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Die Erfindung betrifft eine überschlagsfeste Anordnung eines Halbleiterbauelements mit einer integrierten Schaltung in einem no-lead Gehäuse, insbesondere einem QFN oder LDA Gehäuse, auf einem Substrat, wobei das Halbleiterbauelement auf seiner zum Substrat gerichteten Unterseite zwei oder mehr elektrische Kontaktflächen aufweist, zwischen denen im Betrieb des Halbleiterbauelements eine Hochspannung besteht.
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Halbleiterbauelemente mit integrierten Schaltungen werden in diversen Gehäusen, in der Fachwelt auch Chipgehäuse oder „Package“ genannt, angeboten. Ein derartiges Gehäuse ist eine Ummantelung eines Halbleiterchips inklusive der elektrischen Anschlussstellen, die als Beinchen, Leads, Pins oder Balls bezeichnet werden. Es existieren zahlreiche Varianten solcher Gehäuse, die sich in ihrer Form, den verwendeten Materialien, der Anzahl und Anordnung der Anschlussstellen und weiteren Eigenschaften unterscheiden.
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Eine besondere Gehäuseform sind die so genannten „no-lead Gehäuse“, die anstelle von Pins bzw. Beinchen, die aus dem Gehäuse, insbesondere deren Längsseiten heraustreten, elektrische Kontaktflächen, so genannte Pads aufweisen. Die Kontaktflächen sind auf der Unterseite des Gehäuses angeordnet, d.h. zum Substrat gerichtet, dass in der Regel eine gedruckte Leiterplatte (PCB, Printed Circuit Board) ist. Derartige Gehäusetypen werden bei kleinbauenden Bauelementen, den so genannten SMD (Surface Mounted Device) Bauformen verwendet, bei denen die Anzahl der Anschlussstellen (Pins) derart hoch ist, dass die Seiten nicht mehr ausreichen, um Beinchen aufzunehmen. Beispiele für derartige no-lead-Gehäuse in SMD-Bauform sind beispielsweise die als LGA (Land Grid Array), QFN (Quad Flat No Leads Package) oder BGA (Ball Grid Array) bezeichneten Bauformen, bei denen jeweils Kontaktflächen an der Unterseite vorhanden sind. Bei BGA-Gehäusen sind die Kontaktflächen zusätzlich mit Lotkügelchen, d.h. einem Depot an Lotpaste, an der Unterseite versehen, die beim so genannten Reflow-Löten schmelzen und auf diese Weise das Bauelement mit korrespondierenden Kontaktflächen auf dem Substrat elektrisch verbinden. Neben QFN-Gehäusen sind auch so genannte VQFN (Very Thin Quad Flad Package No Leads) Gehäuse bekannt, deren Aufbau QFN-Gehäusen entspricht, wobei jedoch das Gehäuse flacher ausgebildet ist.
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Beim Einsatz von Halbleiterbauelementen mit derartigen no-lead Gehäusen kann es bei hohen Gleichspannungen zwischen den Kontaktflächen zu Spannungsüberschlägen kommen, was als Arcing oder Sparkover bezeichnet wird. Diese zerstören in der Regel das Bauelement. Als hohe Gleichspannungen werden dabei solche Potentialunterschiede verstanden, die größer, insbesondere wesentlich größer als 100 V sind. Je höher dabei der Potentialunterschied zwischen den Kontaktflächen ist, desto höher ist die Gefahr eines Spannungsüberschlags. Der Grund für Spannungsüberschläge ist dabei aber nicht allein der hohe Potentialunterschied zwischen den Kontakten, sondern vielmehr ein Phänomen, das „Mikromigration“ oder „Whisker“-Bildung genannt wird.
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Migration ist aus der Lacktechnologie bekannt und betrifft unerwünschte Bewegungen eines Lackbestandteils, beispielsweise von Pigmenten oder Weichmachern aus der umgebenden Lackschicht heraus. Beispielsweise bezeichnet das Phänomen des „Ausblühens“ die Migration von Lackbestandteilen an die Lackoberfläche und ihr dortiges Auskristallisieren. In der Metallurgie ist dieses Phänomen des Wanderns von Partikeln in Gestalt eines gezielten Kristallwachstums, eben der Whiskerbildung bekannt.
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Bei der Whiskerbildung handelt es sich um die Entstehung nadelförmiger Einkristalle von wenigen Mikrometern Durchmesser und bis zu mehreren hundert Mikrometern Länge, auch Haarkristalle genannt, die aus galvanisch oder prolytisch abgeschiedenen Schichten herauswachsen. Beim Whiskerwachstum kommt es also zum Transport von Atomen. Vielfältige Einflüsse begünstigen die Whiskerbildung, insbesondere mechanischer Druck, der durch thermische Belastung, durch Diffusion unterschiedlicher Metalle in ein Substrat oder durch Elektroplating hervorgerufen werden kann. Daneben wird davon ausgegangen, dass sich Whisker vorwiegend bei besonders feuchter Umgebung, beispielsweise 85% Luftfeuchtigkeit bilden.
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Das Wachstum tritt besonders bei mittleren Temperaturen auf. Bei niedrigen Temperaturen ist die Mobilität der Atome reduziert, wohingegen bei größeren Temperaturen Spannungen im Material eher relaxieren, so dass weder bei geringen noch bei höheren Temperaturen eine verstärkte Whiskerbildung vorliegt. Für Zinn liegt beispielsweise der mittlere Temperaturbereich zwischen der Raumtemperatur und 80°C, also eben dort, wo Leiterplatten mit elektrischen Schaltungen regelmäßig betrieben werden. Im Bereich von Lötverbindungen sind Whisker mit einer Länge von mehreren Millimetern bekannt. Dabei neigen elementare Metalle wie Zinn und Zink ebenso zur Whiskerbildung wie Legierungen. Das Längenwachstum eines Whiskers kann bis zu drei Millimeter pro Jahr betragen. Das Whiskerwachstum kann sowohl in dem die Leiterplatte bildenden Substrat als auch innerhalb der Leiterplattenbeschichtung (Lötstopplack), innerhalb des Flussmittels der Lotpaste, das beim Löten von einer entsprechenden Lötstelle wegfließt oder sogar in Luft erfolgen.
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Whisker sind die Ursache dafür, dass es zu elektrischen Kurzschlüssen und Spannungsüberschlägen bei elektrischen Komponenten kommt. Beispielsweise können derartige Whisker von den Lötflächen einer Leiterplatte aus zu einer benachbarten Löt-Kontaktfläche wachsen, wodurch sich der isolierende Abstand zwischen den unterschiedliche elektrische Potentiale tragenden Kontaktflächen reduziert. Die Spannungsüberschläge zerstören das Halbleiterbauelement, da zu hohe Ströme fließen.
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Zur Verhinderung der Whiskerbildung sind verschiedene Maßnahmen bekannt. Beispielsweise können Lotlegierungen mit einem Zinnanteil verwendet werden, der kleiner als 70% ist, was beispielsweise bei Zinn/Blei-Loten (Sn/Pb-Lote) der Fall ist. Diese werden noch in der Automobilindustrie eingesetzt, sind jedoch aufgrund der Erfüllung der RoHS-Vorschriften überwiegend verboten. Des Weiteren kann das Whisker-Wachstum durch Aufbringen von Zwischenschichten weitgehend unterdrückt werden. Als häufige Zwischenschicht wird Nickel verwendet. Damit diese Zwischenschicht auch wirksam wird, muss diese eine Mindestdicke von 3µm besitzen. Alternative Werkstoffe für die Zwischenschicht können Gold oder Silber sein. Schließlich kann die Whiskerbildung auch dadurch minimiert werden, dass mechanische Kräfte an oder in der Leiterplatte oder den Halbleiterbauelementen minimiert werden.
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Eine weitere bekannte Maßnahme zur Whiskerunterdrückung ist die Verwendung halogenfreier Lote, da im Lot enthaltene Halogene mit Sauerstoff oder anderen Bestandteilen im Lot reagieren und so das Whiskerwachstum auslösen können. Auch Lötstopplack wird verwendet, Spannungsüberschläge zu verhindern, indem er das Fließen des Lotes von einer Kontaktfläche der Leiterplatte zu einer benachbarten Kontaktfläche verhindert. Gleichzeitig hat er isolierende Wirkung. Trotz der Verwendung halogenfreien Lotes und Lötstopplack wurde bei Halbleiterbauelementen mi QFN und LDA Gehäusen in einer trockenen, warmen Umgebung von etwa 110°C - 120°C festgestellt, dass es im Betrieb bei hohen Spannungen zwischen den Kontakten des Bauelements zur Whiskerbildung und schließlich zu Spannungsüberschlägen kommt, die das Bauteil zerstören.
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In der Regel werden Substrate zumindest bereichsweise, insbesondere aber vollständig, mit einem Lötstopplack beschichtet. Er dient zum Schutz der Leiterplatte vor Korrosion, mechanischer Beschädigung und verhindert beim Löten das benetzen der mit ihm überzogenen Flächen auf der Leiterplatte, so dass so genannte Lötbrücken zwischen Kontaktflächen auf der Leiterplatte beim Löten verhindert werden. Des Weiteren verbessert Lötstoplack aufgrund seiner isolierenden Wirkung die Durchschlagsfestigkeit. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass Lötstopplack, der zwischen den korrespondierenden Kontaktflächen des Substrats aufgetragen ist, das Fließen des Flussmittels unterhalb des Gehäuses begünstigt. Wie bei der zuvor erläuterten Kapillarwirkung, ergibt sich daher auch wegen des Lötstopplacks die Gefahr, dass benachbarte Lötverbindungen bzw. Kontaktflächen auf dem Substrat über das Flussmittel miteinander verbunden werden, wodurch wiederum eine Flussmittelbrücke entsteht und die Whiskerbildung begünstigt wird.
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Aus der
US 2010/0259201 A1 ist eine überschlagsfeste Anordnung eines Halbleiterbauelements
1 mit einer integrierten Schaltung in einem no-lead Gehäuse, insbesondere einem QFN oder LIDA Gehäuse, auf einem Substrat bekannt, wobei das Halbleiterbauelement auf seiner zum Substrat gerichteten Gehäuseunterseite zwei oder mehr elektrische Kontaktflächen aufweist, zwischen denen im Betrieb des Halbleiterbauelements eine Hochspannung besteht, und die Kontaktflächen des Gehäuses mit korrespondierenden Kontaktflachen des Substrats elektrisch miteinander verbunden sind. Zur Vermeidung eines Spannungsüberschlags zwischen dem Halbleiterbauelement und dem Substrat ist im Bereich zwischen den Kontaktflächen ein elektrisch nichtleitender Kleber in Gestalt eines Kunstharzes vorhanden. Die Verwendung eines nichtleitenden Klebers wird auch in der
US 2011 / 0 061 909 A1 und der
US 2010/0007019 A1 beschrieben.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative wirkungsvolle Maßnahme vorzuschlagen, die das Wachstum eines Whiskers zwischen zwei elektrischen Kontaktflächen weitgehend minimiert, so dass eine überschlagsfeste Anordnung eines Halbleiterbauelements auf einem Substrat erreicht wird, bei dem zumindest zwischen zwei Kontaktflächen ein hoher Potentialunterschied von 100V oder mehr besteht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine überschlagsfeste Anordnung gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Es wird zunächst eine überschlagsfeste Anordnung eines Halbleiterbauelements mit einer integrierten Schaltung in einem no-lead Gehäuse, insbesondere einem QFN oder LDA Gehäuse auf einem Substrat vorgeschlagen, wobei das Halbleiterbauelement auf seiner zum Substrat gerichteten Gehäuseunterseite zwei oder mehr elektrische Kontaktflächen aufweist, zwischen denen im Betrieb des Halbleiterbauelements eine Hochspannung besteht, und die Kontaktflächen des Gehäuses mit korrespondierenden Kontaktflächen des Substrats elektrisch verbunden sind, wobei das Substrat zumindest bereichsweise mit einem Lötstopplack beschichtet und die Verbindung der Kontaktflächen des Gehäuses mit den korrespondierenden Kontaktflächen des Substrats durch eine Lotpaste gebildet ist, und wobei der Lötstopplack zwischen den korrespondierenden Kontaktflächen des Substrats vollständig entfernt ist. Dies bewirkt zum einen, dass das Fließen des Flussmittels zwischen den Kontaktflächen des Substrats weitestgehend verhindert wird. Zum anderen wird der vertikale Abstand zwischen der Gehäuseunterseite des Halbleiterbauelements zwischen benachbarten Kontaktflächen vergrößert, da dort der Lötstopplack fehlt. Dies wiederum führt zu einer geringeren Kapillarwirkung des Freiraums zwischen den Lötverbindungen zweier benachbarter Lötkontakte.
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Vorzugsweise ist der Lötstopplack zwischen den korrespondierenden Kontaktflächen des Substrats vollständig entfernt, so dass entlang der gesamten Erstreckung einer die Kontaktfläche begrenzenden Außenseite zur Außenseite der gegenüberliegenden Kontaktfläche ein Graben geschaffen wird, der eine Whiskerbildung weitgehend verhindert.
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Zur Vermeidung eines Spannungsüberschlags wird als eine zweite Maßnahme vorgeschlagen, zwischen dem Halbleiterbauelement und dem Substrat im Bereich zwischen den Kontaktflächen des Halbleiterbauelements einen elektrisch nicht leitenden Kleber zu verwenden. Ein derartiger Kleber hat isolierende Wirkung und verhindert Untersuchungen zur Folge die Whiskerbildung. Als Kleber kann beispielsweise ein aushärtbarer Epoxid-Kleber verwendet werden, wie er in der SMD-Technik als SMD-Kleber bekannt ist.
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Das Aufbringen des Klebers kann auf der Unterseite des Halbleiterbauelements oder auf der Oberseite des Substrats erfolgen, wobei im auf dem Substrat angeordneten Zustand des Halbleiterbauelements der Kleber das Substrat mit dem Halbleiterbauelement verbindet.
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Der Kleber kann des Weiteren punktförmig auf der Unterseite des Halbleiterbauelements oder des Substrats aufgebracht sein. Dies birgt jedoch die Gefahr, dass zwischen den Klebepunkten ein Spalt verbleibt, durch den sich ein Whisker noch immer hindurch bilden könnte. Es ist daher von Vorteil, zwei benachbarte Kontaktflächen durch einen durchgehenden Wall von Kleber voneinander zu trennen. Ein derartiger Wall kann dann beispielsweise derart durchgehend verlaufen, dass mehrere Kontaktflächen voneinander getrennt werden.
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Die Verbindung der Kontaktflächen des Gehäuses des Halbleiterbauelements mit den korrespondierenden Kontaktflächen des Substrats erfolgt in der Regel mittels einer Lotpaste. Eine Lotpaste ist ein Gemisch aus Lot und pastösem Flussmittel, wobei das Lot einen Gewichtsanteil von ca. 90% besitzt und in der Regel Zinn ist. Das Flussmittel dient der Entfernung von Oxidschichten auf den Lötoberflächen und dem Lot, und es schützt die Lötoberflächen und das Lot vor Oxidation bei Löttemperatur. Untersuchungen haben gezeigt, dass das Flussmittel die Whiskerbildung begünstigt, wohingegen überraschenderweise die Verwendung eines flussmittelfreien Mittels zur Verbindung der Kontaktflächen von Halbleiterbauelement und Substrat die Whiskerbildung verhindert.
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Als eine weitere, nicht erfindungsgemäße Maßnahme, die anstelle des zuvor genannten nicht leitenden Klebers oder zusätzlich zu diesem Verwendung finden kann, kann die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktflächen durch ein flussmittelfreies Mittel ausgebildet werden. Hierfür kann als Mittel ein elektrisch leitender Kleber, beispielsweise ein Silberleitkleber verwendet werden.
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Bei no-lead-Gehäusen beträgt der Abstand zwischen dem Gehäuse und dem Substrat in der Regel weniger als 150 µm. Er kann jedoch auch deutlich weniger betragen, beispielsweise zwischen 10 und 20µm. Untersuchungen zu Folge, begünstigt dieser geringe Abstand die Whiskerbildung.
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Als eine vierte Maßnahme, die anstelle der zuvor genannten zweiten oder dritten Maßnahme oder zusätzlich zu der ersten, der zweiten oder beiden Maßnahmen verwendet werden kann, wird für die elektrische Verbindung der Kontaktflächen des Halbleiterbauelementgehäuses mit dem Substrat ein Mittel vorgeschlagen, dem zur Erhöhung des Abstandes zwischen dem Gehäuse und dem Substrat Füllkörper beigemischt sind. Das Mittel kann eine Lotpaste oder ein flussmittelfreier Kleber sein.
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Die Verwendung von Füllkörpern hat dabei nicht nur den Effekt, dass der Abstand zwischen dem Halbleiterbauelement und dem Substrat erhöht wird, wenn dieses auf das Substrat gelötet ist. Durch die Abstandserhöhung verringert sich zudem die Kapillarwirkung der Freiräume, die zwischen benachbarten Lötverbindungen zwischen der Unterseite des Gehäuses des Halbleiterbauelements und dem Substrat vorliegen. Denn bei einem Vergleichsweise geringen Abstand von etwa 50µm, wie er in der Regel bei no-lead Gehäusen vorliegt, verursacht die Kapillarwirkung der Freiräume, dass Flussmittel der Lotpaste von einer Lötverbindung in den Freiraum in Richtung der anderen Lötverbindung gezogen wird. Dort könnte das Flussmittel dann auf das Flussmittel der benachbarten Lötverbindung treffen, das ebenso in den Freiraum gezogen wird, so dass zwischen den benachbarten Lötverbindungen entsprechend eine die Whiskerbildung begünstigende Brücke aus Flussmittel entsteht. Die Erhöhung des Abstands zwischen den Halbleiterbauelementgehäuse und dem Substrat reduziert diese Kapillarwirkung.
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Die Füllkörper können beispielsweise von Kupferkugeln gebildet sein. Diese können beispielsweise eine durchschnittliche Korngröße von 25 bis 40 Mikrometern aufweisen.
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Gemäß einer weiteren Maßnahme, die alternativ oder zusätzlich zu wenigstens einer der oder allen vorgenannten Maßnahmen ergriffen werden kann, kann das Substrat halogenfrei sein. Untersuchungen haben überraschenderweise ergeben, dass halogenhaltige Substrate, insbesondere Leiterplatten, die Whiskerbildung begünstigen, so dass halogenfreie Substrate zu bevorzugen sind.
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Bei allen genannten Maßnahmen kann das Substrat eine Leiterplatte sein, auf der das Halbleiterbauelement direkt aufgebracht ist oder alternativ ein Zwischensubstrat sein, das zwischen dem Gehäuse und einer Leiterplatte angeordnet ist und mit dieser Leiterplatte elektrisch verlötet ist. Auf diese Weise wird größtmögliche Flexibilität gewährleistet.
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Die erfindungsgemäße Anordnung wird bevorzugt in einer Elektronik verwendet, die zur Ansteuerung eines Elektromotors dient, der eine Pumpe, insbesondere eine Umwälzpumpe antreibt. Entsprechend kann zumindest eine oder können alle der erfindungsgemäßen Maßnahmen in einer elektronischen Steuerung eines eine Pumpe antreibenden Elektromotors Verwendung finden.
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Weitere Merkmale und Vorteile zur Lösung der gestellten Aufgabe werden nachfolgend anhand von konkreten Ausführungsbeispielen und der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1: Ansicht der Unterseite eines no-lead Gehäuses eines Halbleiterbauelements
- 2: Schnittdarstellung eines no-lead Gehäuses auf einem Zwischensubstrat, das auf einer Leiterplatte gelötet ist, wobei die Lötverbindung nicht erfindungsgemäß ist
- 3: Schnittdarstellung eines no-lead Gehäuses auf einer Leiterplatte mit Füllkörpern in der Lotpaste
- 4: Schnittdarstellung eines no-lead Gehäuses auf einer Leiterplatte mit entferntem Lötstopplack
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1 zeigt ein Halbleiterbauelement 1 mit einer integrierten Schaltung in einem QFN oder LGA Gehäuse 2 von unten, das auf einem nicht dargestellten Substrat 3, 7 (siehe 2 und 3) angeordnet wird. Das Substrat 3, 7 kann beispielsweise eine Leiterplatte 3 oder ein ähnliches Substrat 7 beispielsweise aus Keramik sein. Das Halbleiterbauelement 1 weist auf seiner zum Substrat 3, 7 gerichteten Unterseite mehrere elektrische Kontaktflächen 4 aufweist, zwischen denen im Betrieb des Halbleiterbauelements 1 eine Hochspannung bis zu 500V besteht. Dies zeigen die Symbole 9 an. Zur Vermeidung eines Spannungsüberschlags, zwischen dem Halbleiterbauelement 1 und dem Substrat 3, 7 ist im Bereich zwischen zwei benachbarten Kontaktflächen 4 ein elektrisch nichtleitender Kleber 5 vorhanden.
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Der Kleber 5 ist ein aushärtbarer Epoxid-Kleber. Gegenüber herkömmlichen Epoxid-Klebern, wie sie im Stand der Technik zum Verkleben von SMD Bauteilen bekannt sind, ist der Epoxid-Kleber 5 bis 120°C nicht reaktiv. D.h., dass seine Zusammensetzung im Wesentlichen halogenfrei ist, maximal ein Halogenanteil von 50ppm vorhanden ist, so dass es bei Temperaturen bis 120°C nicht zur Ausgasung oder zu Reaktionen innerhalb des Klebers 5 kommt, die das Whiskerwachstum aktivieren. Die Aushärtung des Klebers 5 kann thermisch oder mittels Lichthärtung erfolgen. Er bildet einen durchgehenden Schutzwall, der benachbarte Kontaktflächen vollständig voneinander isoliert. Der durch den Kleber 5 gebildete Schutzwall verhindert die Whiskerbildung von einer Kontaktfläche 4 zur anderen Kontaktfläche und damit Spannungsüberschläge zwischen Kontaktflächen unterschiedlicher Potentialen, die im Betrieb des QFN-Bauteils 1 bis 500V betragen können.
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2 zeigt eine überschlagsfeste Anordnung eines Halbleiterbauelements 1 mit einer integrierten Schaltung in einem schematisch dargestellten QFN oder LGA Gehäuse 2 auf einem Zwischensubstrat 7, das über herkömmliche Lötverbindungen 10 auf eine Leiterplatte 3 gelötet ist. Auch dieses Halbleiterbauelement 1 hat auf seiner zum Zwischensubstrat 7 gerichteten Unterseite mehrere elektrische Kontaktflächen 4, zwischen denen im Betrieb des Halbleiterbauelements 1 eine Hochspannung bis zu 500 V besteht. Mit den Kontaktflächen 4 des Halbleiterbauelements 1 korrespondierende Kontaktflächen 6 sind auf dem Zwischensubstrat 7 aufgebracht. Zur Vermeidung einer Whiskerbildung sind die Kontaktflächen 4 des Zwischensubstrats 7 über einen flussmittelfreien Leitkleber 8, beispielsweise Silberleitkleber verbunden, wobei diese Verbindungsvariante nicht erfindungsgemäß ist. Alternativ könnte das Halbleiterbauelement 1 auch direkt auf die Leiterplatte 3 aufgebracht sein.
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3 zeigt ebenfalls eine überschlagsfeste Anordnung eines Halbleiterbauelements 1 mit einer integrierten Schaltung in einem QFN oder LGA Gehäuse 2 auf einer Leiterplatte 3. Das Halbleiterbauelement 1 hat auch hier auf seiner zur Leiterplatte 3 gerichteten Unterseite zwei oder mehr elektrische Kontaktflächen 4, zwischen denen im Betrieb des Halbleiterbauelements 1 eine Hochspannung besteht und die mit korrespondierenden Kontaktflächen 6 der Leiterplatte 3 mittels Lotpaste 11 miteinander verlötet sind. Zur Vermeidung einer Whiskerbildung und damit eines Spannungsüberschlags sind der Lotpaste 11 zur Erhöhung des Abstands zwischen dem Gehäuse 2 und der Leiterplatte 3 Kupferkugeln als Füllkörper 12 beigemischt.
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Es wird dadurch verhindert, dass der Abstand zwischen dem Gehäuse 2 und der Leiterplatte 3 zu klein wird, insbesondere bei QFN oder LGA Gehäuse zwischen 10 und 25µm beträgt. Hierfür werden Kupferkugeln 12 mit einer durchschnittlichen Korngröße zwischen 25µm und 40µm verwendet, so dass sichergestellt ist, dass der Abstand mindestens etwa 30 bis 50µm beträgt. Dies verringert die Kapillarwirkung, die der Freiraum 13 unter dem Gehäuse 2 zwischen benachbarten Lötverbindungen 11 hat. Die Kapillarwirkung verursacht, dass das Flussmittel der Lotpaste 11 in die Freiräume 13 hineingezogen wird und dort quasi eine Brücke bildet, die die Whiskerbildung begünstigt. Durch die Sicherstellung eines Abstands von mindestens 50µm wird dieses Phänomen minimiert.
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In 4 ist dargestellt, dass die Leiterplatte 3 mit einem Lötstopplack 14 beschichtet ist. Dieser Lötstopplack 14 ist unter dem Gehäuse 2 zwischen den korrespondierenden Kontaktflächen 6 der Leiterplatte 3 allerdings vollständig entfernt, so dass Gräben 15 gebildet sind. Diese Gräben 15 bewirken, dass der Abstand zwischen Gehäuse 2 und Leiterplatte 3 vergrößert wird, so dass auch der Freiraum 13 größer wird. Wie zuvor beschrieben, reduziert sich dadurch die Kapillarwirkung der Freiräume 13 und dem Flussmittel wird eine „Gleitfläche“ genommen, über die es zu einer gegenüberliegenden Kontaktfläche 6 fließen kann.
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Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen können Bauelemente ohne Beinchen, d.h. sogenannte no-lead Gehäuse bei hohen Gleichspannungen oder Wechselspannungen mit Gleichspannungsanteilen eingesetzt werden, ohne dass es zu einer Zerstörung beim Einsatz dieser Gehäuseform infolge von Spannungsüberschlagen wegen Mikromigration kommt. Es können dadurch höhere Leistungen bei kleineren Bauräumen auf Schaltungen realisiert werden.
