DE102016204150A1 - Method, semiconductor module, power converter and vehicle - Google Patents

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Michael Leipenat
Christoph Nöth
Ralf Schmidt
Ronny Werner
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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Abstract

Die Erfindung betrifft zwei Verfahren zur Herstellung eines Halbleitermoduls (1). Weiterhin betrifft die Erfindung zwei derartige Halbleitermodule (1), insbesondere für einen Stromrichter (8) eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs (9). Ferner betrifft die Erfindung einen Stromrichter (8), insbesondere für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs (9), aufweisend zumindest ein derartiges Halbleitermodul (1). Schließlich betrifft die Erfindung ein Fahrzeug (9), insbesondere Hybrid- oder Elektrofahrzeug, aufweisend einen Antriebsstrang umfassend einen derartigen Stromrichter (8). Um die Herstellung eines derartigen Halbleitermoduls (1) einfacher und kostengünstiger zu gestalten bzw. ein einfacher und kostengünstiger herstellbares Halbleitermodul (1) bereitzustellen bzw. einzusetzen, werden unter anderem folgende Verfahrensschritte vorgeschlagen: – Bereitstellen zumindest eines Halbleiterchips (2) aufweisend zumindest eine elektrische Halbleiterchip-Kontaktstelle (3), – Bereitstellen zumindest eines Leadframes (4) aufweisend zumindest eine elektrische Leadframe-Kontaktstelle (5), – Herstellen einer jeweiligen Kontaktverbindung (6) als Bond-Verbindung mittels Bonden, wobei die jeweilige Kontaktverbindung (6) eine der elektrischen Halbleiterchip-Kontaktstellen (3) mit einer der elektrischen Leadframe-Kontaktstellen (5) elektrisch verbindet. Weiterhin werden unter anderem ein entsprechendes Halbleitermodul (1), ein entsprechender Stromrichter (8) sowie ein entsprechendes Fahrzeug (9) vorgeschlagen.The invention relates to two methods for producing a semiconductor module (1). Furthermore, the invention relates to two such semiconductor modules (1), in particular for a power converter (8) of a drive train of a vehicle (9). Furthermore, the invention relates to a power converter (8), in particular for a drive train of a vehicle (9), comprising at least one such semiconductor module (1). Finally, the invention relates to a vehicle (9), in particular hybrid or electric vehicle, comprising a drive train comprising such a power converter (8). In order to make the production of such a semiconductor module (1) simpler and more cost-effective or to provide or use a semiconductor module (1) that can be produced in a simple manner, the following method steps are proposed, among others: Provision of at least one semiconductor chip (2) comprising at least one electrical semiconductor chip - Providing at least one leadframe (4) having at least one electrical leadframe contact point (5), - Producing a respective contact connection (6) as a bond connection by means of bonding, wherein the respective contact connection (6) one of the electrical Semiconductor chip contact points (3) electrically connected to one of the electrical leadframe contact points (5). Furthermore, among other things, a corresponding semiconductor module (1), a corresponding power converter (8) and a corresponding vehicle (9) are proposed.

Description

Die Erfindung betrifft zwei Verfahren zur Herstellung eines Halbleitermoduls. Weiterhin betrifft die Erfindung zwei derartige Halbleitermodule, insbesondere für einen Stromrichter eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs. The invention relates to two methods for producing a semiconductor module. Furthermore, the invention relates to two such semiconductor modules, in particular for a power converter of a drive train of a vehicle.

Ferner betrifft die Erfindung einen Stromrichter, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, aufweisend zumindest ein derartiges Halbleitermodul. Schließlich betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere Hybrid- oder Elektrofahrzeug, aufweisend einen Antriebsstrang umfassend einen derartigen Stromrichter. Furthermore, the invention relates to a power converter, in particular for a drive train of a vehicle, comprising at least one such semiconductor module. Finally, the invention relates to a vehicle, in particular hybrid or electric vehicle, comprising a drive train comprising such a power converter.

Halbleitermodule kommen in einer Vielzahl von Anwendungen, so auch bei Sanftstartern oder bei Stromrichtern, insbesondere innerhalb eines Antriebsstranges eines Hybrid- oder Elektroautos, zum Einsatz. Semiconductor modules are used in a variety of applications, including soft-starters or converters, especially within a drive train of a hybrid or electric car, used.

Die in Halbleitermodulen bzw. Leistungsmodulen verbauten Halbleiterchips müssen sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite kontaktiert werden. Diese Verbindungsstellen sind hohen Temperaturen bzw. Temperaturhüben ausgesetzt und begrenzen daher die Lebensdauer des Moduls. Für die chipunterseitige Verbindung werden Löt- oder Sinterverfahren verwendet. Halbleitermodule weisen üblicherweise auch ein Substrat auf, dessen elektrische Kontaktierung ebenfalls eine Herausforderung darstellt. The semiconductor chips installed in semiconductor modules or power modules must be contacted both on the top side and on the bottom side. These joints are exposed to high temperatures or temperature strokes and therefore limit the life of the module. For the chip-underside connection, soldering or sintering methods are used. Semiconductor modules usually also have a substrate whose electrical contacting is also a challenge.

Für die chipoberseitige Verbindungsstelle sind bisher Lösungen mit Drahtbonds bekannt. Diese Bonddrähte bestehen unter anderem aus reinem oder dotiertem Aluminium. Andere Lösungen sehen vor, Metallbügel, metallisierte Folien oder Leadframes auf die Chips zu löten oder zu sintern. Eine weitere Lösungsmöglichkeit stellt SiPLIT dar, eine planare Verbindungstechnik der Siemens AG. For the chip topside connection so far solutions are known with wire bonds. These bonding wires consist among other things of pure or doped aluminum. Other solutions include brazing or sintering metal straps, metallized foils or leadframes onto the chips. Another solution is SiPLIT, a planar connection technology from Siemens AG.

Aus DE 199 27 747 C1 ist ein Multichipmodul für die LOC(„Leads-On-Chip“)-Montage bekannt, bei welchem Modul mehrere der vor LOC-Montage auf einer Waferscheibe angeordnete Halbleiterchips nebeneinander in einem Anschlussrahmen angeordnet sind, wobei ein Teil der oder alle in dem Anschlussrahmen angeordneten Halbleiterchips auch nach der LOC-Montage des Moduls auf einem gemeinsamen, zusammenhängenden Teil der Waferscheibe angeordnet sind. Out DE 199 27 747 C1 For example, a multichip module for LOC (Leads-On-Chip) mounting is known in which a plurality of semiconductor chips arranged on a wafer wafer prior to LOC mounting are juxtaposed in a leadframe, some or all of which are disposed in the leadframe Semiconductor chips are also arranged after the LOC assembly of the module on a common, contiguous part of the wafer wafer.

Aus der DE 10 2004 039 903 B3 ist eine Ultraschallkopfeinheit bekannt, umfassend eine Ultraschallsonotrode zur Herstellung von einem Transponder auf einer Oberfläche eines Substrats. From the DE 10 2004 039 903 B3 For example, an ultrasonic head unit is known, comprising an ultrasonic sonotrode for producing a transponder on a surface of a substrate.

Aus der DE 197 09 912 A1 ist ein Verfahren zum Ultraschallbonden von Anschlüssen eines Halbleiterchips bekannt. From the DE 197 09 912 A1 For example, a method for ultrasonic bonding terminals of a semiconductor chip is known.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung eines ggf. robusteren Halbleitermoduls einfacher und kostengünstiger zu gestalten. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es ein einfacher und kostengünstiger herstellbares und robusteres Halbleitermodul bereitzustellen bzw. einzusetzen. An object of the invention is to make the production of a possibly more robust semiconductor module easier and less expensive. A further object of the invention is to provide or use a simple and more cost-effective producible and more robust semiconductor module.

Eine Lösung der Aufgaben ergibt sich bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die folgenden Verfahrensschritte:

  • – Bereitstellen zumindest eines Halbleiterchips aufweisend zumindest eine elektrische Halbleiterchip-Kontaktstelle,
  • – Bereitstellen zumindest eines Leadframes aufweisend zumindest eine elektrische Leadframe-Kontaktstelle,
  • – Herstellen einer jeweiligen Kontaktverbindung als Bond-Verbindung mittels Bonden,
wobei die jeweilige Kontaktverbindung eine der elektrischen Halbleiterchip-Kontaktstellen mit einer der elektrischen Leadframe-Kontaktstellen elektrisch verbindet. A solution to the problems arises in a method of the type mentioned by the following method steps:
  • Providing at least one semiconductor chip having at least one electrical semiconductor chip contact point,
  • Providing at least one leadframe having at least one electrical leadframe contact point,
  • Producing a respective contact connection as a bonding connection by means of bonding,
wherein the respective contact connection electrically connects one of the electrical semiconductor chip contact points with one of the electrical leadframe contact points.

Eine alternative Lösung der Aufgaben ergibt sich bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die folgenden Verfahrensschritte:

  • – Bereitstellen zumindest eines Substrates aufweisend zumindest eine elektrische Substrat-Kontaktstelle,
  • – Bereitstellen zumindest eines Leadframes aufweisend zumindest eine elektrische Leadframe-Kontaktstelle,
  • – Herstellen einer jeweiligen Kontaktverbindung als Bond-Verbindung mittels Bonden,
wobei die jeweilige Kontaktverbindung eine der elektrischen Substrat-Kontaktstellen mit einer der elektrischen Leadframe-Kontaktstellen elektrisch verbindet. An alternative solution to the problems arises in a method of the type mentioned by the following method steps:
  • Providing at least one substrate having at least one electrical substrate contact point,
  • Providing at least one leadframe having at least one electrical leadframe contact point,
  • Producing a respective contact connection as a bonding connection by means of bonding,
wherein the respective contact connection electrically connects one of the electrical substrate pads to one of the electrical leadframe pads.

Weiterhin ergibt sich eine Lösung der Aufgaben bei einem Halbleitermodul der eingangs genannten Art dadurch, dass das Halbleitermodul aufweist:

  • – zumindest einen Halbleiterchip aufweisend zumindest eine elektrische Halbleiterchip-Kontaktstelle,
  • – zumindest einen Leadframe aufweisend zumindest eine elektrische Leadframe-Kontaktstelle,
  • – eine jeweilige Kontaktverbindung, welche eine der elektrischen Halbleiterchip-Kontaktstellen mit einer der elektrischen Leadframe-Kontaktstellen elektrisch verbindet,
wobei die jeweilige Kontaktverbindung als Bond-Verbindung ausgestaltet ist. Furthermore, a solution of the tasks in a semiconductor module of the type mentioned results in that the semiconductor module comprises:
  • At least one semiconductor chip having at least one electrical semiconductor chip contact point,
  • At least one leadframe having at least one electrical leadframe contact point,
  • A respective contact connection which electrically connects one of the electrical semiconductor chip contact points to one of the electrical leadframe contact points,
wherein the respective contact connection is designed as a bond connection.

Eine alternative Lösung der Aufgaben ergibt sich bei einem Halbleitermodul der eingangs genannten Art dadurch, dass das Halbleitermodul aufweist:

  • – zumindest ein Substrat aufweisend zumindest eine elektrische Substrat-Kontaktstelle,
  • – zumindest einen Leadframe aufweisend zumindest eine elektrische Leadframe-Kontaktstelle,
  • – eine jeweilige Kontaktverbindung, welche eine der elektrischen Substrat-Kontaktstellen mit einer der elektrischen Leadframe-Kontaktstellen elektrisch verbindet,
wobei die jeweilige Kontaktverbindung als Bond-Verbindung ausgestaltet ist. An alternative solution to the problems arises in a semiconductor module of the type mentioned above in that the semiconductor module has:
  • At least one substrate having at least one electrical substrate contact point,
  • At least one leadframe having at least one electrical leadframe contact point,
  • A respective contact connection electrically connecting one of the electrical substrate pads to one of the leadframe electrical contact pads,
wherein the respective contact connection is designed as a bond connection.

Ferner ergibt sich eine Lösung der Aufgaben bei einem Stromrichter der eingangs genannten Art dadurch, dass der Stromrichter zumindest ein derartiges Halbleitermodul aufweist. Furthermore, a solution of the tasks in a power converter of the type mentioned results in that the power converter has at least one such semiconductor module.

Schließlich ergibt sich eine Lösung der Aufgaben bei einem Fahrzeug der eingangs genannten Art dadurch, dass das Fahrzeug einen Antriebsstrang, umfassend zumindest einen derartigen Stromrichter, aufweist. Finally, a solution to the problems in a vehicle of the type mentioned results in that the vehicle has a drive train comprising at least one such converter.

Bei einem der vorgeschlagenen Verfahren werden zunächst zumindest ein Halbleiterchip und zumindest ein Leadframe bereitgestellt. Dabei wird unter einem Halbleiterchip insbesondere ein Stück eines Halbleiter-Wafers, also ein Halbleiterplättchen mit ggf. darauf aufgebrachtem integriertem Schaltkreis, verstanden. Im Englischen ist für einen Halbleiterchip die Bezeichnung „die“ gebräuchlich. Der jeweilige Halbleiterchip weist zumindest eine elektrische Halbleiterchip-Kontaktstelle auf, wobei die Anzahl der Halbleiterchip-Kontaktstellen auch größer bzw. wesentlich größer sein kann. So kann die genannte Anzahl durchaus auch im Bereich von einigen zehn oder mehr Halbleiterchip-Kontaktstellen liegen. In one of the proposed methods, at least one semiconductor chip and at least one leadframe are initially provided. In this case, a semiconductor chip is understood in particular to be a piece of a semiconductor wafer, that is to say a semiconductor chip with an integrated circuit possibly applied thereto. In English, the term "the" is common for a semiconductor chip. The respective semiconductor chip has at least one electrical semiconductor chip contact point, wherein the number of semiconductor chip contact points can also be greater or substantially greater. Thus, the stated number may well be in the range of a few tens or more semiconductor chip contact points.

Bei dem alternativen, vorgeschlagenen Verfahren wird anstelle des zumindest einen Halbleiterchips zumindest ein Substrat aufweisend zumindest eine elektrische Substrat-Kontaktstelle bereitgestellt, wobei die Anzahl der Substrat-Kontaktstellen auch größer bzw. wesentlich größer kann, so dass auch einige zehn oder mehr Substrat-Kontaktstellen denkbar sind. Unter einem Substrat wird dabei insbesondere eine keramische Trägerstruktur verstanden, auf die elektrische Leiterbahnen und ggf. ein Halbleiterchip aufgebracht sind bzw. werden. Solche Trägerstrukturen können beispielsweise ein DCB-Substrat (direct bonded copper) oder ein IMS (insulated metal substrate) sein. In the alternative, proposed method, at least one substrate having at least one electrical substrate contact point is provided instead of the at least one semiconductor chip, wherein the number of substrate contact points can also be larger or substantially larger, so that also some tens or more substrate contact points are conceivable are. In this case, a substrate is understood in particular to be a ceramic carrier structure to which electrical conductor tracks and, if appropriate, a semiconductor chip are / are applied. Such support structures may be, for example, a DCB substrate (direct bonded copper) or an IMS (insulated metal substrate).

Bei einem Leadframe handelt es sich um einen „Anschlussrahmen“, also einen vorzugsweise metallischen Leitungsträger, insbesondere in Form eines Rahmens. Der jeweilige Leadframe weist zumindest eine elektrische Leadframe-Kontaktstelle auf, wobei die Anzahl der Leadframe-Kontaktstellen auch größer bzw. wesentlich größer sein kann, so dass auch einige zehn oder mehr Leadframe-Kontaktstellen denkbar sind. Insbesondere weist ein Leadframe zwei oder mehr, voneinander getrennte elektrische Leiterbahnen auf. A leadframe is a "lead frame", that is to say a preferably metallic lead support, in particular in the form of a frame. The respective leadframe has at least one electrical leadframe contact point, wherein the number of leadframe contact points can also be greater or substantially greater, so that a few tens or more leadframe contact points are also conceivable. In particular, a leadframe has two or more mutually separate electrical conductor tracks.

Gemäß dem einen vorgeschlagenen Verfahren ist vorgesehen, dass die jeweilige Kontaktverbindung einer der elektrischen Halbleiterchip-Kontaktstellen mit einer der elektrischen Leadframe-Kontaktstellen als Bond-Verbindung mittels Bonden hergestellt wird und so eine elektrische Verbindung erreicht wird. Entsprechend weist das vorgeschlagene Halbleitermodul eine jeweilige Kontaktverbindung auf, welche als Bond-Verbindung ausgestaltet ist. Beim Bonden handelt es sich um eine Technik zur elektrischen Kontaktierung von Mikroanschlüssen von Halbleiterchips. Das Bonden bietet einige Vorteile, wie zum Beispiel, dass keine Wärme zur Herstellung des Kontakts zugeführt werden muss. According to one proposed method, it is provided that the respective contact connection of one of the electrical semiconductor chip contact points with one of the electrical leadframe contact points is produced as a bonding connection by means of bonding and thus an electrical connection is achieved. Accordingly, the proposed semiconductor module has a respective contact connection, which is designed as a bond connection. Bonding is a technique for the electrical contacting of micro-terminals of semiconductor chips. Bonding offers some advantages, such as not having to add heat to make the contact.

Sind für das Halbleitermodul je ein Halbleiterchip und je ein Leadframe vorgesehen, so entspricht die Anzahl der Leadframe-Kontaktstellen vorzugsweise der Anzahl der gebondeten Kontaktverbindungen. Für diesen Fall entspricht die genannte Anzahl weiterhin der Anzahl der Halbleiterchip-Kontaktstellen, wenn von ggf. vorhandenen, weiteren Anschlüssen des Halbleiterchips abgesehen wird, die nicht mit dem Leadframe gebondet verbunden werden. Sind zwei oder mehr Halbleiterchips bzw. Leadframes vorgesehen, verändert sich die Anzahl der Halbleiterchip-Kontaktstellen, Leadframe-Kontaktstellen bzw. Kontaktverbindungen entsprechend. Vorzugsweise ist dabei die Mehrheit, insbesondere alle, der jeweiligen Leadframe-Kontaktstellen bzw. der jeweiligen Halbleiterchip-Kontaktstellen mittels einer jeweiligen Bond-Verbindung mit einer jeweiligen Halbleiterchip-Kontaktstelle bzw. einer jeweiligen Leadframe-Kontaktstelle verbunden. If one semiconductor chip and one leadframe are each provided for the semiconductor module, the number of leadframe contact points preferably corresponds to the number of bonded contact connections. For this case, the said number continues to correspond to the number of semiconductor chip contact points, apart from possible further connections of the semiconductor chip that are not connected to the leadframe. If two or more semiconductor chips or leadframes are provided, the number of semiconductor chip contact points, leadframe contact points or contact connections changes accordingly. Preferably, the majority, in particular all, of the respective leadframe contact points or of the respective semiconductor chip contact points is connected by means of a respective bonding connection to a respective semiconductor chip contact point or a respective leadframe contact point.

Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es somit, die Kontaktierung von Halbleiterchips mithilfe von Leadframes zu vereinfachen, indem diese an den Halbleiterchip gebondet werden. Beispielsweise erlaubt das Bonden von Leadframes einen Prozess auf so genannte Grosskarte, also im Mehrfachnutzen, wodurch eine vergleichsweise niedrige Durchlaufzeit gegeben ist, so dass Kosten eingespart werden können. Die Verwendung von Leadframes stellt weiterhin eine planare Chipkontaktierung dar, wodurch die damit typischerweise verbundenen Vorteile ebenfalls gegeben sind, wie z. B. eine höheren Lebensdauer durch eine größere Robustheit des Halbleitermoduls oder ein geringerer Volumenbedarf. One idea of the present invention is therefore to simplify the contacting of semiconductor chips by means of leadframes by bonding them to the semiconductor chip. For example, the bonding of leadframes allows a process on a so-called "big map", ie in multiple use, whereby a comparatively low cycle time is given, so that costs can be saved. The use of leadframes further represents a planar chip contacting, whereby the typically associated advantages are also given, such as. B. a longer life by a greater robustness of the semiconductor module or a smaller volume requirement.

Gemäß dem anderen vorgeschlagenen Verfahren bzw. Halbleitermodul ist vorgesehen, dass die jeweilige Kontaktverbindung einer der elektrischen Substrat-Kontaktstellen mit einer der elektrischen Leadframe-Kontaktstellen als Bond-Verbindung mittels Bonden hergestellt wird bzw. ist und so eine elektrische Verbindung erreicht wird. Entsprechend weist das vorgeschlagene Halbleitermodul eine jeweilige Kontaktverbindung auf, welche als Bond-Verbindung ausgestaltet ist. Dabei gelten ganz analoge Überlegungen wie zum ersten, vorgeschlagenen Verfahren bzw. Halbleitermodul. According to the other proposed method or semiconductor module is provided that the respective contact connection of one of the electrical substrate contact points with one of the electrical leadframe contact points is produced as a bonding connection by means of bonding or is and so an electrical connection is achieved. Accordingly, the proposed semiconductor module has a respective contact connection, which is designed as a bond connection. Very analogous considerations apply here as for the first proposed method or semiconductor module.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die beiden zuvor erläuterten Verfahren bzw. Halbleitermodule kombiniert, wobei der jeweilige Leadframe zumindest zwei elektrische Leadframe-Kontaktstellen aufweist. In an advantageous embodiment of the invention, the two previously explained methods or semiconductor modules are combined, wherein the respective leadframe has at least two electrical leadframe contact points.

Diese Ausgestaltung des Verfahrens bzw. des Halbleitermoduls sieht somit zumindest eine erste elektrische Kontaktverbindung, welche eine jeweilige elektrische Halbleiterchip-Kontaktstelle mit einer jeweiligen elektrischen Leadframe-Kontaktstelle elektrisch verbindet, und zumindest eine zweite elektrische Kontaktverbindung vor, welche eine jeweilige elektrische Substrat-Kontaktstelle mit einer jeweiligen elektrischen Leadframe-Kontaktstellen elektrisch verbindet. This embodiment of the method or the semiconductor module thus provides at least a first electrical contact connection, which electrically connects a respective electrical semiconductor chip contact point with a respective electrical leadframe contact point, and at least one second electrical contact connection, which has a respective electrical substrate contact point with one electrically connects respective electrical leadframe contact points.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zur Herstellung der jeweiligen Kontaktverbindung Ultraschall-Bonden verwendet bzw. ist die jeweilige Kontaktverbindung als Ultraschall-Bond-Verbindung ausgestaltet. In a further advantageous embodiment of the invention, ultrasonic bonding is used to produce the respective contact connection or the respective contact connection is designed as an ultrasonic bonding connection.

Beim Ultraschall-Bonden werden die jeweiligen Leadframe-Kontaktstellen mit einem gewissen Druck auf die jeweilige, zu verbindende Halbleiterchip- bzw. Substrat-Kontaktstelle gepresst, wobei Ultraschallschwingungen aufgebracht werden. Die Ultraschallschwingungen führen zu Diffusionsvorgängen zwischen dem Material der Leadframe-Kontaktstelle und dem Material der Halbleiterchip- bzw. Substrat-Kontaktstelle, wodurch eine feste Verbindung bzw. Kaltverschweißung der beiden Kontaktstellen resultiert. In ultrasonic bonding, the respective leadframe contact points are pressed with a certain pressure onto the respective semiconductor chip or substrate contact point to be connected, ultrasonic vibrations being applied. The ultrasonic vibrations lead to diffusion processes between the material of the leadframe contact point and the material of the semiconductor chip or substrate contact point, resulting in a firm connection or cold welding of the two contact points.

Durch das Ultraschall-Bonden kann die jeweilige Kontaktverbindung bei besonders niedriger Temperatur hergestellt werden, wodurch der Prozess energiearm ausgestaltet ist und somit Kosten eingespart werden können. Insbesondere kann weiterhin eine Beschädigung des Halbleiterchips bzw. Substrats vermieden werden. By ultrasonic bonding, the respective contact connection can be made at a particularly low temperature, whereby the process is designed low energy and thus costs can be saved. In particular, further damage to the semiconductor chip or substrate can be avoided.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zur Herstellung der jeweiligen Kontaktverbindung zumindest eine Sonotrode verwendet. In a further advantageous embodiment of the invention, at least one sonotrode is used to produce the respective contact connection.

Mittels der jeweiligen Sonotrode können hochfrequente mechanische Schwingungen, insbesondere Ultraschall, auf die jeweilige Halbleiterchip- bzw. Substrat-Kontaktstelle und die jeweilige Leadframe-Kontaktstelle aufgebracht werden, um die jeweilige Bond-Verbindung herzustellen. Vorzugsweise wird die jeweilige Sonotrode im Zusammenhang mit dem oben erläuterten Ultraschall-Bonden eingesetzt. By means of the respective sonotrode, high-frequency mechanical oscillations, in particular ultrasound, can be applied to the respective semiconductor chip or substrate contact point and the respective leadframe contact point in order to produce the respective bond connection. Preferably, the respective sonotrode is used in conjunction with the above-described ultrasonic bonding.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden mehrere der Kontaktverbindungen simultan mittels einer jeweiligen Sonotrode hergestellt. In a further advantageous embodiment of the invention, a plurality of the contact connections are produced simultaneously by means of a respective sonotrode.

Wie oben erläutert, können für das vorgeschlagene Halbleitermodul zumindest zwei, aber auch mehr bzw. wesentlich mehr als zwei Leadframe-Kontaktstellen und somit Bond-Verbindungen vorgesehen sein. Indem mehrere oder alle der vorgesehenen Bond-Verbindungen, also beispielsweise zumindest zwei, einige zehn oder mehr Bond-Verbindungen, simultan mittels Sonotrode hergestellt werden, wird ein Verbindungsprozess bereitgestellt, der die Durchlaufzeiten erheblich verkürzt und entsprechend Kosten einspart. As explained above, at least two, but also more or substantially more than two leadframe contact points and thus bond connections can be provided for the proposed semiconductor module. By several or all of the proposed bond connections, so for example, at least two, some ten or more bond connections are made simultaneously by sonotrode, a connection process is provided, which significantly reduces the lead times and saves costs accordingly.

Insbesondere können beispielsweise alle Bond-Verbindungen des jeweiligen Leadframes und/oder alle Bond-Verbindungen des jeweiligen Halbleiterchips oder Substrats, aber auch alle Bond-Verbindungen des Halbleitermoduls oder Substrats simultan hergestellt werden. Denkbar ist dabei pro hergestellter Bond-Verbindung eine jeweilige Sonotrode verwendet wird, wobei auch eine Sonotrode für zwei oder mehr der simultan hergestellten Bond-Verbindungen verwendet werden kann. In particular, for example, all bond connections of the respective leadframe and / or all bond connections of the respective semiconductor chip or substrate, but also all bond connections of the semiconductor module or substrate can be produced simultaneously. It is conceivable that a particular sonotrode is used per manufactured bond connection, wherein a sonotrode for two or more of the simultaneously produced bond compounds can be used.

Die simultane Herstellung zweier oder mehr Bond-Verbindungen bedeutet dabei, dass die zwei oder mehr Bond-Verbindungen zeitlich zumindest teilweise überlappend hergestellt werden. Somit werden unter der simultanen Herstellung der betrachteten, jeweiligen Bond-Verbindungen im Wesentlichen parallele Arbeitsschritte und nicht sequenzielle Arbeitsschritte verstanden. Vorzugsweise ist somit ein Prozess vorgesehen, an dessen Beginn die betrachteten Bond-Verbindungen noch nicht vorhanden sind, dann im Wesentlichen gleichzeitig die Bond-Verbindungen hergestellt werden und zum Abschluss des Prozesses die Herstellung aller betrachteter Bond-Verbindungen abgeschlossen ist. Insbesondere wird durch das vorgeschlagene Verfahren bzw. das vorgeschlagene Halbleitermodul somit eine Parallelisierung von Arbeitsschritten, nämlich der Kontaktierung der einzelnen Halbleiterchip- bzw. Substrat-Kontaktstellen, ermöglicht, wodurch Durchlaufzeiten reduziert und Kosten eingespart werden können. The simultaneous production of two or more bond connections means that the two or more bond connections are made at least partially overlapping in time. Thus, the simultaneous production of the considered, respective bond connections are understood to mean essentially parallel work steps and non-sequential work steps. Preferably, therefore, a process is provided at the beginning of the considered bond connections are not yet present, then substantially simultaneously the bond connections are made and the completion of the process, the production of all considered bond connections is completed. In particular, the proposed method or the proposed semiconductor module thus enables a parallelization of working steps, namely the contacting of the individual semiconductor chip or substrate contact points, whereby throughput times can be reduced and costs can be saved.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der jeweilige Leadframe als vorgefertigter Leadframe bereitgestellt. In a further advantageous embodiment of the invention, the respective leadframe is provided as a prefabricated leadframe.

Der jeweilige Leadframe wird vorzugsweise vorab mittels Stanzen hergestellt und somit stückweise für das vorgeschlagene Verfahren bereitgestellt. Insbesondere sind somit nicht Leadframes notwendig, die auf einer Rolle aufgewickelt sind, wobei die Rolle während des Herstellungsverfahrens des Halbleitermoduls abgewickelt wird, um die einzelnen Leadframes zu erhalten. The respective leadframe is preferably prepared in advance by means of stamping and thus provided piecewise for the proposed method. In particular, therefore, leadframes are not required, which are wound up on a roll, the roll being unwound during the production process of the semiconductor module in order to obtain the individual leadframes.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der jeweilige Halbleiterchip eine zumindest abschnittsweise flache Oberfläche auf, wobei die für die jeweilige Kontaktverbindung vorgesehene Halbleiterchip-Kontaktstelle an der Oberfläche des jeweiligen Halbleiterchips angeordnet ist. In a further advantageous embodiment of the invention, the respective semiconductor chip has an at least partially flat surface, wherein the semiconductor chip contact point provided for the respective contact connection is arranged on the surface of the respective semiconductor chip.

Bei der vorgeschlagenen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der jeweilige Halbleiterchip die für die Bond-Verbindung vorgesehenen Halbleiterchip-Kontaktstellen an einer zumindest abschnittsweise flachen Oberfläche aufweist. Insbesondere kann die genannte Oberfläche eine Chipoberseite sein. In the proposed embodiment, it is provided that the respective semiconductor chip has the semiconductor chip contact points provided for the bonding connection on an at least partially flat surface. In particular, said surface may be a chip top.

Insbesondere weist der jeweilige Halbleiterchip eine Chipunterseite und eine Chipoberseite auf, die sich im Wesentlichen gegenüber liegen. Dabei kann der Chip über seine Chipunterseite auf einer Leiterplatte angeordnet sein, wobei der Chip auf seiner Chipoberseite die erläuterten Halbleiterchip-Kontaktstellen aufweist. Als Leiterplatten können dabei beispielsweise PCB („printed circuit board“) oder DCB („direct bonded copper“) zum Einsatz kommen, auf welche der jeweilige Halbleiterchip gelötet, gesintert oder beispielsweise mittels Chipbonden gebondet werden kann. In particular, the respective semiconductor chip has a chip bottom side and a chip top side which lie substantially opposite one another. In this case, the chip can be arranged on its chip underside on a printed circuit board, wherein the chip has on its chip top side the explained semiconductor chip contact points. PCBs ("printed circuit board") or DCB ("direct-bonded copper") may be used as printed circuit boards, for example, onto which the particular semiconductor chip can be soldered, sintered or, for example, bonded by means of chip bonding.

Von besonderem Vorteil bei der vorliegenden Erfindung ist, dass die jeweiligen Bond-Verbindungen zumindest eines Leadframes mit zumindest einem Halbleiterchip nicht mit speziellen Anforderungen an die Oberfläche des jeweiligen Halbleiterchips einhergehen, wie sie bspw. beim Löten oder Sintern vorliegen würden. Im Gegensatz dazu bedingen das Löten oder das Sintern zur Verbindung eines Leadframes mit einem Halbleiterchip besondere Eigenschaften der Halbleiterchip-Oberfläche. Somit erlaubt die vorgeschlagene Erfindung, gewöhnliche Standard-Halbleiterchips für die Herstellung des vorgeschlagenen Halbleitermoduls zu verwenden, so dass also kein erhöhter Aufwand betrieben werden muss wie insbesondere beim Sintern oder Löten. Somit hebt die vorliegende Erfindung ein großes Potenzial für Kosteneinsparungen. It is of particular advantage in the present invention that the respective bond connections of at least one leadframe with at least one semiconductor chip are not accompanied by special requirements for the surface of the respective semiconductor chip, as would be present, for example, during soldering or sintering. In contrast, soldering or sintering for connecting a leadframe to a semiconductor chip requires special properties of the semiconductor chip surface. Thus, the proposed invention allows ordinary standard semiconductor chips used for the production of the proposed semiconductor module, so that therefore no increased effort must be operated as in particular during sintering or soldering. Thus, the present invention raises great potential for cost savings.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die jeweilige Halbleiterchip-Kontaktstelle dabei Aluminium, dotiertes Aluminium bzw. eine Aluminium-Legierung auf. In a further advantageous embodiment of the invention, the respective semiconductor chip pad has aluminum, doped aluminum or an aluminum alloy.

Da der jeweilige Halbleiterchip Aluminium, dotiertes Aluminium bzw. eine Aluminium-Legierung an seiner jeweiligen Halbleiterchip-Kontaktstelle aufweist, können insbesondere gewöhnliche Standard-Halbleiterchips für das vorgeschlagene Verfahren bzw. das vorgeschlagene Halbleitermodul verwendet werden. Wie oben erläutert, ergeben sich dadurch große Einsparpotenziale. Since the respective semiconductor chip comprises aluminum, doped aluminum or an aluminum alloy at its respective semiconductor chip pad, in particular ordinary standard semiconductor chips can be used for the proposed method or the proposed semiconductor module. As explained above, this results in great savings potential.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der jeweilige Halbleiterchip zumindest zwei elektrische Halbleiterchip-Kontaktstellen auf, wobei der jeweilige Leadframe zumindest zwei elektrische Leadframe-Kontaktstellen aufweist. In a further advantageous embodiment of the invention, the respective semiconductor chip has at least two electrical semiconductor chip contact points, wherein the respective leadframe has at least two electrical leadframe contact points.

Vorzugsweise sind die zumindest zwei elektrischen Halbleiterchip-Kontaktstellen an der oben erläuterten Oberfläche des jeweiligen Halbleiterchips angeordnet. Insbesondere werden die zumindest zwei elektrischen Halbleiterchip-Kontaktstellen mittels einer jeweiligen Kontaktverbindung den zumindest zwei elektrischen Leadframe-Kontaktstellen elektrisch verbunden, wie weiter oben schon erläutert. Preferably, the at least two electrical semiconductor chip contact points are arranged on the above-explained surface of the respective semiconductor chip. In particular, the at least two electrical semiconductor chip contact points are electrically connected to the at least two electrical leadframe contact points by means of a respective contact connection, as already explained above.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der jeweilige Leadframe eine Breite von einigen Zehntel Millimetern bis einigen Zentimetern auf. In a further advantageous embodiment of the invention, the respective leadframe has a width of a few tenths of a millimeter to a few centimeters.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren bzw. dem vorgeschlagenen Halbleitermodul kommen somit insbesondere Leadframes mit einer entsprechenden Breite zum Einsatz, wobei auch mehrere Leadframes pro Halbleiterchip eingesetzt werden können. Leadframes having a corresponding width are therefore used in particular in the proposed method or the proposed semiconductor module, and it is also possible to use a plurality of leadframes per semiconductor chip.

Insbesondere kann das vorgeschlagene Halbleitermodul in einem Leistungsmodul angeordnet werden, welches weiterhin eine Leiterplatte, beispielsweise in Form eines PCB oder DCB, aufweist. Wie oben erläutert, kann das jeweilige Halbleitermodul dabei mittels Löten, Sintern oder Bonden, beispielsweise Chipbonden, mit der Leiterplatte verbunden sein. In particular, the proposed semiconductor module can be arranged in a power module, which furthermore has a printed circuit board, for example in the form of a PCB or DCB. As explained above, the respective semiconductor module can be connected to the circuit board by means of soldering, sintering or bonding, for example chip bonding.

Vorzugsweise ist der Stromrichter für eine elektrische Leistung von zumindest 10 kW, vorzugsweise 40–100 kW, ausgelegt. Preferably, the power converter is designed for an electrical power of at least 10 kW, preferably 40-100 kW.

Das Fahrzeug ist vorteilhafterweise als Hybridauto oder Elektroauto ausgestaltet. The vehicle is advantageously designed as a hybrid car or electric car.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen: In the following the invention will be described and explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the figures. Show it:

1–10 ein erstes bis neuntes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Halbleitermoduls, 1 - 10 a first to ninth embodiment of the proposed semiconductor module,

11 eine schematische Darstellung des vorgeschlagenen Verfahrens, 11 a schematic representation of the proposed method,

12 einen Verfahrensschritt eines Ausführungsbeispiels des vorgeschlagenen Verfahrens zur Herstellung eines Halbleitermoduls, 12 a method step of an embodiment of the proposed method for producing a semiconductor module,

13 ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Stromrichters, und 13 an embodiment of the proposed power converter, and

14 ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Fahrzeugs. 14 an embodiment of the proposed vehicle.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Halbleitermoduls 1, wobei ein Querschnitt durch das Halbleitermodul 1 dargestellt ist. 1 shows a first embodiment of the proposed semiconductor module 1 wherein a cross section through the semiconductor module 1 is shown.

Das Halbleitermodul 1 weist einen Halbleiterchip 2 mit einer elektrischen Halbleiterchip-Kontaktstelle 3 sowie einen Leadframe 4 mit einer elektrischen Leadframe-Kontaktstelle 5 auf. Von dem Leadframe 4 ist dabei lediglich ein Ausschnitt dargestellt, wie an seinem rechten Ende in der 1 angedeutet ist. Weiterhin weist das Halbleitermodul 1 eine Kontaktverbindung 6 auf, die die elektrische Halbleiterchip-Kontaktstelle 3 mit der elektrischen Leadframe-Kontaktstelle 5 elektrisch verbindet. Dabei ist die Kontaktverbindung 6 als Bond-Verbindung ausgestaltet. The semiconductor module 1 has a semiconductor chip 2 with a semiconductor electrical chip pad 3 as well as a leadframe 4 with an electrical leadframe contact point 5 on. From the leadframe 4 only a section is shown, as at its right end in the 1 is indicated. Furthermore, the semiconductor module 1 a contact connection 6 on which the electrical semiconductor chip pad 3 with the electrical leadframe contact point 5 connects electrically. Here is the contact connection 6 designed as a bond connection.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Halbleitermoduls 1, wobei ein Querschnitt durch das Halbleitermodul 1 dargestellt ist. Gleiche Bezugszeichen wie in 1 bezeichnen dabei gleiche Gegenstände. 2 shows a second embodiment of the proposed semiconductor module 1 wherein a cross section through the semiconductor module 1 is shown. Same reference numerals as in 1 denote the same objects.

Das Halbleitermodul 1 weist ein Substrat 12 mit einer elektrischen Substrat-Kontaktstelle 13 sowie einen Leadframe 4 mit einer elektrischen Leadframe-Kontaktstelle 5 auf. Von dem Leadframe 4 ist ähnlich wie in 1 lediglich ein Ausschnitt dargestellt. Weiterhin weist das Halbleitermodul 1 eine Kontaktverbindung 6 auf, die die elektrische Substrat-Kontaktstelle 13 mit der elektrischen Leadframe-Kontaktstelle 5 elektrisch verbindet. Dabei ist die Kontaktverbindung 6 als Bond-Verbindung ausgestaltet. The semiconductor module 1 has a substrate 12 with an electrical substrate pad 13 as well as a leadframe 4 with an electrical leadframe contact point 5 on. From the leadframe 4 is similar to in 1 only a section shown. Furthermore, the semiconductor module 1 a contact connection 6 on which is the electrical substrate pad 13 with the electrical leadframe contact point 5 connects electrically. Here is the contact connection 6 designed as a bond connection.

3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Halbleitermoduls 1, wobei ein Querschnitt durch das Halbleitermodul 1 dargestellt ist. 3 shows a third embodiment of the proposed semiconductor module 1 wherein a cross section through the semiconductor module 1 is shown.

Das Halbleitermodul 1 weist ein Substrat 12 mit einer elektrischen Substrat-Kontaktstelle 13, einen Halbleiterchip 2 mit einer elektrischen Halbleiterchip-Kontaktstelle 3 sowie einen Leadframe 4 mit zwei elektrischen Leadframe-Kontaktstellen 5 auf. Dabei ist der Halbleiterchip 2 auf dem Substrat 12 angeordnet. The semiconductor module 1 has a substrate 12 with an electrical substrate pad 13 , a semiconductor chip 2 with a semiconductor electrical chip pad 3 as well as a leadframe 4 with two electrical leadframe contact points 5 on. In this case, the semiconductor chip 2 on the substrate 12 arranged.

Das Halbleitermodul 1 weist zwei Kontaktverbindungen 6 auf, von denen die eine Kontaktverbindung 6 die elektrische Halbleiterchip-Kontaktstelle 3 mit der einen elektrischen Leadframe-Kontaktstelle 5 elektrisch verbindet und von denen die andere Kontaktverbindung 6 die elektrische Substrat-Kontaktstelle 13 mit der anderen elektrischen Leadframe-Kontaktstelle 5 elektrisch verbindet. Dabei ist die jeweilige Kontaktverbindung 6 als Bond-Verbindung ausgestaltet. The semiconductor module 1 has two contact connections 6 on, of which the one contact connection 6 the electrical semiconductor chip pad 3 with the one electrical leadframe contact point 5 electrically connects and of which the other contact connection 6 the electrical substrate pad 13 with the other electrical leadframe contact point 5 connects electrically. Here is the respective contact connection 6 designed as a bond connection.

4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Halbleitermoduls 1, wobei ein Querschnitt durch das Halbleitermodul 1 dargestellt ist. 4 shows a fourth embodiment of the proposed semiconductor module 1 wherein a cross section through the semiconductor module 1 is shown.

Das Halbleitermodul 1 weist einen Halbleiterchip 2 mit zwei elektrischen Halbleiterchip-Kontaktstellen 3 sowie einen Leadframe 4 mit zwei elektrischen Leadframe-Kontaktstellen 5 auf. Von dem Leadframe 4 ist dabei lediglich ein Ausschnitt dargestellt. Weiterhin weist das Halbleitermodul 1 zwei Kontaktverbindungen 6 auf, von denen jede eine der elektrischen Halbleiterchip-Kontaktstellen 3 mit einer der elektrischen Leadframe-Kontaktstellen 5 elektrisch verbindet. Dabei ist die jeweilige Kontaktverbindung 6 als Bond-Verbindung ausgestaltet. The semiconductor module 1 has a semiconductor chip 2 with two electrical semiconductor chip pads 3 as well as a leadframe 4 with two electrical leadframe contact points 5 on. From the leadframe 4 only a section is shown. Furthermore, the semiconductor module 1 two contact connections 6 each of which is one of the electrical semiconductor chip pads 3 with one of the electrical leadframe contact points 5 connects electrically. Here is the respective contact connection 6 designed as a bond connection.

5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Halbleitermoduls 1, wobei ein Querschnitt durch das Halbleitermodul 1 dargestellt ist. 5 shows a fifth embodiment of the proposed semiconductor module 1 wherein a cross section through the semiconductor module 1 is shown.

Das fünfte Ausführungsbeispiel ist dem vierten Ausführungsbeispiel recht ähnlich, so dass im Folgenden lediglich einige Unterschiede erläutert werden. Der Halbleiterchip 2 weist eine im Wesentlichen flache Oberfläche 10 auf, wobei die für die jeweilige Kontaktverbindung 6 vorgesehene Halbleiterchip-Kontaktstelle 2 an der flachen Oberfläche 10 angeordnet ist. The fifth embodiment is quite similar to the fourth embodiment, so that only some differences will be explained below. The semiconductor chip 2 has a substantially flat surface 10 on, where for the respective contact connection 6 provided semiconductor chip pad 2 on the flat surface 10 is arranged.

Eine derartige, flache Oberfläche 10 kann im Übrigen auch bei den übrigen Ausführungsbeispielen des Halbleitermoduls 1 mit einem Halbleiterchip 2 für den jeweiligen Halbleiterchip 2 vorgesehen sein. Such a flat surface 10 can incidentally also in the other embodiments of the semiconductor module 1 with a semiconductor chip 2 for the respective semiconductor chip 2 be provided.

6 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Halbleitermoduls 1, wobei eine Draufsicht auf das Halbleitermodul 1 dargestellt ist. 6 shows a sixth embodiment of the proposed semiconductor module 1 , wherein a plan view of the semiconductor module 1 is shown.

Der Halbleiterchip 2 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel sechs elektrische Halbleiterchip-Kontaktstellen 3 auf, wobei der durch eine gestrichelte Linie angedeutete Leadframe 4 sechs entsprechende elektrische Leadframe-Kontaktstellen 5 aufweist. Die jeweiligen Kontaktstellen sind mittels einer jeweiligen Kontaktverbindung 6 elektrisch miteinander verbunden, wobei die jeweilige Kontaktverbindung 6 als Bond-Verbindung ausgestaltet ist. The semiconductor chip 2 in the present embodiment has six electrical semiconductor chip pads 3 on, where indicated by a dashed line leadframe 4 six corresponding electrical leadframe contact points 5 having. The respective contact points are by means of a respective contact connection 6 electrically connected to each other, wherein the respective contact connection 6 designed as a bond connection.

Der Leadframe 4 weist dabei eine Breite 11 von einigen Zehntel Millimetern bis einigen Zentimetern auf. The leadframe 4 has a width 11 from a few tenths of a millimeter to a few centimeters.

Die 7 und 8 zeigen ein siebtes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Halbleitermoduls 1, wobei in 7 ein Querschnitt durch das Halbleitermodul 1 und in 8 eine Draufsicht auf das Halbleitermodul 1 dargestellt ist. The 7 and 8th show a seventh embodiment of the proposed semiconductor module 1 , where in 7 a cross section through the semiconductor module 1 and in 8th a plan view of the semiconductor module 1 is shown.

Das Halbleitermodul 1 weist ein Substrat 12 mit einer elektrischen Substrat-Kontaktstelle 13, vier Halbleiterchips 2 mit je einer elektrischen Halbleiterchip-Kontaktstelle 3 sowie einen Leadframe 4 mit fünf elektrischen Leadframe-Kontaktstellen 5 auf. Dabei ist der jeweilige Halbleiterchip 2 auf dem Substrat 12 angeordnet. In 8 ist der Leadframe 4 durch eine gestrichelte Linie angedeutet. The semiconductor module 1 has a substrate 12 with an electrical substrate pad 13 , four semiconductor chips 2 each with an electrical semiconductor chip pad 3 as well as a leadframe 4 with five electrical leadframe contact points 5 on. In this case, the respective semiconductor chip 2 on the substrate 12 arranged. In 8th is the lead frame 4 indicated by a dashed line.

Das Halbleitermodul 1 weist insgesamt fünf Kontaktverbindungen 6 auf, von denen eine erste bis vierte Kontaktverbindung 6 die elektrische Halbleiterchip-Kontaktstelle 3 des ersten bis vierten Halbleiterchips 2 mit der ersten bis vierten elektrischen Leadframe-Kontaktstelle 5 elektrisch verbindet. Die fünfte Kontaktverbindung 6 stellt eine elektrische Verbindung der elektrischen Substrat-Kontaktstelle 13 mit der fünften elektrischen Leadframe-Kontaktstelle 5 her. Dabei ist die jeweilige Kontaktverbindung 6 als Bond-Verbindung ausgestaltet. The semiconductor module 1 has a total of five contact connections 6 on, of which a first to fourth contact connection 6 the electrical semiconductor chip pad 3 of the first to fourth semiconductor chips 2 with the first to fourth leadframe electrical contact pads 5 connects electrically. The fifth contact connection 6 provides an electrical connection of the electrical substrate pad 13 with the fifth electrical leadframe contact point 5 ago. Here is the respective contact connection 6 designed as a bond connection.

Der Leadframe 4 weist dabei eine Breite 11 von einigen Zehntel Millimetern bis einigen Zentimetern auf. The leadframe 4 has a width 11 from a few tenths of a millimeter to a few centimeters.

9 zeigt ein achtes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Halbleitermoduls 1, wobei eine Draufsicht auf das Halbleitermodul 1 dargestellt ist. 9 shows an eighth embodiment of the proposed semiconductor module 1 , wherein a plan view of the semiconductor module 1 is shown.

Das Halbleitermodul 1 weist ein Substrat 12 mit acht darauf angeordneten Halbleiterchips 2 mit je einer elektrischen Halbleiterchip-Kontaktstelle 3 sowie einen Leadframe 4 mit mehreren elektrischen Leadframe-Kontaktstellen 5 auf. Das Substrat 12 ist dabei größtenteils durch den Leadframe 4 verdeckt, die durch die entsprechende gestrichelte Linie angedeutet ist. The semiconductor module 1 has a substrate 12 with eight semiconductor chips arranged thereon 2 each with an electrical semiconductor chip pad 3 as well as a leadframe 4 with multiple electrical leadframe contact points 5 on. The substrate 12 is largely due to the leadframe 4 obscured, which is indicated by the corresponding dashed line.

Das Halbleitermodul 1 weist zunächst acht Kontaktverbindungen 6 auf, von denen jeweils eine die elektrische Halbleiterchip-Kontaktstelle 3 einer der acht genannten Halbleiterchips 2 mit der jeweiligen elektrischen Leadframe-Kontaktstelle 5 elektrisch verbindet. Dabei ist die jeweilige Kontaktverbindung 6 als Bond-Verbindung ausgestaltet. Zusätzlich sind fünf weitere Leadframe-Kontaktstellen 5 vorgesehen, welche von jenem Bereich des Leadframes 4 in 9 nach rechts herausgeführt sind, der das Substrat 12 größtenteils überdeckt. The semiconductor module 1 initially has eight contact connections 6 each of which has the electrical semiconductor chip pad 3 one of the eight mentioned semiconductor chips 2 with the respective electrical leadframe contact point 5 connects electrically. Here is the respective contact connection 6 designed as a bond connection. In addition, there are five more leadframe contact points 5 provided which of that area of the leadframe 4 in 9 led out to the right, which is the substrate 12 mostly covered.

Weiterhin sind vier Trennstellen 16 vorgesehen, die in 9 als gepunktete Linien angedeutet sind. An den Trennstellen 16 kann der innere Bereich des Leadframes 4 vom äußeren Bereich des Leadframes 4, bspw. mittels Stanzen oder Lasern, abgetrennt werden kann. Bspw. kann der äußere Bereich des Leadframes 4 dazu dienen, den Leadframe 4 während der Herstellung des Halbleitermoduls 1 besser transportieren oder positionieren zu können, wohingegen der innere Bereich des Leadframes 4 den eigentlichen, für die elektrischen Kontaktierungen des Halbleitermoduls 1 erforderlichen Teil des Leadframes 4 darstellt. Furthermore, there are four separation points 16 provided in 9 are indicated as dotted lines. At the separation points 16 can be the inner area of the leadframe 4 from the outer area of the leadframe 4 , For example, by means of punching or lasers, can be separated. For example. can be the outer area of the leadframe 4 serve the leadframe 4 during the manufacture of the semiconductor module 1 better transport or position, whereas the inner area of the leadframe 4 the actual, for the electrical contacts of the semiconductor module 1 required part of the leadframe 4 represents.

10 zeigt ein neuntes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Halbleitermoduls 1, wobei ein Querschnitt durch das Halbleitermodul 1 dargestellt ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die jeweiligen elektrischen Kontaktstellen in 10 nicht dargestellt. 10 shows a ninth embodiment of the proposed semiconductor module 1 wherein a cross section through the semiconductor module 1 is shown. For clarity, the respective electrical contact points in 10 not shown.

Das Halbleitermodul 1 weist ein Modulgehäuse 15 mit einem Kühlkörper 14 und zwei auf dem Kühlkörper 14 angeordneten Substraten 12 auf. Auf dem in 10 links dargestellten Substrat 12 sind zwei Halbleiterchips 2 angeordnet und auf dem in 10 rechts dargestellten Substrat 12 ist ein Halbleiterchip 2 angeordnet. Wie in 10 dargestellt, sind die Halbleiterchips 2 teils untereinander und teils mit einem der Substrate 12 elektrisch über jeweilige Kontaktverbindungen 6 und einen jeweiligen Leadframe 4 elektrisch verbunden, wobei ferner zwei weitere Kontaktverbindungen 6 und ein weiterer Leadframe 4 zur elektrischen Verbindung der beiden Substraten 12 vorgesehen sind. Die Leadframes 4 können dabei, wie in 10 angedeutet und ausgehend von dem Substrat 12 oder dem jeweiligen Halbleiterchip 2, übereinander angeordnet sein oder auch nebeneinander, insbesondere auf gleicher Höhe, angeordnet sein. The semiconductor module 1 has a module housing 15 with a heat sink 14 and two on the heat sink 14 arranged substrates 12 on. On the in 10 left illustrated substrate 12 are two semiconductor chips 2 arranged and on the in 10 right substrate 12 is a semiconductor chip 2 arranged. As in 10 are shown, the semiconductor chips 2 partly with each other and partly with one of the substrates 12 electrically via respective contact connections 6 and a respective leadframe 4 electrically connected, further comprising two further contact connections 6 and another leadframe 4 for electrical connection of the two substrates 12 are provided. The leadframes 4 can, as in 10 indicated and starting from the substrate 12 or the respective semiconductor chip 2 , be arranged one above the other or even next to each other, in particular at the same height, be arranged.

Bei den oben erläuterten Ausführungsbeispielen kann die jeweilige Halbleiterchip-Kontaktstelle 3 beispielsweise Aluminium, dotiertes Aluminium bzw. eine Aluminium-Legierung aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die jeweilige Kontaktverbindung 6 als Ultraschall-Bond-Verbindung ausgestaltet sein. Der jeweilige Leadframe 4 kann insbesondere eine Breite 11 von vorzugsweise einigen Zehntel Millimetern bis einigen Zentimetern aufweisen. In the exemplary embodiments explained above, the respective semiconductor chip contact point 3 For example, aluminum, doped aluminum or an aluminum alloy. Alternatively or additionally, the respective contact connection 6 be designed as an ultrasonic bonding connection. The respective leadframe 4 in particular, a width 11 preferably from a few tenths of a millimeter to a few centimeters.

11 zeigt eine schematische Darstellung des vorgeschlagenen Verfahrens zur Herstellung eines Halbleitermoduls 1. 11 shows a schematic representation of the proposed method for producing a semiconductor module 1 ,

Im Verfahrensschritt S1 wird zumindest ein Halbleiterchip 2 und/oder ein Substrat 12 bereitgestellt, der bzw. die jeweils zumindest eine elektrische Halbleiterchip-Kontaktstelle 3 bzw. Substrat-Kontaktstelle 13 aufweist. In method step S1, at least one semiconductor chip is formed 2 and / or a substrate 12 provided, the or each at least one electrical semiconductor chip pad 3 or substrate contact point 13 having.

Im Verfahrensschritt S2 wird zumindest ein Leadframe 4 bereitgestellt, der jeweils zumindest eine elektrische Leadframe-Kontaktstelle 5 aufweist. In method step S2, at least one lead frame 4 provided, each having at least one electrical lead frame contact point 5 having.

Im Verfahrensschritt S3 wird eine jeweilige Kontaktverbindung 6 als Bond-Verbindung mittels Bonden hergestellt, wobei die jeweilige Kontaktverbindung 6 die zumindest eine elektrische Halbleiterchip-Kontaktstelle 3 bzw. die zumindest eine elektrische Substrat-Kontaktstelle 13 mit einer der elektrischen Leadframe-Kontaktstellen 5 elektrisch verbindet. In method step S3, a respective contact connection is made 6 manufactured as a bonding connection by means of bonding, wherein the respective contact connection 6 the at least one electrical semiconductor chip pad 3 or the at least one electrical substrate pad 13 with one of the electrical leadframe contact points 5 connects electrically.

Zur Herstellung der jeweiligen Kontaktverbindung 6 kann beispielsweise Ultraschall-Bonden verwendet werden, wozu insbesondere eine jeweilige Sonotrode 7 verwendet werden kann, wie in 7 dargestellt ist. Vorzugsweise werden mehrere der Kontaktverbindungen 6 simultan mittels einer jeweiligen Sonotrode 7 hergestellt. Insbesondere kann der jeweilige Leadframe 4 als vorgefertigter Leadframe 4 bereitgestellt werden. For the preparation of the respective contact connection 6 For example, ultrasonic bonding can be used, including in particular a respective sonotrode 7 can be used as in 7 is shown. Preferably, more of the contact connections 6 simultaneously by means of a respective sonotrode 7 produced. In particular, the respective leadframe 4 as a prefabricated leadframe 4 to be provided.

12 zeigt einen Verfahrensschritt eines Ausführungsbeispiels des vorgeschlagenen Verfahrens, angewendet auf das vierte Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Halbleitermoduls 1. 12 shows a method step of an embodiment of the proposed method, applied to the fourth embodiment of the proposed semiconductor module 1 ,

Die beiden Kontaktverbindungen 6 werden jeweils als Bond-Verbindung mittels Ultraschall-Bonden hergestellt, wobei hierfür eine jeweilige Sonotrode 7 verwendet wird. Vorzugsweise werden die beiden Kontaktverbindungen 6 simultan mittels der beiden Sonotroden 7 hergestellt. The two contact connections 6 are each prepared as a bond connection by means of ultrasonic bonding, for which purpose a respective sonotrode 7 is used. Preferably, the two contact connections 6 simultaneously by means of the two sonotrodes 7 produced.

Der erläuterte Verfahrensschritt kann auch für das dritte und fünfte bis achte Ausführungsbeispiel entsprechend angewendet werden, um zwei oder mehr der Kontaktverbindungen 6 insbesondere simultan herzustellen. The explained method step can also be used correspondingly for the third and fifth to eighth embodiments, to two or more of the contact connections 6 especially simultaneously.

13 zeigt ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Stromrichters 8, welcher das vorgeschlagene Halbleitermodul 1 aufweist und vorzugsweise für einen Antriebsstranges eines Fahrzeugs 9 ausgelegt ist. 13 shows an embodiment of the proposed power converter 8th which the proposed semiconductor module 1 and preferably for a drive train of a vehicle 9 is designed.

14 zeigt ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Fahrzeugs 9, welches den vorgeschlagenen Stromrichter 11 in seinem Antriebsstrang aufweist und vorzugsweise als Hybrid- oder Elektrofahrzeug ausgestaltet ist. 14 shows an embodiment of the proposed vehicle 9 which the proposed power converter 11 has in its drive train and is preferably designed as a hybrid or electric vehicle.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung zwei Verfahren zur Herstellung eines Halbleitermoduls. Weiterhin betrifft die Erfindung zwei derartige Halbleitermodule, insbesondere für einen Stromrichter eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung einen Stromrichter, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, aufweisend zumindest ein derartiges Halbleitermodul. Schließlich betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere Hybrid- oder Elektrofahrzeug, aufweisend einen Antriebsstrang umfassend einen derartigen Stromrichter. In summary, the invention relates to two methods for producing a semiconductor module. Furthermore, the invention relates to two such semiconductor modules, in particular for a power converter of a drive train of a vehicle. Furthermore, the invention relates to a power converter, in particular for a drive train of a vehicle, comprising at least one such semiconductor module. Finally, the invention relates to a vehicle, in particular hybrid or electric vehicle, comprising a drive train comprising such a power converter.

Um die Herstellung eines derartigen Halbleitermoduls einfacher und kostengünstiger zu gestalten bzw. ein einfacher und kostengünstiger herstellbares Halbleitermodul bereitzustellen bzw. einzusetzen, werden folgende Verfahrensschritte vorgeschlagen:

  • – Bereitstellen zumindest eines Halbleiterchips aufweisend zumindest eine elektrische Halbleiterchip-Kontaktstelle,
  • – Bereitstellen zumindest eines Leadframes aufweisend zumindest eine elektrische Leadframe-Kontaktstelle,
  • – Herstellen einer jeweiligen Kontaktverbindung als Bond-Verbindung mittels Bonden,
wobei die jeweilige Kontaktverbindung eine der elektrischen Halbleiterchip-Kontaktstellen mit einer der elektrischen Leadframe-Kontaktstellen elektrisch verbindet. In order to make the production of such a semiconductor module simpler and more cost-effective or to provide or use a simple and less expensive semiconductor module that can be produced, the following method steps are proposed:
  • Providing at least one semiconductor chip having at least one electrical semiconductor chip contact point,
  • Providing at least one leadframe having at least one electrical leadframe contact point,
  • Producing a respective contact connection as a bonding connection by means of bonding,
wherein the respective contact connection electrically connects one of the electrical semiconductor chip contact points with one of the electrical leadframe contact points.

Alternativ folgende Verfahrensschritte vorgeschlagen:

  • – Bereitstellen zumindest eines Substrates aufweisend zumindest eine elektrische Substrat-Kontaktstelle,
  • – Bereitstellen zumindest eines Leadframes aufweisend zumindest eine elektrische Leadframe-Kontaktstelle,
  • – Herstellen einer jeweiligen Kontaktverbindung als Bond-Verbindung mittels Bonden,
wobei die jeweilige Kontaktverbindung eine der elektrischen Substrat-Kontaktstellen mit einer der elektrischen Leadframe-Kontaktstellen elektrisch verbindet. Alternatively proposed the following method steps:
  • Providing at least one substrate having at least one electrical substrate contact point,
  • Providing at least one leadframe having at least one electrical leadframe contact point,
  • Producing a respective contact connection as a bonding connection by means of bonding,
wherein the respective contact connection electrically connects one of the electrical substrate pads to one of the electrical leadframe pads.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Halbleitermodul aufweist:

  • – zumindest einen Halbleiterchip aufweisend zumindest eine elektrische Halbleiterchip-Kontaktstelle,
  • – zumindest einen Leadframe aufweisend zumindest eine elektrische Leadframe-Kontaktstelle,
  • – eine jeweilige Kontaktverbindung, welche eine der elektrischen Halbleiterchip-Kontaktstellen mit einer der elektrischen Leadframe-Kontaktstellen elektrisch verbindet,
wobei die jeweilige Kontaktverbindung als Bond-Verbindung ausgestaltet ist. Furthermore, it is proposed that the semiconductor module has:
  • At least one semiconductor chip having at least one electrical semiconductor chip contact point,
  • At least one leadframe having at least one electrical leadframe contact point,
  • A respective contact connection which electrically connects one of the electrical semiconductor chip contact points to one of the electrical leadframe contact points,
wherein the respective contact connection is designed as a bond connection.

Alternativ wird vorgeschlagen, dass das Halbleitermodul aufweist:

  • – zumindest ein Substrat aufweisend zumindest eine elektrische Substrat-Kontaktstelle,
  • – zumindest einen Leadframe aufweisend zumindest eine elektrische Leadframe-Kontaktstelle,
  • – eine jeweilige Kontaktverbindung, welche eine der elektrischen Substrat-Kontaktstellen mit einer der elektrischen Leadframe-Kontaktstellen elektrisch verbindet,
wobei die jeweilige Kontaktverbindung als Bond-Verbindung ausgestaltet ist. Alternatively, it is proposed that the semiconductor module comprises:
  • At least one substrate having at least one electrical substrate contact point,
  • At least one leadframe having at least one electrical leadframe contact point,
  • A respective contact connection electrically connecting one of the electrical substrate pads to one of the leadframe electrical contact pads,
wherein the respective contact connection is designed as a bond connection.

Ferner werden ein entsprechender Stromrichter und ein entsprechendes Fahrzeug vorgeschlagen.Furthermore, a corresponding power converter and a corresponding vehicle are proposed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19927747 C1 [0006] DE 19927747 C1 [0006]
  • DE 102004039903 B3 [0007] DE 102004039903 B3 [0007]
  • DE 19709912 A1 [0008] DE 19709912 A1 [0008]

Claims (17)

Verfahren zur Herstellung eines Halbleitermoduls (1) umfassend die folgenden Verfahrensschritte: – Bereitstellen zumindest eines Halbleiterchips (2) aufweisend zumindest eine elektrische Halbleiterchip-Kontaktstelle (3), – Bereitstellen zumindest eines Leadframes (4) aufweisend zumindest eine elektrische Leadframe-Kontaktstelle (5), – Herstellen einer jeweiligen Kontaktverbindung (6) als Bond-Verbindung mittels Bonden, wobei die jeweilige Kontaktverbindung (6) eine der elektrischen Halbleiterchip-Kontaktstellen (3) mit einer der elektrischen Leadframe-Kontaktstellen (5) elektrisch verbindet. Method for producing a semiconductor module ( 1 ) comprising the following method steps: - providing at least one semiconductor chip ( 2 ) comprising at least one electrical semiconductor chip pad ( 3 ), - providing at least one leadframe ( 4 ) comprising at least one electrical leadframe contact point ( 5 ), - establishing a respective contact connection ( 6 ) as a bond connection by means of bonding, wherein the respective contact connection ( 6 ) one of the electrical semiconductor chip contact points ( 3 ) with one of the electrical leadframe contact points ( 5 ) electrically connects. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitermoduls (1) umfassend die folgenden Verfahrensschritte: – Bereitstellen zumindest eines Substrates (12) aufweisend zumindest eine elektrische Substrat-Kontaktstelle (13), – Bereitstellen zumindest eines Leadframes (4) aufweisend zumindest eine elektrische Leadframe-Kontaktstelle (5), – Herstellen einer jeweiligen Kontaktverbindung (6) als Bond-Verbindung mittels Bonden, wobei die jeweilige Kontaktverbindung (6) eine der elektrischen Substrat-Kontaktstellen (13) mit einer der elektrischen Leadframe-Kontaktstellen (5) elektrisch verbindet. Method for producing a semiconductor module ( 1 ) comprising the following method steps: providing at least one substrate ( 12 ) comprising at least one electrical substrate pad ( 13 ), - providing at least one leadframe ( 4 ) comprising at least one electrical leadframe contact point ( 5 ), - establishing a respective contact connection ( 6 ) as a bond connection by means of bonding, wherein the respective contact connection ( 6 ) one of the electrical substrate pads ( 13 ) with one of the electrical leadframe contact points ( 5 ) electrically connects. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei der jeweilige Leadframe (4) zumindest zwei elektrische Leadframe-Kontaktstellen (5) aufweist. Method according to claims 1 and 2, wherein the respective leadframe ( 4 ) at least two electrical leadframe contact points ( 5 ) having. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Herstellung der jeweiligen Kontaktverbindung (6) Ultraschall-Bonden verwendet wird. Method according to one of the preceding claims, wherein for the preparation of the respective contact compound ( 6 ) Ultrasonic bonding is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Herstellung der jeweiligen Kontaktverbindung (6) zumindest eine Sonotrode (7) verwendet wird. Method according to one of the preceding claims, wherein for the preparation of the respective contact compound ( 6 ) at least one sonotrode ( 7 ) is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere der Kontaktverbindungen (6) simultan mittels einer jeweiligen Sonotrode (7) hergestellt werden. Method according to one of the preceding claims, wherein a plurality of the contact compounds ( 6 ) simultaneously by means of a respective sonotrode ( 7 ) getting produced. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der jeweilige Leadframe (4) als vorgefertigter Leadframe (4) bereitgestellt wird. Method according to one of the preceding claims, wherein the respective leadframe ( 4 ) as a prefabricated leadframe ( 4 ) provided. Halbleitermodul (1), insbesondere für einen Stromrichter (8) eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs (9), wobei das Halbleitermodul (1) aufweist: – zumindest einen Halbleiterchip (2) aufweisend zumindest eine elektrische Halbleiterchip-Kontaktstelle (3), – zumindest einen Leadframe (4) aufweisend zumindest eine elektrische Leadframe-Kontaktstelle (5), – eine jeweilige Kontaktverbindung (6), welche eine der elektrischen Halbleiterchip-Kontaktstellen (3) mit einer der elektrischen Leadframe-Kontaktstellen (5) elektrisch verbindet, wobei die jeweilige Kontaktverbindung (6) als Bond-Verbindung ausgestaltet ist. Semiconductor module ( 1 ), in particular for a power converter ( 8th ) of a drive train of a vehicle ( 9 ), wherein the semiconductor module ( 1 ): - at least one semiconductor chip ( 2 ) comprising at least one electrical semiconductor chip pad ( 3 ), - at least one leadframe ( 4 ) comprising at least one electrical leadframe contact point ( 5 ), - a respective contact connection ( 6 ), which one of the electrical semiconductor chip contact points ( 3 ) with one of the electrical leadframe contact points ( 5 ) electrically connects, wherein the respective contact connection ( 6 ) is designed as a bond connection. Halbleitermodul (1), insbesondere für einen Stromrichter (8) eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs (9), wobei das Halbleitermodul (1) aufweist: – zumindest ein Substrat (12) aufweisend zumindest eine elektrische Substrat-Kontaktstelle (3), – zumindest einen Leadframe (4) aufweisend zumindest eine elektrische Leadframe-Kontaktstelle (5), – eine jeweilige Kontaktverbindung (6), welche eine der elektrischen Substrat-Kontaktstellen (13) mit einer der elektrischen Leadframe-Kontaktstellen (5) elektrisch verbindet, wobei die jeweilige Kontaktverbindung (6) als Bond-Verbindung ausgestaltet ist. Semiconductor module ( 1 ), in particular for a power converter ( 8th ) of a drive train of a vehicle ( 9 ), wherein the semiconductor module ( 1 ): - at least one substrate ( 12 ) comprising at least one electrical substrate pad ( 3 ), - at least one leadframe ( 4 ) comprising at least one electrical leadframe contact point ( 5 ), - a respective contact connection ( 6 ), which one of the electrical substrate pads ( 13 ) with one of the electrical leadframe contact points ( 5 ) electrically connects, wherein the respective contact connection ( 6 ) is designed as a bond connection. Halbleitermodul (1) nach den Ansprüchen 8 und 9, wobei der jeweilige Leadframe (4) zumindest zwei elektrische Leadframe-Kontaktstellen (5) aufweist. Semiconductor module ( 1 ) according to claims 8 and 9, wherein the respective leadframe ( 4 ) at least two electrical leadframe contact points ( 5 ) having. Halbleitermodul (1) nach Anspruch 8 oder 10, wobei der jeweilige Halbleiterchip (2) eine zumindest abschnittsweise flache Oberfläche (10) aufweist, wobei die für die jeweilige Kontaktverbindung (6) vorgesehene Halbleiterchip-Kontaktstelle (3) an der Oberfläche (10) des jeweiligen Halbleiterchips (2) angeordnet ist. Semiconductor module ( 1 ) according to claim 8 or 10, wherein the respective semiconductor chip ( 2 ) an at least partially flat surface ( 10 ), wherein for the respective contact connection ( 6 ) provided semiconductor chip pad ( 3 ) on the surface ( 10 ) of the respective semiconductor chip ( 2 ) is arranged. Halbleitermodul (1) nach Anspruch 8, 10 oder 11, wobei die jeweilige Halbleiterchip-Kontaktstelle (3) Aluminium, dotiertes Aluminium bzw. eine Aluminium-Legierung aufweist. Semiconductor module ( 1 ) according to claim 8, 10 or 11, wherein the respective semiconductor chip contact point ( 3 ) Aluminum, doped aluminum or an aluminum alloy. Halbleitermodul (1) nach einem der Ansprüche 8, 10, 11 oder 12, wobei der jeweilige Halbleiterchip (2) zumindest zwei elektrische Halbleiterchip-Kontaktstellen (3) aufweist, wobei der jeweilige Leadframe (4) zumindest zwei elektrische Leadframe-Kontaktstellen (5) aufweist. Semiconductor module ( 1 ) according to one of claims 8, 10, 11 or 12, wherein the respective semiconductor chip ( 2 ) at least two electrical semiconductor chip pads ( 3 ), wherein the respective leadframe ( 4 ) at least two electrical leadframe contact points ( 5 ) having. Halbleitermodul (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei die jeweilige Kontaktverbindung (6) als Ultraschall-Bond-Verbindung ausgestaltet ist. Semiconductor module ( 1 ) according to one of claims 8 to 13, wherein the respective contact connection ( 6 ) is designed as an ultrasonic bonding connection. Halbleitermodul (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei der jeweilige Leadframe (4) eine Breite (11) von zumindest einigen Zehntel Millimetern bis einigen Zentimetern aufweist. Semiconductor module ( 1 ) according to one of claims 8 to 14, wherein the respective leadframe ( 4 ) a width ( 11 ) of at least a few tenths of a millimeter to a few centimeters. Stromrichter (8), insbesondere für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs (9), aufweisend zumindest ein Halbleitermodul (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 15. Power converter ( 8th ), in particular for a drive train of a vehicle ( 9 ), comprising at least one semiconductor module ( 1 ) according to one of claims 8 to 15. Fahrzeug (9), insbesondere Hybrid- oder Elektrofahrzeug, aufweisend einen Antriebsstrang umfassend zumindest einen Stromrichter (11) nach Anspruch 16. Vehicle ( 9 ), in particular hybrid or electric vehicle, comprising a drive train comprising at least one power converter ( 11 ) according to claim 16.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020208440A1 (en) 2020-07-06 2022-01-27 Zf Friedrichshafen Ag Method of manufacturing a half-bridge module, half-bridge module and inverter
DE102022207522A1 (en) 2022-07-22 2024-01-25 Zf Friedrichshafen Ag Power module

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19709912A1 (en) 1996-03-11 1997-10-30 Nat Semiconductor Corp Ultrasonic bonding method and apparatus
DE19927747C1 (en) 1999-06-17 2000-07-06 Siemens Ag Multi-chip module for leads-on-chip mounting, includes rectangular chips on single wafer
JP2002313851A (en) * 2001-04-18 2002-10-25 Kaga Toshiba Electron Kk Method for manufacturing semiconductor device
DE102004039903B3 (en) 2004-08-18 2006-05-18 Mühlbauer Ag Ultrasonic head unit for making transponders has first sonotrode arranged below lower surface of substrate, first block element, in which wire guide is integrated, above upper surface of substrate opposite first sonotrode or vice-versa
US20060138532A1 (en) * 2004-12-24 2006-06-29 Masahide Okamoto Semiconductor device and manufacturing method of the same
EP1811557A2 (en) * 2006-01-24 2007-07-25 NEC Electronics Corporation Semiconductor apparatus manufacturing method
DE102012200329A1 (en) * 2011-01-12 2012-07-12 Infineon Technologies Ag Semiconductor arrangement with a heatspreader

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3753426B2 (en) * 2003-01-15 2006-03-08 株式会社東芝 Ultrasonic bonding tool and method for manufacturing semiconductor device using ultrasonic bonding tool
JP4586508B2 (en) * 2004-10-06 2010-11-24 富士電機システムズ株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR101249745B1 (en) * 2011-05-16 2013-04-03 제엠제코(주) Clip for semiconductor package, semiconductor package using the same amd method for fabricating the package
JP5965687B2 (en) * 2012-03-23 2016-08-10 株式会社 日立パワーデバイス Power semiconductor module
DE102014008587B4 (en) * 2014-06-10 2022-01-05 Vitesco Technologies GmbH Power semiconductor circuit

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19709912A1 (en) 1996-03-11 1997-10-30 Nat Semiconductor Corp Ultrasonic bonding method and apparatus
DE19927747C1 (en) 1999-06-17 2000-07-06 Siemens Ag Multi-chip module for leads-on-chip mounting, includes rectangular chips on single wafer
JP2002313851A (en) * 2001-04-18 2002-10-25 Kaga Toshiba Electron Kk Method for manufacturing semiconductor device
DE102004039903B3 (en) 2004-08-18 2006-05-18 Mühlbauer Ag Ultrasonic head unit for making transponders has first sonotrode arranged below lower surface of substrate, first block element, in which wire guide is integrated, above upper surface of substrate opposite first sonotrode or vice-versa
US20060138532A1 (en) * 2004-12-24 2006-06-29 Masahide Okamoto Semiconductor device and manufacturing method of the same
EP1811557A2 (en) * 2006-01-24 2007-07-25 NEC Electronics Corporation Semiconductor apparatus manufacturing method
DE102012200329A1 (en) * 2011-01-12 2012-07-12 Infineon Technologies Ag Semiconductor arrangement with a heatspreader

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020208440A1 (en) 2020-07-06 2022-01-27 Zf Friedrichshafen Ag Method of manufacturing a half-bridge module, half-bridge module and inverter
DE102022207522A1 (en) 2022-07-22 2024-01-25 Zf Friedrichshafen Ag Power module

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