein großes Silizium-Plättchen verwendet, welches sich über mehrere MosFets 20, 20' erstreckt. Dies erspart das Ausrichten verschiedener Silizium-Plättchens bei der Montage. In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind das oder die Silizium-Plättchen 23 vor der Montage bereits an dem Kühlkörper 51 befestigt, um weiteren Montageaufwand einzusparen.Preference is given instead of the two small silicon platelets 23 a large silicon wafer is used, which spreads over several mosfets 20 . 20 ' extends. This saves alignment of various silicon wafers during assembly. In a further preferred embodiment, the silicon wafer (s) is / are 23 before mounting already on the heat sink 51 fastened to save further assembly work.

Bevorzugt ist das Koppelelement derart an der thermischen Ankopplungsfläche angeordnet, dass diese im Wesentlichen vollständig elektrisch isoliert ist. Dies vermindert die Gefahr eines Kurzschlusses, und es kann auch eine elektrisch schlecht isolierende Wärmeleitpaste verwendet werden.Prefers the coupling element is arranged on the thermal coupling surface such that these are essentially complete is electrically isolated. This reduces the risk of a short circuit, and it may also be a poor electrical insulating thermal paste be used.

Der Fachmann erkennt sofort, dass eine erfindungsgemäße Anordnung auch mit anderen Halbleiterbauelementformen möglich ist, die beispielsweise andere Gehäuseformen, andere Beinchenformen oder aber Drain-Anschlüsse in Beinchenform aufweisen.Of the A person skilled in the art immediately recognizes that an arrangement according to the invention also works with others Semiconductor device shapes possible is, for example, other housing shapes, other leg shapes or but drain connections in Beinchenform have.

20, 20'20 20 '
HalbleiterbauelementSemiconductor device
2121
Gehäusecasing
2323
Silizium-PlättchenSilicon wafer
2727
Leiterplattecircuit board
5151
Kühlkörperheatsink
201201
Gate-Anschluss GGate terminal G
202202
Source-Anschluss SSource terminal S
203203
Drain-Anschluss DDrain D
205205
Anschlussseiteterminal side
206206
Gehäuseseitecase side
209209
Fläche des Drain-Area of drain
Anschlussesconnection
210210
Vorsprunghead Start
212212
KunststoffbereichPlastics Division
221, 222, 223221 222, 223
Lötstellensolder joints
271271
Kupferschichtcopper layer
272272
Isolationsschichtinsulation layer
273273
Leiterbahnenconductor tracks
274, 274'274 274 '
Aussparungenrecesses

Claims (32)

Anordnung mit einer Leiterplatte (27), welche mit einer Aussparung (274) versehen ist, ferner mit mindestens einem Halbleiterbauelement, bei der das Halbleiterbauelement (20) zumindest teilweise in der Aussparung (274) der Leiterplatte (27) angeordnet und zum Zweck einer thermischen Ankopplung über ein wärmeleitendes und im Wesentlichen elektrisch isolierendes Koppelelement (23) mit einem Wärmeaufnahmeelement (51) verbunden ist.Arrangement with a printed circuit board ( 27 ), which with a recess ( 274 ), further comprising at least one semiconductor component, in which the semiconductor component ( 20 ) at least partially in the recess ( 274 ) of the printed circuit board ( 27 ) and for the purpose of thermal coupling via a thermally conductive and substantially electrically insulating coupling element ( 23 ) with a heat receiving element ( 51 ) connected is. Anordnung nach Anspruch 1, bei der das Halbleiterbauelement (20) unmittelbar über das Koppelelement (23) mit dem Wärmeaufnahmeelement (51) verbunden ist.Arrangement according to Claim 1, in which the semiconductor component ( 20 ) directly via the coupling element ( 23 ) with the heat receiving element ( 51 ) connected is. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Halbleiterbauelement (20) mindestens eine thermische Ankopplungsfläche (205) aufweist, und bei der das Koppelelement (23) zwischen der thermischen Ankopplungsfläche (205) des Halbleiterbauelements (20) und dem Wärmeaufnahmeelement (51) angeordnet ist.Arrangement according to Claim 1 or 2, in which the semiconductor component ( 20 ) at least one thermal interface ( 205 ), and in which the coupling element ( 23 ) between the thermal interface ( 205 ) of the semiconductor device ( 20 ) and the heat receiving element ( 51 ) is arranged. Anordnung nach Anspruch 3, bei der die der thermischen Ankopplungsfläche (205) des Halbleiterbauelements (20) zugewandte Fläche des Koppelelements (23) mindestens der thermischen Ankopplungsfläche des Halbleiterbauelements (20) entspricht.Arrangement according to Claim 3, in which the surface of the thermal interface ( 205 ) of the semiconductor device ( 20 ) facing surface of the coupling element ( 23 ) at least the thermal coupling surface of the semiconductor device ( 20 ) corresponds. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, bei der die der thermischen Ankopplungsfläche des Halbleiterbauelements (20) zugewandte Fläche des Wärmeaufnahmeelements (51) mindestens der thermischen Ankopplungsfläche des Halbleiterbauelements (20) entspricht.Arrangement according to claim 3 or 4, wherein the thermal coupling surface of the semiconductor device ( 20 ) facing surface of the heat receiving element ( 51 ) at least the thermal coupling surface of the semiconductor device ( 20 ) corresponds. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei der die thermische Ankopplungsfläche (205) des Halbleiterbauelements (20) im Wesentlichen vollständig über das Koppelelement (23) mit dem Wärmeaufnahmeelement (51) verbunden ist.Arrangement according to one of Claims 3 to 5, in which the thermal coupling surface ( 205 ) of the semiconductor device ( 20 ) substantially completely via the coupling element ( 23 ) with the heat receiving element ( 51 ) connected is. Anordnung nach Anspruch einem der Ansprüche 3 bis 6, bei der das Koppelelement (23) derart an der thermischen Ankopplungsfläche (205) angeordnet ist, dass diese im Wesentlichen vollständig elektrisch isoliert ist.Arrangement according to one of Claims 3 to 6, in which the coupling element ( 23 ) at the thermal interface ( 205 ) is arranged so that it is substantially completely electrically isolated. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem plattenförmigen Koppelelement (23).Arrangement according to one of the preceding claims, having a plate-shaped coupling element ( 23 ). Anordnung nach Anspruch 8, bei der das Koppelelement (23) im unmontierten Zustand eine gebogene Form aufweist.Arrangement according to Claim 8, in which the coupling element ( 23 ) in the unassembled state has a curved shape. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zwischen Halbleiterbauelement (20) und Koppelelement (23) eine dünne Schicht Wärmeleitpaste vorgesehen ist.Arrangement according to one of the preceding claims, in which between semiconductor component ( 20 ) and coupling element ( 23 ) a thin layer of thermal compound is provided. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine zumindest das Halbleiterbauelement (20) im Montageendzustand umschließende isolierende Umhüllung vorgesehen ist, welche insbesondere aus Vergussmasse und/oder Isolationsgel ausgebildet ist.Arrangement according to one of the preceding claims, in which an at least the semiconductor component ( 20 ) is provided in the final assembled state enclosing insulating sheath, which is formed in particular from potting compound and / or insulation gel. Anordnung nach Anspruch 11, mit wenigstens zwei verschiedenen Wärmeaufnahmeelementen.Arrangement according to claim 11, with at least two different heat absorption elements. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mehrere Halbleiterbauelemente (20) mit einem gemeinsamen Koppelelement (23) verbunden sind.Arrangement according to one of the preceding claims, in which a plurality of semiconductor components ( 20 ) with a common coupling element ( 23 ) are connected. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Koppelelement (23) eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 50 W/(m*K) aufweist.Arrangement according to one of the preceding claims, in which the coupling element ( 23 ) has a thermal conductivity of at least 50 W / (m * K). Anordnung nach Anspruch 14, bei der das Koppelelement (23) eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 230 W/(m*K) aufweist.Arrangement according to Claim 14, in which the coupling element ( 23 ) has a thermal conductivity of at least 230 W / (m * K). Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Koppelelement (23) eine elektrische Leitfähigkeit von höchstens 10*106 S/m aufweist.Arrangement according to one of the preceding claims, in which the coupling element ( 23 ) has an electrical conductivity of at most 10 * 10 6 S / m having. Anordnung nach Anspruch 16, bei der das Koppelelement (23) eine elektrische Leitfähigkeit von höchstens 0,1*106 S/m aufweist.Arrangement according to Claim 16, in which the coupling element ( 23 ) has an electrical conductivity of at most 0.1 * 10 6 S / m. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Koppelement (23) fest mit dem Halbleiterbauelement (20) verbunden ist.Arrangement according to one of the preceding claims, in which the coupling element ( 23 ) fixed to the semiconductor device ( 20 ) connected is. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Koppelelement (23) wenigstens ein Material aus folgender Gruppe aufweist: Kohlenstoff, insbesondere Diamant, wärmeleitende Graphitfolie; kristallines Silizium; kristallines Zinn; kristallines Germanium; Galliumarsenid; wärmeleitende Keramik, insbesondere Berylliumoxid, Aluminiumnitrit, Aluminiumoxid.Arrangement according to one of the preceding claims, in which the coupling element ( 23 ) comprises at least one material from the following group: carbon, in particular diamond, thermally conductive graphite foil; crystalline silicon; crystalline tin; crystalline germanium; gallium arsenide; thermally conductive ceramics, in particular beryllium oxide, aluminum nitrite, aluminum oxide. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Halbleiterbauelement (20) ein MosFet ist.Arrangement according to one of the preceding claims, in which the semiconductor component ( 20 ) is a MosFet. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Koppelelement (23) zwischen Halbleiterbauelement (20) und Leiterplatte (27) angeordnet ist.Arrangement according to one of the preceding claims, wherein the coupling element ( 23 ) between semiconductor device ( 20 ) and printed circuit board ( 27 ) is arranged. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Leiterplatte, die über elektrische Kontaktverbindungen (222, 223) mit dem Halbleiterbauelement (20) verbunden ist, bei der das Wärmeaufnahmeelement mit der Leiterplatte verbunden ist, und bei der die Leiterplatte eine Aussparung aufweist, in der das Koppelelement (23) zur thermischen Verbindung des Halbleiterbauelements (20) mit dem Wärmeaufnahmeelement angeordnet ist.Arrangement according to one of the preceding claims, comprising a printed circuit board which is connected via electrical contact connections ( 222 . 223 ) with the semiconductor device ( 20 ) is connected, wherein the heat receiving element is connected to the circuit board, and wherein the circuit board has a recess in which the coupling element ( 23 ) for the thermal connection of the semiconductor device ( 20 ) is arranged with the heat receiving element. Anordnung nach Anspruch 22, bei der das Wärmeaufnahmeelement ein Bestandteil der Leiterplatte ist.Arrangement according to claim 22, wherein the heat receiving element is a part of the circuit board. Anordnung nach Anspruch 23, bei der die Leiterplatte eine Heat-Sink-Leiterplatte ist.Arrangement according to claim 23, wherein the printed circuit board a heat-sink circuit board is. Anordnung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, bei der die Leiterplatte form- und/oder materialschlüssig mit dem Wärmeaufnahmeelement verbunden ist.Arrangement according to one of claims 21 to 24, in which the Printed circuit board positive and / or material fit with the heat receiving element connected is. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, mit einer Leiterplatte (27), die über elektrische Kontaktverbindungen (222, 223) mit dem Halbleiterbauelement (20) verbunden ist, und bei der das Wärmeaufnahmeelement (51) benachbart zu der Leiterplatte (41) angeordnet ist.Arrangement according to one of Claims 1 to 20, with a printed circuit board ( 27 ), via electrical contact connections ( 222 . 223 ) with the semiconductor device ( 20 ) and in which the heat receiving element ( 51 ) adjacent to the printed circuit board ( 41 ) is arranged. Anordnung nach einem der Ansprüche 21 bis 25, bei der zwischen der thermischen Ankopplungsfläche (205) des Halbleiterbauelements (20) und den Leiterbahnen (273) der Leiterplatte (27) im Wesentlichen keine Wärmeleitung stattfindet.Arrangement according to one of claims 21 to 25, wherein between the thermal coupling surface ( 205 ) of the semiconductor device ( 20 ) and the tracks ( 273 ) of the printed circuit board ( 27 ) essentially no heat conduction takes place. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Wärmeaufnahmeelement (51) als Teil eines Gehäuses ausgebildet ist.Arrangement according to one of the preceding claims, in which the heat absorption element ( 51 ) is formed as part of a housing. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Wärmeaufnahmeelement (51) als Kühlkörper ausgebildet ist.Arrangement according to one of the preceding claims, in which the heat absorption element ( 51 ) is designed as a heat sink. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Halbleiterbauelement (20) ein Leistungshalbleiter ist.Arrangement according to one of the preceding claims, in which the semiconductor component ( 20 ) is a power semiconductor. Halbleiterbauelement (20) mit einem Bauelementgehäuse und mit einem im Bauelementgehäuse integrierten, wärmeleitenden und elektrisch isolierenden Koppelelement (23) zur thermischen Ankopplung an ein Wärmeaufnahmeelement (51).Semiconductor device ( 20 ) with a component housing and with a component housing integrated, thermally conductive and electrically insulating coupling element ( 23 ) for thermal coupling to a heat receiving element ( 51 ). Halbleiterbauelement (20) nach Anspruch 30, bei dem das Koppelelement (23) wenigstens ein Material aus folgender Gruppe aufweist: Kohlenstoff, insbesondere Diamant, wärmeleitende Graphitfolie; kristallines Silizium; kristallines Zinn; kristallines Germanium; Galliumarsenid; wärmeleitende Keramik, insbesondere Berylliumoxid, Aluminiumnitrit, Aluminiumoxid.Semiconductor device ( 20 ) according to claim 30, wherein the coupling element ( 23 ) comprises at least one material from the following group: carbon, in particular diamond, thermally conductive graphite foil; crystalline silicon; crystalline tin; crystalline germanium; gallium arsenide; thermally conductive ceramics, in particular beryllium oxide, aluminum nitrite, aluminum oxide.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102010035169A1 (en) * 2010-08-23 2012-02-23 Marquardt Verwaltungs-Gmbh Control device i.e. electrical switch, for e.g. rechargeable battery driller, has heat generating component arranged in opening such that direct heat conducting connection of heat generating component to cooling body is enabled
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CN107112307A (en) * 2015-02-13 2017-08-29 迪尔公司 Electronic building brick with one or more radiators

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010035169A1 (en) * 2010-08-23 2012-02-23 Marquardt Verwaltungs-Gmbh Control device i.e. electrical switch, for e.g. rechargeable battery driller, has heat generating component arranged in opening such that direct heat conducting connection of heat generating component to cooling body is enabled
WO2016130772A1 (en) 2015-02-13 2016-08-18 Deere & Company Electronic assembly with one or more heat sinks
CN107112307A (en) * 2015-02-13 2017-08-29 迪尔公司 Electronic building brick with one or more radiators
EP3257075A4 (en) * 2015-02-13 2018-12-12 Deere & Company Electronic assembly with one or more heat sinks
CN107112307B (en) * 2015-02-13 2020-08-28 迪尔公司 Electronic assembly with one or more heat sinks
EP3926671A1 (en) * 2015-02-13 2021-12-22 Deere & Company Electronic assembly with heat sinks
EP3926672A1 (en) * 2015-02-13 2021-12-22 Deere & Company Electronic assembly with one or more heat sinks

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